KR20090008503A - Solar cells having horizontal arrayed photovoltaic cells and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

A solar battery with horizontally arranged photovoltaic cells and a method for manufacturing the same are provided to enhance the light efficiency of the solar battery by positioning an optical absorption layer between the p layer and the n layer horizontally. A plurality of photovoltaic cells(12) are horizontally formed on a surface of a substrate(10). A plurality of photovoltaic cells include a p layer(13), an optical absorption layer(14) and an n layer(15). The optical absorption layer are formed to have the same optical bandgap or different optical bandgap. After the plurality of photovoltaic cells are formed, a first electrode(16) is formed in an upper part of the p layer. The second electrode(17) is formed in the upper part of the n layer.

Description

수평 배열된 광기전 셀들을 갖는 태양 전지 및 그 제조 방법{SOLAR CELLS HAVING HORIZONTAL ARRAYED PHOTOVOLTAIC CELLS AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}SOLAR CELLS HAVING HORIZONTAL ARRAYED PHOTOVOLTAIC CELLS AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME

본 발명은 광기전 셀들을 갖는 태양 전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 광흡수층을 보다 직접적으로 태양광에 노출되도록 하여 광효율을 향상 시키는 수평 배열된 복수개의 광기전 셀을 갖는 태양 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell having photovoltaic cells, and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a solar cell having a plurality of horizontally arranged photovoltaic cells that improve light efficiency by exposing a light absorbing layer to sunlight directly; The manufacturing method is related.

태양 전지는 태양광 발전의 핵심 소자이다. 태양광 발전은 차세대 에너지원으로 활용 가치가 매우 높은 에너지원이며 환경오염이 거의 없는 청정 에너지원으로 환경오염과 에너지 자원의 고갈이 심각한 상황에서 매우 적절한 대체 에너지원으로 그 중요성이 높아가고 있다. 그러나 태양광 발전에 있어서 문제가 되는 것으로 가장 큰 부분의 하나는 발전 전력량에 비하여 설비 투자비가 너무 과도하게 발생된다는 점이다. 태양광 발전을 위한 설비 투자에 있어서 많은 부분이 태양 전지에 할당된다. 그럼으로 가급적 저비용으로 고효율의 태양 전지를 제조할 수 있는 기술이 요구되고 있다.Solar cells are a key component of solar power generation. Photovoltaic power generation is an energy source that is highly valued as a next-generation energy source, and is a clean energy source with little environmental pollution, and its importance is increasing as an appropriate alternative energy source in a situation where environmental pollution and exhaustion of energy resources are serious. However, one of the biggest problems in the photovoltaic power generation is that the facility investment cost is excessively generated compared to the amount of generated power. Much of the investment in facilities for solar power is allocated to solar cells. Therefore, there is a demand for a technology capable of manufacturing high efficiency solar cells at the lowest possible cost.

태양 전지의 가장 중요한 부분은 광전 변환 효율이다. 그럼으로 광전 변환 효율이 높은 태양 전지를 개발 및 상용화하기 위한 노력들이 지속적으로 시도되고 있으며 그에 따라 다양한 재료와 다양한 구조의 태양 전지들이 개발되고 있다. 태양 전지의 기본적인 동작 원리는 반도체 pn 접합으로 구성된 태양전지에 반도체 에너지 밴드갭보다 큰 에너지의 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성되어 광기전력을 발생하게 되는 것이다.The most important part of the solar cell is the photoelectric conversion efficiency. Therefore, efforts have been continuously made to develop and commercialize solar cells having high photoelectric conversion efficiency. Accordingly, solar cells of various materials and structures have been developed. The basic operation principle of a solar cell is that when solar light having a larger energy than the semiconductor energy bandgap is incident on a solar cell composed of a semiconductor pn junction, electron-hole pairs are generated to generate photovoltaic power.

비정질 실리콘(a-Si)계의 태양 전지의 기본 구조는 그 지지 기판의 종류에 다라 크게 두 종류로 구분될 수 있다. 유리등의 투과성 기판을 광입사측 지지기판으로 사용한 경우와 금속이나 플라스틱과 같은 불투과성 지지기판을 태양전지의 이면측에 사용한 경우이다. 또는 태양광이 입사되는 방향에 따라 구분되기도 한다. 기판으로부터 태양광이 입사되는 p-i-n형의 광기전 셀을 갖는 태양 전지와 기판과는 반대편으로부터 태양광이 입사되는 n-i-p형의 광기전 셀을 갖는 태양 전지로 구분될 수 있다. 두 구조의 태양 전지 모두 기판, 투명전극, p층, 광흡수층(i층), n층, 후면 반사기, 금속전극 등으로 구성된다. 단일 접합 구조의 태양 전지 뿐만 아니라 광학적 밴드갭이 서로 다른 광흡수층을 갖는 단위 셀들을 순차적으로 적층함으로써 광범위한 파장대의 빛을 흡수하여 효율을 높이일 수 있는 다중 접합 구조의 태양 전지도 있다.The basic structure of an amorphous silicon (a-Si) solar cell can be classified into two types depending on the type of the supporting substrate. The case where a transparent substrate such as glass is used as the light incident side support substrate and an impermeable support substrate such as metal or plastic is used on the back side of the solar cell. Or it may be classified according to the direction in which sunlight is incident. It can be classified into a solar cell having a p-i-n type photovoltaic cell in which solar light is incident from the substrate and a solar cell having an n-i-p type photovoltaic cell in which solar light is incident from the opposite side of the substrate. Both solar cells of the structure are composed of a substrate, a transparent electrode, a p layer, a light absorption layer (i layer), an n layer, a back reflector, a metal electrode, and the like. In addition to solar cells having a single junction structure, there is also a solar cell having a multi-junction structure that can absorb light of a wide range of wavelengths and increase efficiency by sequentially stacking unit cells having light absorption layers having different optical band gaps.

