KR101803466B1 - 태양전지 모듈 및 태양전지 모듈의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지 모듈 및 태양전지 모듈의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 다층 구조를 가진 태양전지 모듈에서 전류 손실을 보상하기 위한 발명이다.
이러한 본 발명은 제1분할간격으로 분할되어 상호 이격되는 복수의 제1태양전지와; 상기 제1분할간격과 다른 제2분할간격으로 분할되어 상호 이격되며, 상기 제1태양전지와 다른 재질로 구성되는 복수의 제2태양전지를 포함하되, 상기 제1태양전지 중 적어도 2개 이상이 직렬로 연결되고, 직렬로 연결된 상기 제1태양전지는 제2태양전지와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 및 그 제조방법을 제공한다.
이러한 본 발명은 제1분할간격으로 분할되어 상호 이격되는 복수의 제1태양전지와; 상기 제1분할간격과 다른 제2분할간격으로 분할되어 상호 이격되며, 상기 제1태양전지와 다른 재질로 구성되는 복수의 제2태양전지를 포함하되, 상기 제1태양전지 중 적어도 2개 이상이 직렬로 연결되고, 직렬로 연결된 상기 제1태양전지는 제2태양전지와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 및 그 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 태양전지 모듈 및 태양전지 모듈의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 다층 구조를 가진 태양전지 모듈에서 전류 손실을 보상하기 위한 발명이다.
태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치이다.
태양전지의 구조 및 원리에 대해서 간단히 설명하면, 태양전지는 P(Positive)형 반도체와 N(Negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해서 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)이 발생한다.
이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공(+)은 P형 반도체로 이동하고, 상기 전자(-)는 N형 반도체로 이동하게 되고, 이에 의하여 전위가 발생하여 전력을 생산할 수 있게 되는 원리이다.
이와 같은 태양전지는 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다. 상기 기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체 물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조하는 것이다.
한편, 상기 박막형 태양전지는 유리와 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다.
상기 기판형 태양전지는 상기 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수하기는 하지만, 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있고, 고가의 반도체 기판을 이용하기 때문에 제조비용이 상승하는 단점이 있다.
상기 박막형 태양전지는 상기 기판형 태양전지에 비해서 효율이 다소 떨어지기는 하지만, 얇은 두께로 제조가 가능하여 휘는 태양전지로도 제조가 가능하고, 저가의 재료를 이용할 수 있어 제조비용이 감소되는 장점이 있어 대량 생산에 적합하다.
상기 박막형 태양전지는 기판상에 전면전극을 형성하고, 상기 전면전극 위에 실리콘과 같은 반도체 층을 형성하고, 상기 반도체층 위에 후면전극을 형성하여 제조된다.
이와 같은 박막형 태양전지는 전술한 바와 같이 효율 측면에서 기판형 태양전지보다 떨어지기 때문에 효율 증진을 위해서 상기 반도체 층을 2층으로 형성하여 두 개의 태양전지를 적층한 소위 탠덤(tandem) 구조의 박막형 태양전지가 제안된 바 있다.
이와 같은 탠덤 구조의 태양전지는 반도체 층을 2층으로 형성함으로써 태양전지의 효율이 증진되는 효과가 있지만, 다음과 같은 단점이 있었다.
즉, 종래 탠덤 구조의 태양전지에서는 입사되는 장파장과 단파장의 빛을 각각 광전변환하기 위하여 서로 다른 재질의 광전변환층을 제공하고, 이들을 동일한 크기로 분할하였다.
즉, 상부 태양전지와 하부 태양전지가 동일한 크기로 분할되어 배치되고, 이들이 직렬로 연결되었던 것인데, 상부 태양전지의 전류밀도가 하부 전지의 전류밀도보다 작은 경우, 상부 태양전지가 저항 역할을 해서 전체 전류량이 줄어들어서 광전효율을 낮춘다는 문제점이 존재하였다.
또한, 동일한 크기로 분할한 복층 구조에서 상부 태양전지와 하부 태양전지의 전류 균형을 맞추기 위해서 각 태양전지의 두께를 증가 시키거나 감소시키는 경우에도 효율이 감소한다는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상세하게는 복층구조를 가진 태양전지에서 각 층을 구성하는 태양전지의 전류밀도를 균일하게 하여 광전효율을 증대시킬 수 있는 태양전지 모듈 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제1분할간격으로 분할되어 상호 이격되는 복수의 제1태양전지와; 상기 제1분할간격과 다른 제2분할간격으로 분할되어 상호 이격되며, 상기 제1태양전지와 다른 재질로 구성되는 복수의 제2태양전지를 포함하되, 상기 제1태양전지 중 적어도 2개 이상이 직렬로 연결되고, 직렬로 연결된 상기 제1태양전지는 제2태양전지와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈을 제공한다.
상기 제2태양전지는 상기 제1태양전지의 상부에 배치되며, 상기 제2태양전지는 태양광의 입사부에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1태양전지에 마련되는 제2광전변환부와, 상기 제1태양전지에 마련되는 제1광전변환부는 서로 다른 물질로 구성되되, 제2광전변환부에서의 광전효율이 상기 제1광전변환부의 광전효율보다 낮은 것을 특징으로 한다.
