KR20090029883A - 박막형 태양전지 및 그 제조방법 - Google Patents

박막형 태양전지 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090029883A
KR20090029883A KR1020070095039A KR20070095039A KR20090029883A KR 20090029883 A KR20090029883 A KR 20090029883A KR 1020070095039 A KR1020070095039 A KR 1020070095039A KR 20070095039 A KR20070095039 A KR 20070095039A KR 20090029883 A KR20090029883 A KR 20090029883A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode layer
auxiliary electrode
layer
solar cell
forming
Prior art date
Application number
KR1020070095039A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101363328B1 (ko
Inventor
김재호
김정식
Original Assignee
주성엔지니어링(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주성엔지니어링(주) filed Critical 주성엔지니어링(주)
Priority to KR1020070095039A priority Critical patent/KR101363328B1/ko
Priority to US12/678,043 priority patent/US20100252109A1/en
Priority to CN2008801071242A priority patent/CN101803041B/zh
Priority to PCT/KR2008/005536 priority patent/WO2009038372A2/en
Priority to TW097136094A priority patent/TW200924211A/zh
Publication of KR20090029883A publication Critical patent/KR20090029883A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101363328B1 publication Critical patent/KR101363328B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H01L31/0465PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate comprising particular structures for the electrical interconnection of adjacent PV cells in the module
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/075Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 기판; 상기 기판 상에 형성된 투명전극층; 상기 투명전극층 상에 형성된 보조전극층; 상기 보조전극층 사이 및 상기 보조전극층 상부에 형성된 반도체층; 및 상기 반도체층 상부에 형성된 후면전극층을 포함하여 이루어진 박막형 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면, 레이저 스크라이빙 공정을 이용하지 않기 때문에 종래 레이저 스크라이빙 공정으로 인해서 발생하였던 파티클로 인한 기판 오염 문제, 소자의 단락 문제, 원하지 않는 부분이 스크라이빙 되는 문제, 제조공정이 복잡해지는 문제, 및 연속공정이 불가능한 문제가 발생하지 않고, 또한, 투명전극층 상부에 보조전극층을 형성하기 때문에 비록 박막 태양전지를 단위셀로 분리하지는 않는다 하더라도 상기 보조전극층으로 인해 박막 태양전지가 분리되는 효과를 얻을 수 있게 되어, 결국 대면화되더라도 투명전극층의 저항이 증가되는 것이 방지된다.
박막형 태양전지, 보조전극

