KR101520044B1 - 태양전지 모듈 및 이의 제조 방법 - Google Patents

태양전지 모듈 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101520044B1
KR101520044B1 KR1020090007218A KR20090007218A KR101520044B1 KR 101520044 B1 KR101520044 B1 KR 101520044B1 KR 1020090007218 A KR1020090007218 A KR 1020090007218A KR 20090007218 A KR20090007218 A KR 20090007218A KR 101520044 B1 KR101520044 B1 KR 101520044B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode layer
peripheral
grooves
region
lower electrode
Prior art date
Application number
KR1020090007218A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100088182A (ko
Inventor
강구현
김동진
강연일
이창호
신명훈
우대하
이병규
남육현
정승재
박중현
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020090007218A priority Critical patent/KR101520044B1/ko
Priority to EP09014583A priority patent/EP2214209A2/en
Priority to US12/629,847 priority patent/US8742247B2/en
Publication of KR20100088182A publication Critical patent/KR20100088182A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101520044B1 publication Critical patent/KR101520044B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H01L31/0463PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate characterised by special patterning methods to connect the PV cells in a module, e.g. laser cutting of the conductive or active layers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

태양전지 모듈은 기판, 하부 전극층, 반도체층 및 상부 전극층을 포함한다. 하부 전극층은 기판을 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 주변 영역으로 분리하는 복수의 영역 분리 홈들 및 및 상기 액티브 영역에 형성된, 복수의 제1 셀 분리 홈들을 포함한다. 반도체층은 하부 전극층 위에 형성되고 제1 셀 분리 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제2 셀 분리 홈들을 포함한다. 상부 전극층은 반도체층 위에 형성되고 제2 셀 분리 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제3 셀 분리 홈들을 포함한다.
태양전지, 에지, 레이저, 분리

Description

태양전지 모듈 및 이의 제조 방법{SOLAR CELL MODULE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 태양전지 모듈 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상게하게는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 모듈 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지란 광기전력 효과(Photovoltaic Effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치로서, 그 구성 물질에 따라서 실리콘 태양전지. 박막 태양전지, 염료감응 태양전지 및 유기고분자 태양전지 등으로 구분된다.
일반적으로, 태양전지 모듈은 복수의 광전 변환 셀들을 포함한다. 상기 광전 변환 셀들을 형성하기 위해 투명 기판 위에 하부 전극층, 반도체층 및 상부 전극층을 형성하고, 각 층의 일부를 제거하는 공정을 수행한다. 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층은 상기 광전 변환 셀들이 형성되는 영역은 물론 상기 광전 변환 셀들이 형성되지 않는 영역까지 형성된다.
이와 같이 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층이 상기 기 판 전체에 형성되는 경우 상기 기판의 에지 부분에서 상기 하부 전극층과 상기 상부 전극층이 전기적으로 연결될 수 있다. 상기와 같이 상기 하부 전극층과 상기 상부 전극층이 전기적으로 연결되는 경우 상기 태양전지의 광에너지 변환 효율이 감소된다. 따라서 상기 기판의 에지 부분에 적층된 물질을 제거하여 상기 하부 전극층과 상기 상부 전극층을 서로 전기적으로 분리시키는 공정이 요구된다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 광전 변환 셀들의 상부 전극과 하부 전극이 전기적으로 연결되는 것을 방지함으로써 광 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 태양전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 태양전지 모듈의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일 실시예에 따른 태양전지 모듈은, 기판, 하부 전극층, 반도체층 및 상부 전극층을 포함한다. 상기 하부 전극층은 상기 기판을 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 주변 영역으로 분리하는 복수의 영역 분리 홈들 및 상기 액티브 영역에 형성된 복수의 제1 셀 분리 홈들을 포함한다. 상기 반도체층은 상기 하부 전극층 위에 형성되고 상기 제1 셀 분리 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제2 셀 분리 홈들을 포함한다. 상기 상부 전극층은 상기 반도체층 위에 형성되고 상기 제2 셀 분리 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제3 셀 분리 홈들을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 태양전지 모듈은 상기 주변 영역에 상기 영역 분리 홈들로부터 이격되어 배치되고 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층을 포함하는 복수의 제1 더미 셀들을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 태양전지 모듈은 상기 주변 영역에 상기 제1 더미 셀들과 이격되어 배치되고 상기 하부 전극층으로 이루어진 복수의 제2 더미 셀들을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 태양전지 모듈은 상기 주변 영역에 상기 제1 더미 셀들과 이격되어 배치되고, 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 하부 전극층을 포함하는 복수의 제2 더미 셀들을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제2 더미 셀들의 상기 하부 전극층은 상기 영역 분리 홈들의 일단과 접하게 형성되고, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층은 상기 액티브 영역에 적층된 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층과 이격되어 형성된다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈은, 기판, 하부 전극층, 반도체층 및 상부 전극층을 포함한다. 상기 하부 전극층은 상기 기판을 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 주변 영역으로 분리하는 복수의 영역 분리 홈들, 상기 액티브 영역에 형성된 복수의 제1 셀 분리 홈들 및 상기 주변 영역에 형성된 복수의 제1 주변 홈들을 포함한다. 상기 반도체층은 상기 하부 전극층 위에 형성되고 상기 제1 셀 분리 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제2 셀 분리 홈들 및 상기 주변 영역에 형성되고 상기 제1 주변 홈들과 연결된 복수의 제2 주변 홈들을 포함한다. 