상기 제1광전변환부은 화합물로 구성되고, 상기 제2광전변환부은 비결정질 실리콘으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1태양전지는 상기 제1광전변환부 하부에 마련되는 제1전극을 포함하고, 상기 제2태양전지는 상기 제2광전변환부의 상부에 마련되는 제2전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1전극을 복수 개로 분할하되 상호 이격되는 복수의 제1패턴부와;
상기 제1광전변환부 중 제1반도체층을 복수로 분할하되, 그 배치간격이 상기 제1패턴부보다 크게 형성되는 제2패턴부와;
상기 제1광전변환부 중 제2반도체층을 복수로 분할하며, 그 배치간격이 상기 제1패턴부의 배치간격에 대응되되, 상기 제1패턴부 및 상기 제2패턴부와 어긋나게 배치되는 제3패턴부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1,2광전변환부를 따라 상하로 형성되는 제4패턴부를 포함하되,
상기 제4패턴부는 상기 제1,2광전변환부를 분할하도록 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2전극에 마련되되, 상기 제4패턴부와 어긋나게 배치되고, 상기 제4패턴부의 간격에 대응되는 간격으로 마련되는 제5패턴부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제4패턴부에 마련되어 상기 제1전극와 제2전극을 연결하는 연결채널을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1광전변환부와 상기 제2광전변환부 사이에 마련되는 절연층을 더 포함하고, 상기 절연층은 상기 제1광전변환부와 상기 제2광전변환부의 경계면 중 일부에 배치되되,
상기 절연층은 하나의 제2광전변환부가 복수의 제1광전변환부 상부에 배치되는 경우, 하나의 제1광전변환부를 제외한 나머지 제1광전변환부의 상면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
특정한 제2태양전지는 상기 제4패턴부 및 제5패턴부에 의하여 다른 제1태양전지와 분할되며, 특정한 제1태양전지는 상기 제 1 내지 제4패턴부에 의하여 다른 제2태양전지와 분할되되,
상기 제2태양전지의 분할된 크기는 상기 제1태양전지의 분할된 크기보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1,2,3,5 패턴부 중 적어도 어느 하나에는 절연물질이 채워지는 것을 특징으로 한다.
상기 제4패턴부에 마련되어 상기 제1전극과 상기 제2전극을 직렬연결하는 연결채널을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
특정한 제4패턴부와 인접한 제4패턴부 사이에 배치되는 복수의 제1태양전지들은 상호 직렬연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 복수로 분할된 제1태양전지를 형성하되, 적어도 2개 이상의 제1태양전지를 직렬연결되도록 형성하는 공정과; 상기 복수의 제1태양전지 및 상기 절연층 상부에 복수로 분할된 제2태양전지를 형성하되, 복수의 제2태양전지 중 하나의 제2태양전지와 이웃한 다른 제2태양전지 사이에 상기 직렬연결된 상기 제1태양전지를 직렬연결시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1태양전지 상면 일부에 절연층을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
복수로 분할된 제1태양전지를 형성하되, 적어도 2개 이상의 제1태양전지이 직렬연결되도록 형성하는 공정은 제1기판에 제1전극을 도포하는 단계와;
상기 제1전극에 상호 이격되는 제1패턴부를 형성하여 상기 제1전극을 복수로 분할하는 단계와; 기 제1전극의 상부에 제1광전변환부를 형성하는 단계와; 상기 제1광전변환부에 서로 다른 간격을 갖는 제2,3패턴부를 형성하여 상기 제1광전변환부를 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1광전변환부를 형성하는 단계는 상기 제1전극의 상부에 제1반도체층과, 상기 제2반도체층을 순차적으로 증착하는 단계를 더 포함하며,
상기 제1광전변환부를 분할하는 단계는:
상기 제1반도체층에 상기 제1패턴부간의 간격보다 큰 간격을 갖는 제2패턴부를 형성하여 상기 제1반도체층을 복수 개로 분할하는 단계와,
상기 제2반도체층에 상기 제2패턴부간의 간격보다 좁은 간격을 갖는 제3패턴부를 형성하여 상기 제2반도체층을 복수개로 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특정한 제1태양전지의 제1반도체층과, 인접한 제2태양전지의 제2반도체층 일부가 통전되도록 상기 제2패턴부와 상기 제3패턴부가 소정 거리만큼 이격되어 어긋나게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 내지 제3패턴부 중 적어도 하나에 절연물질을 채우는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상기 제1태양전지 상면 일부에 절연층을 형성하는 공정은 상기 절연층을 상기 제1광전변환부와 상기 제2광전변환부의 경계면 중 일부에 배치하는 공정으로 구성되되,
상기 절연층은 하나의 제2광전변환부가 복수의 제1광전변환부 상부에 배치되는 경우, 하나의 제1광전변환부을 제외한 나머지 제1광전변환부의 상면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 제1태양전지 상부에 복수로 분할된 제2태양전지를 형성하되, 복수의 제2태양전지 중 하나의 제2태양전지와 이웃한 다른 제2태양전지 사이에 상기 직렬연결된 상기 제1태양전지를 직렬연결시키는 공정는 상기 절연층 및 상기 제1태양전지 상부에 제2광전변환부를 형성하는 단계는: 상기 제1광전변환부 및 상기 제2광전변환부를 복수로 분할하는 제4패턴부를 형성하는 단계와; 상기 제2광전변환부의 상부에 제2전극을 형성하되, 상기 제4패턴부를 통하여 상기 제1전극과 상기 제2전극이 연결되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하여 복층구조를 형성하고 있는 서로 다른 종류의 태양전지간에 전류의 균형이 맞추어지고, 전류밀도가 차이가 현저하게 줄어들어 그만큼 저항이 제한되고, 이로 인하여, 전압의 상승효과가 발생할 수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명에 의한 복층구조를 갖는 태양전지 모듈의 개략도이다.
도2는 본 발명에 의한 태양전지 모듈의 구조도이다.
도3 내지 도18은 본 발명에 의한 태양전지 모듈의 제작공정을 도시한 도면이다.
도19는 본 발명에 의한 태양전지 모듈에서 전류의 흐름을 도시한 도면이다.
도2는 본 발명에 의한 태양전지 모듈의 구조도이다.
도3 내지 도18은 본 발명에 의한 태양전지 모듈의 제작공정을 도시한 도면이다.
도19는 본 발명에 의한 태양전지 모듈에서 전류의 흐름을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 알아보기로 하겠다.
도1(a)와 (b)는 본 발명에 의한 복층구조를 갖는 태양전지 모듈(1)의 개략도이다.
도1(a)와 (b)에서 도시한 바와 같이, 상기 태양전지 모듈은 복층으로 구성되는데, 여기서 하부에 배치되어 있는 것을 제1태양전지(100), 그리고 제1태양전지(100)의 상부에 배치되어 있는 것을 제2태양전지(200)라고 정의하겠다. .
