KR102362624B1 - 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따르면, 박막형 태양전지; 상기 박막형 태양전지를 투과한 태양광의 진행을 차단할 수 있는 광차단 수단; 및 상기 박막형 태양전지와 상기 광차단 수단 사이에 구비된 절연층을 포함하여 이루어지고, 상기 광차단 수단은 전력의 공급 유무에 따라 투명 또는 유색색상으로 변경되는 변색층을 포함하여 이루어진, 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물이 제공된다.
Description
본 발명은 박막형 태양전지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 박막형 태양전지를 건물의 유리창 또는 차량의 썬루프에 적용한 다양한 형태의 구조물에 관한 것이다.
태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다.
태양전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN 접합 구조를 하고 있다. 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole)과 전자(electron)가 발생한다. 이때, 상기 PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공(+)는 P형 반도체쪽으로 이동하고 상기 전자(-)는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생 되고, 그에 따라 전력을 생산할 수 있게 된다.
상기 태양전지는 박막형 태양전지(thin film type solar cell)와 웨이퍼형 태양전지(wafer type solar cell)로 구분할 수 있다.
상기 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이고, 상기 웨이퍼형 태양전지는 실리콘 웨이퍼 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이다.
상기 웨이퍼형 태양전지는 상기 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수하기는 하지만, 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있고 고가의 반도체 기판을 이용하기 때문에 제조비용이 상승 되며, 특히 웨이퍼가 불투명하기 때문에 차량의 썬루프 또는 건물의 유리창과 같이 채광이 요구될 수 있는 구조물에 적용하기에는 한계가 있다.
상기 박막형 태양전지는 웨이퍼형 태양전지에 비하여 효율이 다소 떨어지기는 하지만, 얇은 두께로 제조가 가능하고 저가의 재료를 이용할 수 있어 제조비용이 감소되는 장점이 있으며, 특히 투명한 유리 기판을 이용할 수 있기 때문에 차량의 썬루프 또는 건물의 유리창과 같이 채광이 요구될 수 있는 구조물에 적용하기에 적합하다.
이하에서는 도면을 참조로 종래의 박막형 태양전지를 이용한 구조물에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 박막형 태양전지를 이용한 구조물은, 외부 플레이트(1), 접착층(2), 및 박막형 태양전지(3)를 포함하여 이루어진다.
상기 외부 플레이트(1)는 건물의 유리창 또는 차량의 썬루프와 같은 태양광(solar ray)에 노출되는 면에 구비되는 구성이다. 상기 외부 플레이트(1)는 태양광이 투과할 수 있도록 투명한 물질, 예로서 유리 또는 투명한 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
상기 접착층(2)은 상기 외부 플레이트(1)의 안쪽 면에 형성되어 상기 박막형 태양전지(3)를 상기 외부 플레이트(1)에 접착시키는 역할을 한다. 이와 같은 접착층(2)은 태양광이 투과할 수 있는 투명한 물질로 이루어진다.
상기 박막형 태양전지(3)는 상기 접착층(2) 상에 형성되어 있다. 상기 박막형 태양전지(3)는 구체적으로 도시하지는 않았지만, 전면전극, 반도체층, 및 후면전극을 포함하여 이루어진다.
이와 같은 종래의 박막형 태양전지를 이용한 구조물은 앞서 설명한 바와 같이 건물의 유리창 또는 차량의 썬루프와 같은 구조물에 적용될 수 있으며, 이 경우 사용자는 상기 박막형 태양전지(3)의 전방에 위치하게 된다. 따라서, 사용자는 상기 박막형 태양전지(3)의 전방에서 상기 외부 플레이트(1)를 향하여 외부를 바라보게 된다.
그러나, 종래의 경우 상기 외부 플레이트(1)에 상기 박막형 태양전지(3)만이 부착되어 있기 때문에, 사용자에게 외부 환경이 항상 노출되는 문제가 있다. 예를 들어, 상기 박막형 태양전지를 이용한 구조물이 차량이나 건물의 외벽에 적용될 경우 태양광이 상기 외부 플레이트(1)와 상기 박막형 태양전지(3)를 통해서 내부의 사용자에게 항상 조사되기 때문에, 사용자가 태양광을 가리기 위해서는 별도의 가림막을 추가로 장착해야 하는 문제가 있다.
상기 박막형 태양전지(3)의 반도체층의 재료로는 일반적으로 비정질 실리콘(a-Si)을 이용하는데, 상기 비정질 실리콘(a-Si)은 단파장의 광을 흡수하고 장파장의 광을 투과시키는 특성이 있다. 따라서, 외부의 태양광이 상기 박막형 태양전지(3)를 투과하게 될 때에는 붉은색을 띠는 장파장의 광이 투과하게 되어, 사용자가 보는 외부 환경은 붉은 색을 띠게 된다. 결과적으로, 종래의 경우 시인성이 떨어지는 붉은 색을 띠는 외부 환경이 사용자에게 항상 노출되는 단점이 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 외부 환경의 노출과 차단을 용이하게 구현할 수 있도록 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 박막형 태양전지; 상기 박막형 태양전지를 투과한 태양광의 진행을 차단할 수 있는 광차단 수단; 및 상기 박막형 태양전지와 상기 광차단 수단 사이에 구비된 광흡수층을 포함하여 이루어지고, 상기 광차단 수단은 전력의 공급 유무에 따라 투명 또는 유색색상으로 변경되는 변색층을 포함하여 이루어진, 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물을 제공한다.