상기 상부 전극층은 상기 반도체층 위에 형성되고 상기 제2 셀 분리 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제3 셀 분리 홈들 및 상기 주변 영역에 형성되고 상기 제2 주변 홈들과 연결된 복수의 제3 주변 홈들을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 태양전지 모듈은 상기 주변 영역에 상기 제1 내지 제3 주변 홈들로부터 이격되어 배치되고 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층을 포함하는 복수의 제1 더미 셀들을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 태양전지 모듈은 상기 주변 영역에 상기 제1 내지 제3 주변 홈들을 사이에 두고 상기 제1 더미 셀들과 마주보게 배치되고 상기 하부 전극층으로 이루어진 복수의 제2 더미 셀들을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 태양전지 모듈은 상기 주변 영역에 상기 제1 내지 제3 주변 홈들을 사이에 두고 상기 제1 더미 셀들과 마주보게 배치되고, 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 하부 전극층을 포함하는 복수의 제2 더미 셀들을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 반도체층은 상기 주변 영역에 상기 제2 주변 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제4 주변 홈들을 더 포함하고, 상기 상부 전극층은 상기 주변 영역에 형성되고 상기 제4 주변 홈들로과 연결된 복수의 제5 주변 홈들을 더 포함한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조 방법은, 기판 상에 복수의 영역 분리 홈들 및 복수의 제1 셀 분리 홈들을 포함하는 하부 전극층을 형성한다. 상기 하부 전극층 위에 상기 제1 셀 분리 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제2 셀 분리 홈들을 포함하는 반도체층을 형성한 다. 상기 반도체층 위에 상기 제2 셀 분리 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제3 셀 분리 홈들을 포함하는 상부 전극층을 형성한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 하부 전극층을 형성하는 단계는 상기 기판 위에 상기 하부 전극층을 형성하는 단계 및 상기 하부 전극층이 형성된 상기 기판 위에 제1 레이저 빔을 조사하여 상기 기판을 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 주변 영역으로 분리하는 상기 영역 분리 홈들 및 상기 제1 셀 분리 홈들을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 반도체층을 형성하는 단계는 상기 제1 셀 분리 홈들이 형성된 상기 하부 전극층 위에 상기 반도체층을 형성하는 단계 및 상기 액티브 영역에 형성된 상기 반도체층에 상기 제1 셀 분리 홈 들이 형성된 영역과 다른 영역에 제2 레이저 빔을 조사하여 상기 하부 전극층을 노출시키는 상기 제2 셀 분리 홈들을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 상부 전극층을 형성하는 단계는, 상기 제2 셀 분리 홈들이 형성된 상기 반도체층 위에 상기 상부 전극층을 형성하는 단계 및 상기 액티브 영역에 형성된 상기 상부 전극층에 상기 제2 셀 분리 홈들이 형성된 영역과 다른 영역에 제3 레이저 빔을 조사하여 상기 하부 전극층을 노출시키는 상기 제3 셀 분리 홈들을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 주변 영역에 상기 영역 분리 홈들로부터 이격되어 배치되고, 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층을 포함하는 복수의 제1 더미 셀들을 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1 더미 셀들을 형성하는 단계는, 상기 주변 영역에 제4 레이저 빔을 조사하여 상기 주변 영역에 형성된 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층의 일부를 제거하여 제1 주변 분리홈을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 더미 셀들은 상기 제1 주변 홈들에 의해 상기 영역 분리 홈들로부터 이격되어 형성된다.
본 발명의 실시예에서, 제13항에 있어서, 상기 주변 영역에 상기 제1 더미 셀들과 이격되어 배치되고, 상기 하부 전극층으로 이루어진 복수의 제2 더미 셀들을 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제2 더미 셀들을 형성하는 단계는 상기 주변 영역에 제5 레이저 빔을 조사하여 상기 주변 영역에 형성된 상기 상부 전극층 및 상기 반도체층을 제거하여 제2 주변 분리 홈들을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제2 더미 셀들은 상기 제2 주변 분리 홈들에 의해 형성된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 주변 영역에 상기 제1 더미 셀들과 이격되어 배치되고, 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층을 포함하는 복수의 제2 더미 셀들을 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제2 더미 셀들을 형성하는 단계는 상기 제1 주변 상기 주변 영역에 제5 레이저 빔을 조사하여 상기 주변 영역에 형성된 상기 상부 전극층 및 상기 반도체층의 일부를 제거하여 제2 주변 분리 홈들을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제2 더미 셀들의 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층은 상기 제2 주변 분리 홈들에 의해 상기 액티브 영역의 가장 자리에 형성된 광전 변환 셀 의 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층과 전기적으로 분리된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 영역 분리 홈들로부터 이격된 상기 주변 영역에 제4 레이저 빔을 조사하여 상기 주변 영역에 형성된 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
이러한 태양전지 모듈 및 이의 제조 방법에 의하면, 액티브 영역과 주변 영역을 분리시키는 주변 분리 홈을 영역 분리 홈들과 이격되게 형성함으로써 주변 영역에 형성된 누설 전류가 액티브 영역으로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 주변 영역에 발생된 누설 전류가 액티브 영역에 형성된 광전 변환 셀들의 영향을 주어 태양전지의 광 에너지 변환 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 표시 장치의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하 여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 태양전지 모듈의 평면도이다. 도 2는 도 1의 I-I 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 태양전지 모듈(100)은 투명 기판(110), 복수의 광전 변환 셀(105)들 및 복수의 제1 더미 셀(162)들을 포함한다.
상기 투명 기판(110)은 상기 광전 변환 셀(105)들이 형성되는 액티브 영역(Active Area, AA)과 상기 액티브 영역(AA)을 둘러싸는 주변 영역(Periphery Area, PA)을 포함한다. 상기 액티브 영역(AA)과 상기 주변 영역(PA)은 복수의 영역 분리 홈(101)들에 의해 분리될 수 있다. 상기 투명 기판(110)은 유리 기판일 수 있다.
상기 광전 변환 셀(105)들은 상기 액티브 영역(AA)에 형성된다. 상기 광전 변환 셀(105)들은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)을 따라 서로 직렬로 연결될 수 있다. 상기 광전 변환 셀(105)들은 모두 동일한 면적으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 광전 변환 셀(105)들은 선폭이 1cm 정도, 길이가 1m 정도의 사이즈로 형성될 수 있다. 즉, 상기 광전 변환 셀(105)뜰은 긴 막대 형상을 가질 수 있다.
상기 광전 변환 셀(105)들은 상기 투명 기판(110) 위에 배치되는 하부 전극층(120), 반도체층(130) 및 상부 전극층(140)을 포함한다.
상기 하부 전극층(120)은 상기 투명 기판(110) 위에 형성된다. 상기 하부 전극층(120)은 광투과성 및 전기 전도성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 상기 하부 전극층(120)은 투명 전도성 산화물(Transparent conductive oxide, TCO)로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 하부 전극층(120)은 인듐 틴 옥사이드(Indium tin oxide, ITO) 및 산화 주석(SnO2) 등으로 형성될 수 있다. 상기 하부 전극층(120)은 약 600Å ~ 2㎛의 두께로 형성될 수 있다.
상기 반도체층(130)은 상기 투명 기판(110) 및 상기 하부 전극층(120)을 투과한 광에 반응하여 기전력을 발생시킨다. 상기 기전력으로 인해 상기 하부 전극층(120)과 상기 상부 전극층(140) 간에는 전기장이 형성되며 전류가 발생될 수 있다. 예를 들면, 상기 반도체층(130)은 P형 실리콘 박막, I형 실리콘 박막 및 N형 실리콘 박막을 순차적으로 적층하여 형성할 수 있다. 이 경우 상기 반도체층(130)은 약 2000Å ~ 4000Å의 두께로 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 반도체층(130)은 상기 P-I-N 실리콘 박막을 2단으로 적층하여 형성할 수 있다. 이 경우 상기 반도체층(130)은 약 1.5㎛ ~ 2.5㎛의 두께로 형성될 수 있다.
