KR101628957B1 - Patterned grid electrode and thin film solar cell using the same, and a method of manufacturing them - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막 태양전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 삼각형 또는 사다리꼴 형상으로 패터닝된 그리드전극과 이를 적용한 박막 태양전지의 제조방법에 관한 것이다. 이에 본 발명은 박막 태양전지에서의 그리드전극 제조방법에 있어서, 투명전극층 위에 그리드전극층을 형성하는 단계, 상기 그리드전극층의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 삼각형 또는 사다리꼴 형상으로 패터닝된 그리드전극의 제조방법에 따르면, 빛의 반사와 산란이 발생하는 그리드전극층의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이룸으로써 경사각이 생기고, 이에 투명전극층에 도달할 수 있는 유효반사면적과 유효산란면적이 증대하게 된다. 이로 인하여 투명전극층의 광포획 효과(light trapping)가 향상되고 이로 인해 광전변환율이 높아지는 효과가 있다.The present invention relates to a thin film solar cell, and more particularly, to a grid electrode patterned in a triangular or trapezoidal shape and a method of manufacturing a thin film solar cell using the same. Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a grid electrode in a thin film solar cell, comprising: forming a grid electrode layer on a transparent electrode layer; and patterning the grid electrode layer to have a triangular or trapezoidal cross- A method of manufacturing a grid electrode is provided. According to the method of manufacturing a grid electrode patterned in a triangular or trapezoidal shape according to the present invention, the inclination angle is formed by forming a triangular or trapezoidal cross section of a grid electrode layer where reflection and scattering of light occur, The effective reflection area and the effective scattering area increase. As a result, the light trapping effect of the transparent electrode layer is improved and the photoelectric conversion efficiency is increased.
Description
본 발명은 박막 태양전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 삼각형 또는 사다리꼴 형상으로 패터닝된 그리드전극과 이를 적용한 박막 태양전지의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a thin film solar cell, and more particularly, to a grid electrode patterned in a triangular or trapezoidal shape and a method of manufacturing a thin film solar cell using the same.
최근 심각한 환경오염 문제와 화석 에너지 고갈로 차세대 청정에너지 개발에 대한 중요성이 증대되고 있다. 그중에서도 태양전지는 태양 에너지를 직접 전기 에너지로 전환시키는 장치로서, 공해가 적고, 자원이 무한적이며 반영구적인 수명을 가지고 있어 미래 에너지 문제를 해결할 수 있는 에너지원으로 기대되고 있다.
Recently, serious environmental pollution problem and depletion of fossil energy are increasing importance for next generation clean energy development. Among them, solar cell is a device that converts solar energy directly into electrical energy. It is expected to be an energy source capable of solving future energy problems because it has few pollution, has endless resources, and has a semi-permanent lifetime.
태양전지는 광흡수층으로 사용되는 물질에 따라서 다양한 종류로 구분되며, 현재 가장 많이 사용되는 것은 실리콘을 이용한 실리콘 태양전지이다. 그러나 최근 실리콘의 공급부족으로 가격이 급등하면서 박막형 태양전지에 대한 관심이 증가하고 있다. 박막형 태양전지는 얇은 두께로 제작되므로 재료의 소모량이 적고, 무게가 가볍기 때문에 활용범위가 넓다. 이러한 박막형 태양전지의 재료로는 비정질 실리콘과 CdTe, CIS 또는 CIGS에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
Photovoltaic cells are classified into various types according to the material used as a light absorbing layer, and silicon solar cells using silicon are the most widely used. However, recently, due to a shortage of supply of silicon, the price of solar cells has increased and interest in thin film solar cells is increasing. Thin-film solar cells are manufactured with a thin thickness, so they have a wide range of applications because of low consumption of materials and light weight. Research on amorphous silicon, CdTe, CIS or CIGS has been actively conducted as a material of such a thin film solar cell.