상기 제1태양전지(100)와 상기 제2태양전지(200)는 각각 복수로 마련되되, 직렬로 연결되어 있다. 그 연결상태를 보면, 제2태양전지(200) - 복수의 제1태양전지(100) - 제2태양전지(200)의 직렬상태로 연결되는 것이다.
다만, 제1태양전지(100)가 분할되는 간격, 즉 분할된 하나의 제1태양전지(100)의 폭(또는 길이)은 분할된 하나의 제2태양전지(200)가 분할되는 간격, 즉 제1태양전지(100)의 폭(또는 길이)와 다르게 형성된다.
도2는 본 발명에 의한 복층 구조를 갖는 태양전지 모듈(1)의 단면도이다.
상기 제1태양전지(100)와 상기 제2태양전지(200)는 각각 제1광전변환부(120)와 제2광전변환부(220)를 구비하는데, 상기 제1광전변환부(120)와 상기 제2광전변환부(220)는 서로 다른 파장수를 갖는 태양광을 효과적으로 흡수하여 광전변환시키기 위하여 각각 다른 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제1태양전지(100)는 기판(10)위에 형성되고, 상기 제2태양전지(200)는 상기 제1태양전지(100)의 상부에 형성된다.
본 발명에 의한 태양전지 모듈은 상기 제1기판(10)을 포함하며, 상기 제1태양전지(100)는 상기 제1기판(10) 상부에 마련되는 제1전극(110)과, 상기 제1전극(110) 상부에 배치되는 제1광전변환부(120)을 포함한다.
한편, 상기 제1광전변환부(120)의 상부에는 상기 제1태양전지(100)와 상기 제2태양전지(200)간의 경계면 또는 접촉면 일부를 절연시켜 전류의 흐름을 차단하는 절연층이 배치된다.
상기 제2태양전지(200)는 상기 제1광전변환부(120) 상부에 마련되는 제2광전변환부(220)와, 상기 제2광전변환부(220) 상부에 마련되어 투명전극이 되는 제2전극(230), 그리고 상기 제2전극(230) 상부에 마련되는 제2기판(20)을 포함한다.
이하에서는 상기 태양전지 모듈의 각 층을 구성하는 요소에 대한 구체적인 특징에 대해서 알아보기로 하겠다.
상기 제1전극(110)은 투명 전극층 및 불투명 전극층의 이중구조로 이루어지거나, 불투명 전극층의 단일구조로 이루어질 수 있다.
투명전극층의 경우에는 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
불투명 전극층의 경우에는 투명 전극층 상에 형성되거나 또는 상기 제1기판의 상면에 형성될 수 있는데, Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속물질을 스퍼터링(Sputtering) 법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
또는 상기 금속물질의 페이스트(paste)를 스크린 인쇄법(screen printing), 잉크젯 인쇄법(inkjet printing), 그라비아 인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉 인쇄법(microcontact printing) 등과 같은 인쇄법을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 제1전극(110)은 상기 제1광전변환부(120)를 통과한 빛을 반사시켜 상기 제1광전변환부(120)로 되돌리는 역할도 수행할 수 있다.
한편, 상기 제1광전변환부(120)는 장파장 영역대(대략 500~1200nm)의 태양광을 흡수하기 위하기 위하여 전자공여체(electron donor)와 전자수용체(electron acceptor)를 이용한 저분자 또는 고분자 유기계 물질로 이루어질 수 있다.
상기 제1광전변환부(120)는 P층(제1반도체층)(121)과 N층(제2반도체층(122)이 순차적으로 배치되어 형성된다.
상기 제1광전변환부(120)를 구성하는 유기계 물질로선 전도성 또는 광전성 유기계 물질 등이 이용될 수 있다.
상기 전자공여체로서는 히드라존 화합물, 피라졸린 화합물, 트리페닐케탄 화합물, 트리페닐아민 화합물, 테트라티오플루바렌, 테트라페닐테트라티오플라바렌, 폴리(3-알킬티오펜), 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등을 들수 있다.
한편, 전자 수용체로서는 InP, InAs, GaP, GaAs 등의 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 결정, CdSe, Cds, CdTe, ZnS 등의 Ⅱ-Ⅵ족의 화합물 반도체 결정, ZnO, SiO2, TiO2, Al2O3 , 등의 산화물 결정, CuInSe2(CIS) 또는 CuInGaSe2(CIGS) 등의 저분자 재료나 도전성 고분자 등을 들 수 있다.
CIS는 밴드갭이 작아 다른 종류의 태양전지보다 단락 전류(Jsc)가 크고, 개방전압(Voc)가 낮다. 그래서 개방전압(Voc)를 증가시키기 위하여 Ga등의 원소를 첨가한 것이 CIGS이다.
본 실시예에서는 CuInGaSe2(CIGS)를 제1광전변환부(120)를 구성하는 물질로 하여 전류밀도를 측정하였으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 제1광전변환부(120)는 대기 중에서 스크린 인쇄법(screen printing), 잉크젯인쇄법(inkjet printing), 그라비아 인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉 인쇄법(microcontact printing) 등과 같은 안쇄법이나 코팅방법을 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 진공 중에서 저분자 유기계 물질을 증착하여 형성할 수 도 있다.
상기 제1광전변환부(120)의 상면 일부에는 상기 절연층(150)이 배치된다. 상기 절연층(150)은 상기 제1광전변환부(120)의 전체에 걸쳐 배치되는 것이 아니라, 일부에만 형성된다.
이는 상기 제2태양전지(200)에서 상기 제1태양전지(100)로 이동하는 전자 또는 정공의 흐름을 특정한 부분으로 집중시킴으로써 복수의 상기 제1태양전지(100) 및 복수의 상기 제2태양전지(200)간의 직렬연결이 가능하게 하는 역할을 한다.