상기 상부 전극층(140)은 상기 반도체층(130) 위에 배치된다. 상기 상부 전극층(140)은 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 상부 전극층(140)은 ITO 및 산화 아연(ZnO2) 등으로 형성될 수 있다. 상기 상부 전극층(140)은 반사 전극의 기능을 수행할 수 있다. 상기 상부 전극층(140)은 2000Å ~ 4000Å의 두께로 형성될 수 있다.
상기 광전 변환 셀(105)들은 셀 분리 홈(112)에 의해 분리된다. 상기 셀 분리 홈(112)은 상기 하부 전극층(120)에 형성된 복수의 제1 셀 분리 홈(112a)들, 상기 반도체층(130)에 상기 제1 셀 분리 홈(112a)들과 이격되어 형성된 복수의 제2 셀 분리 홈(112b)들 및 상기 상부 전극층(140)에 상기 제2 셀 분리 홈(112b)들과 이격되어 형성된 복수의 제3 셀 분리 홈(112c)들을 포함한다. 상기 제3 셀 분리 홈(112c)들은 상기 하부 전극층(120)의 일부를 노출시킨다.
각 광전 변환 셀(105)들의 상기 상부 전극층(140)은 상기 제2 셀 분리 홈(112b)을 통해 이웃한 광전 변환 셀(105)의 상기 하부 전극층(120)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 더미 셀(162)들은 상기 주변 영역(PA)에 상기 광전 변환 셀(105)들과 이격되어 형성된다. 예를 들면, 상기 제1 더미 셀(162)들은 상기 주변 영역(PA)에 상기 투명 기판(110)의 에지부와는 접하고, 상기 광전 변환 셀(105)들과는 이격되게 형성될 수 있다. 상기 광전 변환 셀(105)들과 상기 상기 제1 더미 셀(162)들은 상기 주변 영역(PA)에 형성된 제1 주변 분리 홈(152)들에 의해 전기적, 물리적으로 분리된다.
상기 제1 더미 셀(162)들은 상기 하부 전극층(120), 반도체층(130) 및 상부 전극층(140)을 포함할 수 있다.
상기 제1 주변 분리홈(152)들은 상기 하부 전극층(120)의 상기 주변 영역(PA)에 형성된 제1 주변 홈(152a), 상기 반도체층(130)의 상기 주변 영역(PA)에 상기 제1 주변 홈(152a)과 연결되게 형성된 제2 주변 홈(152b) 및 상기 상부 전극층(140)의 주변 영역(PA)에 상기 제2 주변 홈(152b)과 연결되게 형성된 제3 주변 홈(152c)에 의해 정의될 수 있다.
상기 영역 분리 홈(101)들, 상기 제1 내지 제3 셀 분리 홈들(112a ~ 112c) 및 상기 제1 주변 분리 홈(152)들은 레이저 빔을 이용하여 상기 투명 기판(110) 위에 적층된 층들의 일부 또는 전체를 제거하는 레이저 스크라이빙(laser scribing) 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
도 3은 도 1의 A부분을 확대한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 주변 분리 홈(152)은 투명 기판의 주변 영역(PA)에 형성된다. 상기 제1 주변 분리 홈(150)은 제1 영역 분리 홈(101)과 평행한 방향으로 일정 간격 이격되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 주변 분리 홈(152)의 폭은 상기 제1 영역 분리 홈(101)의 폭과 다르게 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 주변 분리 홈(152)의 폭은 상기 제1 영역 분리 홈(101)의 폭 보다 크게 형성될 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 도 2에 도시된 태양전지 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2 및 도 4a를 참조하면, 상기 투명 기판(110) 위에 상기 하부 전극층(120)을 형성한다.
상기 하부 전극층(120)이 형성된 상기 투명 기판(110)에 제1 레이저 빔을 조사하여 상기 투명 기판(110)의 영역을 상기 액티브 영역(AA)과 액티브 영역을 둘러싸는 상기 주변 영역(PA)으로 분할하는 상기 영역 분리 홈(101)들 및 상기 제1 셀 분리 홈(112a)들을 형성한다. 상기 제1 셀 분리 홈(112a)들은 상기 액티브 영역(AA)에 형성된 상기 하부 전극층(120)에 형성된다. 상기 영역 분리 홈(101)들은 상기 제1 셀 분리 홈(112a)과 동시에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 레이저 빔 은 1064nm 파장을 갖는 레이저 빔일 수 있다. 상기 제1 레이저 빔은 제1 방향(D1)으로 조사될 수 있다. 여기서, 상기 제1 방향(D1)은 상기 하부 전극층(120)이 형성된 상기 투명 기판(110)의 일면과 대향하는 반대면으로부터 상기 하부 전극층(120)이 형성된 방향이 될 수 있다.
도 2 및 도 4b를 참조하며, 상기 하부 전극층(120)이 형성된 상기 투명 기판(110) 위에 상기 반도체층(130)을 적층한다. 상기 반도체층(130)은 P-I-N 실리콘 박막을 단층으로 적층하여 형성할 수 있다. 이와 달리 상기 반도체층(130)은 상기 P-I-N 실리콘 박막을 2단으로 적층하여 형성할 수 있다.
이어서, 상기 액티브 영역(AA)에 형성된 상기 반도체층(130)에 상기 제1 셀 분리홈(112a)과 이격된 상기 제2 셀 분리 홈(112b)들을 형성한다. 예를 들면, 상기 제2 셀 분리 홈(112b)들은 상기 액티브 영역(AA)에 형성된 상기 반도체층(130)에 상기 제1 셀 분리 홈(112a)들이 형성된 영역과 다른 영역에 제2 레이저 빔을 조사하여 형성할 수 있다. 상기 제2 셀 분리 홈(112b)들은 상기 하부 전극층(120)을 노출시킨다. 상기 제2 레이저 빔은 약 532nm 파장을 갖는 레이저 빔일 수 있다. 이 때 상기 제2 레이저 빔은 상기 하부 전극층(120)에 형성된 상기 제1 셀 분리 홈(112a)들과 중첩되지 않도록 상기 제1 셀 분리 홈(112a)들로부터 일정 간격 이격된 위치에 조사된다.
도 2 및 도 4c를 참조하면, 상기 반도체층(130)이 형성된 상기 투명 기판(110) 위에 상기 상부 전극층(140)을 형성한다.
이어서, 상기 액티브 영역(AA)에 형성된 상기 상부 전극층(140)에 상기 제2 셀 분리 홈(112b)들과 이격된 상기 제3 셀 분리 홈(112c)들을 형성한다. 예를 들면, 상기 제3 셀 분리 홈(112c)들은 상기 액티브 영역(AA)에 형성된 상기 상부 전극층(140)에 상기 제2 셀 분리 홈(112b)들이 형성된 영역과 다른 영역에 제3 레이저 빔을 조사하여 형성할 수 있다. 상기 제3 셀 분리 홈(112c)들은 상기 하부 전극층(120)을 노출시킨다. 여기서, 상기 제3 레이저 빔은 약 532nm 파장을 갖는 레이저 빔일 수 있다.