CIS 박막 또는 CIGS 박막은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ 화합물 반도체 중의 하나이며, 실험실적으로 만든 박막 태양전지 중에서 가장 높은 변환효율(약 19.9%)을 기록하고 있다. 특히 10 마이크론 이하의 두께로 제작이 가능하고, 장시간 사용시에도 안정적인 특성을 가지고 있어, 실리콘을 대체할 수 있는 저가의 고효율 태양전지로 기대되고 있다. 특히 CIS 박막은 직접 천이형 반도체로서 박막화가 가능하고 밴드갭이 1.04 eV로 비교적 광변환에 적합하며, 광흡수 계수가 알려진 태양전지 재료 중 큰 값을 나타내는 재료이다.
CIS thin film or CIGS thin film is one of Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ compound semiconductors, and it has the highest conversion efficiency (about 19.9%) among the thin film solar cells manufactured by the experiment. In particular, it can be manufactured to a thickness of less than 10 microns and has stable characteristics even when used for a long time, and is expected to be a low-cost, high-efficiency solar cell that can replace silicon. In particular, the CIS thin film is a direct type semiconductor, which can be thinned, has a band gap of 1.04 eV, is suitable for photo-conversion, and exhibits a large value among solar cell materials having a light absorption coefficient.
CIGS 박막은 CIS 박막의 낮은 개방전압을 개선하기 위하여 In의 일부를 Ga으로 대체하거나 Se를 S로 대체하여 개발된 재료이다. CIGS계 태양전지는 수 마이크론 두께의 박막으로 태양전지를 만드는데, 그 제조방법으로는 크게 진공에서의 증착을 이용하는 방법과, 비진공에서 전구체 물질을 도포한 후에 이를 열처리하는 방법이 있다. 그 중, 진공 증착에 의한 방법은 고효율의 흡수층을 제조할 수 있는 장점이 있는 반면에, 대면적의 흡수층 제조 시에 균일성이 떨어지고 고가의 장비를 이용하여야 하며 사용되는 재료의 20～50%의 손실로 인하여 제조단가가 높다는 단점을 가지고 있다. 반면에, 전구체 물질을 도포한 후 고온 열처리하는 방법은 공정 단가를 낮출 수 있으며 대면적을 균일하게 제조할 수 있으나, 흡수층 효율이 낮다는 단점을 가지고 있다.
The CIGS thin film was developed by replacing part of In with Ga or replacing Se with S to improve the low open-circuit voltage of the CIS thin film. A CIGS solar cell is a thin film with a thickness of a few microns. A solar cell is manufactured by a method of using deposition in a vacuum or a method of applying a precursor material in a non-vacuum and then heat treating the solar cell. Among them, the vacuum deposition method has an advantage that a high efficiency absorption layer can be manufactured, but it is required to use expensive equipment which is low in uniformity when manufacturing a large-sized absorption layer, and it is required to use 20 to 50% The manufacturing cost is high due to the loss. On the other hand, the method of applying the precursor material and then heat treatment at a high temperature can lower the process cost and can produce uniformly large area, but has a disadvantage that the efficiency of the absorption layer is low.
비진공에서 전구체 물질을 도포하여 형성된 CIGS 박막은 기공이 많고 치밀화되지 못한 특성을 나타내기 때문에 셀렌화 열처리를 수행한다. 기존의 셀렌화 열처리 공정에서는 유독 기체인 셀렌화수소(H2Se)를 사용함에 따라 안정성의 문제에 의해 안전설비를 갖추기 위해 엄청난 양의 시설비가 전제되어야 하고 장시간 열처리하여야 하기 때문에 CIGS 박막의 단가가 상승하는 단점이 있다. 또한, CIGS 박막은 녹는점이 1000 ℃ 이상으로 매우 높기 때문에, 수십 나노 사이즈의 CIGS 화합물 나노입자라 하더라도 후열처리에 의해 입자 성장 및 치밀화가 용이하지 않다.
The CIGS thin film formed by applying the precursor material in the non-vacuum state has many pores and is not densified, so the selenization heat treatment is performed. In the conventional selenization heat treatment process, due to the use of toxic gaseous hydrogen selenide (H 2 Se), a large amount of facility cost is required for securing the safety facility due to the stability problem, and since the heat treatment is required for a long time, . Further, since the CIGS thin film has a melting point of as high as 1000 DEG C or more, even the CIGS compound nanoparticles of several tens of nanometers in size are not easy to grow and densify by post heat treatment.