특히, 하나의 제2태양전지(200)가 복수의 제1태양전지(100) 위에 배치되는 경우, 제2태양전지(200)로부터 나오는 전자 또는 정공이 복수의 제1태양전지(100) 중 오직 하나의 제1태양전지(100)에만 진입할 수 있도록, 나머지 제1태양전지(100) 상부에는 절연층(150)이 배치되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 절연층(150)은 투명한 비도전성 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 이는 절연 기능을 하는 동시에 광이 투과되게 함으로써 상기 제1태양전지(100)에 태양광이 도달하게 하기 위함이다.
한편, 상기 절연층(150)과, 상기 절연층(150)이 도포되지 않은 또는 상기 제1광전변환부(120)의 상부에는 제2광전변환부(220)가 마련된다.
제2광전변환부(220)는 단파장 영역대( 대략 300~600nm)의 광을 흡수하기 위한 반도체층으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제2태양전지(200)의 제2광전변환부(220)는 N층(221)과, I층(222)과 P층(223)으로 구성될 수 있다. I층(222)은 진성반도체(Intrinsic Si layer)로서, 광흡수 및 내부 전기장 발생을 동시에 수행할 있도록 P층(223)과 N층(221) 사이에 배치된다.
상기 제2태양전지(200)의 제2광전변환부(220)의 P층(223)은 붕소가 도핑된 비정질 실리콘(Boron doped a-Si:H), 비정질 실리콘 카바이드(a-SiC:H) 및 미세결정질 실리콘(mc-Si:H) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
한편, I층(222)과 N층(221)은 비정질 실리콘(a-Si:H)로 형성될 수 있다.
한편, 상기 제2광전변환부(220)의 상부에는 제2전극(230)이 형성된다.
상기 제2전극(230)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al,SnO2, SnO2:F, ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질로 이루어질 수 있다.
상기 제2전극(230)은 스퍼터링(sputtering)법, MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법, APCVE(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 적층할 수 있다.
상기 제2전극(230)은 태양광이 입사되는 면이기 때문에 입사되는 태양광이 태양전지 내부로 최대한 흡수될 수 있도록 안내하는 것이 중요하다.
이를 위해서 텍스쳐링(texturing) 가공 공정을 이용하여 상기 제2전극(230)의 표면을 요철구조로 형성할 수 있다.
상기 텍스쳐링 가공공정이란 물질 표면을 울퉁불퉁한 요철구조로 형성하여 마치 직물의 표면과 같은 형상으로 가공하는 공정이다.
이는 화학증기 압착방법을 이용한 텍스쳐 성장법, 포토리소그래피법(photolithography)을 이용한 식각공정, 화학 용액을 이용한 이방성 식각공정(antiotropic ething), 또는 기계적 스크라이빙(mechanical)을 이용한 홈 형성공정 등을 통해 수행할 수 있다.
이와 같이 상기 제2전극(230)이 요철구조로 형성되는 경우, 입사되는 태양광이 태양전지 외부로 반사되는 비율은 감소하게 되며, 그와 더불이 입사되는 태양광의 산란에 의하여 태양전지 내부로 태양광이 흡수하는 비율은 증가하게 되어, 태양전지의 효율이 증대할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 상기 제2전극(230)의 위에는 제2기판(20)이 배치되는데, 상기 제2기판(20)은 유리 또는 투명한 플라스틱 등의 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 투명한 제2기판(20)을 통해서 태양광이 태양전지 내부로 입사된다.
한편, 이와 같은 태양전지 모듈(1)에서 복수개의 패턴이 각각의 층에 형성됨으로써 서로 다른 분할간격을 갖는 상기 제1태양전지(100)와 상기 제2태양전지(200)의 직렬연결이 이루어질 수 있다.
즉, 상기 제1전극(110)을 따라 상호 이격되게 형성되는 제1패턴부(P1)와, 상기 제1전극(110) 및 상기 제1광전변환부(120) 중 P층(제1반도체층)(121)에 상호 이격되게 형성되는 제2패턴부(P2)와, 상기 제1광전변환부(120) 중 N층(제2반도체층)(122)에 상호 이격되게 형성되되, 상기 제1,2패턴부(P1, P2)와 약간 어긋나게 형성되는 제3패턴부(P3)와, 상기 제2광전변환부(220)와 상기 제1광전변환부(120)에 형성되는 제4패턴부(P4)와, 상기 제2전극(230)에 형성되며, 상기 제4패턴부(P4)와 약간 어긋나게 형성되는 제5패턴부(P5)가 그것이다.
상기 제1~3패턴부 및 상기 제5패턴부(P5)는 그 내부가 비어있거나, 절연체로 차 있기 때문에 그 부분을 통해서는 전류의 흐름이 전달되지 못한다.
특히, 제1패턴부(P1)는 제1전극(110)을 복수개로 분할하고, 제5패턴부(P5)도 상기 제2전극(230)을 복수개로 분할한다. 상기 제1패턴부(P1) 간의 간격이 상기 제1태양전지(100)(C11~C16)의 분할간격을 결정하고, 상기 제5패턴부(P5) 간의 간격이 상기 제2태양전지(200)(C21~C23)의 분할 간격을 결정한다.
다만, 특정한 제2태양전지(200)는 상기 제4패턴부(P4) 및 제5패턴부(P5)에 의하여 다른 제1태양전지(100)와 분할되며, 특정한 제1태양전지(100)는 상기 제 1 내지 제4패턴부(P4)에 의하여 다른 제2태양전지(200)와 분할되되, 상기 제2태양전지(200)모듈의 분할된 크기는 상기 제1태양전지(100)의 분할된 크기보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
특히, 상기 제1패턴부(P1)의 간격은 상기 제2패턴부(P2)의 간격보다 작게 형성되는 것이 바람직하며, 이는 상술한 바와 같이, 상기 제1태양전지(100)의 전류밀도를 상기 제2태양전지(200)의 밀도 수준으로 낮추어 전류밀도의 균일화를 도모하기 위함이다.