마지막으로, 상기 액티브 영역(AA)으로부터 이격된 상기 주변 영역(PA)에 형성된 상기 하부 전극층(120), 상기 반도체층(130) 및 상기 상부 전극층(140)의 일부를 제거하여 상기 제1 주변 분리 홈(152)들을 형성한다. 예를 들면, 상기 제1 주변 분리 홈(152)들은 상기 영역 분리 홈(101)들로부터 이격된 상기 주변 영역(PA)에 제4 레이저 빔을 조사하여 형성할 수 있다. 상기 제4 레이저 빔은 약 1064nm 파장을 갖는 레이저 빔일 수 있다.
본 실시예에 따르면 상기 액티브 영역(AA)과 상기 주변 영역(PA)을 전기적, 물리적으로 분리시키는 상기 제1 주변 분리 홈(152)들을 하나의 레이저 공정을 통해 형성함으로써 공정을 단순화시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 주변 분리 홈(152)들을 상기 액티브 영역(AA)으로부터 이격된 위치에 형성시킴으로써 상기 주변 영역에서 누설 전류가 발생하더라도 상기 누설 전류가 상기 액티브 영역으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
실시예 2
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 태양전지 모듈의 평면도이다. 도 6은 도 5의 II-II 라인을 따라 절단한 단면도이다.
본 실시예에 따른 태양전지 모듈(200)은 복수의 제2 주변 홈들(154a ~ 154d)에 의해 형성되는 복수의 제2 더미 셀(164)들을 더 포함하고, 복수의 영역 분리 홈(101)들, 복수의 제1 주변 분리 홈(152)들 및 상기 제2 주변 분리 홈(154)들이 서로 이격되어 형성된 것을 제외하고는, 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예 1에 따른 태양전지 모듈(100)과 동일하므로, 동일한 부재는 동일한 참조 부호로 나타내고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양전지 모듈(200)은 투명 기판(110), 복수의 광전 변환 셀(105)들, 상기 제1 주변 분리 홈(152)들, 상기 제2 주변 분리 홈(154)들, 복수의 제1 더미 셀(162)들 및 복수의 제2 더미 셀(164)들을 포함한다.
상기 투명 기판(110)은 상기 영역 분리 홈(101)들에 의해 상기 광전 변환 셀(105)들이 형성되는 액티브 영역(AA)과 상기 제1 및 제2 더미 셀들(162, 164)이 형성되는 주변 영역(PA)으로 분리될 수 있다.
상기 제1 주변 분리 홈(152)들은 상기 주변 영역(PA)에 상기 영역 분리 홈(101)들과 이격 되어 형성된다. 상기 제1 주변 분리 홈(152)들은 상기 투명 기판(110)을 노출시킨다. 상기 제1 주변 분리홈(152)들은 상기 하부 전극층(120)의 상기 주변 영역(PA)에 형성된 제1 주변 홈(152a), 상기 반도체층(130)의 상기 주변 영역(PA)에 상기 제1 주변 홈(152a)과 연결되게 형성된 제2 주변 홈(152b) 및 상기 상부 전극층(140)의 주변 영역(PA)에 상기 제2 주변 홈(152b)과 연결되게 형성된 제3 주변 홈(152c)에 의해 정의될 수 있다.
상기 제2 주변 분리 홈(154)들은 상기 주변 영역(PA)에 형성되되, 상기 제1 주변 분리 홈(152)들이 형성된 영역과 다른 영역에 형성된다. 상기 제2 주변 분리 홈(154)들은 상기 제2 더미 셀(164)들의 하부 전극층(120)을 노출시킨다. 상기 제2 주변 분리 홈(154)들은 상기 제1 주변 분리 홈(152)들과 상기 영역 분리 홈(101)들 사이에 위치할 수 있다.
상기 제2 주변 분리 홈(154)들은 상기 반도체층(130)의 상기 주변 영역(PA)에 형성된 제4 주변 홈(154a) 및 상기 상부 전극층(140)의 주변 영역(PA)에 상기 제4 주변 홈(154a)과 연결되게 형성된 제5 주변 홈(154b)에 의해 정의될 수 있다.
상기 제1 더미 셀(162)들은 상기 주변 영역(PA)에 형성되고, 하부 전극층(120), 반도체층(130) 및 상부 전극층(140)을 포함한다.
상기 제2 더미 셀(164)들은 상기 주변 영역(PA)에 상기 제1 더미 셀(162)들과 일정 간격 이격되어 형성된다. 상기 제2 더미 셀(164)들은 일측이 상기 제2 주변 분리 홈(154)들과 접하고 타측이 상기 제1 주변 분리 홈(152)들과 접하는 영역에 형성될 수 있다. 상기 제2 더미 셀(164)들은 상기 하부 전극층(120), 상기 반도체층(130) 및 상기 상부 전극층(140)을 포함한다. 상기 제2 주변 분리 홈(154)들에 의해 상기 제2 더미 셀(164)들의 상기 하부 전극층(120)이 노출된다.
상기 액티브 영역(AA)과 상기 주변 영역(PA)은 상기 제1 및 제2 주변 분리 홈들(152, 154)에 의해 전기적, 물리적으로 분리된다.
상기 제1 더미 셀(162)들과 상기 제2 더미 셀(164)들은 상기 제1 주변 분리 홈(152)들에 의해 전기적, 물리적으로 분리된다.
도 7은 도 5의 A부분을 확대한 평면도이다.
도 7을 참조하면, 제1 주변 분리 홈(152)들과 제2 주변 분리 홈(154)들은 상기 투명 기판(110)의 주변 영역(PA)에 형성된다. 상기 제2 주변 분리 홈(154)들은 영역 분리 홈(101)들과 평행한 방향으로 일정 간격 이격되어 형성되고, 상기 제1 주변 분리 홈(152)들은 상기 제2 주변 분리 홈(154)들과 일정 간격 이격되어 형성된다.
본 실시예에 따른 태양전지 모듈(200)의 제조 방법은 도 4a 내지 4c를 참조하여 설명한 실시예 1에 따른 태양전지 모듈(100)의 제조 방법에서 상기 제2 주변 분리 홈(154)들을 형성하는 과정이 추가된 것을 제외하고는 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 투명 기판(110)에 상기 하부 전극층(120), 상기 반도체층(130) 및 상기 상부 전극층(140)을 형성하고, 레이저 가공을 통해 상기 액티브 영역(AA)에 형성된 상기 제1 내지 제3 셀 분리 홈들(112a ~ 112c)을 형성한 후 상기 주변 영역(PA)에 제4 레이저 빔을 조사하여 상기 투명 기판(110)을 노출시키는 상기 제1 주변 분리 홈(152)들을 형성한다. 상기 제4 레이저 빔은 약 1064nm 파장을 갖는 레이저 빔일 수 있다.
