KR101856223B1 - 태양전지 모듈 및 이의 제조방법 - Google Patents

태양전지 모듈 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

실시예는 태양전지 모듈 및 이의 제조방법을 제공한다. 실시예에 따른 태양전지 모듈은 지지기판의 중앙 영역 상에 배치되는 다수개의 태양전지 셀들; 상기 지지기판의 외곽 영역 상에 배치되는 수분 차단부; 상기 중앙 영역과 상기 외곽 영역 사이에 배치되는 분리 패턴을 포함한다.

Description

태양전지 모듈 및 이의 제조방법{SOLAR CELL MODULE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
실시예는 태양전지 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
태양전지는 p-n 접합 다이오드에 빛을 쪼이면 전자가 생성 되는 광기전력 효과(photovoltaic effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 소자로 정의할 수 있다. 태양전지는 접합 다이오드로 사용되는 물질에 따라, 실리콘 태양전지, I-III-VI족 또는 III-V족 화합물로 대표되는 화합물 반도체 태양전지, 염료감응 태양전지, 유기물 태양전지로 나눌 수 있다.
태양전지의 최소단위를 셀이라고 하며, 보통 태양전지 셀 1 개로부터 나오는 전압은 약 0.5 V 내지 약 0.6 V로 매우 작다. 따라서, 여러 개의 태양전지 셀을 기판 상에 직렬로 연결하여 수 V 에서 수백 V 이상의 전압을 얻도록 패널 형태로 제작한 것을 모듈이라고 하며, 여러 개의 모듈을 프레임 등에 설치한 것을 태양광 발전장치라고 한다.
태양광 발전장치는 일반적으로 유리/충진재(ethylene vinyl acetate, EVA)/태양전지 모듈/충진재(EVA)/표면재(백시트)의 형태로 구성된다.
일반적으로 유리는 저철분 강화유리를 사용하는데 광 투과도가 높을 것, 표면 광반사 손실을 낮추기 위한 처리가 되어 있을 것 등이 요구된다. 충진재로 쓰이는 EVA는 깨지기 쉬운 태양전지 소자를 보호하기 위해 태양전지 전후면과 표면재 사이에 삽입하는 물질이다. EVA 는 장기간 자외선에 노출될 경우 변색되고 방습성이 떨어지는 등의 문제가 발생할 수 있으므로 모듈 제조시 EVA 시트의 특성에 맞는 공정을 채택해서 모듈 수명을 연장하고 신뢰성을 확보하는 것이 중요하다. 백시트는 태양전지모듈의 뒷면에 위치하게 되는데 각 층간의 접착력이 좋아야 하고 다루기가 간편해야 하며, 태양전지 소자를 외부환경으로부터 보호해야 한다.
태양광 발전장치는 외부로부터 수분(H2O) 또는 산소(O2) 등에 저항력이 있어야 하며, 이러한 신뢰성 문제를 해결 하는 것은 태양전지 성능에 있어 상당히 중요한 요소 중 하나이다. 종래에는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 태양전지에 실링(Sealing) 처리를 하였으나, 실링 처리를 하더라도 기판과 실링 간의 계면을 타고 수분이 태양전지 내부로 침투하여 태양전지 전극이 부식되는 등, 태양전지의 성능이 저하 되는 문제가 있다.
실시예는 신뢰성 및 안정성이 향상된 태양전지 모듈 및 이의 제공방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 태양전지는 지지기판의 중앙 영역 상에 배치되는 다수개의 태양전지 셀들; 상기 지지기판의 외곽 영역 상에 배치되는 수분 차단부; 상기 중앙 영역과 상기 외곽 영역 사이에 배치되는 분리 패턴을 포함한다.