본 실시예에서는 서로 다른 이격 간격을 갖는 제1패턴부(P1)와 제5패턴부(P5)에 의하여 제2태양전지(200)- 제1태양전지(100)- 제1태양전지(100)- 제2태양전지(200) - 제1태양전지(100) -제 1태양전지 - 제2태양전지(200) 와 같은 직렬연결이 가능해진다.
다만, 상기 제2태양전지(200)와 이웃한 제2태양전지(200) 사이에 2개가 아닌 3개 이상의 제1태양전지(100)가 직렬연결될 수 도 있다.
상기 제1태양전지(100)와 상기 제2태양전지(200)가 동일한 크기로 분할된 경우, 제1태양전지(100)의 전류밀도는 대략 30~35mA/cm2이고, 제2태양전지(200)의 전류밀도는 대략 16~24mA/cm2가 된다.
그러나, 본 발명과 같이 제1태양전지(100)의 분할간격을 상기 제2태양전지(200)의 분할 간격보다 작게 하면, 더 구체적으로 상기 제1태양전지(100)의 분할간격을 상기 제2태양전지(200)의 분할간격의 절반 또는 그 이하로 하고, 상기 제1태양전지(100)와 상기 제2태양전지(200)를 직렬연결하는 경우에는 제1태양전지(100)의 전류밀도는 15~18 mA/cm2가 되어 상기 제2태양전지(200)의 전류밀도와 거의 비슷해진다.
이로 인하여 전류의 균형이 맞추어지고, 전류밀도가 차이가 현저하게 줄어들어 그만큼 저항이 제한되고, 이로 인하여, 전압의 상승효과가 발생한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 태양전지 모듈의 제조방방법에 대하여 알아보기로 하겠다.
도3에서 도시한 바와 같이, 불투명의 제1기판에 상기 제1전극(110)을 형성한다.
상술한 바와 같이, 상기 제1전극(110)은 투명 전극층 및 불투명 전극층의 이중구조로 이루어지거나, 불투명 전극층의 단일구조로 이루어질 수 있다.
투명전극층의 경우에는 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
불투명 전극층의 경우에는 투명 전극층 상에 형성되거나 또는 상기 제1기판의 상면에 형성될 수 있는데, Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속물질을 스퍼터링(Sputtering) 법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
또는 상기 금속물질의 페이스트(paste)를 스크린 인쇄법(screen printing), 잉크젯 인쇄법(inkjet printing), 그라비아 인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉 인쇄법(microcontact printing) 등과 같은 인쇄법을 이용하여 형성할 수 있다.
이와 같이 상기 제1기판에 제1전극(110)이 형성되면, 도4에서 도시하는 바와 같이, 상기 제1전극(110)에 대해서 복수의 제1패턴부(P1)을 소정 간격 이격되게 형성한다. 이때 상기 제1패턴부(P1)는 레이저 스크라이빙(Laser scribing) 등을 통하여 형성된다.
여기서 상기 제1패턴부(P1) 간의 간격을 제1간격(S1)이라고 하겠다.
한편, 필요에 따라서 도5에서 도시한 바와 같이, 상기 제1패턴부(P1) 내부에 절연물질(160)을 삽입하여 상호 이웃하는 제1전극(110)들 사이를 절연시킬 수 있다.
상기 제1전극(110)에 상기 제1패턴부(P1)가 제1간격(S1)을 유지하면서 형성된 상태에서, 도6에서 도시한 바와 같이, 상기 제1전극(110)의 상부에 상기 제1광전변환부(120)의 하나인 P층(제1반도체층)(121)을 형성하고, 도7과 같이 상기 P층(제1반도체층)(121)과 상기 제1전극(110)에 대해서 제2패턴부(P2)를 형성한다.
상기 제2패턴부(P2)도 레이저 스크라이빙(Laser scribing) 등을 통하여 형성된다. 특정의 제2패턴부(P2)와 이웃하는 제2패턴부(P2)의 간격을 제2간격(S2)이라고 하는 경우, 상기 제2간격(S2)의 경우, 상기 제1간격(특정의 제1패턴부(P1)와 다른 제1패턴부(P1) 간의 간격)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
그 상태에서 도8에서 도시한 바와 같이 상기 제2패턴부(P2) 내부에는 절연물질(160)이 채워질 수 있다.
그리고, 도9에서 도시한 바와 같이, 상기 제1광전변환부(120)의 P층(제1반도체층)(121)의 상부에는 상기 N층(제2반도체층(122))이 형성된다.
상기 P층(제1반도체층)(121)과 N층(제2반도체층(122))을 포함하는 상기 제1광전변환부(120)는 장파장 영역대(대략 500~1200nm)의 태양광을 흡수하기 위하기 위하여 전자공여체(electron donor)와 전자수용체(electron acceptor)를 이용한 저분자 또는 고분자 유기계 물질로 이루어질 수 있다.
상기 제1광전변환부(120)를 구성하는 유기계 물질로선 전도성 또는 광전성 유기계 물질 등이 이용될 수 있다.
상기 전자공여체로서는 히드라존 화합물, 피라졸린 화합물, 트리페닐케탄 화합물, 트리페닐아민 화합물, 테트라티오플루바렌, 테트라페닐테트라티오플라바렌, 폴리(3-알킬티오펜), 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등을 들수 있다.
한편, 전자 수용체로서는 InP, InAs, GaP, GaAs 등의 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 결정, CdSe, Cds, CdTe, ZnS 등의 Ⅱ-Ⅵ족의 화합물 반도체 결정, ZnO, SiO2, TiO2, Al2O3 , 등의 산화물 결정, CuInSe2(CIS) 또는 CuInGaSe2(CIGS) 등의 저분자 재료나 도전성 고분자 등을 들 수 있다.
CIS는 밴드갭이 작아 다른 종류의 태양전지보다 단락 전류(Jsc)가 크고, 개방전압(Voc)가 낮다. 그래서 개방전압(Voc)를 증가시키기 위하여 Ga등의 원소를 첨가한 것이 CIGS이다.