다음으로, 상기 주변 영역(PA)에 상기 제1 주변 분리 홈(152)들이 형성된 영역과 다른 영역에 제5 레이저 빔을 조사하여 상기 주변 영역(PA)에 형성된 하부 전 극층(120)의 일부를 노출시키는 상기 제2 주변 분리 홈(154)들을 형성한다. 상기 제5 레이저 빔은 약 532nm 파장을 갖는 레이저 빔일 수 있다.
본 실시예에 따르면 상기 액티브 영역(AA)과 상기 주변 영역(PA)을 전기적, 물리적으로 분리시키는 상기 제1 주변 분리 홈(152)들 및 상기 제2 주변 분리 홈(154)들을 상기 액티브 영역(AA)으로부터 이격된 위치에 형성시킴으로써 상기 주변 영역에서 누설 전류가 발생하더라도 상기 누설 전류가 상기 액티브 영역으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
실시예 3
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 태양전지 모듈의 평면도이다. 도 9는 도 8의 III-III 라인을 따라 절단한 단면도이다.
본 실시예에 따른 태양전지 모듈(300)은 복수의 제2 더미 셀(164)들 및 복수의 제2 주변 분리 홈(154)들을 더 포함하고, 제1 주변 분리 홈(152)들의 일단과 상기 제2 주변 분리 홈(154)들의 일단이 서로 접하게 형성된 것을 제외하고는 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예 1에 따른 태양전지 모듈(100)과 동일하므로, 동일한 부재는 동일한 참조 부호로 나타내고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양전지 모듈(300)은 투명 기판(110), 복수의 광전 변환 셀(105)들, 상기 제1 주변 분리 홈(152)들, 상기 제2 주변 분리 홈(154)들, 복수의 제1 더미 셀(162)들 및 복수의 제2 더미 셀(164)들을 포함한다.
상기 투명 기판(110)은 복수의 영역 분리 홈(101)들에 의해 상기 광전 변환 셀(105)들이 형성되는 액티브 영역(AA)과 상기 제1 및 제2 더미 셀들(162, 164)이 형성되는 주변 영역(PA)으로 분리될 수 있다.
상기 제1 주변 분리 홈(152)들은 상기 주변 영역(PA)에 상기 영역 분리 홈(101)들과 이격 되어 형성된다. 상기 제1 주변 분리 홈(152)들은 상기 투명 기판(110)을 노출시킨다. 상기 제1 주변 분리홈(152)들은 상기 하부 전극층(120)의 상기 주변 영역(PA)에 형성된 제1 주변 홈(152a), 상기 반도체층(130)의 상기 주변 영역(PA)에 상기 제1 주변 홈(152a)과 연결되게 형성된 제2 주변 홈(152b) 및 상기 상부 전극층(140)의 주변 영역(PA)에 상기 제2 주변 홈(152b)과 연결되게 형성된 제3 주변 홈(152c)에 의해 정의될 수 있다.
상기 제1 더미 셀(162)들은 하부 전극층(120), 반도체층(130) 및 상부 전극층(140)을 포함한다.
상기 제2 주변 분리 홈(154)들은 상기 주변 영역(PA)에 상기 제1 주변 분리 홈(152)들과 접하게 형성된다. 상기 제2 주변 분리 홈(154)들은 상기 반도체층(130)의 상기 주변 영역(PA)에 형성된 제4 주변 홈(154a) 및 상기 상부 전극층(140)의 주변 영역(PA)에 상기 제4 주변 홈(154a)과 연결되게 형성된 제5 주변 홈(154b)에 의해 정의될 수 있다.
상기 제2 더미 셀(164)들은 상기 하부 전극층(120)을 포함한다. 상기 제2 더미 셀(164)들의 상기 하부 전극층(120)은 상기 제2 주변 분리 홈(154)들에 의해 노출된다.
도 10은 도 8의 A부분을 확대한 평면도이다.
도 10을 참조하면, 제1 주변 분리 홈(152)들과 제2 주변 분리 홈(154)들은 상기 투명 기판(110)의 주변 영역(PA)에 형성된다. 상기 제2 주변 분리 홈(154)들은 영역 분리 홈(101)들과 일단이 서로 접하게 형성될 수 있다. 상기 제1 주변 분리 홈(152)들은 상기 제2 주변 분리 홈(154)들과 일단이 서로 접하게 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 태양전지 모듈(300)의 제조 방법은 도 4a 내지 4c를 참조하여 설명한 실시예 1에 따른 태양전지 모듈(100)의 제조 방법에서 상기 제2 주변 분리 홈(154)들이 형성되는 과정이 추가된 것을 제외하고는 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 투명 기판(110)에 상기 하부 전극층(120), 상기 반도체층(130) 및 상기 상부 전극층(140)을 형성하고, 레이저 가공을 통해 상기 액티브 영역(AA)에 형성된 상기 제1 내지 제3 셀 분리 홈들(112a ~ 112c)을 형성한 후 상기 주변 영역(PA)에 제4 레이저 빔을 조사하여 상기 투명 기판(110)을 노출시키는 상기 제1 주변 분리 홈(152)들을 형성한다.
다음으로, 상기 주변 영역(PA)에 상기 제1 주변 분리 홈(152)들이 형성된 영역과 접하는 영역에 제5 레이저 빔을 조사하여 상기 주변 영역(PA)에 형성된 하부 전극층(120)의 일부를 노출시키는 상기 제2 주변 분리 홈(154)들을 형성한다.
본 실시예에 따르면 상기 제1 주변 분리 홈(152)들 및 상기 제2 주변 분리 홈(154)들을 상기 액티브 영역(AA)과 접하는 상기 액정 분리 홈(101)들의 일단이 아닌 상기 주변 영역(PA)에 접하는 상기 액정 분리 홈(101)들의 타단과 접하게 형성함으로써, 상기 영역 분리 홈((101)들과 접하는 영역에서 누설 전류가 발생하더라도 상기 누설 전류가 상기 액티브 영역으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
실시예 4
도 11은 본 발명의 실시예 4에 따른 태양전지 모듈의 평면도이다. 도 12는 도 11의 IV-IV 라인을 따라 절단한 단면도이다.
본 실시예에 따른 태양전지 모듈(400)은 주변 영역(PA)에 형성된 하부 전극층(120), 반도체층(130) 및 상부 전극층(140)이 모두 제거된 것을 제외하고는 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예 1에 따른 태양전지 모듈(100)과 동일하므로, 동일한 부재는 동일한 참조 부호로 나타내고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양전지 모듈(400)은 투명 기판(110) 및 복수의 광전 변환 셀(105)들을 포함한다.