실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 지지기판 상에 다수개의 태양전지 셀들을 형성하는 단계; 및 상기 지지기판의 중앙 영역과 외곽 영역을 분리하는 분리 패턴을 형성하여, 상기 중앙 영역 상에 배치되는 태양전지 셀들 및 상기 외곽 영역 상에 배치되는 수분 차단부를 분리 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 태양전지 모듈은 지지기판의 외곽 영역에 수분 차단부를 형성한다. 이에 따라, 수분(H2O) 또는 산소(O2)의 침투 경로를 연장시키고, 수분 또는 산소가 계면을 따라 태양전지 모듈 내부로 침투하는 것을 최소화 할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 태양전지는 수분과 산소로부터 태양전지 셀들을 효과적으로 보호함으로써, 소자의 안정성 및 신뢰성 확보에 크게 기여할 수 있다.
실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 추가 공정 없이 태양전지 모듈을 제조하는 과정에서 수분 차단부를 함께 제조할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 태양전지 모듈과 수분 차단부를 분리 형성하기 위하여, 기계적 공정 및 레이져 공정을 포함하는 2 단계 공정에 의하여 분리 패턴을 형성한다. 이에 따라, 활성 영역(active area: AA)의 손실 없이 정교한 분리 패턴 형성이 가능하고, 공정 비용 및 시간 등을 절감할 수 있다.
도 1 은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 상면을 도시하는 평면도이다.
도 2 는 도 1의 A-A' 를 따라 절단한 단면의 도시하는 단면도이다.
도 3 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법을 설명하는 단면도들이다.
실시예의 설명에 있어서, 각 기판, 층, 막 또는 전극 등이 각 기판, 층, 막, 또는 전극 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1 은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 상면을 도시하는 평면도이다. 도 2 는 도 1의 A-A' 를 따라 절단한 단면의 도시하는 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 태양전지는 지지기판(10), 다수개의 태양전지 셀들(20), 수분 차단부(30), 분리 패턴(P4)을 포함한다.
상기 지지기판(10)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 태양전지 셀들(20), 상기 수분 차단부(3)를 지지한다. 상기 지지기판(10)은 투명할 수 있고 리지드하거나 플렉서블할 수 있다. 또한, 상기 지지기판(10)은 절연체일 수 있다.
예를 들어, 상기 지지기판(10)은 유리기판, 플라스틱기판 또는 금속기판일 수 있다. 더 자세하게, 상기 지지기판(10)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다.
이와는 다르게, 상기 지지기판(10)의 재질로 알루미나와 같은 세라믹 기판, 스테인레스 스틸, 유연성이 있는 고분자 등이 사용될 수 있다.
상기 지지기판(10)은 중앙 영역(CR)과 외곽 영역(OR)으로 구분될 수 있다. 상기 중앙 영역(CR)은 태양전지 셀들(20)이 형성되는 활성영역(active area; AA)을 의미한다. 상기 중앙 영역(CR)은 상기 지지기판(10)의 둘레 영역을 제외한 영역을 포함할 수 있다.
또한, 상기 외곽 영역(OR)은 상기 중앙 영역(CR)을 둘러 싸는 영역으로, 상기 태양전지 셀들(20)이 형성되지 않는 비활성영역(Non-active area; NAA)을 의미한다. 예를 들어, 상기 외곽 영역(OR)은 상기 지지기판(10)의 최외곽으로부터 약 10 mm 내지 약 200 mm 내측 영역까지를 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 태양전지 셀들(20)은 상기 지지기판(10)의 중앙 영역(CR) 상에 배치된다. 상기 태양전지 셀들(20)은 다수개의 태양전지 셀들을 포함하며, 상기 다수개의 태양전지 셀들은 서로 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 상기 다수개의 태양전지 셀들은 서로 직렬로 연결될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이에 따라, 상기 태양전지 셀들(20)은 태양광을 전기에너지로 변환시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 태양전지 셀들(20)은 상기 지지기판(10) 상에 배치되는 후면 전극층(200), 상기 후면 전극층(200) 상에 배치되는 광 흡수층(300), 상기 광 흡수층(300) 상에 배치되는 전면 전극층(600)을 포함한다. 상기 태양전지 셀들(20)은 상기 광 흡수층(300)과 상기 전면 전극층(600) 사이에 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500)을 추가로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 후면 전극층(200)은 몰리브덴(Mo), 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 이 가운데, 특히 몰리브덴(Mo)은 다른 원소에 비해 상기 지지기판(10)과 열팽창 계수의 차이가 적기 때문에, 접착성이 우수하여 박리현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 광 흡수층(300)은 상기 후면 전극층(200) 상에 배치된다. 상기 광 흡수층(300)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)(Se,S)2; CIGSS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다.