박막 태양전지에 있어서, 전자 및 홀의 이동 개선과 확산 이동의 최소화에 의한 손실 감소를 통해 투명전극의 전기전도율을 보완하는 역할을 하는 그리드전극은 불투명한 금속을 주로 사용하기 때문에 광투과율에서 손해가 불가피하다. 그러므로 그리드전극의 전기전도성은 그대로 유지하면서 광투과율이나 광전변환율을 높일 수 있는 방안이 필요하다.
In a thin-film solar cell, a grid electrode that compensates for the electrical conductivity of a transparent electrode through improvement of movement of electrons and holes and loss reduction by minimizing diffusion movement, mainly uses opaque metal, Do. Therefore, there is a need for a method of increasing the light transmittance and photoelectric conversion rate while maintaining the electrical conductivity of the grid electrode.
이에 본 발명은 박막 태양전지에서의 그리드전극 제조방법에 있어서,Accordingly, the present invention provides a method of manufacturing a grid electrode in a thin film solar cell,
ⅰ) 투명전극층 위에 그리드전극층을 형성하는 단계;I) forming a grid electrode layer on the transparent electrode layer;
ⅱ) 상기 그리드전극층의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 패터닝하는 단계;Ii) patterning the grid electrode layer to have a triangular or trapezoidal cross section;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극의 제조방법을 제공한다.
The method of manufacturing a patterned grid electrode according to the present invention includes the steps of:
본 발명의 삼각형 또는 사다리꼴 형상으로 패터닝된 그리드전극의 제조방법에 따르면, 빛의 반사와 산란이 발생하는 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루는 그리드전극층의 표면의 경사각으로 인하여, 투명전극층에 도달할 수 있는 유효반사면적과 유효산란면적이 증대하게 된다. 이로 인하여 투명전극층의 광포획 효과(light trapping)가 향상되고 이로 인해 광전변환율이 높아지는 효과가 있다.
According to the method of manufacturing a grid electrode patterned in a triangular or trapezoidal shape according to the present invention, due to the inclination angle of the surface of the grid electrode layer forming a triangular or trapezoidal shape in which reflection and scattering of light occur, effective reflection The area and effective scattering area are increased. As a result, the light trapping effect of the transparent electrode layer is improved and the photoelectric conversion efficiency is increased.
도 1은 종래의 박막 태양전지의 요부발췌 단면도.
도 2는 본 발명의 삼각형 형상으로 패터닝된 그리드전극이 적용된 박막 태양전지의 요부발췌 단면도.
도 3은 본 발명의 삼각형 형상으로 패터닝된 그리드전극이 적용된 박막 태양전지의 요부발췌 사시도.
도 4는 본 발명의 사다리꼴 형상으로 패터닝된 그리드전극이 적용된 박막 태양전지의 요부발췌 단면도.
도 5는 본 발명의 사다리꼴 형상으로 패터닝된 그리드전극이 적용된 박막 태양전지의 요부발췌 사시도.
도 6은 본 발명의 그리드전극의 패터닝 방법을 설명하는 설명도.
도 7은 본 발명의 롤투롤(roll to roll) 방식에 있어서 그리드전극의 패터닝 방법을 설명하는 설명도.
도 8은 본 발명의 삼각형 또는 사다리꼴 형상으로 패터닝된 그리드전극의 반사 및 산란효과를 설명하는 설명도.
도 9는 본 발명의 삼각형 또는 사다리꼴 형상으로 패터닝된 그리드전극의 제조방법 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional thin film solar cell. FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a thin film solar cell having a grid electrode patterned in a triangular shape.
3 is an exploded perspective view of a main part of a thin film solar cell to which a grid electrode patterned in a triangular shape of the present invention is applied.
4 is a cross-sectional view of a main part of a thin film solar cell to which a grid electrode patterned in a trapezoidal shape of the present invention is applied.