상기 광흡수층은 상기 박막형 태양전지의 반도체층보다 장파장의 광을 흡수하도록 구비될 수 있다.
상기 광흡수층의 에너지 밴드갭은 상기 박막형 태양전지의 반도체층의 에너지 밴드갭보다 작을 수 있다.
상기 광흡수층의 광흡수 파장 범위는 상기 박막형 태양전지의 반도체층의 광흡수 파장 범위보다 넓을 수 있다.
상기 광흡수층은 게르마늄을 포함한 비정질 실리콘(a-SiGe:H), 미세결정질 실리콘(μc-Si:H) 또는 수소화된 게르마늄(Ge:H)으로 이루어질 수 있다.
상기 광흡수층은 상기 태양광이 투과할 수 있는 개구홀을 구비할 수 있다.
상기 박막형 태양전지는 상기 태양광이 투과할 수 있는 개구홀을 구비하고 있고, 상기 박막형 태양전지에 구비된 개구홀은 상기 광흡수층에 구비된 개구홀과 오버랩될 수 있다.
상기 태양광에 노출되는 외부 플레이트; 상기 외부 플레이트에 상기 박막형 태양전지를 접착시키는 제1 접착층; 상기 광차단 수단과 상기 광흡수층 사이에 구비된 절연층; 상기 광차단 수단을 보호하는 보호층; 및 상기 광차단 수단에 상기 보호층을 접착시키는 제2 접착층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 박막형 태양전지는 상기 태양광이 투과할 수 있는 개구홀을 구비할 수 있다.
상기 박막형 태양전지는 제1 분리부를 사이에 두고 이격된 복수 개의 제1 전극들; 상기 제1 전극들 상에 구비되며, 내부에 콘택부가 마련되어 있고 제2 분리부를 사이에 두고 이격된 복수 개의 반도체층들; 및 상기 복수 개의 반도체층들 상에 구비되며, 상기 콘택부를 통해 상기 제1 전극과 연결되어 있고 상기 제2 분리부를 사이에 두고 이격된 복수의 제2 전극들을 추가로 포함하여 이루어지고, 상기 개구홀은 상기 반도체층과 상기 제2 전극이 제거되어 마련될 수 있다.
상기 개구홀은 하나의 단위셀의 상기 제1 분리부 및 이웃하는 단위셀의 상기 제2 분리부 사이 영역에 배열된 복수 개의 섬 형태로 이루어질 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광차단 수단에 의해서 태양광의 투과와 차단이 조절될 수 있어 외부 환경의 노출과 차단을 용이하게 구현할 수 있다.
도 1은 종래의 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 파장 대별(300~1100nm) 광투과율 변화를 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 10은 반도체층과 광흡수층의 에너지 밴드갭에 따른 광흡수 파장 범위를 보여주는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 파장 대별(300~1100nm) 광투과율 변화를 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 10은 반도체층과 광흡수층의 에너지 밴드갭에 따른 광흡수 파장 범위를 보여주는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물은, 외부 플레이트(10), 제1 접착층(20), 박막형 태양전지(30), 절연층(40), 광차단 수단(50), 제2 접착층(60) 및 보호층(70)을 포함하여 이루어진다.
상기 외부 플레이트(10)는 외부의 태양광(solar ray)에 노출되어 본 발명에 따른 구조물의 전면에 마련되는 것으로서, 태양광이 투과될 수 있도록 투명한 재료로 이루어진다.
이와 같은 외부 플레이트(10)는 본 발명이 적용되는 용도에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 외부 플레이트(10)는 건물의 유리창으로 이루어질 수도 있고 차량의 썬루프로 이루어질 수도 있다.
상기 제1 접착층(20)은 태양광에 노출되지 않는 상기 외부 플레이트(10)의 안쪽 면에 형성되어 있다. 즉, 상기 제1 접착층(20)은 상기 외부 플레이트(10)의 표면 중에서 태양광이 노출되는 표면의 반대면에 형성되어 있다.
상기 제1 접착층(20)은 상기 박막형 태양전지(30)를 상기 외부 플레이트(10)의 안쪽 면에 접착시키는 역할을 한다. 이와 같은 제1 접착층(20)은 태양광이 투과할 수 있는 투명한 접착 물질로 이루어진다.