상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(400)은 황화 카드뮴, ZnS, InXSY 및 InXSeYZn(O, OH) 등을 포함한다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다.
상기 전면 전극층(600)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 전극층(600)은 상기 광 흡수층(300) 상의 고저항 버퍼층(500)과 직접 접촉하여 배치될 수 있다.
상기 전면 전극층(600)은 투광성 전도성 물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 전면 전극층(600)은 n 형 반도체의 특성을 가질 수 있다. 이 때, 상기 전면 전극층(600)은 상기 버퍼층(400)과 함께 n 형 반도체층을 형성하여 p 형 반도체층인 상기 광 흡수층(300)과 pn 접합을 형성할 수 있다.
상기 수분 차단부(30)는 상기 지지기판(10) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 수분 차단부(30)는 상기 지지기판(10)의 외곽 영역(OR)에 배치될 수 있다. 상기 언급한 바와 같이, 상기 외곽 영역(OR)은 상기 중앙 영역(CR)을 둘러 싸는 영역으로, 상기 태양전지 셀들(20)이 형성되지 않는 비활성영역(Non-active area; NAA)을 의미한다. 예를 들어, 상기 외곽 영역(OR)은 상기 지지기판(10)의 최외곽으로부터 약 10 mm 내지 약 200 mm 내측 영역까지를 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 수분 차단부(30)는 상기 태양전지 셀들(20)과 동일한 층으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 수분 차단부(30)는 상기 태양전지 셀들(20)을 형성하는 후면 전극층(200), 광 흡수층(300) 및 전면 전극층(50)을 포함한다. 더 자세하게, 상기 수분 차단부(30)는 상기 지지기판(10) 상에 순차적으로 형성되는 상기 후면 전극층(200), 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 전면 전극층(600)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 수분 차단부(30)는 상기 태양전지 셀들(20)을 형성하는 공정에서 동일한 층이 적층되어 형성될 수 있다. 이후, 상기 수분 차단부(30)는 분리 패턴(P4)에 의하여 상기 태양전지 셀들(20)과 구분될 수 있다. 따라서, 상기 수분 차단부(30)는 수분 차단부를 형성하기 위한 추가 공정 없이 간단한 공정에 의하여 제조될 수 있다.
상기 수분 차단부(30)의 폭은 약 10 mm 내지 약 50 mm 일 수 있다. 더 자세하게, 상기 수분 차단부(30)의 폭은 약 10 mm 내지 약 20 mm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 분리 패턴(P4)은 상기 지지기판(10)의 중앙 영역(CR)과 상기 지지기판(10)의 외곽 영역(OR) 사이에 배치된다. 상기 분리 패턴(P4)은 상기 태양전지 셀들(20)과 상기 수분 차단부(30)를 분리시킬 수 있다. 즉, 상기 분리 패턴(P4)은 상기 지지기판(10)의 중앙 영역(CR) 상에 배치되는 태양전지 셀들(20)과 상기 지지기판(10)의 외곽 영역(OR) 상에 배치되는 수분 차단부(30)를 서로 이격시킬 수 있다. 상기 분리 패턴(P4)의 폭은 약 10 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 일 수 있다. 더 자세하게, 상기 분리 패턴(P4)의 폭은 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 언급한 바와 같이, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 상기 지지기판(10)의 외곽 영역(OR)에 형성된 수분 차단부(30)와 분리 패턴(P4)을 포함한다. 상기 수분 차단부(30) 및 상기 분리 패턴(P4)은 단차를 형성함으로써, 종래 태양전지 모듈 보다 수분(H2O) 또는 산소(O2)의 침투 경로를 연장시킬 수 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 고분자 접착층 및 보호 패널을 추가로 포함할 수 있다.
