KR101796012B1 - Manufacturing method of flexible solar cell, flexible solar cell and flexible solar cell module thereby - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플렉시블 태양전지의 제조방법 및 그에 의해 제조된 플렉시블 태양전지에 관한 것으로서, 벌크 기판 상부에 반도체층을 형성하는 제1단계와, 상기 반도체층 상부에 경화성 수지층을 형성하는 제2단계와, 상기 경화성 수지층을 패터닝하고 경화하여, 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판을 형성시키는 제3단계와, 상기 홀패턴 내부에 후면전극을 형성시키는 제4단계와, 상기 벌크 기판을 제거하는 제5단계와, 상기 반도체층 하부에 전면전극을 형성하는 제6단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지의 제조방법 및 그에 의해 제조된 플렉시블 태양전지 그리고 이를 이용한 플렉시블 태양전지 모듈을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 본 발명은 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판을 적용하여 플렉시블 기판 사용시 문제되는 전기적 및 열적 특성을 향상시켜 태양전지의 성능을 개선시킬 수 있도록 하였으며, 이러한 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판을 사용한 플렉시블 태양전지는 직렬로 연결하여 모듈 형태로 사용할 시에 후면전극 연결문제를 해결하고, 무게를 획기적으로 줄일 수 있는 초경량 플렉시블 태양전지 또는 초경량 플렉시블 태양전지 모듈을 제공할 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a flexible solar cell and a flexible solar cell manufactured thereby, which comprises a first step of forming a semiconductor layer on a bulk substrate, a second step of forming a curable resin layer on the semiconductor layer, A third step of patterning and curing the curable resin layer to form a flexible substrate having a hole pattern, a fourth step of forming a back electrode in the hole pattern, a fifth step of removing the bulk substrate, And a sixth step of forming a front electrode on the bottom of the semiconductor layer. The method of manufacturing a flexible solar cell, the flexible solar cell fabricated thereby, and the flexible solar cell module using the same. Accordingly, the present invention improves the performance of a solar cell by improving the electrical and thermal characteristics that are problematic when a flexible substrate is used by applying a flexible substrate provided with a hole pattern. In the flexible solar cell using the flexible substrate provided with such a hole pattern, The present invention has an advantage in that it can provide an ultra lightweight flexible solar cell or an ultra lightweight flexible solar cell module that can solve the problem of connecting the rear electrodes when the battery is connected in series to be used in a module form and can greatly reduce the weight.

Figure R1020160036143
Figure R1020160036143

Description

플렉시블 태양전지의 제조방법 및 그에 의해 제조된 플렉시블 태양전지 그리고 이를 이용한 플렉시블 태양전지 모듈{Manufacturing method of flexible solar cell, flexible solar cell and flexible solar cell module thereby}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a flexible solar cell, a flexible solar cell manufactured thereby, and a flexible solar cell module using the flexible solar cell.

본 발명은 플렉시블 태양전지의 제조방법 및 그에 의해 제조된 플렉시블 태양전지에 관한 것으로서, 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판을 적용하여 플렉시블 기판 사용시 문제되는 전기적 및 열적 특성을 향상시켜 태양전지의 성능을 개선시킨 플렉시블 태양전지의 제조방법 및 그에 의해 제조된 플렉시블 태양전지 그리고 이를 이용한 플렉시블 태양전지 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a flexible solar cell and a flexible solar cell manufactured thereby, and it is an object of the present invention to improve the electrical and thermal characteristics of a flexible substrate by using a flexible substrate provided with a hole pattern, A flexible solar cell fabricated by the method, and a flexible solar cell module using the same.

화석연료의 고갈과 환경오염, 지구온난화 문제로 인해 신재생에너지의 개발 필요성이 높아지고 있으며, 환경 친화적이고 무한 재생이 가능한 태양전지가 차세대 에너지원으로 주목받고 있다.With the depletion of fossil fuels, environmental pollution, and global warming, the need to develop renewable energy is increasing, and environmentally friendly and endlessly renewable solar cells are attracting attention as a next-generation energy source.

태양전지는 태양광 발전의 핵심소자이며, 광기전력 효과(Photovoltaic Effect)를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 소자로써, 변환효율을 향상시키고 제조비용을 감소시키기 위해 다양한 재료의 태양전지가 전 세계적으로 연구 개발되고 있다.Solar cells are a key element of solar power generation. They are devices that convert solar energy directly into electric energy by using photovoltaic effect. In order to improve conversion efficiency and reduce manufacturing cost, Are being developed and developed around the world.

또한, 태양전지는 일반적으로 실리콘 기반의 벌크형 태양전지와 기판 상에 박막의 형태로 반도체가 형성된 박막형 태양전지가 있으며, 벌크형 태양전지는 박막형 태양전지에 비해 효율이 우수하나 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있으며, 고가의 반도체 기판을 이용하기 때문에 제조비용이 상승되는 문제점이 있으며, 박막형 태양전지는 얇은 두께로 제조가 가능하고 저가의 재료를 이용하여 제조비용을 감소시킬 수 있어, 최근에는 박막형 태양전지에 대한 연구가 증가되는 추세이다.In addition, the solar cell generally has a silicon-based bulk solar cell and a thin film solar cell in which a semiconductor is formed on the substrate in the form of a thin film. The bulk solar cell is more efficient than the thin film solar cell, And a manufacturing cost is increased due to the use of an expensive semiconductor substrate. Thin film solar cells can be manufactured with a thin thickness and can be manufactured at a low cost by using low cost materials. In recent years, Is a growing trend.

이러한 태양전지는 지상 발전용 분야뿐만 아니라 최근 소비자의 요구에 맞추어, 휴대하기 편하고 유연성이 뛰어나며, 안정적인 발전 효율을 나타내는 초경량 박막형 플렉시블 태양전지 및 그에 대한 기술 개발의 필요성이 대두되고 있다.Such a solar cell is required to develop an ultra-light thin film type flexible solar cell which is portable and easy to carry and has stable power generation efficiency as well as a ground power generation field, and to develop technology therefor.

일반적으로 플렉시블 태양전지는 플렉시블 기판을 사용하게 되는데, 도 1은 종래의 플렉시블 태양전지(5)의 구조를 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이 플렉시블 기판(4) 상에 후면전극(3)이 형성되고, 그 상층에 반도체층(2)이 형성되며, 그 상층에 전면전극(1)이 형성되어 이루어지며, 플렉시블 기판(4)을 제외하고, 후면전국(3), 반도체층(2), 전면전극(1)을 태양전지 셀이라고도 한다.In general, a flexible solar cell uses a flexible substrate. FIG. 1 shows a structure of a conventional flexible solar cell 5, in which a rear electrode 3 is formed on a flexible substrate 4, A semiconductor layer 2 is formed on an upper layer of the semiconductor substrate 2 and a front electrode 1 is formed on an upper layer of the semiconductor layer 2. The back substrate 3, 1) is also referred to as a solar cell.

이러한, 플렉시블 태양전지는 전격 전압을 맞추기 위해서는 단위 플렉시블 태양전지를 직렬로 연결하여 모듈 형태로 제작하여야 하는데, 종래의 플렉시블 태양전지에 사용되는 플렉시블 기판은 대부분 폴리이미드와 같은 부도체로 형성되어 후면전극 연결방법이 복잡하고, 방열특성이 떨어지는 단점이 있다.In such a flexible solar cell, a unit flexible solar cell must be connected in series in order to match the voltage of the lamp, and a flexible substrate used in a conventional flexible solar cell is formed of a non-conductive material such as polyimide, There is a disadvantage in that the method is complicated and the heat dissipation characteristics are poor.