예를 들어, 상기 제1 접착층(20)은 폴리비닐부티랄(polyvinyl butyral)과 같은 투명 접착제로 이루어질 수 있다. 상기 제1 접착층(20)은 부착가능한 필름 형태로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 액상의 물질을 경화시킨 형태로 이루어질 수도 있다.
상기 박막형 태양전지(30)는 상기 제1 접착층(20) 상에 형성되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 박막형 태양전지(30)는 상기 제1 접착층(20)의 표면 중에서 상기 외부 플레이트(10)와 접하는 표면의 반대 면에 형성되어 있다.
상기 박막형 태양전지(30)는 구체적으로 도시하지는 않았지만, 전면전극, 반도체층, 및 후면전극을 포함하여 이루어진다. 이와 같은 박막형 태양전지(30)는 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다.
상기 절연층(40)은 상기 박막형 태양전지(30) 상에 형성되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 절연층(40)은 상기 박막형 태양전지(30)의 표면 중에서 상기 제1 접착층(20)과 접하는 표면의 반대 면에 형성되어 있다.
상기 절연층(40)은 상기 박막형 태양전지(30)와 상기 광차단 수단(50) 사이에 위치하여 상기 박막형 태양전지(30)와 상기 광차단 수단(50)을 절연시킨다. 즉, 상기 절연층(40)은 상기 박막형 태양전지(30)를 구성하는 전극과 상기 광차단 수단(50)을 구성하는 전극 사이의 쇼트(short)를 방지한다. 상기 절연층(40)은 당업계에 공지된 다양한 절연 필름으로 이루어질 수 있다.
상기 광차단 수단(50)은 상기 절연층(40) 상에 형성되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 광차단 수단(50)은 상기 절연층(40)의 표면 중에서 상기 박막형 태양전지(30)와 접하는 표면의 반대 면에 형성되어 있다.
상기 광차단 수단(50)은 상기 외부 플레이트(10)의 외부에서 입사되어 상기 박막형 태양전지(30)를 투과한 태양광의 진행을 차단함으로써, 상기 보호층(70)의 전방에 위치한 사용자가 외부 환경을 인지할 수 없도록 구성될 수 있다. 이와 같은 광차단 수단(50)은 태양광의 진행을 항상 차단하는 것이 아니라, 평상시에는 태양광의 진행을 차단하지 않고 태양광이 투과될 수 있도록 구성되고, 필요시에만 태양광의 진행을 차단하도록 구성될 수 있다. 이를 위해서, 상기 광차단 수단(50)은 전력의 공급 유무에 따라 투명 또는 유색색상으로 변경될 수 있는 변색층을 포함하여 이루어진다. 상기 변색층은 전력이 공급되지 않으면 투명이지만 전력이 공급되면 유색색상으로 변경되도록 구성될 수 있지만 그 반대로 구성될 수도 있다.
상기 광차단 수단(50)은 도 2의 확대도에서 알 수 있듯이, 전면 전극(51), 변색층(52), 전해질층(53), 및 후면 전극(54)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 전면 전극(51)은 상기 절연층(40) 상에 형성된다. 상기 전면 전극(51)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전 산화물로 이루어질 수 있다.
상기 변색층(52)은 상기 전면 전극(51) 상에 형성된다. 상기 변색층(52)은 전압인가에 의해 투명에서 유색색상으로 변경되는 전기 변색 물질을 포함하여 이루어진다. 상기 전기 변색 물질은 산화 텅스텐 또는 산화 몰리브덴 등의 무기화합물 및 피리딘계 화합물 또는 아진계 화합물 등의 유기화합물을 포함할 수 있다.
상기 전해질층(53)은 상기 변색층(52) 상에 형성된다. 상기 전해질층(53)은 상기 전면 전극(51)과 상기 후면 전극(54) 사이에서 전하이동이 가능한 이온전도체로 이루어질 수 있다. 예로서, 상기 전해질층(53)은 LiClO4와 같은 금속염 또는 폴리 에틸렌 산화물(Poly Ethylene Oxide)과 같은 고분자 물질을 포함할 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
도시하지는 않았지만, 상기 전해질층(53)이 상기 전면 전극(51) 상에 형성되고, 상기 전해질층(53) 상에 상기 변색층(52)이 형성되는 것도 가능하다.
상기 후면 전극(54)은 상기 전해질층(53) 상에 형성된다. 상기 후면 전극(54)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전 산화물로 이루어질 수 있다.