그런데, 이러한 종래의 적층형 구조의 태양 전지는 p층과 n층 사이에 광흡수층이 위치하는 적층 구조를 갖고 있어서 광흡수층까지 광이 도달하는 과정에서 발생될 수 있는 손실분을 어쩔 수 없이 감수해야 한다.However, such a conventional stacked solar cell has a laminated structure in which a light absorbing layer is positioned between the p layer and the n layer, and thus must bear the loss that may occur in the process of reaching the light absorbing layer.

본 발명의 목적은 광흡수층의 광흡수율을 높일 수 있도록 수평으로 배열된 p층, 광흡수층, n층을 포함한 복수개의 광기전 셀을 갖는 태양 전지를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solar cell having a plurality of photovoltaic cells including a p layer, a light absorption layer, and an n layer arranged horizontally so as to increase the light absorption rate of the light absorption layer.

본 발명의 또 다른 목적은 수평 배열된 복수개의 광기전 셀의 제조 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a plurality of photovoltaic cells arranged horizontally.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 태양 전지에 관한 것이다. 본 발명의 일 특징에 따른 태양 전지는: 기판; 및 기판의 표면에 수평으로 배열된 복수개의 광기전 셀을 포함하고, 상기 광기전 셀은 p층, 광흡수층(i층), n층을 포함한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a solar cell. A solar cell according to one aspect of the present invention includes: a substrate; And a plurality of photovoltaic cells arranged horizontally on the surface of the substrate, wherein the photovoltaic cells include p layers, light absorption layers (i layers), and n layers.

일 실시예에 있어서, 상기 p층과 n층은 광흡수층과 동일한 서로 동일한 표면 높이를 갖거나 서로 다른 표면 높이를 갖거나 또는 서로 다른 표면 높이를 갖는 것 중 어느 하나이다.In one embodiment, the p layer and the n layer is any one of the same surface height, the same or different surface height or different surface height as the light absorbing layer.

일 실시예에 있어서, 상기 p층과 n층은 광흡수층 상부에 형성된다.In one embodiment, the p layer and the n layer is formed on the light absorption layer.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 광기전 셀에 포함된 광흡수층들은 서로 동일한 광학적 밴드갭을 갖는다.In one embodiment, the light absorption layers included in the photovoltaic cells have the same optical bandgap.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 광기전 셀에 포함된 광흡수층들은 서로 다른 광학적 밴드갭을 갖는 두 개 이상의 그룹들을 포함한다.In one embodiment, the light absorption layers included in the photovoltaic cells include two or more groups having different optical bandgaps.

일 실시예에 있어서, 상기 기판은 태양광에 대한 투과성 기판 또는 불투과성 기판 중 어느 하나이다.In one embodiment, the substrate is either a transparent substrate or an impervious substrate to sunlight.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 광기전 셀은 p층 상부에 위치하는 제1 전극과 n층 상부에 위치하는 제2 전극을 포함한다.In example embodiments, the plurality of photovoltaic cells include a first electrode positioned above the p layer and a second electrode positioned above the n layer.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 광기전 셀은 p층과 기판의 표면 사이에 위치하는 제1 전극과 n층과 기판의 표면 사이에 위치하는 제2 전극을 포함한다.In one embodiment, the plurality of photovoltaic cells includes a first electrode located between the p layer and the surface of the substrate and a second electrode located between the n layer and the surface of the substrate.

본 발명의 다른 일면은 태양 전지에 관한 것이다. 본 발명의 다른 특징에 따른 태양 전지는: 기판; 기판의 제1 표면에 수평으로 배열된 복수개의 제1 광기전 셀; 및 기판의 제2 표면에 수평으로 배열된 복수개의 제2 광기전 셀을 포함하고, 상기 제1 및 제2 광기전 셀은 p층, 광흡수층(i층), n층을 포함한다.Another aspect of the invention relates to a solar cell. According to another aspect of the present invention, a solar cell includes: a substrate; A plurality of first photovoltaic cells arranged horizontally on a first surface of the substrate; And a plurality of second photovoltaic cells arranged horizontally on a second surface of the substrate, wherein the first and second photovoltaic cells comprise a p layer, a light absorption layer (i layer), and an n layer.