기존에는 다음 도 2 및 도 3과 같은 방법으로 후면전극과 이웃하는 태양전지 셀을 연결하여 모듈사용하여 왔다.Conventionally, a module has been used by connecting a back electrode and a neighboring solar cell in the same manner as shown in FIG. 2 and FIG.

도 2는 플렉시블 기판의 면적을 태양전지 셀의 면적보다 넓게 설계하여 금속 전극선으로 연결하는 방법을 나타낸 것으로, 금속 전극선의 본딩 공정이 번거롭고 태양전지 셀의 면적이 줄어드는 단점이 있다.FIG. 2 shows a method of designing the area of the flexible substrate to be wider than the area of the solar cell and connecting the electrode with the metal electrode line, which is disadvantageous in that the bonding process of the metal electrode line is cumbersome and the area of the solar cell is reduced.

또한, 도 3과 같이, 플렉시블 기판의 접합부에 구멍을 뚫어 전도성 접착제로 연결하는 방법도 있으나, 연결방법이 까다롭고 태양전지 셀의 높이만큼 단차가 발생하여, 설치공간이 제한적이며 비효율적으로 공간을 활용하게 되는 문제점이 있다.As shown in FIG. 3, there is a method in which a hole is formed in a joint portion of a flexible substrate and is connected by a conductive adhesive agent. However, the connection method is difficult and a step is formed by the height of the solar cell, There is a problem to be done.

이러한 문제점을 해결하기 위해 도 4와 같이, 플렉시블 기판 대신에 후면전극(3)으로 얇은 금속 기판을 사용하면 상기 문제점을 어느 정도 해결할 수 있으나, 금속이 다른 재료에 비해 큰 비중을 가지고 있으므로 플렉시블 태양전지의 무게를 증가시키는 문제점이 발생하게 된다.In order to solve such a problem, as shown in FIG. 4, a thin metal substrate is used as the back electrode 3 instead of the flexible substrate. However, since the metal has a larger specific gravity than other materials, A problem arises in that the weight of the battery is increased.

미국등록특허 US 8,993,366(2015.03.31)U.S. Pat. No. 8,993,366 (Mar. 31, 2015)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판을 적용하여 플렉시블 기판 사용시 문제되는 전기적 및 열적 특성을 향상시켜 태양전지의 성능을 개선시킨 플렉시블 태양전지의 제조방법 및 그에 의해 제조된 플렉시블 태양전지 그리고 이를 이용한 플렉시블 태양전지 모듈의 제공을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a flexible solar cell in which the performance of a solar cell is improved by improving the electrical and thermal characteristics of a flexible substrate using a flexible substrate, And a flexible solar cell module using the same.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 벌크 기판 상부에 반도체층을 형성하는 제1단계와, 상기 반도체층 상부에 경화성 수지층을 형성하는 제2단계와, 상기 경화성 수지층을 패터닝하고 경화하여, 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판을 형성시키는 제3단계와, 상기 홀패턴 내부에 후면전극을 형성시키는 제4단계와, 상기 벌크 기판을 제거하는 제5단계와, 상기 반도체층 하부에 전면전극을 형성하는 제6단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지의 제조방법 및 그에 의해 제조된 플렉시블 태양전지 그리고 이를 이용한 플렉시블 태양전지 모듈을 기술적 요지로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, including: a first step of forming a semiconductor layer on a bulk substrate; a second step of forming a curable resin layer on the semiconductor layer; a step of patterning and curing the curable resin layer; A fourth step of forming a rear electrode in the hole pattern, a fifth step of removing the bulk substrate, a step of forming a front electrode on the bottom of the semiconductor layer, The present invention also provides a flexible solar cell module using the same, and a flexible solar cell module using the flexible solar cell.

또한, 상기 제1단계의 반도체층을 형성하기 전에, 상기 벌크 기판 상부에 희생층을 먼저 형성하는 것이 바람직하며, 상기 희생층이 형성된 경우에는, 상기 제5단계에서의 벌크 기판의 제거는 상기 희생층의 제거를 통해 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a sacrificial layer is formed first on the bulk substrate before forming the semiconductor layer in the first step, and in the case where the sacrificial layer is formed, Layer is removed.

또한, 상기 제2단계의 경화성 수지층을 형성하기 전에, 상기 반도체층 상부에 후면전극시드층을 먼저 형성하는 것이 바람직하며, 상기 제4단계의 후면전극은, 상기 홀패턴 내부에 형성되며, 상기 후면전극시드층과 접촉되도록 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable to form the rear electrode seed layer on the semiconductor layer before forming the curable resin layer in the second step, and the rear electrode of the fourth step is formed in the hole pattern, And is preferably formed to be in contact with the rear electrode seed layer.

여기에서, 상기 후면전극은, 도금 공정(plating) 또는 열 증착(thermal evaporation)에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the rear electrode is formed by a plating process or a thermal evaporation process.

또한, 상기 후면전극은, 상기 플렉시블 기판 상측으로 과성장(over growth)시키는 것이 바람직하며, 상기 과성장되는 후면전극은, 후면전극시드층 또는 홀패턴 내부의 후면전극과는 서로 다른 종류의 금속으로 형성되어, 상기 후면전극의 전기전도도 또는 플렉시블 태양전지의 무게를 조절하는 것이 바람직하다.It is preferable that the back electrode is over grown to the upper side of the flexible substrate and the over grown electrode is a metal of a different kind from the rear electrode seed layer or the back electrode inside the hole pattern So as to adjust the electric conductivity of the rear electrode or the weight of the flexible solar cell.

또한, 제 3단계의 경화성 수지층의 패터닝 및 경화는, 패터닝 공정에 의한 자외선 경화, 열 경화 및 플라즈마 처리 중 어느 하나의 방법에 의해 구현되는 것이 바람직하며, 상기 패터닝 공정은, 광패터닝(photo patterning), 전자빔패터닝(electron beam patterning) 및 나노임프린팅(nano imprinting) 중 어느 하나의 공정에 의해 구현되는 것이 바람직하다.The patterning and curing of the curable resin layer in the third step is preferably realized by any one of ultraviolet curing, thermal curing and plasma processing by a patterning step, and the patterning step is performed by photo patterning ), Electron beam patterning, and nano imprinting. [0035] In addition,

또한, 상기 홀패턴의 크기, 피치(pitch) 및 배열 형태 중 어느 하나 또는 둘 이상을 변화시켜 상기 후면전극의 전기전도도 또는 플렉시블 태양전지의 무게를 조절하는 것이 바람직하다.Also, it is preferable to adjust the electric conductivity of the rear electrode or the weight of the flexible solar cell by changing one or more of the size, pitch and arrangement of the hole pattern.

본 발명은 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판을 적용하여 플렉시블 기판 사용시 문제되는 전기적 및 열적 특성을 향상시켜 태양전지의 성능을 개선시키는 효과가 있다.The present invention has the effect of improving the performance of the solar cell by improving the electrical and thermal characteristics that are problematic when using a flexible substrate by applying a flexible substrate provided with a hole pattern.