이와 같은 상기 전면 전극(51), 변색층(52), 전해질층(53) 및 후면 전극(54)을 포함하여 이루어진 광차단 수단(50)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 전면 전극(51)과 상기 후면 전극(54)에 전력이 공급되면 상기 변색층(52)의 전기 변색 물질이 상기 전해질층(53)과 반응하여 산화되면서 상기 전기 변색 물질의 밴드갭(Band Gap)이 변화하고 그에 따라 흡수 스펙트럼이 변경되면서 상기 변색층(52)이 유색 색상으로 변경될 수 있다. 또한, 상기 전면 전극(51)과 상기 후면 전극(54)에 전력 공급이 차단되면 상기 변색층(52)의 전기 변색 물질이 상기 전해질층(53)과 반응하여 환원되고, 그에 따라 상기 전기 변색 물질의 밴드갭(Band Gap)이 원상태로 복귀되면서 상기 변색층(52)이 투명한 상태로 변경될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광차단 수단(50)에 의해서 태양광의 투과와 차단이 조절될 수 있어 외부 환경의 노출과 차단을 용이하게 구현할 수 있다. 상기 광차단 수단(50)은 전면 전극(51), 변색층(52), 전해질층(53), 및 후면 전극(54)을 포함하는 것으로서 당업계에 공지된 다양한 형태의 전기 변색 소자로 변경될 수 있다.
상기 제2 접착층(60)은 상기 광차단 수단(50) 상에 형성되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 제2 접착층(60)은 상기 광차단 수단(50)의 표면 중에서 상기 절연층(40과 접하는 표면의 반대 면에 형성되어 있다.
상기 제2 접착층(60)은 상기 보호층(70)을 상기 광차단 수단(50)에 접착시키는 역할을 한다. 이와 같은 제2 접착층(60)은 태양광이 투과할 수 있는 투명한 접착 물질로 이루어진다. 예를 들어, 상기 제2 접착층(60)은 폴리비닐부티랄(polyvinyl butyral)과 같은 투명 접착제로 이루어질 수 있다. 상기 제2 접착층(60)은 부착가능한 필름 형태로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 액상의 물질을 경화시킨 형태로 이루어질 수도 있다.
상기 보호층(70)은 상기 제2 접착층(60) 상에 형성되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 보호층(70)은 상기 제2 접착층(60)의 표면 중에서 상기 광차단 수단(50)과 접하는 표면의 반대 면에 형성되어 있다.
상기 보호층(70)은 상기 광차단 수단(50)을 보호하는 역할을 하는 것으로서, 사용자의 시인성을 위해서 투명한 물질, 예로서 유리 또는 투명한 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도로서, 이는 박막형 태양전지(30)가 직렬로 연결된 복수의 단위셀을 포함하여 이루어진 것을 제외하고 전술한 도 2에 따른 구조물과 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 이하에서는 동일한 구성에 대한 반복설명은 생략하기로 한다.
도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물은, 외부 플레이트(10), 제1 접착층(20), 박막형 태양전지(30), 절연층(40), 광차단 수단(50), 제2 접착층(60) 및 보호층(70)을 포함하여 이루어진다.
상기 외부 플레이트(10), 제1 접착층(20), 절연층(40), 광차단 수단(50), 제2 접착층(60) 및 보호층(70)은 전술한 바와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.
상기 박막형 태양전지(30)는 기판(31), 제1 전극(32), 반도체층(33), 및 제2 전극(34)을 포함하여 이루어진다.
상기 기판(31)은 상기 제1 접착층(20) 상에 형성되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 기판(31)은 상기 제1 접착층(20)의 표면 중에서 상기 외부 플레이트(10)와 접하는 표면의 반대 면에 형성되어 있다. 이와 같은 기판(31)은 투명한 유리 또는 투명한 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 전극(32)은 상기 기판(31) 상에 형성되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 전극(32)은 상기 기판(31)의 표면 중에서 상기 제1 접착층(20)과 접하는 표면의 반대 면에 형성되어 있다.
상기 제1 전극(32)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전 산화물로 이루어질 수 있다. 이와 같은 제1 전극(32)은 단위셀 별로 형성되며, 따라서 복수 개의 제1 전극(32)들이 제1 분리부(P1)를 사이에 두고 서로 이격되어 있다.
상기 반도체층(33)은 상기 제1 전극(32) 상에 형성되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 반도체층(33)은 상기 제1 전극(32)의 표면 중에서 상기 기판(31)과 접하는 표면의 반대 면에 형성되어 있다. 또한, 상기 반도체층(33)은 상기 제1 분리부(P1) 내에도 형성되어 있다. 따라서, 상기 반도체층(33)은 상기 제1 분리부(P1)를 통해서 상기 기판(31)과 접하고 있다.
상기 반도체층(33)은 단위셀 별로 형성되며, 따라서 복수 개의 반도체층(33)들이 제2 분리부(P3)를 사이에 두고 서로 이격되어 있다. 또한, 각각의 반도체층(33)에는 콘택부(P2)가 마련되어 있어 상기 콘택부(P2)를 통해서 제1 전극(32)과 제2 전극(34) 사이의 전기적 연결이 가능하여 단위셀들이 직렬로 연결될 수 있다.