상기 제1광전변환부(120)는 대기 중에서 스크린 인쇄법(screen printing), 잉크젯인쇄법(inkjet printing), 그라비아 인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉 인쇄법(microcontact printing) 등과 같은 인쇄법이나 코팅방법을 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 진공 중에서 저분자 유기계 물질을 증착하여 형성할 수 도 있다.
이와 같이 P층(121) 위에 N층(122) 형성이 완료되면, 상기 N층(122)에 복수의 제3패턴부(P3)를 상호 이격되게 형성한다.
특정 제3패턴부(P3)와 이웃하는 제3패턴부(P3)의 간격을 제3간격(S3)이라고 할 수 있는데, 상기 제3간격(S3)은 상기 제1간격(S1)과는 유사하고, 제2간격(S2)보다는 작은 것이 바람직하다.
특히, 상기 제3패턴부(P3) 중 하나가 상기 제2패턴부(P2)에 인접하게 배치되는 경우, 상기 제2패턴부(P2)와 소정 간격만큼 어긋나게 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제2패턴부(P2)도 레이저 스크라이빙(Laser scribing) 등을 통하여 형성된다.
제3패턴부(P3)의 형성이 완료되면, 도11에서 도시한 바와 같이, 상기 제3패턴부(P3)에 절연물질(160)을 채워넣는 것이 바람직하다.
그리고, 도12에서 도시한 바와 같이, 상기 제1광전변환부(120)의 상면 일부에는 상기 절연층(150)이 배치된다. 상기 절연층(150)은 상기 제1광전변환부(120)의 전체에 걸쳐 배치되는 것이 아니라, 일부에만 형성된다.
상기 절연층(150)은 후술할 제2광전변환부(220) 아래에 복수개의 상호 이격된 제1광전변환부(120)가 있는 경우, 복수의 제1광전변환부(120) 중 어느 하나만 상기 제2광전변환부(220)와 통전될 수 있도록 하고, 나머지 제1광전변환부(120)들은 그 제2광전변환부(220)와 절연될 수 있도록 일종의 선택적인 통전/절연 역할을 하는 것이다.
특히, 상기 절연층(150)은 상기 제3패턴부(P3)에 의하여 분할되는 복수개의 제1광전변환부(120) 중, 상기 제2광전변환부(220)과 통전하는 제1광전변환부(120)의 일부와, 나머지 제1광전변환부(120)의 전부의 상면을 덮도록 배치된다.
이는 상기 제2태양전지(200)에서 발생한 전류의 흐름을 특정한 제1태양전지(100)으로 집중시킴으로써 복수의 상기 제1태양전지(100) 및 복수의 상기 제2태양전지(200)간의 직렬연결이 가능하게 하는 역할을 한다.
여기서, 상기 절연층(150)은 투명한 비도전성 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 이는 절연 기능을 하는 동시에 광이 투과되게 함으로써 상기 제1태양전지(100)에 태양광이 도달하게 하기 위함이다.
도13에서 도시한 바와 같이, 상기 절연층(150)과, 상기 절연층(150)이 도포되지 않은 상기 제1광전변환부(120) 중 N층(122)의 상부에는 제2광전변환부(220)가 형성된다.
제2광전변환부(220)는 단파장 영역대( 대략 300~600nm)의 광을 흡수하기 위한 반도체층으로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 제2태양전지(200)의 제2광전변환부(220)는 N층(221)과, I층(222)과 P층(223)으로 순차적으로 구성될 수 있다.
상기 제2태양전지(200)의 제2광전변환부(220)의 P층(223)은 붕소가 도핑된 비정질 실리콘(Boron doped a-Si:H), 비정질 실리콘 카바이드(a-SiC:H) 및 미세결정질 실리콘(mc-Si:H) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
한편, I층(222)과 N층(221)은 비정질 실리콘(a-Si:H)로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제2광전변환부(220)는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법에 의하여 형성될 수 있다.
도14에서 도시한 바와 같이, 상기 제2광전변환부(220) 형성이 완료되면, 상기 제2광전변환부(220) 및 상기 제2광전변환부(220)에 대해서 제4패턴부(P4)를 형성한다. 상기 제4패턴부(P4)는 복수로 구성되고 소정 간격(제4간격(S4))만큼 이격되어 배치된다.
상기 제4패턴부(P4)를 형성하는 이유는 상기 제2전극(230)과 상기 제1전극(110)이 연결될 수 있는 연결채널(231)을 제공하기 위함이다.
상기 제4패턴부(P4)의 위치는 상기 제1,2,3패턴부(P1~P3)의 위치와 겹치지 않는 위치가 되어야 하며, 상기 제4패턴부(P4)도 다른 패턴부와 마찬가지로 레이저 스크라이빙(Laser scribing) 기술로 형성될 수 있다.
상기 제4패턴부(P4)가 형성되면, 상기 도15에서 도시한 바와 같이, 상기 제2광전변환부(220)의 상부에 제2전극(230)을 형성한다. 제2전극(230)을 형성하는 물질의 일부는 상기 제4패턴부(P4)를 채우면서 상기 제1전극(110)에 연결되고, 이에 따라서 상기 제1전극(110)과 제2전극(230)이 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 제2전극(230)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al,SnO2, SnO2:F, ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질로 이루어질 수 있다.
상기 제2전극(230)은 스퍼터링(sputtering)법, MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 적층할 수 있다.
상기 제2전극(230)은 태양광이 입사되는 면이기 때문에 입사되는 태양광이 태양전지 내부로 최대한 흡수될 수 있도록 안내하는 것이 중요하다.
이를 위해서 텍스쳐링(texturing) 가공 공정을 이용하여 상기 제2전극(230)의 표면을 요철구조로 형성할 수 있다.
이는 화학증기 압착방법을 이용한 텍스쳐 성장법, 포토리소그래피법(photolithography)을 이용한 식각공정, 화학 용액을 이용한 이방성 식각공정(antiotropic ething), 또는 기계적(mechanical) 스크라이빙을 이용한 홈 형성공정 등을 통해 수행할 수 있다.