또한, 본 발명은 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판을 사용한 플렉시블 태양전지를 직렬로 연결하여 모듈 형태로 사용할 시에 후면전극 연결문제를 해결하고, 무게를 획기적으로 줄일 수 있는 초경량 플렉시블 태양전지 또는 초경량 플렉시블 태양전지 모듈을 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can solve the problem of rear electrode connection when a flexible solar cell using a flexible substrate provided with a hole pattern is connected in series and is used in a module form, and a lightweight flexible solar cell or an ultra lightweight flexible solar cell There is an effect that a solar cell module can be provided.

또한, 홀패턴의 형태 및 후면전극의 재료를 변화시키는 간단한 방법에 의해 후면전극의 전기전도도, 태양전지의 방열 특성을 조절하거나 개선시킬 수도 있고, 태양전지의 무게를 조절할 수도 있어, 용도 및 목적에 따라 플렉시블 태양전지의 특성을 용이하게 변경할 수 있어, 플렉시블 태양전지를 보다 다양한 분야에 적용할 수 있는 효과가 있다.Further, the electric conductivity of the rear electrode and the heat radiation characteristics of the solar cell can be adjusted or improved by the shape of the hole pattern and the simple method of changing the material of the rear electrode, and the weight of the solar cell can be controlled, Accordingly, the characteristics of the flexible solar cell can be easily changed, and the flexible solar cell can be applied to various fields.

이러한 플렉시블 태양전지는 플렉시블 소자 산업을 비롯한 다양한 산업 분야에서 높은 부가가치를 창출하고, 고용을 창출함으로써 국가 경제 활성화의 원동력이 될 수 있을 것으로 기대된다.Such a flexible solar cell is expected to become a driving force of the national economy by creating high added value and creating employment in a variety of industries including the flexible device industry.

또한, 플렉시블 태양전지에 대한 원천 기술 개발은 현재 전 세계시장의 80% 이상을 차지하고 있는 실리콘 태양전지 시장 이후에 도래할 것으로 예상되는 플렉시블 태양전지 시장에서 독자적인 경쟁력을 갖추고 새로운 실용화 가능성을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.In addition, the development of the original technology for flexible solar cells will be able to offer new possibilities for commercialization in the flexible solar cell market, which is expected to come after the silicon solar cell market, which currently accounts for more than 80% of the global market .

도 1 내지 도 4 - 종래의 플렉시블 태양전지의 구조 및 모듈 형태로의 구현 예시도를 나타낸 도.
도 5 - 본 발명에 따른 플렉시블 태양전지의 제조방법에 대한 모식도.
도 6 - 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 태양전지의 제조방법에 대한 모식도.
도 7 - 도 6의 실시예에 따른 플렉시블 기판에 대한 평면도.Figs. 1 to 4 are diagrams showing a structure of a conventional flexible solar cell and an example of implementation in a module form. Fig.
5 is a schematic diagram of a manufacturing method of a flexible solar cell according to the present invention.
6 is a schematic view of a method of manufacturing a flexible solar cell according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view of a flexible substrate according to the embodiment of FIG. 6; FIG.

본 발명은 플렉시블 태양전지의 제조방법 및 그에 의해 제조된 플렉시블 태양전지에 관한 것으로서, 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판을 적용하여 플렉시블 기판 사용시 문제되는 전기적 및 열적 특성을 향상시켜 태양전지의 성능을 개선시킨 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a flexible solar cell and a flexible solar cell manufactured thereby, and it is an object of the present invention to improve the electrical and thermal characteristics of a flexible substrate by using a flexible substrate provided with a hole pattern, will be.

이러한 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판을 사용한 플렉시블 태양전지를 직렬로 연결하여 모듈 형태로 사용할 시에 후면전극 연결문제를 해결하고, 무게를 획기적으로 줄일 수 있는 초경량 플렉시블 태양전지를 제공할 수 있도록 하는 것이다.A flexible solar cell using a flexible substrate provided with such a hole pattern is connected in series to solve the problem of connection of a back electrode when using the solar cell module in a module form and to provide an ultra lightweight flexible solar cell capable of drastically reducing its weight .

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 5는 본 발명에 따른 플렉시블 태양전지의 제조방법에 대한 모식도를 나타낸 것이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 태양전지의 제조방법에 대한 모식도를 나타낸 것이고, 도 7은 도 6의 실시예에 따른 플렉시블 기판에 대한 평면도를 나타낸 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 5 is a schematic view of a method of manufacturing a flexible solar cell according to the present invention, FIG. 6 is a schematic view of a method of manufacturing a flexible solar cell according to another embodiment of the present invention, FIG. 7 is a cross- 1 is a plan view of a flexible substrate according to an embodiment.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉시블 태양전지의 제조방법은, 벌크 기판(100) 상부에 반도체층(300)을 형성하는 제1단계와, 상기 반도체층(300) 상부에 경화성 수지층(500)을 형성하는 제2단계와, 상기 경화성 수지층(500)을 패터닝하고 경화하여, 홀패턴(610)이 구비된 플렉시블 기판(600)을 형성시키는 제3단계와, 상기 홀패턴(610) 내부에 후면전극(700)을 형성시키는 제4단계와, 상기 벌크 기판(100)을 제거하는 제5단계와, 상기 반도체층(300) 하부에 전면전극(800)을 형성하는 제6단계를 포함하여 이루어진다.A method of manufacturing a flexible solar cell according to the present invention includes a first step of forming a semiconductor layer 300 on a bulk substrate 100 and a second step of forming a curable resin layer 500 on the semiconductor layer 300 A third step of patterning and curing the curable resin layer 500 to form a flexible substrate 600 having a hole pattern 610 and a second step of forming a hole in the hole pattern 610, A fifth step of removing the bulk substrate 100, and a sixth step of forming a front electrode 800 below the semiconductor layer 300, .

본 발명에 따른 플렉시블 태양전지의 제조방법은, 먼저, 벌크 기판(100) 상부에 반도체층(300)을 형성한다.(제1단계)In the method of manufacturing a flexible solar cell according to the present invention, a semiconductor layer 300 is formed on a bulk substrate 100 (first step)

상기 벌크 기판(100)은 그 상층에 형성되는 반도체층(300)의 결함을 최소화하기 위해 반도체층(300)과 격자상수가 비슷한 기판을 사용하게 되며, 예컨대, 상기 기판은 GaAs, InP 등을 사용하는 경우 상기 반도체층(300)은 GaAs, InGaAs, AlInGaAs, InGaP, AlInGaP 등의 재료를 사용하게 된다.In order to minimize defects of the semiconductor layer 300 formed on the upper layer of the bulk substrate 100, a substrate having a lattice constant similar to that of the semiconductor layer 300 is used. For example, the substrate is made of GaAs, InP, or the like The semiconductor layer 300 may be formed of a material such as GaAs, InGaAs, AlInGaAs, InGaP, AlInGaP, or the like.

여기에서, 상기 벌크 기판(100) 상부에 반도체층(300)을 형성하기 전에 상기 벌크 기판(100) 상부에 희생층(200)을 먼저 형성할 수도 있다. 이는 후술할 벌크 기판(100) 제거시 효율적으로 제거하기 위한 것으로, 희생층(200)은 벌크 기판(100) 상에 에픽탁셜하게 성장되며 특정 용매에 대하여 기판보다 쉽게 식각되어야 하므로 벌크 기판(100)과는 다른 재료 또는 격자상수가 다를 수도 있으며 격자결함을 최소화하기 위해 희생층(200) 상에 버퍼층 등을 더 형성시킬 수 있다. 후 공정에서 식각 등을 통해 제거해야 하는 층이므로 벌크 기판(100)과는 상이한 조성일 수 있다.The sacrificial layer 200 may be formed on the bulk substrate 100 before the semiconductor layer 300 is formed on the bulk substrate 100. Since the sacrificial layer 200 is epitaxially grown on the bulk substrate 100 and must be etched more easily than the substrate with respect to a specific solvent, And a buffer layer or the like may be further formed on the sacrifice layer 200 in order to minimize lattice defects. And may be a composition different from that of the bulk substrate 100 since it is a layer which must be removed through etching or the like in a subsequent step.