이와 같은 반도체층(33)은 화살표로 확대된 확대도에서 알 수 있듯이, P형 반도체층, I형 반도체층, 및 N형 반도체층을 포함한 PIN구조로 형성될 수 있다. 이와 같이 상기 반도체층(33)이 PIN구조로 형성되면, I형 반도체층이 P형 반도체층과 N형 반도체층에 의해 공핍(depletion)이 되어 내부에 전기장이 발생하게 되고, 태양광에 의해 생성되는 정공 및 전자가 상기 전기장에 의해 드리프트(drift)되어, 정공은 P형 반도체층을 통해 제1전극(32)으로 수집되고 전자는 N형 반도체층을 통해 제2 전극(34)으로 수집될 수 있다.
이때, 상기 P형 반도체층은 상기 제1 전극(32)에 가깝게 위치하고, 상기 N형 반도체층은 상기 제2 전극(34)에 가깝게 위치하고, 상기 I형 반도체층은 상기 P형 반도체층과 상기 N형 반도체층의 사이에 위치할 수 있다.
즉, 상기 P형 반도체층은 태양광의 입사면에서 가까운 위치에 형성되고, 상기 N형 반도체층은 태양광의 입사면에서 먼 위치에 형성될 수 있다. 일반적으로 정공의 드리프트 이동도(drift mobility)가 전자의 드리프트 이동도에 의해 낮기 때문에 입사광에 의한 수집효율을 극대화하기 위해서 P형 반도체층을 태양광의 입사면에 가깝게 형성하는 것이다.
상기 P형 반도체층은 비정질 실리콘에 P형 도펀트가 도핑되어 이루어질 수 있고, 상기 I형 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있고, 상기 N형 반도체층은 비정질 실리콘에 N형 도펀트가 도핑되어 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 전극(34)은 상기 반도체층(33) 상에 형성되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 제2 전극(34)은 상기 반도체층(33)의 표면 중에서 상기 제1 전극(32)과 접하는 표면의 반대 면에 형성되어 있다.
상기 제2 전극(34)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전 산화물로 이루어질 수도 있고, Ag, Al, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu 과 같은 금속으로 이루어질 수도 있다. 이와 같은 제2 전극(34)은 단위셀 별로 형성되며, 따라서 복수 개의 제2 전극(34)들이 제2 분리부(P3)를 사이에 두고 서로 이격되어 있다. 또한, 각각의 제2 전극(34)은 상기 콘택부(P2)를 통해서 각각의 제1 전극(32)과 연결되어 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 반도체층(33)과 상기 제2 전극(34) 사이에 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전 산화물층이 추가로 형성될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 박막형 태양전지(30)가 직렬로 연결된 복수의 단위셀을 포함하고 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 제1 분리부(P1), 콘택부(P2), 및 제2 분리부(P3)가 마련되어 있다. 이때, 상기 콘택부(P2) 및 상기 제2 분리부(P3)에는 상기 반도체층(33)이 형성되어 있지 않다.
따라서, 상기 콘택부(P2)와 상기 제2 분리부(P3)의 영역에서는 상기 반도체층(33)에 의한 영향이 적어 사용자에게 적색으로 인식되는 문제가 줄어들 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도로서, 이는 복수의 단위셀이 직렬로 연결된 박막형 태양전지(30)의 배치가 변경된 것을 제외하고 전술한 도 3에 따른 구조물과 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 이하에서는 동일한 구성에 대한 반복설명은 생략하기로 한다.
도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 기판(31), 제1 전극(32), 반도체층(33), 및 제2 전극(34)의 적층 순서가 전술한 도 3에서와 반대로 구성되어 있다. 또한, 상기 반도체층(33)은 화살표로 확대된 확대도에서 알 수 있듯이, P형 반도체층이 상기 제2 전극(34)에 가깝게 위치하고, N형 반도체층이 상기 제1 전극(32)에 가깝게 위치하는 점에서 전술한 도 3에 따른 실시예와 상이하다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도로서, 이는 복수의 개구홀(H)을 추가로 포함하는 것을 제외하고 전술한 도 3에 따른 구조물과 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 이하에서는 동일한 구성에 대한 반복설명은 생략하기로 한다.
도 5에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 복수의 단위셀마다 개구홀(H)이 마련되어 있다.
상기 개구홀(H)은 반도체층(33)과 제2 전극(34)을 제거하여 형성된다. 따라서, 상기 개구홀(H) 영역은 제2 분리부(P3) 영역과 마찬가지로 반도체층(33)과 제2 전극(34)이 형성되어 있지 않다.
결국, 도 5에 따른 실시예는 전술한 도 3에 따른 실시예보다 상기 개구홀(H) 영역만큼 적색으로 인식되는 문제가 줄어드는 장점이 있다.
이와 같은 복수의 개구홀(H)은 도시된 바와 같이 하나의 단위셀의 제1 분리부(P1) 및 이웃하는 단위셀의 제2 분리부(P3) 사이 영역에 형성될 수 있다. 상기 제1 분리부(P1) 및 제2 분리부(P3)는 라인(line) 형태로 이루어져 단위셀 사이를 분리시키지만, 상기 복수의 개구홀(H) 각각은 라인(line) 형태가 아니라 섬(island) 형태로 이루어져 단위셀 사이를 분리시키지 않고 따라서 복수의 개구홀(H) 사이 영역은 유효한 전지로서 동작하게 된다. 이와 같은 개구홀(H)의 형태는 후술하는 도 7을 참조하면 보다 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도로서, 이는 복수의 개구홀(H)을 추가로 포함하는 것을 제외하고 전술한 도 4에 따른 구조물과 동일하다.