한편, 제2전극(230)의 형성과정이 완료되면, 상기 제2전극(230)에 제5패턴부(P5)를 형성한다. 상기 제5패턴부(P5)도 소정 간격 이격되는 형태로 복수개가 형성된다.
하나의 제5패턴부(P5)와 이웃한 제5패턴부(P5) 간의 간격을 제5간격(S5)이라고 하면, 상기 제5간격(S5)은 상기 제1간격(S1)에 비해서 현저하게 크게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1태양전지(100)의 분할간격을 결정하는 제1간격(S1)보다 제2태양전지(200)의 분할간격을 결정하는 제5간격(S5)이 현저하게 크게 형성되어야, 상기 제1태양전지(100)의 전류밀도가 상기 제2태양전지(200)의 전류밀도에 근접하게 되기 때문이다.
여기서, 상기 제5패턴부(P5)의 위치는 상기 제4패턴부(P4)에 인접하게 배치되되, 일정한 거리를 두고 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제5패턴부(P5)의 형성이 완료되면, 도17에서 도시한 바와 같이, 상기 제5패턴부(P5) 내부에 절연물질(160)을 채워 넣는 공정이 수행된다.
이 공정이 완료되면, 도18에서 도시한 바와 같이, 상기 제2전극(230)의 상면에 제2기판(20)을 형성한다.
상기 제2기판(20)은 유리 또는 투명한 플라스틱 등의 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 투명한 제2기판(20)을 통해서 태양광이 태양전지 내부로 입사된다.
이와 같은 공정을 통하여 상기 제1태양전지(100)와 제2태양전지(200)는 서로 다른 분할간격을 가질 수 있으며, 동일한 폭 내에서 제1태양전지(100)와 제2태양전지(200)의 수량이 달라질 수 있다.
즉, 도18에서 도시한 바와 같이, 상기 제1태양전지(100)는 6개의 태양전지(C11~C16)로 구성되고, 상기 제2태양전지(200)는 3개의 태양전지(C21~C23)으로 구성된다.
그리고, 대략 하나의 제2태양전지(200)가 2개의 제1태양전지(100)의 상부에 배치되고, 상호 이웃한 제2태양전지(200) 사이에 복수개(본 도면에서는 2개)의 제1태양전지(100)들이 직렬연결된 채, 상기 제2태양전지(200)와 직렬연결될 수 있다.
이하에서는 도19를 참고하여 본 발명에 의한 태양전지에서의 전류의 이동경로에 대해서 알아보도록 하겠다.
상기 제1기판 방향으로 태양광이 조사되면, 상기 태양광은 상기 제1기판을 통과하여 제1,2광전변환부에 도달한다. 이 중, 낮은 파장을 갖는 태양광은 제2광전변환부(220)에서, 높은 파장을 갖는 태양광은 제1광전변환부(120)에서 흡수되어 광전변환 과정을 거친다.
여기서 전류의 흐름을 보면, 상기 제2태양전지(C21)에서 발생한 전기의 흐름은 ①번과 같이 절연층(150)에 의하여 막히지 않은 제1태양전지(C11)로 이동한다.
그리고, 상기 제1태양전지(C11)로 유입된 전류는 그 내부에서 ②와 같이 이동하다가, 상기 제1패턴부(P1)와 상기 제3패턴부(P3)에 있는 절연물질(160)을 피하여 인접한 제1태양전지(C12)와 접한 부분을 통과하여 인접한 제1태양전지(C12)로 이동한다(③참조)
인접한 제1태양전지(C12)로 이동한 전류는 ⑤과 ⑥의 방향으로 그 내부에서 흐르다가 상기 제1전극(110)와 상기 제2전극(230)의 연결채널(231)로 이동한다(⑦번 참조).
상기 연결채널(231)을 따라서 상기 제2전극(230)을 포함하고 있는 또 다른 제2태양전지(C22)으로 이동한 전류는 다시 위에서 언급한 방식을 반복하면서 흐르게 된다.
상기 제1태양전지와 상기 제2태양전지(200)가 동일한 크기로 분할된 경우, 제1태양전지(100)의 전류밀도는 대략 30~35mA/cm2이고, 제2태양전지(200)의 전류밀도는 대략 16~24mA/cm2가 된다.
그러나, 본 발명과 같이 상기 제1태양전지(100)의 분할간격을 상기 제2태양전지(200)의 분할간격의 절반 또는 그 이하로 하고, 상기 제1태양전지(100)와 상기 제2태양전지(200)를 직렬연결하는 경우에는 제1태양전지(100)의 전류밀도는 15~18 mA/cm2가 되어 상기 제2태양전지(200)의 전류밀도와 거의 비슷해진다.
이로 인하여 전류의 균형이 맞추어지고, 전류밀도가 차이가 현저하게 줄어들어 그만큼 저항이 제한되고, 이로 인하여, 전압의 상승효과가 발생한다.