이와 같이 벌크 기판(100) 상의 희생층(200) 및 반도체층(300)은 통상의 박막 증착 공정에 의해 형성되게 되며, 벌크 기판(100)과 반도체층(300) 사이에 희생층(200)을 형성한 경우에는 후술할 벌크 기판(100)의 제거는 상기 희생층(200)의 제거를 통해 이루어지게 된다.The sacrificial layer 200 and the semiconductor layer 300 on the bulk substrate 100 are formed by a conventional thin film deposition process and a sacrificial layer 200 is formed between the bulk substrate 100 and the semiconductor layer 300 The removal of the sacrificial layer 200 is performed by removing the bulk substrate 100 to be described later.

그리고, 상기 반도체층(300) 상부에 경화성 수지층(500)을 형성하고(제2단계), 상기 경화성 수지층(500)을 패터닝하고 경화하여, 홀패턴(610)이 구비된 플렉시블 기판(600)을 형성시키게 된다.(제3단계)Then, the curable resin layer 500 is formed on the semiconductor layer 300 (step 2), and the curable resin layer 500 is patterned and cured to form a flexible substrate 600 having a hole pattern 610 (Step 3)

여기에서, 상기 경화성 수지층(curable resin)(500)은 반도체층(300) 상부에 스핀 코팅, 드랍핑(dropping) 또는 스프레이 코팅(spray coating) 등의 방법에 의해 코팅될 수 있고, 자외선 경화, 열 경화 또는 플라즈마 처리 등에 의한 경화 공정에 의해 경화(curable)되는 수지를 사용하며, 예컨대 열경화성 수지로 폴리이미드(polyimide) 같은 재료를 사용한다.The curable resin layer 500 may be coated on the semiconductor layer 300 by spin coating, dropping, spray coating, or the like, A resin that is curable by a curing process such as thermal curing or plasma treatment is used. For example, a material such as polyimide is used as a thermosetting resin.

그리고, 상기 경화성 수지층(500)은, 반도체층(300) 상부에 형성되어 소정의 패터닝 공정을 수행하면서 경화되어, 반도체층(300) 일부가 노출되는 홀패턴(610)이 구비된 플렉시블 기판(600)으로 변환되게 되는 것이다.The curable resin layer 500 is formed on the semiconductor layer 300 and cured while performing a predetermined patterning process to form a flexible substrate having a hole pattern 610 through which a part of the semiconductor layer 300 is exposed 600).

즉, 본원발명에 따른 플렉시블 기판(600)은 별도의 고분자 필름이나 플라스틱 재질로 형성하는 것이 아니라 경화성 수지층(500)의 경화에 의해 구현되게 되는 것이다.That is, the flexible substrate 600 according to the present invention is not formed of a separate polymer film or plastic material, but is realized by curing the curable resin layer 500.

이러한 경화성 수지층(500)의 경화는 수지의 종류에 따라 자외선, 열 또는 플라즈마 처리 등에 의해 경화되게 되며, 소정의 패터닝 공정에 의해 홀패턴(610)을 형성시킨다. 여기에서 패터닝 공정은 광패터닝(photo patterning), 전자빔패터닝(electron beam patterning) 및 나노임프린팅(nano imprinting) 중 어느 하나의 공정에 의해 구현되게 된다. 일실시예로 폴리이미드를 경화성 수지층(500)으로 사용한 경우에는, 소정의 패턴이 형성된 임프린트 스탬프로 폴리이미드 층을 가압하면서 250℃ 정도의 온도에서 약 60분 정도 열경화를 수행하게 되면, 홀패턴(610)이 구비된 플렉시블 기판(600)을 얻을 수 있다.The curing of the curable resin layer 500 is cured by ultraviolet rays, heat, plasma treatment or the like depending on the kind of the resin, and the hole pattern 610 is formed by a predetermined patterning process. Here, the patterning process may be implemented by any one of photo patterning, electron beam patterning, and nano imprinting. When polyimide is used as the curable resin layer 500, if the thermosetting is performed for about 60 minutes at a temperature of about 250 ° C. while pressing the polyimide layer with an imprint stamp having a predetermined pattern, The flexible substrate 600 provided with the pattern 610 can be obtained.

즉, 마스크 또는 임프린트용 스탬프 등을 상기 경화성 수지층(500) 상부에 안착시킨 후 소정 시간 동안 소정의 에너지로 자외선을 조사하거나 가열 또는 전자빔을 조사한 후 마스크 또는 임프린트용 스탬프를 제거하는 등의 광패터닝 공정, 전자빔패터닝 공정 또는 나노임프린팅 공정 등에 의해 상기 경화성 수지층(500)은 경화되고 홀패턴(610)이 구비되게 되며, 이에 의해 홀패턴(610)이 구비된 플렉시블 기판(600)이 형성되게 된다.That is, after a mask or an imprint stamp or the like is placed on the curable resin layer 500, ultraviolet rays are irradiated with a predetermined energy for a predetermined time, or a mask or an imprint stamp is removed after heating or electron beam irradiation, The curable resin layer 500 is cured and the hole pattern 610 is formed by the electron beam patterning process or the nanoimprinting process so that the flexible substrate 600 having the hole pattern 610 is formed do.

이러한 플렉시블 기판(600)에 구비된 홀패턴(610)은 반복 또는 불규칙적으로 형성시킬 수 있고, 횡단면 형상은 원형이나 다각형 등 필요에 의해 다양하게 형성할 수도 있으며, 종단면 형상은 사다리꼴, 기둥, 장구(중심부가 단면적이 좁은 형태) 형상 중 어느 하나로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 홀패턴(610)의 크기, 피치(pitch) 및 배열 형태 중 어느 하나 또는 둘 이상을 변화시켜 후면전극(700)의 전기전도도 또는 플렉시블 태양전지의 무게를 조절할 수 있도록 한다.The hole pattern 610 provided in the flexible substrate 600 may be repeatedly or irregularly formed. The cross-sectional shape of the hole pattern 610 may be variously formed as required, such as a circular shape or a polygonal shape. The longitudinal shape may be a trapezoid, Or a shape in which the central portion has a narrow cross-sectional area). In addition, the electric conductivity of the rear electrode 700 or the weight of the flexible solar cell can be adjusted by changing one or more of the size, pitch and arrangement of the hole pattern 610.

즉, 후술할 공정에서 후면전극(700)은 상기 홀패턴(610) 내부에 형성되게 되므로, 홀패턴(610)의 크기, 피치 또는 배열 형태 등에 따라 후면전극(700)의 전기전도도를 조절할 수 있으며, 후면전극(700)의 면적이 변화되므로 플렉시블 태양전지의 무게를 조절할 수 있게 되는 것이다.That is, since the rear electrode 700 is formed in the hole pattern 610 in the process to be described later, the electric conductivity of the rear electrode 700 can be adjusted according to the size, pitch, or arrangement of the hole pattern 610 And the area of the rear electrode 700 is changed, so that the weight of the flexible solar cell can be controlled.