FIG. 5 is a perspective view of a main part of a thin film solar cell to which a grid electrode patterned in a trapezoidal shape of the present invention is applied. FIG.
6 is an explanatory view for explaining a patterning method of a grid electrode of the present invention.
7 is an explanatory view for explaining a patterning method of a grid electrode in a roll-to-roll system of the present invention;
8 is an explanatory view for explaining reflection and scattering effects of a grid electrode patterned in a triangular or trapezoidal shape of the present invention;
9 is a flowchart of a manufacturing method of a grid electrode patterned in a triangular or trapezoidal shape according to the present invention.
박막 태양전지에 있어서, 전자 및 홀의 이동 개선과 확산 이동의 최소화에 의한 손실 감소를 통해 투명전극의 전기전도율을 보완하는 역할을 하는 그리드전극은 불투명한 금속을 주로 사용하기 때문에 광투과율에서 손해가 불가피하다. 그러므로 그리드전극의 전기전도성은 그대로 유지하면서 광투과율이나 광전변환율을 높일 수 있는 방안이 필요하다. 이하 첨부되는 도면과 함께 상세히 설명한다.
In a thin-film solar cell, a grid electrode that compensates for the electrical conductivity of a transparent electrode through improvement of movement of electrons and holes and loss reduction by minimizing diffusion movement, mainly uses opaque metal, Do. Therefore, there is a need for a method of increasing the light transmittance and photoelectric conversion rate while maintaining the electrical conductivity of the grid electrode. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이에 본 발명은 박막 태양전지에서의 그리드전극 제조방법에 있어서,Accordingly, the present invention provides a method of manufacturing a grid electrode in a thin film solar cell,
ⅰ) 투명전극층(500) 위에 그리드전극층(600)을 형성하는 단계(s100);I) forming a
ⅱ) 상기 그리드전극층(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 패터닝하는 단계(s200);Ii) patterning (s200) the cross-section of the
를 포함하는 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극의 제조방법을 제공한다. 이를 적용한 태양전지는 도 2 내지 도 5에 도시되어 있다.
The method of manufacturing a patterned grid electrode according to the present invention includes the steps of: The solar cell to which this is applied is shown in Figs. 2 to 5.
상기 그리드전극층(600)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 갈륨(Ga), 인듐(In) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여, 스퍼터링, Thermal evaporation, CVD, PVD, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 방법 중 선택된 어느 하나의 방법에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
The
ⅱ) 상기 그리드전극층(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 패터닝하는 단계(s200)는, 도 6에 도시된 바와 같이,(Ii) The step (s200) of patterning the
레이저 스크라이빙(laser scribing) 공정을 통해 레이저빔을 두 방향의 상이한 각도로 투사함으로써 그리드전극(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 식각하며, 삼각형 또는 사다리꼴 형상은 그리드전극(600)의 밑변 양 끝 꼭지점에서의 두 내각(a,b)이 예각( < 90˚)을 이루도록 함으로써 반사 및 산란하는 빛이 투명전극층(500)에 도달할 수 있도록 해야한다.
The laser beam is projected at different angles in two directions through a laser scribing process so that the cross section of the
또한 롤투롤(roll to roll) 방식으로 제작되는 플렉서블 박막 태양전지의 그리드전극 제조방법에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이,In addition, in a method of manufacturing a grid electrode of a flexible thin film solar cell manufactured by a roll-to-roll method, as shown in FIG. 7,
레이저 스크라이빙(laser scribing) 공정은 서로 이격된 두개의 레이저빔이 롤링되고 있는 그리드전극(600)의 면을 투사하게 되면 롤링 과정을 통해 자연스럽게 그리드전극(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 식각하는 것이 가능하다.
In the laser scribing process, when the surface of the
본 발명의 삼각형 또는 사다리꼴 형상으로 패터닝된 그리드전극의 제조방법에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이, 빛의 반사와 산란이 발생하는 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루는 그리드전극층(600)의 표면의 경사각으로 인하여, 투명전극층에 도달할 수 있는 유효반사면적과 유효산란면적이 증대하게 된다. 이로 인하여 투명전극층의 광포획 효과(light trapping)가 향상되고 이로 인해 광전변환율이 높아지는 효과가 있다.