상기 복수의 개구홀(H)은 전술한 도 5에 따른 실시예와 마찬가지로 복수의 단위셀마다 반도체층(33)과 제2 전극(34)을 제거하여 형성된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 평면도로서, 이는 전술한 도 5 및 도 6에 따른 구조물에서 개구홀(H)의 형성모습을 보여주기 위한 것이다.
도 7에서 알 수 있듯이, 제1 분리부(P1), 콘택부(P2), 및 제2 분리부(P3)가 반복되면서 복수의 단위셀이 서로 직렬로 연결된다. 어느 하나의 제1 분리부(P1)에서 그와 이웃하는 다른 하나의 제1 분리부(P1)까지의 영역을 하나의 단위셀로 정의할 수도 있고, 어느 하나의 제2 분리부(P3)에서 그와 이웃하는 다른 하나의 제2 분리부(P3)까지의 영역을 하나의 단위셀로 정의할 수도 있다.
복수의 단위셀 각각에는 복수의 개구홀(H)이 마련되어 있다. 상기 복수의 개구홀(H) 각각은 도시된 바와 같이 평면도 상에서 섬(island) 형태로 이루어지며, 예로서 원형으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고 상기 개구홀(H)의 형상은 타원형 또는 다각형 등으로 다양하게 변경될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 복수의 개구홀(H)은 하나의 단위셀의 제1 분리부(P1) 및 이웃하는 단위셀의 제2 분리부(P3) 사이 영역에 형성될 수 있다. 상기 제1 분리부(P1) 및 제2 분리부(P3)는 라인(line) 형태로 이루어지고, 상기 복수의 개구홀(H) 각각은 섬(island) 형태로 이루어진다.
이와 같은 복수의 개구홀(H)은 도시된 바와 같이, 상기 제1 분리부(P1), 콘택부(P2), 및 제2 분리부(P3)의 라인(line) 형태와 나란하게 배열될 수 있지만 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 복수의 개구홀(H)은 상기 제1 분리부(P1), 콘택부(P2), 및 제2 분리부(P3)의 라인 형태와 나란한 복수의 열로 배열될 수 있다. 도시된 바와 같이 상기 복수의 개구홀(H)은 2열로 배열될 수 있지만, 3열 이상으로 배열되는 것도 가능하다.
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 개구홀(H)이 섬(island) 형태로 복수개가 형성되는 것이 아니라 상기 제1 분리부(P1), 콘택부(P2) 및 제2 분리부(P2)와 교차하는 라인(line)의 형태로 이루어지는 것도 가능하다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 파장 대별(300~1100nm) 광투과율 변화를 보여주는 그래프이다.
도 8에서 알 수 있듯이, 단파장대에서보다 장파장대에서의 광투과율이 우수함을 알 수 있듯이, 따라서, 본 발명에 따른 구조물은 상기 광차단 수단(50)이 투명한 경우에 전반적으로 붉은 계열의 색으로 보이게 됨을 알 수 있다. 다만, 도 3에 따른 실시예에 비하여 도 5에 따른 실시예의 경우가 전체 파장대에서 광투과율이 우수함을 알 수 있으며, 특히, 대략 700nm 근처의 장파장대의 경우 도 3에 따른 실시예는 약 23%의 광투과율을 보이는 반면 도 5에 따른 실시예는 약 28%의 광투과율을 보임을 알 수 있다. 결국, 도 3에 따른 실시예에 비하여 도 5에 따른 실시예의 경우가 상대적으로 옅은 붉은 계열의 색으로 보이게 되어 시인성이 향상될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도이다. 도 9에 따른 구조물은 박막형 태양전지(30)와 광차단 수단(50) 사이에 광흡수층(80)이 추가로 구비되어 있다. 상기 광흡수층(80)은 상기 박막형 태양전지(30)와 절연층(40) 사이에 형성될 수 있지만, 경우에 따라서 상기 절연층(40)과 상기 광차단 수단(50) 사이에 형성되는 것도 가능하다.
그외에, 외부 플레이트(10), 제1 접착층(20), 박막형 태양전지(30), 절연층(40), 광차단 수단(50), 제2 접착층(60) 및 보호층(70)의 구성은 전술한 다양한 실시예에서와 같이 다양하게 변경될 수 있다.
상기 광흡수층(80)은 게르마늄을 포함한 비정질 실리콘(a-SiGe:H), 미세결정질 실리콘(μc-Si:H) 또는 수소화된 게르마늄(Ge:H)으로 이루어질 수 있다.