도 7은 도 6의 실시예에 따른 플렉시블 기판에 대한 평면도를 나타낸 것으로서, 원형(원기둥)의 홀패턴(610)이 구비된 플렉시블 기판(600)을 나타낸 것이다.FIG. 7 is a plan view of a flexible substrate according to the embodiment of FIG. 6, showing a flexible substrate 600 having a circular hole pattern 610. FIG.

한편, 상기 경화성 수지층(500)을 형성하기 전에, 반도체층(300) 상부에 후면전극시드층(400)을 먼저 형성할 수도 있다. 상기 후면전극시드층(400)은 반도체층(300) 상부의 전면에 형성되게 되며, 반도체층(300)과의 안정적인 전기적 접속을 도모하고, 후술할 홀패턴(610) 내부에의 후면전극(700) 형성시 보이드나 공극 등이 없이 홀패턴(610) 내부로 후면전극(700)의 고품위 성장이 가능하도록 하기 위한 것이다.The rear electrode seed layer 400 may be formed on the semiconductor layer 300 before the curable resin layer 500 is formed. The rear electrode seed layer 400 is formed on the entire upper surface of the semiconductor layer 300 to enable stable electrical connection with the semiconductor layer 300 and to electrically connect the rear electrode 700 The rear electrode 700 can be grown in the hole pattern 610 without voids or voids.

특히, 상기 후면전극시드층(400)은 홀패턴(610) 내부에의 후면전극(700) 형성시 도금공정 등에 유리하게 작용할 수 있게 된다.Particularly, the rear electrode seed layer 400 can be advantageously used for a plating process or the like when the rear electrode 700 is formed in the hole pattern 610.

그리고, 상기 홀패턴(610)이 마련된 플렉시블 기판(600)의 형성이 완료되면, 상기 홀패턴(610) 내부에 후면전극(700)을 형성시키게 된다.(제4단계)After the formation of the flexible substrate 600 having the hole pattern 610 is completed, the rear electrode 700 is formed in the hole pattern 610. (Step 4)

여기에서, 후면전극시드층(400)이 형성되지 않은 경우에는 상기 홀패턴(610) 내부에 형성된 후면전극(700)은 반도체층(300)과 바로 접촉(ohmic contact)되게 되며, 후면전극시드층(400)이 형성된 경우에는 반도체층(300)과 후면전극시드층(400) 그리고 홀패턴(610) 내부에 형성된 후면전극(700)과 접촉되게 된다.In the case where the rear electrode seed layer 400 is not formed, the rear electrode 700 formed in the hole pattern 610 is in ohmic contact with the semiconductor layer 300, The semiconductor layer 300 and the rear electrode seed layer 400 and the rear electrode 700 formed in the hole pattern 610 are in contact with each other.

이러한 후면전극(700)은 여타의 물리적, 화학적 박막 증착 공정 또는 코팅 공정에 의해 반도체층(300) 상부 또는 후면전극시드층(400) 상부의 홀패턴(610) 내부에 형성되게 되며, 홀패턴(610)의 형태 및 깊이의 특수성을 고려하고, 경화성 수지층(500)의 물성에 영향을 미치지 않도록 후면전극시드층(400)을 먼저 형성하고 도금 공정(plating)에 의해 구현되거나, 열 증착(thermal evaporation) 공정에 의해 수행되는 것이 바람직하다.The rear electrode 700 is formed inside the hole pattern 610 above the semiconductor layer 300 or on the rear electrode seed layer 400 by other physical and chemical thin film deposition processes or coating processes, The rear electrode seed layer 400 may be formed first by a plating process or may be implemented by a thermal process such as thermal deposition (thermal deposition) or the like, in order to prevent the physical properties of the curable resin layer 500 from being affected. evaporation process.

또한, 상기 홀패턴(610) 내부에 형성된 후면전극(700)은 상기 플렉시블 기판(600) 상측으로 과성장(over growth)시키는 것이 바람직하다. 즉, 홀패턴(610) 내부에 후면전극(700)을 도금 공정 등에 의해 형성시키면서, 홀패턴(610)을 다 채우고도 계속적으로 도금 공정 등을 수행하여 플렉시블 기판(600) 전면에 후면전극(700)을 연속하여 형성시키도록 하는 것이다.In addition, it is preferable that the rear electrode 700 formed in the hole pattern 610 is over grown to the upper side of the flexible substrate 600. That is, while the rear electrode 700 is formed in the hole pattern 610 by a plating process or the like, the rear electrode 700 is formed on the entire surface of the flexible substrate 600 by continuously performing the plating process even when the hole pattern 610 is filled. ) Are continuously formed.

이는 홀패턴(610) 내부에만 후면전극(700)을 형성하여도 플렉시블 기판(600) 외부로 후면전극(700)이 노출되어 이를 금속 전극선과 연결하여 인접하는 태양전지 셀과 연결시킬 수 있으나, 홀패턴(610)의 배열 형태 등에 따라 사용에 제한적이거나 홀패턴(610) 내부로의 후면전극(700)의 패킹 시에 공극 등의 결함의 발생 가능성이 있으므로, 후면전극(700)을 플렉시블 기판(600) 상측으로 과성장시켜 전면에 형성시킴으로써, 인접하는 태양전지 셀과의 안정적인 전기적 접촉이 이루어지도록 하며, 후면전극(700)의 위치에 상관없이 태양전지 셀의 배열이 가능하여 그 활용도가 더욱 뛰어날 수 있다.Even if the rear electrode 700 is formed only inside the hole pattern 610, the rear electrode 700 may be exposed to the outside of the flexible substrate 600 and connected to the adjacent electrode cells by connecting the rear electrode 700 to the metal electrode line. There is a possibility that the use of the rear electrode 700 is limited depending on the arrangement of the patterns 610 or the like and defects such as voids may occur when the rear electrode 700 is packed into the hole pattern 610. Therefore, The upper surface of the rear electrode 700 is overgrown to form stable electrical contact with the neighboring solar cells and the arrangement of the solar cells can be arranged irrespective of the position of the rear electrodes 700, have.

여기에서, 상기 과성장되는 후면전극(700)은 후면전극시드층(400) 또는 홀패턴(610) 내부의 후면전극(700)과는 서로 다른 종류의 금속으로 형성하여, 상기 후면전극(700)의 전기전도도 또는 플렉시블 태양전지의 무게를 조절할 수 있도록 하는 것이다.The rear electrode 700 may be formed of a different kind of metal from the rear electrode seed layer 400 or the rear electrode 700 in the hole pattern 610, And the weight of the flexible solar cell can be adjusted.

상기 후면전극시드층(400) 및 후면전극(700)은 금(Au), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 은(Ag), 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO) 등이 사용될 수 있으며, 전기전도도 및 열적 특성을 고려하여 적절한 재료를 선택하여 사용할 수 있다.The rear electrode seed layer 400 and the rear electrode 700 may be formed of at least one selected from the group consisting of Au, Ti, Cr, Ag, Pt, Ni, Indium tin oxide (ITO), or the like can be used, and an appropriate material can be selected and used in consideration of electrical conductivity and thermal characteristics.