According to the method of manufacturing a grid electrode patterned in a triangular or trapezoidal shape according to the present invention, as shown in FIG. 8, the inclination angle of the surface of the
이에 나아가 본 발명은, 박막 태양전지의 제조방법에 있어서, 도 9에 도시된 바와 같이,Further, the present invention provides a method of manufacturing a thin film solar cell,
(ⅰ) 기판(100)을 준비하는 단계(s1000);(I) preparing a substrate 100 (S1000);
(ⅱ) 기판(100) 위에 후면전극층(200)을 형성하는 단계(s2000);(Ii) forming a
(ⅲ) 후면전극층(200) 위에 광흡수층(300)을 형성하는 단계(s3000);(Iii) forming a
(ⅳ) 광흡수층(300) 위에 버퍼층(400)을 형성하는 단계(s4000);(Iv) forming a
(ⅴ) 버퍼층(400) 위에 투명전극층(500)을 형성하는 단계(s5000);(V) forming a
(ⅵ) 투명전극층(500) 위에 그리드전극층(600)을 형성하는 단계(s6000);(Vi) forming a
(ⅶ) 그리드전극층(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상이 되도록 패터닝하는 단계(s7000);(Vii) patterning the sidewall of the
를 포함하는 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극을 적용한 태양전지의 제조방법을 제공한다.
The present invention also provides a method of manufacturing a solar cell to which a patterned grid electrode is applied.
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it should be understood that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas which fall within the scope of equivalence by alteration, substitution, substitution, Range. In addition, it should be clarified that some configurations of the drawings are intended to explain the configuration more clearly and are provided in an exaggerated or reduced size than the actual configuration.
100. 기판
200. 후면전극층
300. 광흡수층
400. 버퍼층
500. 투명전극층
600. 그리드전극층100. Substrate
200. Rear electrode layer
300. Light absorbing layer
400. The buffer layer
500. Transparent electrode layer
600. Grid electrode layer
Claims (20)
ⅰ) 투명전극층(500) 위에 그리드전극층(600)을 형성하는 단계(s100); 및
ⅱ) 상기 그리드전극층(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 패터닝하는 단계(s200)를 포함하되,
상기 그리드전극층(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 패터닝하는 단계(s200)는,
레이저 스크라이빙(laser scribing) 공정을 통해 수행되고,
상기 그리드전극층(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 패터닝하는 단계(s200)에서,
삼각형 또는 사다리꼴 형상은 그리드전극(600)의 밑변 양 끝 꼭지점에서의 두 내각(a,b)이 예각( < 90˚)이며
상기 레이저 스크라이빙(laser scribing) 공정은, 서로 이격된 두 개의 레이저빔이 롤링되고 있는 상기 그리드전극(600)의 면을 투사함으로써, 롤링 과정을 통해 상기 그리드전극(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 식각하는 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극의 제조방법.
A method of manufacturing a grid electrode in a thin film solar cell,
I) forming a grid electrode layer 600 on the transparent electrode layer 500 (S100); And
Ii) patterning the sidewall of the grid electrode layer 600 so as to have a triangular or trapezoidal shape,
The step (s200) of patterning the grid electrode layer 600 to have a triangular or trapezoidal cross-
Is performed through a laser scribing process,
In step s200 of patterning the cross-section of the grid electrode layer 600 to have a triangular or trapezoidal shape,
The triangular or trapezoidal shape has two acute angles (a, b) at acute angles (< 90 [deg.]) At the both ends apex of the base of the grid electrode 600
The laser scribing process projects a surface of the grid electrode 600 in which two laser beams spaced apart from each other are rolled so that the cross section of the grid electrode 600 becomes a triangle or a triangle Wherein the patterned grid electrode is etched to have a trapezoidal shape.