상기 고분자 접착층(미도시)은 상기 지지기판(10) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 고분자 접착층은 상기 수분 차단부(30) 및 상기 태양전지 셀들(30) 상에 직접 접촉하여 배치될 수 있다. 상기 분리 패턴(P4)은 상기 태양전지 모듈과 상기 고분자 접착층과의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지는 수분 또는 산소가 상기 수분 차단부(30)와 상기 고분자 접착층의 계면을 따라 태양전지 내부로 침투하는 것을 최소화 할 수 있다
상기 고분자 접착층은 투명하며 플렉서블 할 수 있다. 상기 고분자 접착층은 투명한 플라스틱을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 고분자 접착층은 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 보호 패널은 상기 고분자 접착층 상에 배치될 수 있다. 상기 보호 패널은 외부의 물리적인 충격 및/또는 이물질로부터 상기 태양전지 셀들(20)을 보호한다. 상기 보호패널은 투명하며, 예를 들어, 강화 유리 등을 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법을 설명하는 단면도들이다. 본 제조방법에 관한 설명은 앞서 설명한 태양전지 모듈에 대한 설명을 참고한다.
도 3를 참조하면, 지지기판(10) 상에 후면 전극층(200)이 형성된다. 상기 후면 전극층(200)은 PVD(Physical Vapor Deposition) 또는 도금의 방법으로 형성될 수 있다. 상기 후면 전극층(200)은 제 1 패턴(P1)을 포함한다. 즉, 상기 후면 전극층(200)은 상기 제 1 패턴(P1)에 패터닝 될 수 있다. 또한, 상기 제 1 패턴(P1)은 도 3에서와 같이 스트라이프(stripe) 형태뿐만 아니라 매트릭스(matrix) 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 패턴(P1)의 폭은 약 80 ㎛ 내지 약 300 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 4를 참조하면, 상기 후면 전극층(200) 상에 광 흡수층(300), 버퍼층(300), 고저항 버퍼층(500)이 형성된다. 이어서, 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(300) 및 상기 고저항 버퍼층(500)에 제 2 패턴(P2)을 형성된다.
상기 광 흡수층(300)은 예를 들어, 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2; CIGS계)의 광 흡수층(300)을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다.
금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션 하는 것을 세분화하면, 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정에 의해서, 상기 이면전극(300) 상에 금속 프리커서 막이 형성된다. 이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레이제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2; CIGS계)의 광 흡수층(300)이 형성된다.
이와는 다르게, 상기 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 상기 셀레니제이션 공정은 동시에 진행될 수 있다.
이와는 다르게, 구리 타겟 및 인듐 타겟 만을 사용하거나, 구리 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 셀레니제이션 공정에 의해서, CIS계 또는 CIG계 광 흡수층(300)이 형성될 수 있다.
이후, 상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 황화 카드뮴이 화학 용액 증착법(chemical bath deposition; CBD)에 의해서 증착되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(400) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착되고, 상기 고저항 버퍼층(500)이 형성된다.
도 4를 참조하면, 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)에는 제 2 패턴(P2)이 형성된다. 상기 제 2 패턴(P2)은 기계적인(mechnical) 방법으로 형성할 수 있으며, 상기 후면전극층(200)의 일부가 노출된다. 상기 제 2 패턴(P2)은 상기 광 흡수층(300)을 관통한다. 이에 따라, 상기 제 2 패턴(P2)은 상기 후면전극층(200)의 상면을 노출시킬 수 있다. 또한, 상기 제 2 패턴(P2)의 폭은 약 80 ㎛ 내지 약 300 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 투명한 도전물질을 적층하여 제 2 전극인 전면 전극층(600) 및 접속배선(700)을 형성한다. 상기 투명한 도전물질을 고저항 버퍼층(500) 상에 적층 시킬 때, 상기 투명한 도전물질이 상기 제 2 패턴(P2)의 내부에도 삽입되어, 상기 접속배선(600)을 형성할 수 있다. 상기 후면전극층(300)과 상기 전면 전극층 (600)은 상기 접속배선(600)에 의해 전기적으로 연결된다.