상기 박막형 태양전지(30)의 반도체층(전술한 실시예들의 도면부호 33 참조)을 구성하는 비정질 실리콘(a-Si:H)의 에너지 밴드갭은 대략 1.7eV 내지 1.8eV일 수 있다. 그에 반하여, 상기 광흡수층(80)을 구성하는 게르마늄을 포함하는 비정질 실리콘(a-SiGe:H)의 에너지 밴드갭은 대략 1.2eV 내지 1.6eV일 수 있다. 게르마늄의 농도가 높을수록 상기 게르마늄을 포함하는 비정질 실리콘(a-SiGe:H)의 에너지 밴드갭은 작아진다. 또한, 상기 광흡수층(80)을 구성하는 미세결정질 실리콘(μc-Si:H)의 에너지 밴드갭은 1.1eV일 수 있으며, 수소화된 게르마늄(Ge:H)의 에너지 밴드갭은 0.9eV일 수 있다. 결과적으로, 상기 광흡수층(80)의 에너지 밴드갭은 상기 박막형 태양전지(30)의 반도체층(33)의 에너지 밴드갭보다 작으며, 그에 따라 상기 박막형 태양전지(30)의 반도체층(33)을 투과한 광이 상기 광흡수층(80)에서 흡수될 수 있는데, 그에 대해서는 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
도 10은 반도체층과 광흡수층의 에너지 밴드갭에 따른 광흡수 파장 범위를 보여주는 그래프이다. 도 10에서는 에너지 밴드갭이 1.7eV인 반도체층(33)의 비정질 실리콘(a-Si:H)의 광흡수 파장 범위, 에너지 밴드갭이 1.4eV인 광흡수층(80)의 게르마늄을 포함하는 비정질 실리콘(a-SiGe:H)의 광흡수 파장 범위, 및 에너지 밴드갭이 1.1eV인 광흡수층(80)의 미세결정질 실리콘(μc-Si:H)의 광흡수 파장 범위가 나타나 있다. 도 10에서 x축은 광흡수 파장(nm)을 나타내고, y축은 광흡수 정도(%)를 나타낸다.
에너지 밴드갭이 1.7eV인 반도체층(33)의 비정질 실리콘(a-Si:H)은 대략 350nm 내지 700nm에 해당하는 파장의 광을 흡수한다. 에너지 밴드갭이 1.4eV인 광흡수층(80)의 게르마늄을 포함하는 비정질 실리콘(a-SiGe:H)은 대략 350nm 내지 950nm 파장의 광을 흡수한다. 에너지 밴드갭이 1.1eV인 광흡수층(80)의 미세결정질 실리콘(μc-Si:H)은 대략 350nm 내지 1080nm 파장의 광을 흡수한다. 즉, 에너지 밴드갭이 낮을수록 광흡수 파장 범위가 넓어진다. 특히, 광흡수층(80)의 에너지 밴드갭이 반도체층(33)의 에너지 밴드갭보다 낮기 때문에, 광흡수층(80)의 광흡수 파장 범위가 반도체층(33)의 광흡수 파장 범위보다 넓다.
태양광이 박막형 태양전지(30)에 입사되는 경우, 300nm 내지 700nm에 해당하는 단파장의 광은 반도체층(33)의 비정질 실리콘(a-Si:H)에 의해 흡수된다. 또한, 반도체층(33)들에서 흡수되지 않은 장파장의 광은 광흡수층(80)의 게르마늄을 포함하는 비정질 실리콘(a-SiGe:H) 또는 미세결정질 실리콘(μc-Si:H)에 의해 흡수될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 박막형 태양전지(30)에 입사된 태양광은 반도체층(33)과 광흡수층(80)을 지나면서 해당 파장대 별로 흡수되므로, 전술한 광차단 수단(50)이 투명한 경우 사용자에게 인식되는 외부 환경은 회색 내지 검정색을 띠게 된다. 즉, 사용자는 구조물에 선팅(sunting)한 것과 같이 느낄 수 있게 되어, 앞서 설명한 외부 환경이 붉은색일 때보다 편안하게 외부 환경을 시청할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도로서, 이는 박막형 태양전지(30)와 절연층(40) 사이에 광흡수층(80)이 추가로 구비된 것을 제외하고 전술한 도 5에 따른 실시예와 동일하다.
상기 광흡수층(80)은 전술한 도 9에서와 같이 게르마늄을 포함한 비정질 실리콘(a-SiGe:H), 미세결정질 실리콘(μc-Si:H) 또는 수소화된 게르마늄(Ge:H)으로 이루어질 수 있다. 따라서, 전술한 바와 마찬가지로 사용자는 구조물에 선팅(sunting)한 것과 같이 느낄 수 있게 되어, 앞서 설명한 외부 환경이 붉은색일 때보다 편안하게 외부 환경을 시청할 수 있다.