ⅰ) 투명전극층(500) 위에 그리드전극층(600)을 형성하는 단계(s100)에서,
상기 그리드전극층(600)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 갈륨(Ga), 인듐(In) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
I) In step s100 of forming the grid electrode layer 600 on the transparent electrode layer 500,
The grid electrode layer 600 includes at least one of aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), gallium (Ga), and indium A method of manufacturing a patterned grid electrode.
ⅰ) 투명전극층(500) 위에 그리드전극층(600)을 형성하는 단계(s100)에서,
스퍼터링, Thermal evaporation, CVD, PVD, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 방법 중 선택된 어느 하나의 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
I) In step s100 of forming the grid electrode layer 600 on the transparent electrode layer 500,
Wherein the patterning is performed by any one selected from the group consisting of sputtering, thermal evaporation, CVD, PVD, screen printing, and inkjet printing.
ⅰ) 투명전극층(500) 위에 그리드전극층(600)을 형성하는 단계(s100); 및
ⅱ) 상기 그리드전극층(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 패터닝하는 단계(s200)를 포함하되,
상기 그리드전극층(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 패터닝하는 단계(s200)는,
레이저 스크라이빙(laser scribing) 공정을 통해 수행되고,
상기 그리드전극층(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 패터닝하는 단계(s200)에서,
삼각형 또는 사다리꼴 형상은 그리드전극(600)의 밑변 양 끝 꼭지점에서의 두 내각(a,b)이 예각( < 90˚)이며,
상기 레이저 스크라이빙(laser scribing) 공정은, 서로 이격된 두 개의 레이저빔이 롤링되고 있는 상기 그리드전극(600)의 면을 투사함으로써, 롤링 과정을 통해 상기 그리드전극(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 식각하는 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극의 제조방법.
A method of manufacturing a grid electrode of a flexible thin film solar cell fabricated by a roll to roll method,
I) forming a grid electrode layer 600 on the transparent electrode layer 500 (S100); And
Ii) patterning the sidewall of the grid electrode layer 600 so as to have a triangular or trapezoidal shape,
The step (s200) of patterning the grid electrode layer 600 to have a triangular or trapezoidal cross-
Is performed through a laser scribing process,
In step s200 of patterning the cross-section of the grid electrode layer 600 to have a triangular or trapezoidal shape,
The triangular or trapezoidal shape has two acute angles (a and b) at the both ends apex of the base of the grid electrode 600,
The laser scribing process projects a surface of the grid electrode 600 in which two laser beams spaced apart from each other are rolled so that the cross section of the grid electrode 600 becomes a triangle or a triangle Wherein the patterned grid electrode is etched to have a trapezoidal shape.
ⅰ) 투명전극층(500) 위에 그리드전극층(600)을 형성하는 단계(s100)에서,
상기 그리드전극층(600)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 갈륨(Ga), 인듐(In) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극의 제조방법.
8. The method of claim 7,
I) In step s100 of forming the grid electrode layer 600 on the transparent electrode layer 500,
The grid electrode layer 600 includes at least one of aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), gallium (Ga), and indium A method of manufacturing a patterned grid electrode.
ⅰ) 투명전극층(500) 위에 그리드전극층(600)을 형성하는 단계(s100)에서,
스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 방법 중 선택된 어느 하나의 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극의 제조방법.
8. The method of claim 7,
I) In step s100 of forming the grid electrode layer 600 on the transparent electrode layer 500,
Screen printing, and ink-jet printing. The method of manufacturing a patterned grid electrode according to claim 1,
제 1항 또는 제 7항 중 어느 하나의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 패터닝된 그리드전극.
In a grid electrode of a solar cell deposited on a buffer layer,
A patterned grid electrode of a thin film solar cell, which is produced by the method of any one of claims 1 to 7.