상기 전면 전극층(600)은 상기 광 흡수층(300)과 pn 접합을 형성하는 윈도우(window)층으로서, 태양전지 전면의 투명전극의 기능을 하기 때문에 광투과율이 높고 전기 전도성이 좋은 산화 아연(ZnO)으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 산화 아연에 알루미늄을 도핑함으로써 낮은 저항값을 가지는 전면 전극층(600)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 전극층(600)은 RF 스퍼터링방법으로 ZnO 타겟을 사용하여 증착하는 방법과 Zn 타겟을 이용한 반응성 스퍼터링, 그리고 유기금속화학증착법 등으로 형성될 수 있다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(300), 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 전면 전극층(600)을 관통하는 제 3 패턴(P3)을 형성한다. 상기 제 3 패턴(P3)에 의해 태양전지 단위 셀들(C1, C2, C3..)은 서로 구분될 수 있으며, 상기 태양전지 셀들(20)은 상기 접속배선(350)에 의해 서로 연결된다. 상기 제 3 패턴(P3)은 기계적(Mechanical)인 방법으로 형성하거나, 레이저(laser)를 조사(irradiate)하여 형성할 수 있으며, 상기 후면전극층(200)의 상면이 노출되도록 형성될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 태양전지 셀들(20)을 패터닝하여, 상기 태양전지 셀들(20)과 수분 차단부(30)를 분리 형성한다. 더 상세하게, 상기 태양전지 셀들(20)과 상기 수분 차단부(30)는 분리 패턴(P4)에 의하여 서로 구분될 수 있다.
도 6을 참조하면, 먼저 상기 전면 전극층(600), 상기 고저항 버퍼층(500), 및 상기 광 흡수층(300)을 관통하는 제 1 관통홈(TH1)을 형성한다. 상기 제 1 관통홈에 의하여, 상기 후면 전극층(200)의 일부는 노출될 수 있다. 상기 제 1 관통홈(TH1)을 형성함으로써, 이후 수행되는 제 2 관통홈(TH2) 형성 과정에서 활성 영역(active area: AA)의 손실 없이 정교한 분리 패턴 (P4) 형성이 가능하다.
상기 제 1 관통홈(TH1)은 기계적(Mechanical)인 방법으로 형성하거나, 레이저(laser)를 조사(irradiate)하여 형성할 수 있으며, 더 자세하게, 상기 제 1 관통홈(TH1)은 기계적(Mechanical)인 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 관통홈(TH1)은 팁(Tip)을 사용한 스크라이빙(scribing) 공정에 의하여 제조될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 노출된 후면 전극층(200)을 관통하는 제 2 관통홈(TH2)을 형성한다. 상기 제 2 관통홈(TH2)에 의하여 상기 지지기판(10)의 일부는 노출될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 관통홈(TH2)은 상기 제 1 관통홈(TH1)과 동일 영역 상에 형성된다.
상기 제 2 관통홈(TH2)을 형성함으로써, 분리 패턴(P4)은 완성될 수 있다. 또한, 상기 분리 패턴(P4)에 의하여, 상기 태양전지 모듈(20)과 상기 수분 차단부(30)는 서로 이격될 수 있다.
상기 제 2 관통홈(TH2)은 기계적(Mechanical)인 방법으로 형성하거나, 레이저(laser)를 조사(irradiate)하여 형성할 수 있으며, 더 자세하게, 상기 제 2 관통홈(TH1)은 레이저(laser)를 조사(irradiate)함으로써 형성될 수 있다.