상기 투명 기판(110)은 복수의 영역 분리 홈(101)들에 의해 상기 광전 변환 셀(105)들이 형성되는 액티브 영역(AA)과 상기 액티브 영역(AA)을 둘러싸는 주변 영역(PA)으로 분리될 수 있다.
상기 광전 변환 셀(105)들은 상기 액티브 영역(AA)에 상기 하부 전극층(120), 상기 반도체층(130) 및 상기 상부 전극층(140)을 순차적으로 적층하여 형성할 수 있다. 상기 광전 변환 셀(105)들은 셀 분리 홈(112)에 의해 분리된다. 상기 셀 분리 홈(112)은 상기 하부 전극층(120)에 형성된 복수의 제1 셀 분리 홈(112a)들, 상기 반도체층(130)에 상기 제1 셀 분리 홈(112a)들과 이격되어 형성된 복수의 제2 셀 분리 홈(112b)들 및 상기 상부 전극층(140)에 상기 제2 셀 분리 홈(112b)들과 이격되어 형성된 복수의 제3 셀 분리 홈(112c)들을 포함한다. 상기 제3 셀 분리 홈(112c)들은 상기 하부 전극층(120)의 일부를 노출시킨다. 서로 이웃한 광전 변환 셀(105)들의 상기 상부 전극층(140)과 상기 하부 전극층(120)은 상기 제2 셀 분리 홈(112b)들에 의해 서로 전기적으로 연결된다.
상기 주변 영역(PA)에 형성된 상기 하부 전극층(120), 상기 반도체층(130) 및 상기 상부 전극층(140)은 레이저 트리밍(laser trimming) 공정에 의해 모두 제거된다.
본 실시예에 따른 태양전지 모듈(400)의 제조 방법은 상기 투명 기판(110) 위에 상기 영역 분리 홈(101)들 및 상기 제1 셀 분리 홈(112a)들을 포함하는 하부 전극층(120)을 형성하는 단계, 상기 하부 전극층(120) 위에 상기 제2 셀 분리 홈(112b)들을 포함하는 반도체층(130)을 형성하는 단계, 상기 반도체층(130) 위에 제3 셀 분리 홈(112c)들을 포함하는 상부 전극층(140)을 형성하는 단계 및 상기 주변 영역(PA)에 형성된 상기 하부 전극층(120), 상기 반도체층(130) 및 상기 상부 전극층(140)을 제거하는 단계를 포함한다.
상기에서 상기 제1 셀 분리 홈(112a)들을 포함하는 하부 전극층(120), 제2 셀 분리 홈(112b)들을 포함하는 반도체층(130) 및 제3 셀 분리 홈(112c)들을 포함하는 상부 전극층(140)을 형성하는 공정은 상기 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명한 실시예 1에 따른 태양전지 모듈(100)의 제조 방법과 실질적으로 동일하므로 이 에 대한 설명은 생략한다.
상기와 같이 상기 투명 기판(110) 위에 제1 셀 분리 홈(112a)들을 포함하는 하부 전극층(120), 제2 셀 분리 홈(112b)들을 포함하는 반도체층(130) 및 제3 셀 분리 홈(112c)들을 포함하는 상부 전극층(140)을 형성하는 공정 후에 상기 주변 영역(PA)에 레이저 빔을 조사하여 상기 주변 영역(PA)에 형성된 상기 하부 전극층(120), 상기 반도체층(130) 및 상기 상부 전극층(140)을 모두 제거하는 공정을 수행한다. 이에 의해 상기 액티브 영역(AA)과 상기 주변 영역(PA)은 전기적 및 물리적으로 분리된다.
본 실시예에 따르면 상기 주변 영역(PA)에 주변 분리 홈들을 형성하는 공정 없이 상기 주변 영역(PA)에 형성된 상기 하부 전극층(120), 상기 반도체층(130) 및 상기 상부 전극층(140)을 모두 제거하는 레이저 트리밍(trimming) 공정으로 상기 액티브 영역(AA)과 상기 주변 영역(PA)을 전기적, 물리적으로 분리시킬 수 있다.
도 13은 샘플과 비교샘플의 전압-전류 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 13에서 x축은 개방 회로 전압(open-circuit Voltage)(Voc)을 나타내고, y축은 단락 회로 전류(Short-circuit current)(Jsc)를 나타낸다. 샘플은 본 발명의 실시예 1과 같이 액티브 영역과 주변 영역을 절연시키기 위한 주변 분리 홈들을 상기 액티브 영역과 상기 주변 영역을 분리하는 영역 분리 홈과 일정 간격 이격되게 형성하였다. 비교샘플은 상기 주변 분리 홈들을 상기 영역 분리 홈들과 중첩되게 형성하였다. 곡선1(CV1)은 상기 비교샘플의 전압-전류 특성을 나타낸 곡선이고, 곡선2(CV2)는 상기 샘플의 전압-전류 특성을 나타낸 곡선이다. 곡선3(CV3)은 태양전 지 모듈이 최대 출력을 얻을 수 있는 전압-전류 특성을 나타낸 곡선이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상기 비교샘플의 전압-전류 특성 곡선(CV1) 대비 상기 샘플의 전류-전압 특성 곡선(CV1)이 상기 최대 출력을 얻을 수 있는 전압-전류 특성 곡선(CV3)에 더 근접함을 알 수 있었다.
즉, 본 실시예에서와 같이 상기 액티브 영역(AA)과 상기 주변 영역(PA)을 절연시키는 상기 제1 주변 분리 홈들을 상기 영역 분리 홈들과 이격되게 형성하는 경우 태양전지의 특성을 결정하는 요소인 상기 개방 회로 전압(Voc), 상기 단락 회로 전류(Jsc) 및 충전율(Fill Facto, FF)이 향상됨을 확인할 수 있었다. 여기서 상기 충전율(FF)은 태양전지 모듈에 빛이 가해진 상태에서 상기 전압-전류 곡선의 모양이 상기 곡선 3(CV3)의 모양에 얼마나 가까운가를 나타내는 지표이다. 도면에 도시된 바와 같이 상기 샘플에 따른 전압-전류 특성 곡선(CV2)이 상기 곡선 3의 모양에 더 가까움을 확인할 수 있었다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 태양전지 모듈의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 A부분을 확대한 평면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 2에 도시된 태양전지 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 태양전지 모듈의 평면도이다.
도 6은 도 5의 II-II 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 도 5의 A부분을 확대한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 태양전지 모듈의 평면도이다.
도 9는 도 8의 III-III 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 10은 도 8의 A부분을 확대한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 4에 따른 태양전지 모듈의 평면도이다.