일 실시예에 있어서, 상기 p층과 n층은 광흡수층과 동일한 서로 동일한 표면 높이를 갖거나 서로 다른 표면 높이를 갖거나 또는 서로 다른 표면 높이를 갖는 것 중 어느 하나이다.In one embodiment, the p layer and the n layer is any one of the same surface height, the same or different surface height or different surface height as the light absorbing layer.

일 실시예에 있어서, 상기 p층과 n층은 광흡수층 상부에 형성된다.In one embodiment, the p layer and the n layer is formed on the light absorption layer.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 광기전 셀들에 포함된 광흡수층들은 서로 동일한 광학적 밴드갭을 갖는다.In one embodiment, the light absorption layers included in the first and second photovoltaic cells have the same optical bandgap.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 광기전 셀들에 포함된 광흡수층들은 서로 다른 광학적 밴드갭을 갖는 두 개 이상의 그룹들을 포함한다.In one embodiment, the light absorbing layers included in the first and second photovoltaic cells include two or more groups having different optical bandgaps.

일 실시예에 있어서, 상기 기판은 태양광에 대한 투과성 기판 또는 불투과성 기판 중 어느 하나이다.In one embodiment, the substrate is either a transparent substrate or an impervious substrate to sunlight.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 광기전 셀은 p층 상부에 위치하는 제1 전극과 n층 상부에 위치하는 제2 전극을 포함한다.In example embodiments, the plurality of photovoltaic cells include a first electrode positioned above the p layer and a second electrode positioned above the n layer.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 광기전 셀은 p층과 기판의 표면 사이에 위치하는 제1 전극과 n층과 기판의 표면 사이에 위치하는 제2 전극을 포함한다.In one embodiment, the plurality of photovoltaic cells includes a first electrode located between the p layer and the surface of the substrate and a second electrode located between the n layer and the surface of the substrate.

본 발명의 또 다른 일면은 태양 전지의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 또 다른 특징에 따른 태양 전지의 제조 방법은: 기판을 제공하는 단계; 및 기판의 표면에 수평으로 배열된 복수개의 광기전 셀을 형성하는 단계를 포함한다.Another aspect of the invention relates to a method of manufacturing a solar cell. According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a solar cell, including: providing a substrate; And forming a plurality of photovoltaic cells arranged horizontally on the surface of the substrate.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 광기전 셀에 포함된 광흡수층들을 서로 동일한 광학적 밴드갭을 갖도록 형성하는 단계를 포함한다.In an embodiment, the method may include forming the light absorption layers included in the photovoltaic cells to have the same optical bandgap.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 광기전 셀에 포함된 광흡수층들은 서로 다른 광학적 밴드갭을 갖는 두 개 이상의 그룹들을 형성하는 단계를 포함한다.In one embodiment, the light absorbing layers included in the plurality of photovoltaic cells comprise forming two or more groups having different optical bandgaps.

일 실시예에 있어서, p층 상부에 위치하는 제1 전극과 n층 상부에 위치하는 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.In one embodiment, the method includes forming a first electrode on the p layer and a second electrode on the n layer.

일 실시예에 있어서, p층과 기판의 표면 사이에 위치하는 제1 전극과 n층과 기판의 표면 사이에 위치하는 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.In one embodiment, forming a first electrode located between the p layer and the surface of the substrate and a second electrode located between the n layer and the surface of the substrate.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 광기전 셀을 형성하는 단계는 수평결정화 방식, 저압화학기상증착 방식, 플라즈마 화학기상증착 방식 중 선택된 하나 이상의 방식으로 형성한다.In one embodiment, the forming of the plurality of photovoltaic cells is formed by at least one selected from a horizontal crystallization method, a low pressure chemical vapor deposition method, a plasma chemical vapor deposition method.

일 실시예에 있어서, 상기 광기전 셀을 형성하는 단계는 와이어 마스크를 이용한다.In one embodiment, forming the photovoltaic cell uses a wire mask.