10: 제1기판 20: 제2기판
100: 제1태양전지 110: 제1전극
120: 제1광전변환부 150: 절연층
160: 절연물질 200: 제2태양전지
220: 제2광전변환부 230: 제2전극
100: 제1태양전지 110: 제1전극
120: 제1광전변환부 150: 절연층
160: 절연물질 200: 제2태양전지
220: 제2광전변환부 230: 제2전극
Claims (22)
- 장파장 영역대의 태양광을 흡수하기 위한 제1광전변환부를 가지며 일정한 간격으로 분할되어 상호 이격되는 복수의 제1태양전지;
단파장 영역대의 태양광을 흡수하기 위해 상기 제1광전변환부의 광전효율보다 낮은 제2광전변환부를 가지며 상기 제1태양전지보다 작은 간격으로 분할되어 상호 이격되며, 상기 제1태양전지와 다른 재질로 구성되는 복수의 제2태양전지; 및
상기 제1광전변환부의 상면 일부에 배치되는 절연층;을 포함하되,
상기 제1태양전지 중 적어도 2개 이상이 직렬로 연결되고, 직렬로 연결된 상기 제1태양전지는 제2태양전지와 직렬로 연결되는 태양전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제2태양전지는 상기 제1태양전지의 상부에 배치되며,
상기 제2태양전지는 태양광의 입사부에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제2항에 있어서,
상기 제2태양전지에 마련되는 제2광전변환부와, 상기 제1태양전지에 마련되는 제1광전변환부는 서로 다른 물질로 구성되는 태양전지 모듈. - 제3항에 있어서,
상기 제1광전변환부는 화합물로 구성되고,
상기 제2광전변환부는 비결정질 실리콘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제4항에 있어서,
상기 제1태양전지는 상기 제1광전변환부 하부에 마련되는 제1전극을 포함하고, 상기 제2태양전지는 상기 제2광전변환부의 상부에 마련되는 제2전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제5항에 있어서,
상기 제1전극을 복수 개로 분할하되 상호 이격되는 복수의 제1패턴부와;
상기 제1광전변환부 중 P층을 복수로 분할하되, 그 배치간격이 상기 제1패턴부보다 크게 형성되는 제2패턴부와;
상기 제1광전변환부 중 N층을 복수로 분할하며, 그 배치간격이 상기 제1패턴부의 배치간격에 대응되되, 상기 제1패턴부 및 상기 제2패턴부와 어긋나게 배치되는 제3패턴부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제6항에 있어서,
상기 제1,2광전변환부를 따라 상하로 형성되는 제4패턴부를 포함하되,
상기 제4패턴부는 상기 제1,2광전변환부를 분할하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제7항에 있어서,
상기 제2전극에 마련되되, 상기 제4패턴부와 어긋나게 배치되고, 상기 제4패턴부의 간격에 대응되는 간격으로 마련되는 제5패턴부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제8항에 있어서,
상기 제4패턴부에 마련되어 상기 제1전극와 제2전극을 연결하는 연결채널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제9항에 있어서,
상기 절연층은 상기 제1광전변환부와 상기 제2광전변환부의 경계면 중 일부에 배치되되,
상기 절연층은 하나의 제2광전변환부가 복수의 제1광전변환부 상부에 배치되는 경우, 하나의 제1광전변환부를 제외한 나머지 제1광전변환부의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제10항에 있어서,
특정한 제2태양전지는 상기 제4패턴부 및 제5패턴부에 의하여 다른 제1태양전지와 분할되며, 특정한 제1태양전지는 상기 제 1 내지 제4패턴부에 의하여 다른 제2태양전지와 분할되되,
상기 제2태양전지의 분할된 크기는 상기 제1태양전지의 분할된 크기보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제11항에 있어서,
상기 제1,2,3,5 패턴부 중 적어도 어느 하나에는 절연물질이 채워지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제12항에 있어서,
상기 제4패턴부에 마련되어 상기 제1전극과 상기 제2전극을 직렬연결하는 연결채널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제13항에 있어서,
특정한 제4패턴부와 인접한 제4패턴부 사이에 배치되는 복수의 제1태양전지들은 상호 직렬연결되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈. - 제1기판에 제1전극을 도포하는 단계와, 상기 제1전극에 상호 이격되는 제1패턴부를 형성하여 상기 제1전극을 복수로 분할하는 단계와, 상기 제1전극의 상부에 장파장 영역대의 태양광을 흡수하기 위한 제1광전변환부를 형성하는 단계와, 상기 제1광전변환부에 서로 다른 간격을 갖는 제2,3패턴부를 형성하여 상기 제1광전변환부를 분할하는 단계를 포함하여 복수로 분할된 제1태양전지를 형성하되, 적어도 2개 이상의 제1태양전지가 직렬 연결되도록 형성하는 공정과;
상기 제1태양전지 상면 일부에 절연층을 형성하는 공정과;
상기 절연층 및 상기 제1태양전지 상부에 단파장 영역대의 태양광을 흡수하기 위한 제2광전변환부를 형성하는 단계와, 상기 제1광전변환부 및 상기 제2광전변환부를 복수로 분할하는 제4패턴부를 형성하는 단계와, 상기 제2광전변환부의 상부에 제2전극을 형성하되, 상기 제4패턴부를 통하여 상기 제1전극과 상기 제2전극이 연결되면서 상기 복수의 제1태양전지 상부에 상기 제1태양전지보다 작은 간격으로 복수로 분할된 제2태양전지를 형성하되, 복수의 제2태양전지 중 하나의 제2태양전지와 이웃한 다른 제2태양전지 사이에 상기 직렬연결된 상기 제1태양전지를 직렬연결시키는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 제15항에 있어서,
상기 제1광전변환부를 형성하는 단계는 상기 제1전극의 상부에 제1반도체층과, 제2반도체층을 순차적으로 증착하는 단계를 더 포함하며,
상기 제1광전변환부를 분할하는 단계는:
상기 제1반도체층에 상기 제1패턴부간의 간격보다 큰 간격을 갖는 제2패턴부를 형성하여 상기 제1반도체층을 복수 개로 분할하는 단계와,
상기 제2반도체층에 상기 제2패턴부간의 간격보다 좁은 간격을 갖는 제3패턴부를 형성하여 상기 제2반도체층을 복수개로 분할하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조방법. - 제18항에 있어서,
특정한 제1태양전지의 제1반도체층과, 인접한 제2태양전지의 제2반도체층 일부가 통전되도록 상기 제2패턴부와 상기 제3패턴부가 소정 거리만큼 이격되어 어긋나게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조방법. - 제19항에 있어서,
상기 제1 내지 제3패턴부 중 적어도 하나에 절연물질을 채우는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조방법. - 제20항에 있어서,
상기 절연층을 형성하는 단계는:
상기 절연층을 상기 제1광전변환부와 상기 제2광전변환부의 경계면 중 일부에 배치하는 공정으로 구성되되,
상기 절연층은 하나의 제2광전변환부가 복수의 제1광전변환부 상부에 배치되는 경우, 하나의 제1광전변환부를 제외한 나머지 제1광전변환부의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈의 제조방법. - 삭제
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