도 12는 도 11의 IV-IV 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 13은 샘플과 비교샘플의 전압-전류 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
105 : 광전 변환 셀 110 : 투명 기판
101 : 영역 분리 홈 112a : 제1 셀 분리 홈
112b : 제2 셀 분리 홈 112c : 제3 셀 분리 홈
120 : 하부 전극층 130 : 반도체층
140 : 상부 전극층 152 : 제1 주변 분리 홈
154 : 제2 주변 분리 홈 162 : 제1 더미 셀
164 : 제2 더미 셀

Claims (21)

  1. 기판;
    상기 기판을 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 주변 영역으로 분리하는 복수의 영역 분리 홈들 및 상기 액티브 영역에 형성된 복수의 제1 셀 분리 홈들을 포함하는 하부 전극층;
    상기 하부 전극층 위에 형성되고 상기 제1 셀 분리 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제2 셀 분리 홈들을 포함하는 반도체층; 및
    상기 반도체층 위에 형성되고 상기 제2 셀 분리 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제3 셀 분리 홈들을 포함하는 상부 전극층을 포함하고,
    상기 주변 영역에 상기 영역 분리 홈들로부터 이격되어 배치되고 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층을 포함하는 복수의 제1 더미 셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 주변 영역에 상기 제1 더미 셀들과 이격되어 배치되고 상기 하부 전극층으로 이루어진 복수의 제2 더미 셀들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 주변 영역에 상기 제1 더미 셀들과 이격되어 배치되고, 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 하부 전극층을 포함하는 복수의 제2 더미 셀들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 더미 셀들의 상기 하부 전극층은 상기 영역 분리 홈들의 일단과 접하게 형성되고, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층은 상기 액티브 영역에 적층된 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층과 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  6. 기판;
    상기 기판을 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 주변 영역으로 분리하는 복수의 영역 분리 홈들, 상기 액티브 영역에 형성된 복수의 제1 셀 분리 홈들 및 상기 주변 영역에 형성된 복수의 제1 주변 홈들을 포함하는 하부 전극층;
    상기 하부 전극층 위에 형성되고 상기 제1 셀 분리 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제2 셀 분리 홈들 및 상기 주변 영역에 형성되고 상기 제1 주변 홈들과 연결된 복수의 제2 주변 홈들을 포함하는 반도체층; 및
    상기 반도체층 위에 형성되고 상기 제2 셀 분리 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제3 셀 분리 홈들 및 상기 주변 영역에 형성되고 상기 제2 주변 홈들과 연결된 복수의 제3 주변 홈들을 포함하는 상부 전극층을 포함하는 태양전지 모듈.
  7. 제6항에 있어서, 상기 주변 영역에 상기 제1 내지 제3 주변 홈들로부터 이격 되어 배치되고 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층을 포함하는 복수의 제1 더미 셀들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  8. 제7항에 있어서, 상기 주변 영역에 상기 제1 내지 제3 주변 홈들을 사이에 두고 상기 제1 더미 셀들과 마주보게 배치되고 상기 하부 전극층으로 이루어진 복수의 제2 더미 셀들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  9. 제7항에 있어서, 상기 주변 영역에 상기 제1 내지 제3 주변 홈들을 사이에 두고 상기 제1 더미 셀들과 마주보게 배치되고, 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 하부 전극층을 포함하는 복수의 제2 더미 셀들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  10. 제9항에 있어서, 상기 반도체층은 상기 주변 영역에 상기 제2 주변 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제4 주변 홈들을 더 포함하고,
    상기 상부 전극층은 상기 주변 영역에 형성되고 상기 제4 주변 홈들로과 연결된 복수의 제5 주변 홈들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  11. 기판 상에 복수의 영역 분리 홈들 및 복수의 제1 셀 분리 홈들을 포함하는 하부 전극층을 형성하는 단계;
    상기 하부 전극층 위에 상기 제1 셀 분리 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제2 셀 분리 홈들을 포함하는 반도체층을 형성하는 단계; 및
    상기 반도체층 위에 상기 제2 셀 분리 홈들과 이격되어 형성된 복수의 제3 셀 분리 홈들을 포함하는 상부 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지 모듈의 제조 방법으로서,
    상기 하부 전극층을 형성하는 단계는, 상기 기판 위에 상기 하부 전극층을 형성하는 단계; 및 상기 하부 전극층이 형성된 상기 기판 위에 제1 레이저 빔을 조사하여 상기 기판을 액티브 영역과 상기 액티브 영역을 둘러싸는 주변 영역으로 분리하는 상기 영역 분리 홈들 및 상기 제1 셀 분리 홈들을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 주변 영역에 상기 영역 분리 홈들로부터 이격되어 배치되고, 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층을 포함하는 복수의 제1 더미 셀들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서, 상기 반도체층을 형성하는 단계는,
    상기 제1 셀 분리 홈들이 형성된 상기 하부 전극층 위에 상기 반도체층을 형성하는 단계; 및
    상기 액티브 영역에 형성된 상기 반도체층에 상기 제1 셀 분리 홈 들이 형성된 영역과 다른 영역에 제2 레이저 빔을 조사하여 상기 하부 전극층을 노출시키는 상기 제2 셀 분리 홈들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 상부 전극층을 형성하는 단계는,
    상기 제2 셀 분리 홈들이 형성된 상기 반도체층 위에 상기 상부 전극층을 형성하는 단계; 및
    상기 액티브 영역에 형성된 상기 상부 전극층에 상기 제2 셀 분리 홈들이 형성된 영역과 다른 영역에 제3 레이저 빔을 조사하여 상기 하부 전극층을 노출시키는 상기 제3 셀 분리 홈들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  15. 삭제
  16. 제11항에 있어서, 상기 제1 더미 셀들을 형성하는 단계는,
    상기 주변 영역에 제4 레이저 빔을 조사하여 상기 주변 영역에 형성된 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층의 일부를 제거하여 제1 주변 분리홈을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 더미 셀들은 상기 제1 주변 홈들에 의해 상기 영역 분리 홈들로부터 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 주변 영역에 상기 제1 더미 셀들과 이격되어 배치되고, 상기 하부 전극층으로 이루어진 복수의 제2 더미 셀들을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제2 더미 셀들을 형성하는 단계는,
    상기 주변 영역에 제5 레이저 빔을 조사하여 상기 주변 영역에 형성된 상기 상부 전극층 및 상기 반도체층을 제거하여 제2 주변 분리 홈들을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제2 더미 셀들은 상기 제2 주변 분리 홈들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 주변 영역에 상기 제1 더미 셀들과 이격되어 배치되고, 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층을 포함하는 복수의 제2 더미 셀들을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2 더미 셀들을 형성하는 단계는,
    상기 제1 주변 상기 주변 영역에 제5 레이저 빔을 조사하여 상기 주변 영역에 형성된 상기 상부 전극층 및 상기 반도체층의 일부를 제거하여 제2 주변 분리 홈들을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제2 더미 셀들의 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층은 상기 제2 주변 분리 홈들에 의해 상기 액티브 영역의 가장 자리에 형성된 광전 변환 셀의 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층과 전기적으로 분리된 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
  21. 제11항에 있어서, 상기 영역 분리 홈들로부터 이격된 상기 주변 영역에 제4레이저 빔을 조사하여 상기 주변 영역에 형성된 상기 하부 전극층, 상기 반도체층 및 상기 상부 전극층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조 방법.