본 발명의 수평 배열된 광기전 셀들을 갖는 태양 전지 및 그 제조 방법에 의하면, 광흡수층을 수평으로 배열된 p층과 n층 사이에 동일하게 수평적으로 위치시킴으로서 광흡수율을 높일 수 있어서 태양 전지의 효율을 향상 시킬 수 있다.According to the solar cell having the horizontally arranged photovoltaic cells of the present invention and a method of manufacturing the same, by placing the light absorption layer horizontally between the p-layer and the n-layer arranged horizontally to increase the light absorption rate of the solar cell It can improve the efficiency.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiment of the present invention may be modified in various forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described in detail below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings and the like may be exaggerated to emphasize a more clear description. It should be noted that the same members in each drawing are sometimes shown with the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다. 도 1을 참조하여, 태양 전지(10)는 기판(10)과 기판(10)의 표면에 수평으로 배열되는 다수개의 광기전 셀(12)을 구비한다. 복수개의 광기전 셀(12)은 p층(13)과 n층(15) 그리고 그 사이에 위치한 광흡수층(i층)(14)을 각기 포함한다. 그럼으로 서로 이웃하는 광기전 셀(12)의 n층(15)과 p층(13)은 서로 접하게 된다. 광흡수층(14)은 수평으로 배열된 p층(13)과 n층(15) 사이에 동일하게 수평적으로 위치함으로서 광흡수율 을 높일 수 있어서 태양 전지(10)의 효율을 향상 시킬 수 있다.1 is a cross-sectional view of a solar cell according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the solar cell 10 includes a substrate 10 and a plurality of photovoltaic cells 12 arranged horizontally on the surface of the substrate 10. The plurality of photovoltaic cells 12 each includes a p layer 13 and an n layer 15, and a light absorption layer (i layer) 14 positioned therebetween. Thus, the n layer 15 and the p layer 13 of the photovoltaic cells 12 neighboring each other are in contact with each other. Since the light absorbing layer 14 is positioned horizontally between the p layers 13 and the n layers 15 arranged horizontally, the light absorption rate may be increased to improve the efficiency of the solar cell 10.

p층(13), 광흡수층(i층)(12) 및, n층(14)은 기판(10)의 표면에 대하여 평면적으로 볼 때 직선형 구조를 갖지만 다른 변형된 구조를 갖도록 변형 실시할 수도 있다. 예를 들어, 원형이나 사각형 또는 다각형 등과 같은 서로 다른 직경을 갖는 동심원 구조를 갖도록 할 수 있다. 또는 스파이럴 구조나 지그재그 구조와 같이 다양한 형태의 변형이 가능하다.The p layer 13, the light absorption layer (i layer) 12, and the n layer 14 have a linear structure in plan view with respect to the surface of the substrate 10, but may be modified to have other modified structures. . For example, it is possible to have concentric circles having different diameters, such as circles, squares, or polygons. Alternatively, various forms of deformation may be possible, such as a spiral structure or a zigzag structure.

p층(13) 상부에는 제1 전극(16)이 구성되며, n층(15) 상부에는 제2 전극(17)이 구성된다. 제1 및 제2 전극(16, 17)은 알루미늄, 티타늄, 팔라듐, 니켈, 구리, 은과 같은 도전성 금속이나 투명 전극으로 구성될 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 태양 전지(10)는 태양광의 입사측으로 보호막을 형성하는 것이 바람직하다. 보호막은 그 두께를 적절히 하여서 입사된 광의 반사를 억제하는 반사 방지막으로 기능하도록 하는 것이 바람직하다.The first electrode 16 is formed on the p layer 13, and the second electrode 17 is formed on the n layer 15. The first and second electrodes 16 and 17 may be made of a conductive metal such as aluminum, titanium, palladium, nickel, copper, or silver, or a transparent electrode. Although not shown in the drawing, the solar cell 10 preferably forms a protective film on the incident side of the sunlight. It is preferable that a protective film is appropriately made to function as an antireflection film which suppresses reflection of incident light.

광흡수층(14)은 여러 종류의 재료를 사용할 수 있으며 예들 들어, 마이크로 결정 실리콘계, 비정질 실리콘계, 다결정 실리콘계 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 수평 배열된 복수개의 광흡수층(14)들은 모두 동일한 광학적 밴드갭을 갖도록 하거나 서로 다른 광학적 밴드갭을 갖는 두 개 이상의 그룹으로 구성할 수 있다.The light absorbing layer 14 may use various kinds of materials, and for example, any one of microcrystalline silicon, amorphous silicon, and polycrystalline silicon may be used. The plurality of horizontally arranged light absorbing layers 14 may have the same optical bandgap or may be composed of two or more groups having different optical bandgap.

기판(11)은 유리등의 투과성 기판 또는 금속이나 플라스틱과 같은 불투과성 기판을 사용할 수 있다. 도 1에 도시된 태양 전지(10)의 경우 투과성 기판이나 불투과성 기판을 모두 사용이 가능하다. 그러나 도 3에서 설명될 제1 실시예의 변형예의 태양 전지(10')의 경우에는 기판(11)을 태양광 입사측 지지 기판으로 사용하 기 때문에 투과성 기판을 사용한다.The substrate 11 may be a transparent substrate such as glass or an impermeable substrate such as metal or plastic. In the case of the solar cell 10 illustrated in FIG. 1, both a transparent substrate and an impermeable substrate may be used. However, in the case of the solar cell 10 ′ of the modification of the first embodiment to be described with reference to FIG. 3, a transparent substrate is used because the substrate 11 is used as the solar incident side support substrate.