또한, 이러한 금속재료들은 전기전도도, 열적 특성, 비중이 서로 다르므로, 후면전극시드층(400), 홀패턴(610) 내부에 채워지는 후면전극(700) 그리고 과성장되는 후면전극(700)의 재료를 각각 달리 사용하거나 어느 하나를 달리 사용하게 되면, 후면전극(700)의 전기전도도를 조절할 수 있으며, 태양전지의 방열 특성을 조절하거나 개선시킬 수도 있고, 태양전지의 무게를 조절할 수도 있게 된다.Since the metal materials have different electrical conductivity, thermal properties and specific gravity, the rear electrode seed layer 400, the rear electrode 700 filled in the hole pattern 610, and the rear electrode 700 grown When the materials are used in different or different ways, the electric conductivity of the rear electrode 700 can be controlled, the heat radiation characteristics of the solar cell can be controlled or improved, and the weight of the solar cell can be controlled.

이와 같이, 본 발명은 홀패턴(610)이 구비된 플렉시블 기판(600)을 적용하고, 홀패턴(610) 내부에 후면전극(700)을 형성함으로써, 기존의 부도체로 사용된 플렉시블 기판(600)의 전기적 및 열적 문제점을 개선시켜 모듈 형태로의 적용시 후면전극(700) 연결문제를 간단하게 해결함과 동시에 홀패턴(610) 내부로 후면전극(700)을 형성시킴으로써 초경량의 플렉시블 태양전지를 제공할 수 있는 장점이 있는 것이다.As described above, according to the present invention, the flexible substrate 600 having the hole pattern 610 is applied, and the back electrode 700 is formed in the hole pattern 610, The rear electrode 700 is formed in the hole pattern 610 to provide an ultra lightweight flexible solar cell. The present invention is not limited to the above embodiment, There is an advantage to be able to do.

그리고, 상기 홀패턴(610) 내부에 후면전극(700)을 형성하거나 홀패턴(610) 내부에 후면전극(700)을 형성하고 플렉시블 기판(600) 전면에 후면전극(700)을 과성장시킨 후, 상기 벌크 기판(100)을 제거하게 된다.(제5단계)The back electrode 700 is formed in the hole pattern 610 or the back electrode 700 is formed in the hole pattern 610 and the back electrode 700 is grown on the entire surface of the flexible substrate 600 , And the bulk substrate 100 is removed. (Step 5)

이는 희생층(200)이 형성되어 있지 않은 경우에는 반도체층(300)과 벌크 기판(100)과의 밴드갭 에너지 차이에 의한 레이저 리프트 오프 공정 등에 의해 벌크 기판(100)을 반도체층(300)으로부터 분리시키거나, 희생층(200)이 형성된 경우에는 희생층(200)의 식각 공정 등에 의해 벌크 기판(100)을 반도체층(300)으로부터 분리시킬 수 있다.This is because when the sacrificial layer 200 is not formed, the bulk substrate 100 is removed from the semiconductor layer 300 by a laser lift-off process or the like due to a difference in band gap energy between the semiconductor layer 300 and the bulk substrate 100 When the sacrificial layer 200 is formed, the bulk substrate 100 may be separated from the semiconductor layer 300 by an etching process of the sacrificial layer 200 or the like.

이러한 분리된 벌크 기판(100)은 다시 재활용할 수 있어 다음 공정에 사용되게 된다.The separated bulk substrate 100 can be recycled again and used for the next process.

그리고, 상기 벌크 기판(100)을 제거한 후 상기 반도체층(300) 하부에 전면전극(800)을 형성하게 된다.(제6단계) 여기에서, 상기 반도체층(300) '하부'는 상술한 반도체층(300) '상부'에 대한 반대쪽의 의미로 설명의 편의를 위해 도입한 것으로, 특별한 물리적 의미는 없다.After the bulk substrate 100 is removed, a front electrode 800 is formed under the semiconductor layer 300. (Step 6) Herein, the 'lower' portion of the semiconductor layer 300 is formed of the above- It is introduced for convenience of explanation in the opposite meaning to the upper part of the layer 300, and there is no particular physical meaning.

이러한 전면전극(800)은 소정의 패터닝에 의해 구현되며, 이웃하는 태양전지 셀의 후면전극(700)과 금속 전극선에 의해 접촉되어, 태양전지 셀이 모듈화되어 구현되게 된다.The front electrode 800 is realized by a predetermined patterning, and is contacted with the rear electrode 700 of the neighboring solar cell by the metal electrode line, so that the solar cell is realized as a module.

이와 같이, 본 발명의 일실시예로는 벌크 기판(100) 상부에 반도체층(300) 및 경화성 수지층(500)을 형성하고, 이를 패터닝하고 경화하여 홀패턴(610)이 마련된 플렉시블 기판(600)을 형성시킨 후, 홀패턴(610) 내부에 후면전극(700)을 형성하고, 상기 벌크 기판(100)을 제공하고 전면전극(800)을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다.As described above, in one embodiment of the present invention, the semiconductor layer 300 and the curable resin layer 500 are formed on the bulk substrate 100, patterned and cured to form a flexible substrate 600 having a hole pattern 610 Forming a rear electrode 700 in the hole pattern 610 and providing the bulk substrate 100 and forming the front electrode 800. In this case,

또한, 본 발명의 다른 실시예로는 상기 벌크 기판(100)과 반도체층(300) 사이에 희생층(200)을 형성하거나, 상기 반도체층(300)과 경화성 수지층(500) 사이에 후면전극시드층(400)을 형성하거나, 홀패턴(610) 내부에 후면전극(700)을 형성하고, 플렉시블 기판(600) 전면에 후면전극(700)을 과성장시킬 수도 있으며, 이러한 공정은 공정의 편의성, 사용되는 재료의 물성, 공정 조건, 태양전지 셀의 용도, 목적 등에 의해 선택적으로 수행할 수 있다.In another embodiment of the present invention, a sacrificial layer 200 may be formed between the bulk substrate 100 and the semiconductor layer 300, or between the semiconductor layer 300 and the curable resin layer 500, The rear electrode 700 may be formed on the entire surface of the flexible substrate 600 by forming the seed layer 400 or forming the rear electrode 700 in the hole pattern 610. This process may be easily performed, , The physical properties of the material used, the process conditions, the use of the solar cell, the purpose, and the like.

또한, 본 발명의 다른 실시예로 희생층(200) 형성, 후면전극시드층(400) 형성 및 후면전극(700)의 과성장 공정을 모두 포함할 수도 있으며, 이는 벌크 기판(100) 상부에 희생층(200)을 형성하고, 그 상부에 반도체층(300)을 형성하는 단계와, 상기 반도체층(300) 상부에 후면전극시드층(400)을 형성하고, 그 상부에 경화성 수지층(500)을 형성하는 단계와, 상기 경화성 수지층(500)을 패터닝하고 경화하여, 상기 후면전극시드층(400) 일부를 노출시키는 홀패턴(610)이 구비된 플렉시블 기판(600)을 형성시키는 단계와, 상기 홀패턴(610) 내부에 상기 후면전극시드층(400)과 접촉되는 후면전극(700)을 형성시키는 단계와, 상기 후면전극(700)을 홀패턴(610) 상부 및 플렉시블 기판(600) 상부에 과성장시키는 단계와, 상기 희생층(200)의 제거를 통해 벌크 기판(100)을 제거하는 단계와, 상기 반도체층(300) 하부에 전면전극(800)을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지게 된다.In another embodiment of the present invention, the sacrificial layer 200 may be formed, the rear electrode seed layer 400 may be formed, and the back electrode 700 may be overgrown. Forming a semiconductor layer 300 on the semiconductor layer 300 and forming a rear electrode seed layer 400 on the semiconductor layer 300 and forming a curable resin layer 500 thereon, Forming a flexible substrate 600 having a hole pattern 610 which exposes a part of the rear electrode seed layer 400 by patterning and curing the curable resin layer 500; Forming a rear electrode 700 in contact with the rear electrode seed layer 400 in the hole pattern 610 and removing the rear electrode 700 from the top of the hole pattern 610 and the top surface of the flexible substrate 600, , Removing the bulk substrate (100) through removal of the sacrificial layer (200), removing the sacrificial layer Including the step of forming a front electrode 800, the lower semiconductor layer 300 will be written.