상기 언급한 바와 같이, 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 태양전지 모듈(20)과 수분 차단부(30)를 분리 형성하기 위하여, 기계적 공정 및 레이져 공정을 포함하는 2 단계 공정에 의하여 분리 패턴(P4)을 형성한다. 이에 따라, 활성 영역(active area: AA)의 손실 없이 정교한 분리 패턴 형성이 가능하고, 공정 비용 및 시간 등을 절감할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 지지기판의 중앙 영역 상에 배치되는 다수개의 태양전지 셀들;
    상기 지지기판의 외곽 영역 상에 배치되는 수분 차단부;
    상기 중앙 영역과 상기 외곽 영역 사이에 배치되는 분리 패턴을 포함하고,
    상기 외곽 영역은 상기 지지기판의 최외곽으로부터 10mm 내지 200mm 내측 영역까지이며,
    상기 태양전지 셀들 각각은,
    상기 지지기판의 중앙 영역 상에 배치되는 후면 전극층;
    상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층;
    상기 광 흡수층 상에 배치되는 버퍼층;
    상기 버퍼층 상에 배치되는 전면 전극층;
    상기 후면 전극층을 관통하는 제 1 패턴;
    상기 광 흡수층 및 상기 버퍼층을 관통하는 제 2 패턴; 및
    상기 광 흡수층, 상기 버퍼층 및 상기 전면 전극층을 관통하는 제 3 패턴을 포함하고,
    상기 제 1 패턴의 폭의 크기는 상기 제 2 패턴의 폭의 크기와 동일한 폭의 크기를 가지고,
    상기 분리 패턴의 폭은 10㎛ 내지 100㎛이고,
    상기 수분 차단부의 폭은 10mm 내지 50mm인 태양전지 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수분 차단부와 상기 태양전지 셀들은 상기 분리 패턴에 의해 서로 이격 되는 태양전지 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 분리 패턴의 폭은 50 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 태양전지 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴의 폭의 크기 및 상기 제 2 패턴의 폭의 크기는 80㎛ 내지 300㎛인 태양전지 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수분 차단부는 상기 후면 전극층, 상기 광 흡수층, 상기 버퍼층 및 상기 전면 전극층을 포함하는 태양전지 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수분 차단부의 폭은 10 mm 내지 20 mm 인 태양전지 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 태양전지 셀들 및 상기 수분 차단부 상에 배치되는 고분자 접착층을 추가 포함하는 태양전지 모듈.
  8. 지지기판 상에 다수개의 태양전지 셀들을 형성하는 단계; 및
    상기 지지기판의 중앙 영역과 외곽 영역을 분리하는 분리 패턴을 형성하여, 상기 중앙 영역 상에 배치되는 태양전지 셀들 및 상기 외곽 영역 상에 배치되는 수분 차단부를 분리 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 외곽 영역은 상기 지지기판의 최외곽으로부터 10mm 내지 200mm 내측 영역까지이며,
    상기 태양전지 셀들을 형성하는 단계는,
    상기 지지기판 상에 후면 전극층을 형성하는 단계;
    상기 후면 전극층을 관통하는 제 1 패턴을 형성하는 단계;
    상기 후면 전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
    상기 광 흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 광 흡수층 및 상기 버퍼층을 관통하는 제 2 패턴을 형성하는 단계;
    상기 버퍼층 상에 전면 전극층을 형성하는 단계; 및
    상기 광 흡수층, 상기 버퍼층 및 상기 전면 전극층을 관통하는 제 3 패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 패턴의 폭의 크기는 상기 제 2 패턴의 폭의 크기와 동일한 폭의 크기를 가지고,
    상기 분리 형성하는 단계는,
    상기 광 흡수층, 상기 버퍼층 및 상기 전면 전극층을 관통하는 제 1 관통홈을 형성하여 상기 후면 전극층의 상면 일부를 노출시키는 단계; 및
    상기 노출된 상기 후면 전극층을 관통하는 제 2 관통홈을 형성하여 상기 지지기판의 상면 일부를 노출시키는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 관통홈은 기계적(mechanical) 공정에 의해 형성되고,
    상기 제 2 관통홈은 레이져 공정에 의해 형성되고,
    상기 제 2 관통홈은 상기 제 1 관통홈과 동일한 폭으로 형성되고,
    상기 제 1 관통홈 및 상기 제 2 관통홈의 폭은 10㎛ 내지 100㎛이고,
    상기 수분 차단부의 폭은 10mm 내지 50mm인 태양전지 모듈의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 패턴의 폭의 크기 및 상기 제 2 패턴의 폭의 크기는 80㎛ 내지 300㎛인 태양전지 모듈의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 버퍼층 상에 고저항 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 고저항 버퍼층은 상기 버퍼층 및 상기 전면 전극층 사이에 배치되는 태양전지 모듈의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 고저항 버퍼층은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함하는 태양전지 모듈의 제조방법.
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