(ⅰ) 기판(100)을 준비하는 단계(s1000);
(ⅱ) 기판(100) 위에 후면전극층(200)을 형성하는 단계(s2000);
(ⅲ) 후면전극층(200) 위에 광흡수층(300)을 형성하는 단계(s3000);
(ⅳ) 광흡수층(300) 위에 버퍼층(400)을 형성하는 단계(s4000);
(ⅴ) 버퍼층(400) 위에 투명전극층(500)을 형성하는 단계(s5000);
(ⅵ) 투명전극층(500) 위에 그리드전극층(600)을 형성하는 단계(s6000); 및
(ⅶ) 그리드전극층(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상이 되도록 패터닝하는 단계(s7000)를 포함하되,
상기 그리드전극층(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상이 되도록 패터닝하는 단계(s6000)는,
레이저 스크라이빙(laser scribing) 공정을 통해 수행되고,
삼각형 또는 사다리꼴 형상은 그리드전극(600)의 밑변 양 끝 꼭지점에서의 두 내각(a,b)이 예각( < 90˚)이며,
상기 레이저 스크라이빙(laser scribing) 공정은, 서로 이격된 두 개의 레이저빔이 롤링되고 있는 상기 그리드전극(600)의 면을 투사함으로써, 롤링 과정을 통해 상기 그리드전극(600)의 단면이 삼각형 또는 사다리꼴 형상을 이루도록 식각하는 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극을 적용한 태양전지 제조방법.
A method of manufacturing a thin film solar cell,
(I) preparing a substrate 100 (S1000);
(Ii) forming a rear electrode layer 200 on the substrate 100 (S2000);
(Iii) forming a light absorption layer 300 on the rear electrode layer 200 (s3000);
(Iv) forming a buffer layer 400 on the light absorption layer 300 (S4000);
(V) forming a transparent electrode layer 500 on the buffer layer 400 (S5000);
(Vi) forming a grid electrode layer 600 on the transparent electrode layer 500 (s6000); And
(Vii) patterning the sidewall of the grid electrode layer 600 so as to have a triangular or trapezoidal shape (s7000)
The step (s6000) of patterning the grid electrode layer 600 so as to have a triangular or trapezoidal cross-
Is performed through a laser scribing process,
The triangular or trapezoidal shape has two acute angles (a and b) at the both ends apex of the base of the grid electrode 600,
The laser scribing process projects a surface of the grid electrode 600 in which two laser beams spaced apart from each other are rolled so that the cross section of the grid electrode 600 becomes a triangle or a triangle Wherein the patterned grid electrode is etched to have a trapezoidal shape.
(ⅵ) 투명전극층(500) 위에 그리드전극층(600)을 형성하는 단계(s6000)에서,
상기 그리드전극층(600)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 갈륨(Ga), 인듐(In) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극을 적용한 태양전지 제조방법.
15. The method of claim 14,
(Vi) In step (s6000) of forming the grid electrode layer 600 on the transparent electrode layer 500,
The grid electrode layer 600 includes at least one of aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), gallium (Ga), and indium A method of manufacturing a solar cell to which a patterned grid electrode is applied.
(ⅵ) 투명전극층(500) 위에 그리드전극층(600)을 형성하는 단계(s6000)에서,
상기 그리드전극층(600)의 형성은 스퍼터링, Thermal evaporation, CVD, PVD, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 방법 중 선택된 어느 하나의 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극을 적용한 태양전지 제조방법.
15. The method of claim 14,
(Vi) In step (s6000) of forming the grid electrode layer 600 on the transparent electrode layer 500,
Wherein the formation of the grid electrode layer (600) is performed by any one selected from the group consisting of sputtering, thermal evaporation, CVD, PVD, screen printing, and inkjet printing.
상기 태양전지는 롤투롤(roll to roll) 방식으로 제작되는 플렉서블 박막 태양전지인 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극을 적용한 태양전지 제조방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the solar cell is a flexible thin film solar cell manufactured by a roll to roll method.
제 14항의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 패터닝된 그리드전극을 적용한 태양전지 제조방법.
A buffer layer 400 formed on the light absorbing layer 300; a light emitting layer 300 formed on the light emitting layer 300; a light emitting layer 300 formed on the light emitting layer 300; A method for fabricating a solar cell including a transparent electrode layer (500) formed on a buffer layer (400) and a grid electrode (600) formed on the transparent electrode layer (500)
A method of manufacturing a solar cell to which a patterned grid electrode is applied, the method being fabricated by the method of claim 14.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2013
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