제1 실시예의 태양 전지(10)를 제조하는 방법은 크게 기판(10)을 제공하는 단계와 기판(10)의 표면에 수평으로 배열된 복수개의 광기전 셀(12)을 형성하는 단계를 포함한다. 광기전 셀(12)을 형성하는 단계에서는 복수개의 광기전 셀(12)에 포함된 광흡수층(14)들을 서로 동일한 광학적 밴드갭을 갖도록 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또는 상기 복수개의 광기전 셀(12)에 포함된 광흡수층(14)들은 서로 다른 광학적 밴드갭을 갖는 두 개 이상의 그룹들로 나누어 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 복수개의 광기전 셀(12)을 형성한 후에는 p층(13) 상부에 위치하는 제1 전극(16)과 n층(15) 상부에 위치하는 제2 전극(17)을 형성한다. 그리고 태양광의 입사측으로 보호막을 형성한다.The method for manufacturing the solar cell 10 of the first embodiment includes providing a substrate 10 largely and forming a plurality of photovoltaic cells 12 arranged horizontally on the surface of the substrate 10. . The forming of the photovoltaic cell 12 may include forming the light absorption layers 14 included in the photovoltaic cells 12 to have the same optical bandgap. Alternatively, the light absorption layers 14 included in the photovoltaic cells 12 may be divided into two or more groups having different optical band gaps. After the plurality of photovoltaic cells 12 are formed, the first electrode 16 positioned on the p layer 13 and the second electrode 17 positioned on the n layer 15 are formed. Then, a protective film is formed on the incident side of sunlight.

도 2는 와이어 마스크를 이용하여 광기전 셀을 형성하는 단계의 일부를 예시하는 도면이다. 도 2를 참조하여, 복수개의 광기전 셀(12)을 형성하는 단계는 예를 들어, 수평결정화 방식, 저압화학기상증착 방식, 플라즈마 화학기상증착 방식 중 선택된 하나 이상의 방식으로 형성될 수 있다. 그리고 복수개의 광기전 셀(12)을 형성하는 단계에서는 적절한 사이즈로 개구된 영역(21)을 갖는 와이어 마스크(20)를 사용할 수도 있다. 와이어 마스크(20)는 각 공정에 따라 수평 방향으로 이동하면서 해당되는 p층(13), n층(15), 광흡수층(14)을 형성할 수 있다. 와이어 마스크(20)는 형성하려는 층에 적합한 사이즈로 개구된 개구 영역(21)을 갖는 하나 이상의 와이어 마스크의 사용이 가능하다.2 is a diagram illustrating some of the steps of forming a photovoltaic cell using a wire mask. Referring to FIG. 2, the forming of the plurality of photovoltaic cells 12 may be formed by, for example, one or more methods selected from a horizontal crystallization method, a low pressure chemical vapor deposition method, and a plasma chemical vapor deposition method. In the step of forming a plurality of photovoltaic cells 12, a wire mask 20 having an area 21 opened to an appropriate size may be used. The wire mask 20 may form the p layer 13, the n layer 15, and the light absorbing layer 14 while moving in the horizontal direction according to each process. The wire mask 20 allows the use of one or more wire masks having an opening area 21 open to a size suitable for the layer to be formed.

도 3은 제1 실시예의 변형예에 따른 태양 전지의 단면도이다. 도 3을 참조 하여, 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 태양 전지(10')의 구성은 기본적으로 상술한 제1 실시예와 동일하다. 그러나 이 변형예에 따른 태양 전지(10')는 기판(11)을 태양광의 입사측 지지 기판으로 구성하기 때문에 유리등과 같은 투과성 기판으로 사용한다. 그리고 제1 전극(16)은 p층(13)과 기판(11) 사이에 구성되고 제2 전극(17)은 n층(15)과 기판(11) 사이에 구성된다. 제1 및 제2 전극(16)은 투명 전극으로 구성되는 것이 바람직할 수 있다.3 is a cross-sectional view of a solar cell according to a modification of the first embodiment. Referring to FIG. 3, the configuration of the solar cell 10 ′ according to the modification of the first embodiment of the present invention is basically the same as that of the first embodiment described above. However, the solar cell 10 'according to this modification is used as a transparent substrate such as glass because the substrate 11 is composed of the incident side supporting substrate of sunlight. The first electrode 16 is configured between the p layer 13 and the substrate 11, and the second electrode 17 is configured between the n layer 15 and the substrate 11. It may be preferred that the first and second electrodes 16 consist of transparent electrodes.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다. 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지(10a)의 구성은 기본적으로 상술한 제1 실시예와 동일하다. 다만, 광기전 셀(12)의 구조에 있어서 광흡수층(14)의 상부에 p층(13)과 n층(15)이 위치한다. 그럼으로 서로 이웃한 광기전 셀(12)의 광흡수층(14)은 서로 접하게 되며, n층(15)과 p층(13) 또한 접하는 구조를 갖게된다.4 is a cross-sectional view of a solar cell according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the configuration of the solar cell 10a according to the second embodiment of the present invention is basically the same as that of the first embodiment described above. However, in the structure of the photovoltaic cell 12, the p layer 13 and the n layer 15 are positioned on the light absorbing layer 14. Therefore, the light absorption layers 14 of the photovoltaic cells 12 adjacent to each other are in contact with each other, and the n-layer 15 and the p-layer 13 are also in contact with each other.