이러한 제조방법에 의해 제조된 플렉시블 태양전지는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 반도체층(300)과, 상기 반도체층(300) 상부 및 하부에 각각 형성된 전면전극(800) 및 후면전극(700)과, 상기 후면전극(700) 하부에 형성된 플렉시블 기판(600)을 포함하여 이루어진 플렉시블 태양전지에 있어서, 상기 플렉시블 기판(600)은 상기 후면전극(700)이 일부 노출되는 홀패턴(610)이 구비되어 형성되며, 상기 홀패턴(610) 내부로 상기 후면전극(700)과 동일하거나 서로 다른 종류의 금속으로 채워져 상기 후면전극(700)이 연장형성되고, 상기 플렉시블 기판(600) 하측으로 상기 홀패턴(610) 내부로 연장형성된 후면전극(700)과 동일하거나 서로 다른 종류의 금속으로 상기 후면전극(700)이 과성장되어 형성되는 형태를 가지게 된다.5 and 6, the flexible solar cell manufactured by this manufacturing method includes a semiconductor layer 300, a front electrode 800 and a rear electrode (not shown) formed on the upper and lower sides of the semiconductor layer 300, respectively. And a flexible substrate 600 formed under the rear electrode 700. The flexible substrate 600 includes a hole pattern 610 through which the rear electrode 700 is partially exposed, And the rear electrode 700 is extended to fill the hole pattern 610 with the same or different kinds of metal as the rear electrode 700. The rear electrode 700 may be formed on the lower side of the flexible substrate 600, The rear electrode 700 may be overgrown with the same or different kind of metal as the rear electrode 700 extending into the hole pattern 610.

이렇게 형성된 플렉시블 태양전지의 일실시예로는, 전면전극(800)의 높이 0.1~0.5㎛, 반도체층(300)의 높이 1~7㎛, 후면전극(후면전극시드층(400) 또는 과성장된 후면전극 영역)(700)의 높이 0.1~0.5㎛, 플렉시블 기판(600)의 높이 10~100㎛, 홀패턴(610)의 크기 및 피치 수nm~1mm 정도의 범위로 형성할 수 있다.In one embodiment of the flexible solar cell thus formed, the height of the front electrode 800 is 0.1 to 0.5 占 퐉, the height of the semiconductor layer 300 is 1 to 7 占 퐉, the rear electrode (rear electrode seed layer 400, The height of the flexible substrate 600 is 10 to 100 mu m and the size of the hole pattern 610 and the number of pitches are in the range of about 1 nm to about 1 mm.

도 7은 도 6의 제조방법으로부터 제조된 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판의 일실시예도 7에 도시된 바와 같이, 홀패턴(610)의 배열 형태의 일실시예로 원형으로 격자 형태로 형성될 수 있으며, 이에 의해 초경량 박막형 플렉시블 태양전지를 제공할 수 있게 된다.FIG. 7 shows an embodiment of a flexible substrate with a hole pattern manufactured from the manufacturing method of FIG. 6. As shown in FIG. 7, an embodiment of the arrangement of the hole patterns 610 may be formed in a circular lattice form Thus, it is possible to provide an ultra light thin film type flexible solar cell.

이와 같이 제조된 본 발명에 따른 플렉시블 태양전지는 상기 플렉시블 기판에 형성된 후면전극과 이웃하는 플렉시블 태양전지의 전면전극을 전기적으로 연결하여 모듈형태로 구현될 수 있다.The thus fabricated flexible solar cell according to the present invention can be realized in a module form by electrically connecting the rear electrode formed on the flexible substrate to the front electrode of the neighboring flexible solar cell.

이에 의해 본 발명은 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판을 적용하여 플렉시블 기판 사용시 문제되는 전기적 및 열적 특성을 향상시켜 태양전지의 성능을 개선시킬 수 있도록 하였으며, 이러한 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판을 사용한 플렉시블 태양전지를 직렬로 연결하여 모듈 형태로 사용할 시에 후면전극 연결문제를 해결하고, 무게를 획기적으로 줄일 수 있는 초경량 플렉시블 태양전지를 제공할 수 있도록 하는 것이다.Accordingly, the present invention improves the performance of a solar cell by improving the electrical and thermal characteristics that are problematic when a flexible substrate is used by applying a flexible substrate provided with a hole pattern. In the flexible solar cell using the flexible substrate provided with such a hole pattern, And to provide an ultra-lightweight flexible solar cell capable of solving the problem of connecting the rear electrodes when the cells are connected in series to form a module and reducing the weight remarkably.

100 : 벌크 기판 200 : 희생층
300 : 반도체층 400 : 후면전극시드층
500 : 경화성 수지층 600 : 플렉시블 기판
610 : 홀패턴 700 : 후면전극
800 : 전면전극100: bulk substrate 200: sacrificial layer
300: semiconductor layer 400: rear electrode seed layer
500: Curable resin layer 600: Flexible substrate
610: Hall pattern 700: Rear electrode
800: front electrode

Claims (19)