KR1020090007218A 2009-01-30 2009-01-30 태양전지 모듈 및 이의 제조 방법 KR101520044B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090007218A KR101520044B1 (ko) 2009-01-30 2009-01-30 태양전지 모듈 및 이의 제조 방법
EP09014583A EP2214209A2 (en) 2009-01-30 2009-11-23 Solar cell module and method of manufacturing the same
US12/629,847 US8742247B2 (en) 2009-01-30 2009-12-02 Solar cell module and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090007218A KR101520044B1 (ko) 2009-01-30 2009-01-30 태양전지 모듈 및 이의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100088182A KR20100088182A (ko) 2010-08-09
KR101520044B1 true KR101520044B1 (ko) 2015-05-14

Family

ID=42233566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090007218A KR101520044B1 (ko) 2009-01-30 2009-01-30 태양전지 모듈 및 이의 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8742247B2 (ko)
EP (1) EP2214209A2 (ko)
KR (1) KR101520044B1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5362833B2 (ja) * 2009-09-08 2013-12-11 株式会社アルバック 太陽電池モジュール
US8563351B2 (en) * 2010-06-25 2013-10-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for manufacturing photovoltaic device
KR20120096339A (ko) * 2011-02-22 2012-08-30 엘지전자 주식회사 박막형 태양전지 모듈 및 그 제조방법
KR101283053B1 (ko) * 2011-10-18 2013-07-05 엘지이노텍 주식회사 태양광 발전장치 및 이의 제조방법
WO2013090573A1 (en) * 2011-12-13 2013-06-20 First Solar, Inc. Mitigating photovoltaic module stress damage through cell isolation
US20130200234A1 (en) * 2012-02-06 2013-08-08 First Solar, Inc. Mounting clamp and mounting clamp configuration for photovoltaic module installation
JP6179201B2 (ja) * 2013-06-05 2017-08-16 三菱ケミカル株式会社 有機薄膜太陽電池の製造方法
KR20150102180A (ko) * 2014-02-27 2015-09-07 삼성디스플레이 주식회사 레이저 빔 조사 장치 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법
NL2014040B1 (en) * 2014-12-23 2016-10-12 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Method of making a curent collecting grid for solar cells.
KR102523303B1 (ko) * 2016-02-22 2023-04-19 주성엔지니어링(주) 박막형 태양전지 및 그 제조 방법
EP3435424A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-30 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO A photovoltaic panel and method of manufacturing the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001210851A (ja) * 2000-01-25 2001-08-03 Sharp Corp 集積型薄膜太陽電池
JP2003273383A (ja) 2002-03-15 2003-09-26 Sharp Corp 太陽電池素子およびその製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU766727B2 (en) * 1999-06-14 2003-10-23 Kaneka Corporation Method of fabricating thin-film photovoltaic module
ES2360031T3 (es) * 1999-09-28 2011-05-31 Kaneka Corporation Método de control del proceso de fabricacioón de un aparato de conversión fotoeléctrica.
JP4022038B2 (ja) 2000-06-28 2007-12-12 三菱重工業株式会社 薄膜太陽電池パネルの製造方法及び製造装置
JP4875439B2 (ja) 2006-09-06 2012-02-15 三菱重工業株式会社 太陽電池モジュールの製造方法
TWI405340B (zh) * 2007-08-31 2013-08-11 Nexpower Technology Corp 薄膜太陽能電池與其製作方法
JP2008113053A (ja) 2008-02-04 2008-05-15 Kaneka Corp 光電変換装置の製造工程管理方法
TWI440198B (zh) * 2008-03-13 2014-06-01 Nexpower Technology Corp 薄膜疊層太陽能電池與其製作方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001210851A (ja) * 2000-01-25 2001-08-03 Sharp Corp 集積型薄膜太陽電池
JP2003273383A (ja) 2002-03-15 2003-09-26 Sharp Corp 太陽電池素子およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2214209A2 (en) 2010-08-04
US20100193006A1 (en) 2010-08-05
KR20100088182A (ko) 2010-08-09
US8742247B2 (en) 2014-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101520044B1 (ko) 태양전지 모듈 및 이의 제조 방법
US11424378B2 (en) Thin-film photovoltaic cell
US20180175234A1 (en) Array Of Monolithically Integrated Thin Film Photovoltaic Cells And Associated Methods
EP2180526A2 (en) Photovoltaic device and method for manufacturing the same
KR20120003213A (ko) 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
US8507310B2 (en) Method for manufacturing thin-film photoelectric conversion device
KR100999797B1 (ko) 태양광 발전장치 및 이의 제조방법
US20140174530A1 (en) Solar cell and manufacturing method thereof
US20120062035A1 (en) Photovoltaic Device And Manufacturing Method
CN112133830A (zh) 一种2-t钙钛矿叠层太阳能电池模块及其制备方法
JP4568531B2 (ja) 集積型太陽電池及び集積型太陽電池の製造方法
CN102299187A (zh) 可挠性太阳能电池装置
KR101055019B1 (ko) 태양광 발전장치 및 이의 제조방법
JP6004946B2 (ja) 太陽電池及び太陽電池モジュール
JP5885677B2 (ja) 太陽電池モジュール及びその製造方法
KR20110128616A (ko) 텐덤형 태양전지 및 그 제조방법
KR20100045213A (ko) 광기전력 변환소자 및 제조방법
KR102396820B1 (ko) 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
US20120318329A1 (en) Integrated thin film photovoltaic module and manufacturing method thereof
WO2012086325A1 (ja) 薄膜太陽電池の製造方法および薄膜太陽電池
US20130206216A1 (en) Tandem type integrated photovoltaic module and manufacturing method thereof
KR101194355B1 (ko) 집적형 태양전지 및 광학기판, 그 광학기판의 제조방법
JP2005311180A (ja) 単位薄膜太陽電池内の微小欠陥部除去方法および薄膜太陽電池モジュールの製造方法
WO2019232034A1 (en) Thin-film photovoltaic device structure and method of monolithically interconnecting photovoltaic cells in modules utilizing such structure
KR20100070747A (ko) 광기전력 변환 소자 어레이 및 이의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
N231 Notification of change of applicant
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180418

Year of fee payment: 4