도 5는 제2 실시예의 변형예에 따른 태양 전지의 단면도이다. 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예의 변형예에 따란 태양 전지(10a')의 구성은 기본적으로 상술한 제2 실시예와 동일하다. 그러나 이 변형예에 따른 태양 전지(10a')는 기판(11)을 태양광의 입사측 지지 기판으로 구성하기 때문에 유리등과 같은 투과성 기판으로 사용한다. 그리고 제1 전극(16)은 p층(13)과 기판(11) 사이에 구성되고 제2 전극(17)은 n층(15)과 기판(11) 사이에 구성된다. 제1 및 제2 전극(16)은 투명 전극으로 구성되는 것이 바람직할 수 있다.5 is a sectional view of a solar cell according to a modification of the second embodiment. Referring to Fig. 5, the configuration of the solar cell 10a 'according to the modification of the second embodiment of the present invention is basically the same as that of the second embodiment described above. However, the solar cell 10a 'according to this modification is used as a transparent substrate such as glass because the substrate 11 is composed of the incident side supporting substrate of sunlight. The first electrode 16 is configured between the p layer 13 and the substrate 11, and the second electrode 17 is configured between the n layer 15 and the substrate 11. It may be preferred that the first and second electrodes 16 consist of transparent electrodes.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다. 도 6을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양 전지(10b)는 기판(11)의 양면으로 각기 복수의 광기전 셀(12)이 구성된다. 광기전 셀(12)의 구성은 상술한 제1 실시예(도 1 참조)와 동일함으로 반복된 설명은 생략한다. 여기서 기판(11)은 유리등의 투과성 기판이나 금속이나 플라스틱과 같은 불투과성 기판을 사용할 수 있다. 그러나 투과성 기판을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.6 is a cross-sectional view of a solar cell according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, in the solar cell 10b according to the third embodiment of the present invention, a plurality of photovoltaic cells 12 are formed on both sides of the substrate 11. Since the configuration of the photovoltaic cell 12 is the same as that of the above-described first embodiment (see FIG. 1), the repeated description is omitted. The substrate 11 may be a transparent substrate such as glass or an impermeable substrate such as metal or plastic. However, it may be desirable to use a transmissive substrate.

도 7은 제3 실시예의 변형예에 따른 태양 전지의 단면도이다. 도 7을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예의 변형예에 따른 태양 전지(10b')는 기본적으로 제3 실시예와 동일하게 기판(11)의 양면으로 각기 복수의 광기전 셀(12)이 구성된다. 그러나 광기전 셀(12)의 구체적인 구조는 도 3에 도시된 바와 같은 상술한 제1 실시예의 변형예의 구조를 갖는다.7 is a sectional view of a solar cell according to a modification of the third embodiment. Referring to FIG. 7, the solar cell 10b ′ according to the modification of the third embodiment of the present invention basically has a plurality of photovoltaic cells 12 on both sides of the substrate 11, similarly to the third embodiment. It is composed. However, the specific structure of the photovoltaic cell 12 has a structure of a modification of the above-described first embodiment as shown in FIG.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다. 도 8을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양 전지(10c)는 기판(11)의 양면으로 각기 복수의 광기전 셀(12)이 구성된다. 광기전 셀(12)의 구성은 상술한 제2 실시예(도4 참조) 동일함으로 반복된 설명은 생략한다. 여기서 기판(11)은 유리등의 투과성 기판이나 금속이나 플라스틱과 같은 불투과성 기판을 사용할 수 있다. 그러나 투과성 기판을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.8 is a cross-sectional view of a solar cell according to a fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, in the solar cell 10c according to the fourth embodiment of the present invention, a plurality of photovoltaic cells 12 are formed on both surfaces of the substrate 11. The configuration of the photovoltaic cell 12 is the same as that of the above-described second embodiment (see Fig. 4), and thus repeated description thereof will be omitted. The substrate 11 may be a transparent substrate such as glass or an impermeable substrate such as metal or plastic. However, it may be desirable to use a transmissive substrate.

도 9는 제4 실시예의 변형예에 따른 태양 전지의 단면도이다. 도 9를 참조하여, 본 발명의 제4 실시예의 변형예에 따른 태양 전지(10c')는 기본적으로 제4 실시예와 동일하게 기판(11)의 양면으로 각기 복수의 광기전 셀(12)이 구성된다. 그러나 광기전 셀(12)의 구체적인 구조는 도 5에 도시된 바와 같은 상술한 제3 실시예의 변형예의 구조를 갖는다.9 is a sectional view of a solar cell according to a modification of the fourth embodiment. Referring to FIG. 9, the solar cell 10c ′ according to the modification of the fourth embodiment of the present invention basically has a plurality of photovoltaic cells 12 on both sides of the substrate 11 as in the fourth embodiment. It is composed. However, the specific structure of the photovoltaic cell 12 has a structure of a modification of the above-described third embodiment as shown in FIG.