벌크 기판 상부에 반도체층을 형성하는 제1단계;
상기 반도체층 상부에 경화성 수지층을 형성하는 제2단계;
상기 경화성 수지층을 패터닝하고 경화하여, 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판을 형성시키는 제3단계;
상기 홀패턴 내부에 후면전극을 형성시키는 제4단계;
상기 벌크 기판을 제거하는 제5단계;
상기 반도체층 하부에 전면전극을 형성하는 제6단계;를 포함하여 이루어지며,
상기 제2단계의 경화성 수지층을 형성하기 전에,
상기 반도체층 상부에 후면전극시드층을 먼저 형성하고,
상기 후면전극은 상기 플렉시블 기판 상측으로 과성장(over growth)시키며, 상기 과성장되는 후면전극은 상기 후면전극시드층 또는 홀패턴 내부의 후면전극과는 서로 다른 종류의 금속으로 형성되어, 상기 후면전극의 전기전도도 또는 플렉시블 기판의 무게를 조절하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지의 제조방법.A first step of forming a semiconductor layer on the bulk substrate;
A second step of forming a curable resin layer on the semiconductor layer;
A third step of patterning and curing the curable resin layer to form a flexible substrate having a hole pattern;
A fourth step of forming a rear electrode within the hole pattern;
A fifth step of removing the bulk substrate;
And forming a front electrode on the bottom of the semiconductor layer,
Before forming the curable resin layer in the second step,
A rear electrode seed layer is first formed on the semiconductor layer,
The back electrode is over grown to the upper side of the flexible substrate and the over grown electrode is formed of a different kind of metal from the rear electrode seed layer or the rear electrode inside the hole pattern, Wherein the electric conductivity of the flexible substrate is controlled by controlling the electric conductivity of the flexible substrate or the weight of the flexible substrate. 제 1항에 있어서, 상기 제1단계의 반도체층을 형성하기 전에,
상기 벌크 기판 상부에 희생층을 먼저 형성하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지의 제조방법.The method according to claim 1, further comprising, before forming the semiconductor layer of the first step,
Wherein a sacrificial layer is first formed on the bulk substrate. 제 2항에 있어서, 상기 희생층이 형성된 경우에는,
상기 제5단계에서의 벌크 기판의 제거는 상기 희생층의 제거를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지의 제조방법.The method according to claim 2, wherein when the sacrificial layer is formed,
Wherein the removal of the bulk substrate in the fifth step is performed by removing the sacrificial layer. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 제4단계의 후면전극은,
상기 홀패턴 내부에 형성되며, 상기 후면전극시드층과 접촉되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지의 제조방법.The plasma display panel of claim 1,
Wherein the hole is formed in the hole pattern and is in contact with the rear electrode seed layer. 제5항에 있어서, 상기 후면전극은,
도금 공정(plating) 또는 열 증착(thermal evaporation)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지의 제조방법.The plasma display panel of claim 5,
Wherein the conductive layer is formed by plating or thermal evaporation. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 제 3단계의 경화성 수지층의 패터닝 및 경화는,
패터닝 공정에 의한 자외선 경화, 열 경화 및 플라즈마 처리 중 어느 하나의 방법에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the patterning and curing of the curable resin layer in the third step comprises:
Wherein the method is implemented by any one of ultraviolet curing, thermal curing, and plasma processing by a patterning process. 제 9항에 있어서, 상기 패터닝 공정은,
광패터닝(photo patterning), 전자빔패터닝(electron beam patterning) 및 나노임프린팅(nano imprinting) 중 어느 하나의 공정에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지의 제조방법.10. The method according to claim 9,
Wherein the method is implemented by any one of a photo patterning process, an electron beam patterning process, and a nano imprinting process. 제 1항에 있어서, 상기 홀패턴의 크기, 피치(pitch) 및 배열 형태 중 어느 하나 또는 둘 이상을 변화시켜 상기 후면전극의 전기전도도 또는 플렉시블 태양전지의 무게를 조절하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지의 제조방법.The flexible solar cell according to claim 1, characterized in that the electric conductivity of the rear electrode or the weight of the flexible solar cell is adjusted by changing one or more of the size, pitch and arrangement of the hole pattern ≪ / RTI > 벌크 기판 상부에 희생층을 형성하고, 그 상부에 반도체층을 형성하는 단계;
상기 반도체층 상부에 후면전극시드층을 형성하고, 그 상부에 경화성 수지층을 형성하는 단계;
상기 경화성 수지층을 패터닝하고 경화하여, 상기 후면전극시드층 일부를 노출시키는 홀패턴이 구비된 플렉시블 기판을 형성시키는 단계;
상기 홀패턴 내부에 상기 후면전극시드층과 접촉되는 후면전극을 형성시키는 단계;
상기 후면전극을 홀패턴 상부 및 플렉시블 기판 상부에 과성장시키는 단계;
상기 희생층의 제거를 통해 벌크 기판을 제거하는 단계;
상기 반도체층 하부에 전면전극을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지며,
상기 과성장되는 후면전극은,
상기 후면전극시드층 또는 홀패턴 내부의 후면전극과는 서로 다른 종류의 금속으로 형성되어, 상기 후면전극의 전기전도도 또는 플렉시블 태양전지의 무게를 조절하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지의 제조방법.Forming a sacrificial layer on the bulk substrate, and forming a semiconductor layer on the sacrificial layer;
Forming a rear electrode seed layer on the semiconductor layer and forming a curable resin layer on the rear electrode seed layer;
Patterning and curing the curable resin layer to form a flexible substrate having a hole pattern exposing a part of the rear electrode seed layer;
Forming a rear electrode in the hole pattern to be in contact with the rear electrode seed layer;
Growing the rear electrode over the hole pattern and the upper portion of the flexible substrate;
Removing the bulk substrate through removal of the sacrificial layer;
And forming a front electrode under the semiconductor layer,
The over-grown rear electrode may include:
Wherein the back electrode layer is formed of a different kind of metal from the rear electrode seed layer or the rear electrode in the hole pattern to adjust the electrical conductivity of the rear electrode or the weight of the flexible solar cell. 제 12항에 있어서, 상기 후면전극은,
도금 공정(plating) 또는 열 증착(thermal evaporation)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지의 제조방법.13. The backlight unit according to claim 12,
Wherein the conductive layer is formed by plating or thermal evaporation. 삭제delete 제 12항에 있어서, 상기 홀패턴의 크기, 피치(pitch) 및 배열 형태 중 어느 하나 또는 둘 이상을 변화시켜 상기 후면전극의 전기전도도 또는 플렉시블 태양전지의 무게를 조절하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지의 제조방법.13. The flexible solar cell according to claim 12, wherein the electric conductivity of the rear electrode or the weight of the flexible solar cell is adjusted by changing one or more of the size, pitch, ≪ / RTI > 제 1항 내지 제 3항, 제 5항, 제 6항, 제 9항, 제 10항 내지 제 13항 및 제 15항 중 어느 하나의 제조방법에 의해 제조된 플렉시블 태양전지는,
상기 플렉시블 기판에 형성된 후면전극과 이웃하는 플렉시블 태양전지의 전면전극을 전기적으로 연결하여 모듈형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지 모듈.A flexible solar cell manufactured by the manufacturing method of any one of claims 1 to 3, 5, 6, 9, 10 to 13, and 15,
Wherein the back surface electrode formed on the flexible substrate is electrically connected to a front surface electrode of a neighboring flexible solar cell. 반도체층과, 상기 반도체층 상부 및 하부에 각각 형성된 전면전극 및 후면전극과, 상기 후면전극 하부에 형성된 플렉시블 기판을 포함하여 이루어진 플렉시블 태양전지에 있어서,
상기 플렉시블 기판은 상기 후면전극이 일부 노출되는 홀패턴이 구비되어 형성되며,
상기 홀패턴 내부로 상기 후면전극과 동일하거나 서로 다른 종류의 금속으로 채워져 상기 후면전극이 연장형성되고,
상기 플렉시블 기판 하측으로 상기 홀패턴 내부로 연장형성된 후면전극과 동일하거나 서로 다른 종류의 금속으로 상기 후면전극이 과성장되어 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지.1. A flexible solar cell comprising: a semiconductor layer; a front electrode and a rear electrode respectively formed on upper and lower sides of the semiconductor layer; and a flexible substrate formed under the rear electrode,
Wherein the flexible substrate includes a hole pattern in which the rear electrode is partially exposed,
And the rear electrode is extended into the hole pattern with the same or different kind of metal as the rear electrode,
Wherein the rear electrode is overgrown with a metal of the same or different type as that of the rear electrode extended to the inside of the hole pattern below the flexible substrate. 제 17항에 있어서, 상기 홀패턴의 크기, 피치(pitch) 및 배열 형태 중 어느 하나 또는 둘 이상을 변화시켜 상기 후면전극의 전기전도도 또는 플렉시블 태양전지의 무게를 조절하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지.The flexible solar cell according to claim 17, wherein the electric conductivity of the rear electrode or the weight of the flexible solar cell is adjusted by changing one or more of the size, pitch and arrangement of the hole pattern. . 제 17항 또는 제 18항의 플렉시블 태양전지는,
상기 플렉시블 기판에 형성된 후면전극과 이웃하는 플렉시블 태양전지의 전면전극을 전기적으로 연결하여 모듈형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지.The flexible solar cell according to claim 17 or 18,
Wherein the back surface electrode formed on the flexible substrate is electrically connected to the front surface electrode of a neighboring flexible solar cell to form a module.
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