특히, 도 11에 따르면, 상기 광흡수층(80)에 개구홀(H)이 구비되어 있다. 상기 광흡수층(80)에 구비된 개구홀(H)은 상기 박막형 태양전지(30)에 구비된 개구홀(H)과 오버랩되도록 형성된다. 따라서, 상기 박막형 태양전지(30)와 상기 광흡수층(80)에 구비된 개구홀(H) 영역으로는 태양광이 그대로 투과될 수 있어 사용자의 시인성이 향상될 수 있다. 상기 광흡수층(80)에 구비된 개구홀(H)은 상기 박막형 태양전지(30)에 구비된 개구홀(H)과 완전히 오버랩될 수도 있지만 일부만 오버랩될 수도 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물의 개략적인 단면도로서, 이는 박막형 태양전지(30)와 절연층(40) 사이에 광흡수층(80)이 추가로 구비된 것을 제외하고 전술한 도 6에 따른 실시예와 동일하다.
상기 광흡수층(80)에는 전술한 도 11에서와 같이 상기 박막형 태양전지(30)에 구비된 개구홀(H)과 오버랩되도록 개구홀(H)이 마련되어 있어, 상기 개구홀(H) 영역으로 태양광이 그대로 투과될 수 있어 사용자의 시인성이 향상될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 외부 플레이트 20: 제1 접착층
30: 박막형 태양전지 31: 기판
32: 제1 전극 33: 반도체층
34: 제2 전극 40: 절연층
50: 광차단 수단 60: 제2 접착층
70: 보호층
30: 박막형 태양전지 31: 기판
32: 제1 전극 33: 반도체층
34: 제2 전극 40: 절연층
50: 광차단 수단 60: 제2 접착층
70: 보호층
Claims (11)
- 제1전극과 제2전극 및 상기 제1전극과 제2전극 사이에 구비된 반도체층을 포함하여 이루어진 박막형 태양전지;
상기 박막형 태양전지를 투과한 태양광의 진행을 차단할 수 있는 광차단 수단;
상기 박막형 태양전지와 상기 광차단 수단 사이에 구비된 광흡수층; 및
상기 박막형 태양전지와 상기 광차단 수단 사이에 구비된 절연층을 포함하여 이루어지고,
상기 광차단 수단은 전력의 공급 유무에 따라 투명 또는 유색색상으로 변경되는 변색층을 포함하여 이루어지고,
상기 광흡수층은 상기 박막형 태양전지와 상기 절연층 사이 또는 상기 절연층과 상기 광차단 수단 사이에 구비되어 있고,
상기 박막형 태양전지는 상기 태양광이 투과할 수 있는 개구홀을 구비하고,
상기 박막형 태양전지는
제1 분리부를 사이에 두고 이격된 복수 개의 제1 전극들;
상기 제1 전극들 상에 구비되며, 내부에 콘택부가 마련되어 있고 제2 분리부를 사이에 두고 이격된 복수 개의 반도체층들; 및
상기 복수 개의 반도체층들 상에 구비되며, 상기 콘택부를 통해 상기 제1 전극과 연결되어 있고 상기 제2 분리부를 사이에 두고 이격된 복수의 제2 전극들을 추가로 포함하여 이루어지고,
상기 개구홀은 상기 반도체층과 상기 제2 전극이 제거되어 마련된, 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물. - 제1항에 있어서,
상기 광흡수층은 상기 박막형 태양전지의 반도체층보다 장파장의 광을 흡수하도록 구비된, 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물. - 제1항에 있어서,
상기 광흡수층의 에너지 밴드갭은 상기 박막형 태양전지의 반도체층의 에너지 밴드갭보다 작은, 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물. - 제1항에 있어서,
상기 광흡수층의 광흡수 파장 범위는 상기 박막형 태양전지의 반도체층의 광흡수 파장 범위보다 넓은, 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물. - 제1항에 있어서,
상기 광흡수층은 게르마늄을 포함한 비정질 실리콘(a-SiGe:H), 미세결정질 실리콘(μc-Si:H) 또는 수소화된 게르마늄(Ge:H)으로 이루어진, 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물. - 제1항에 있어서,
상기 광흡수층은 상기 태양광이 투과할 수 있는 개구홀을 구비하는, 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물. - 제6항에 있어서,
상기 박막형 태양전지에 구비된 개구홀은 상기 광흡수층에 구비된 개구홀과 오버랩되는, 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물. - 제1항에 있어서,
상기 태양광에 노출되는 외부 플레이트;
상기 외부 플레이트에 상기 박막형 태양전지를 접착시키는 제1 접착층;
상기 광차단 수단을 보호하는 보호층; 및
상기 광차단 수단에 상기 보호층을 접착시키는 제2 접착층을 추가로 포함하는, 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 개구홀은 하나의 단위셀의 상기 제1 분리부 및 이웃하는 단위셀의 상기 제2 분리부 사이 영역에 배열된 복수 개의 섬 형태로 이루어진, 광차단 수단이 구비된 박막형 태양전지를 이용한 구조물.
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