이상에서 설명된 본 발명의 수평 배열된 광기전 셀들을 갖는 태양 전지 및 그 제조 방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 태양 전지에 완충층을 부가할 수 있을 것이다. 또한, 태양 전지의 보다 효율을 향상시키기 위한 효과적인 구성들을 다양하게 부가하거나 적합하게 변형하여 부가할 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Embodiments of the solar cell having the horizontally arranged photovoltaic cells of the present invention described above and a method of manufacturing the same are merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and It will be appreciated that other equivalent embodiments are possible. For example, a buffer layer may be added to the solar cell of the present invention. In addition, various effective configurations for further improving the efficiency of the solar cell may be added or modified as appropriate. Therefore, it will be understood that the present invention is not limited only to the form mentioned in the above detailed description. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims. It is also to be understood that the present invention includes all modifications, equivalents, and substitutes within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

본 발명의 태양 전지는 광흡수층을 수평으로 배열된 p층과 n층 사이에 위치시킴으로서 광흡수율을 높일 수 있어서 태양 전지의 효율을 향상 시킬 수 있다. 본 발명의 태양 전지는 태양광 발전 효율을 높이는데 매우 효과적으로 사용될 수 있다. 이러한 특징을 갖는 본 발명의 태양 전지는 태양광 발전소를 비롯하여 태양 전지를 응용한 다양한 여러 재품에 이용될 수 있다.The solar cell of the present invention can increase the light absorption by placing the light absorption layer between the p layer and the n layer arranged horizontally can improve the efficiency of the solar cell. The solar cell of the present invention can be used very effectively to increase the photovoltaic power generation efficiency. The solar cell of the present invention having such a feature can be used in a variety of products using a solar cell, including a solar power plant.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a solar cell according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 와이어 마스크를 이용하여 광기전 셀을 형성하는 단계의 일부를 예시하는 도면이다.2 is a diagram illustrating some of the steps of forming a photovoltaic cell using a wire mask.

도 3은 제1 실시예의 변형예에 따른 태양 전지의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a solar cell according to a modification of the first embodiment.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a solar cell according to a second embodiment of the present invention.

도 5는 제2 실시예의 변형예에 따른 태양 전지의 단면도이다.5 is a sectional view of a solar cell according to a modification of the second embodiment.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a solar cell according to a third embodiment of the present invention.

도 7은 제3 실시예의 변형예에 따른 태양 전지의 단면도이다.7 is a sectional view of a solar cell according to a modification of the third embodiment.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of a solar cell according to a fourth embodiment of the present invention.

도 9는 제4 실시예의 변형예에 따른 태양 전지의 단면도이다.9 is a sectional view of a solar cell according to a modification of the fourth embodiment.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10, 10a, 10b, 10c, 10d: 태양 전지 11: 기판10, 10a, 10b, 10c, and 10d: solar cell 11: substrate

12: i층 13: p층12: i layer 13: p layer

14: n층 15: 제1 전극14: n layer 15: first electrode

16: 제2 전극 20: 와이어 마스크16: second electrode 20: wire mask

Claims (23)

기판; 및Board; And 기판의 표면에 수평으로 배열된 복수개의 광기전 셀을 포함하고,A plurality of photovoltaic cells arranged horizontally on the surface of the substrate, 상기 광기전 셀은 p층, 광흡수층(i층), n층을 포함하는 태양 전지.The photovoltaic cell includes a p layer, a light absorption layer (i layer), and an n layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 p층과 n층은 광흡수층과 동일한 서로 동일한 표면 높이를 갖거나 서로 다른 표면 높이를 갖거나 또는 서로 다른 표면 높이를 갖는 것 중 어느 하나인 태양 전지.The p layer and the n layer is any one of having the same surface height, the same or different surface height or different surface height as the light absorbing layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 p층과 n층은 광흡수층 상부에 형성되는 태양 전지.The p layer and the n layer is a solar cell formed on the light absorbing layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수개의 광기전 셀에 포함된 광흡수층들은 서로 동일한 광학적 밴드갭을 갖는 태양 전지.The solar cell of the plurality of photovoltaic cells, the light absorption layer has the same optical band gap. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수개의 광기전 셀에 포함된 광흡수층들은 서로 다른 광학적 밴드갭을 갖는 두 개 이상의 그룹들을 포함하는 태양전지.The light absorbing layers included in the photovoltaic cells include two or more groups having different optical bandgaps. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기판은 태양광에 대한 투과성 기판 또는 불투과성 기판 중 어느 하나인 태양 전지.The substrate is any one of a transparent substrate or an impervious substrate for sunlight. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수개의 광기전 셀은 p층 상부에 위치하는 제1 전극과 n층 상부에 위치하는 제2 전극을 포함하는 태양전지.The photovoltaic cell includes a first electrode positioned above the p layer and a second electrode positioned above the n layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수개의 광기전 셀은 p층과 기판의 표면 사이에 위치하는 제1 전극과 n층과 기판의 표면 사이에 위치하는 제2 전극을 포함하는 태양 전지.The photovoltaic cell includes a first electrode positioned between the p layer and the surface of the substrate and a second electrode positioned between the n layer and the surface of the substrate. 기판;Board; 기판의 제1 표면에 수평으로 배열된 복수개의 제1 광기전 셀; 및A plurality of first photovoltaic cells arranged horizontally on a first surface of the substrate; And 기판의 제2 표면에 수평으로 배열된 복수개의 제2 광기전 셀을 포함하고,A plurality of second photovoltaic cells arranged horizontally on a second surface of the substrate, 상기 제1 및 제2 광기전 셀은 p층, 광흡수층(i층), n층을 포함하는 태양 전지.The first and second photovoltaic cells include a p layer, a light absorption layer (i layer), and an n layer. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 p층과 n층은 광흡수층과 동일한 서로 동일한 표면 높이를 갖거나 서로 다른 표면 높이를 갖거나 또는 서로 다른 표면 높이를 갖는 것 중 어느 하나인 태양 전지.The p layer and the n layer is any one of having the same surface height, the same or different surface height or different surface height as the light absorbing layer. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 p층과 n층은 광흡수층 상부에 형성되는 태양 전지.The p layer and the n layer is a solar cell formed on the light absorbing layer. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제1 및 제2 광기전 셀들에 포함된 광흡수층들은 서로 동일한 광학적 밴드갭을 갖는 태양 전지.The solar cell of the first and second photovoltaic cells, the light absorption layer has the same optical band gap. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제1 및 제2 광기전 셀들에 포함된 광흡수층들은 서로 다른 광학적 밴드갭을 갖는 두 개 이상의 그룹들을 포함하는 태양전지.The light absorbing layers included in the first and second photovoltaic cells include two or more groups having different optical bandgaps. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 기판은 태양광에 대한 투과성 기판 또는 불투과성 기판 중 어느 하나인 태양 전지.The substrate is any one of a transparent substrate or an impervious substrate for sunlight. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 복수개의 광기전 셀은 p층 상부에 위치하는 제1 전극과 n층 상부에 위치하는 제2 전극을 포함하는 태양전지.The photovoltaic cell includes a first electrode positioned above the p layer and a second electrode positioned above the n layer. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 복수개의 광기전 셀은 p층과 기판의 표면 사이에 위치하는 제1 전극과 n층과 기판의 표면 사이에 위치하는 제2 전극을 포함하는 태양 전지.The photovoltaic cell includes a first electrode positioned between the p layer and the surface of the substrate and a second electrode positioned between the n layer and the surface of the substrate. 기판을 제공하는 단계; 및Providing a substrate; And 기판의 표면에 수평으로 배열된 복수개의 광기전 셀을 형성하는 단계를 포함하는 태양 전지 제조 방법.Forming a plurality of photovoltaic cells arranged horizontally on a surface of the substrate. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 복수개의 광기전 셀에 포함된 광흡수층들을 서로 동일한 광학적 밴드갭을 갖도록 형성하는 단계를 포함하는 태양 전지 제조 방법.Forming a light absorption layer included in the plurality of photovoltaic cells to have the same optical bandgap. 제17에 있어서,The method of claim 17, 상기 복수개의 광기전 셀에 포함된 광흡수층들은 서로 다른 광학적 밴드갭을 갖는 두 개 이상의 그룹들을 형성하는 단계를 포함하는 태양 전지 제조 방법.The light absorbing layers included in the plurality of photovoltaic cells comprising the step of forming two or more groups having different optical bandgap. 제17항에 있어서,The method of claim 17, p층 상부에 위치하는 제1 전극과 n층 상부에 위치하는 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 태양 전지 제조 방법.forming a first electrode positioned above the p-layer and a second electrode positioned above the n-layer. 제17항에 있어서,The method of claim 17, p층과 기판의 표면 사이에 위치하는 제1 전극과 n층과 기판의 표면 사이에 위치하는 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 태양 전지 제조 방법.forming a first electrode located between the p-layer and the surface of the substrate and a second electrode located between the n-layer and the surface of the substrate. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 복수개의 광기전 셀을 형성하는 단계는 수평결정화 방식, 저압화학기상증착 방식, 플라즈마 화학기상증착 방식 중 선택된 하나 이상의 방식으로 형성하는 태양 전지 제조 방법.Forming the plurality of photovoltaic cells is a solar cell manufacturing method to form in at least one selected from a horizontal crystallization method, low pressure chemical vapor deposition method, plasma chemical vapor deposition method. 제22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 광기전 셀을 형성하는 단계는 와이어 마스크를 이용한 태양 전지 제조 방법.Forming the photovoltaic cell is a solar cell manufacturing method using a wire mask.
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