Description

박막형 태양전지 및 그 제조방법{Thin film type Solar Cell and Method for manufacturing the same}
본 발명은 박막형 태양전지(Thin film type Solar Cell)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전면전극의 저항을 최소화할 수 있는 박막형 태양전지에 관한 것이다.
태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 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 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공(+)는 P형 반도체쪽으로 이동하고 상기 전자(-)는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생하게 됨으로써 전력을 생산할 수 있게 되는 원리이다.
이와 같은 태양전지는 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있 다.
상기 기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 상기 박막형 태양전지는 유리 등과 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 상승되는 단점이 있다.
상기 박막형 태양전지는 상기 기판형 태양전지에 비하여 효율이 다소 떨어지기는 하지만, 얇은 두께로 제조가 가능하고 저가의 재료를 이용할 수 있어 제조비용이 감소되는 장점이 있어 대량생산에 적합하다.
상기 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 전면전극을 형성하고, 상기 전면전극 위에 반도체층을 형성하고, 상기 반도체층 위에 후면전극을 형성하여 제조된다. 여기서, 상기 전면전극은 광이 입사되는 수광면을 형성하기 때문에 상기 전면전극으로는 ZnO와 같은 투명도전물이 이용된다.
그러나, 기판이 대면적화됨에 따라 상기 투명도전물로 이루어진 전면전극의 저항이 증가되고 그로 인해 전력손실이 크게 되는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 박막형 태양전지를 복수 개의 단위셀로 나누고 복수 개의 단위셀을 직렬로 연결하는 구조로 형성함으로써 투명도전물로 이루어진 전면전극의 저항을 최소화하는 방법이 고안되었다.
이하, 도면을 참조로 종래 복수 개의 단위셀이 직렬로 연결된 구조를 갖는 박막형 태양전지의 제조방법에 대해서 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1f는 종래 복수 개의 단위셀이 직렬로 연결된 구조를 갖는 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
우선, 도 1a에서 알 수 있듯이, 기판(10) 상에 ZnO와 같은 투명도전물을 이용하여 전면전극층(12)을 형성한다.
다음, 도 1b에서 알 수 있듯이, 상기 전면전극층(12)을 패터닝하여 단위 전면전극(12a, 12b, 12c)들을 형성한다. 상기 전면전극층(12)의 패터닝 공정은 레이저 스크라이빙(Laser Scribing) 공정을 이용하여 수행한다.
다음, 도 1c에서 알 수 있듯이, 상기 기판(10) 전면에 반도체층(14)을 형성한다. 상기 반도체층(14)은 실리콘과 같은 반도체물질을 이용하여 형성하는데, P(Positive)형 반도체층(이하, 'P층'이라 함), I(Intrinsic)형 반도체층(이하, 'I층'이라 함) 및 N(Negative)형 반도체층(이하, 'N층'이라 함)으로 적층된 소위 PIN구조로 형성한다.
다음, 도 1d에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(14)을 패터닝하여 단위 반도체층(14a, 14b, 14c)을 형성한다. 상기 반도체층(14)의 패터닝 공정은 레이저 스크라이빙공정을 이용하여 수행한다.
다음, 도 1e에서 알 수 있듯이, 상기 기판(10) 전면에 투명도전층(16) 및 후면전극층(18)을 차례로 형성한다. 상기 투명도전층(16)으로는 ZnO를 이용하고, 상기 후면전극층(18)으로는 Al을 이용한다.
다음, 도 1f에서 알 수 있듯이, 상기 후면전극층(18)을 패터닝하여 단위 후 면전극(18a, 18b, 18c)를 형성한다. 여기서, 상기 후면전극층(18)을 패터닝할 때 그 하부의 투명도전층(16) 및 단위 반도체층(14b, 14c)도 함께 패터닝하며, 이와 같은 패터닝 공정은 레이저 스크라이빙 공정을 이용하여 수행한다.
이상과 같이, 종래에는 박막 태양전지를 복수 개의 단위셀로 나누고 복수 개의 단위셀을 직렬로 연결하도록 구성함으로써, 기판이 대면적화된다 하더라도 전면전극의 저항이 증가되지 않아 전력손실 문제가 발생하지 않았다.
그러나, 이와 같은 종래의 박막형 태양전지는 복수 개의 단위셀로 나누기 위해서 레이저 스크라이빙 공정을 필수적으로 수행하게 되는데, 이와 같은 레이저 스크라이빙 공정을 수행함으로 인해서 다음과 같은 문제점이 발생하였다.
첫째, 레이저 스크라이빙 공정을 수행하게 되면 파티클(Particle)이 다량으로 발생하게 되어 기판이 오염되는 문제가 있고 또한 파티클로 인해 소자의 단락이 생기는 문제가 있다.
둘째, 레이저 스크라이빙 공정시 레이저의 세기 및 노출시간 등을 적절히 조절하지 못하여 레이저를 과다하게 조사할 경우 스크라이빙의 대상이 되는 층의 하부층까지 스크라이빙 되는 문제가 있다.
셋째, 레이저 스크라이빙 공정 자체로 인해 박막 태양전지의 제조공정이 복잡해지는 문제가 있고, 그에 더하여 레이저 스크라이빙 공정은 일반적으로 대기 상태에서 수행하기 때문에 다른 진공상태에서 수행하는 공정과 연속공정으로 진행할 수 없게 되는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래의 박막형 태양전지의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서,
본 발명은 레이저 스크라이빙 공정을 통해 박막 태양전지를 단위셀로 분리하지 않으면서도 전면전극의 저항이 증가되지 않아 대면적화가 가능한 박막 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판; 상기 기판 상에 형성된 투명전극층; 상기 투명전극층 상에 형성된 보조전극층; 상기 보조전극층 사이 및 상기 보조전극층 상부에 형성된 반도체층; 및 상기 반도체층 상부에 형성된 후면전극층을 포함하여 이루어진 박막형 태양전지를 제공한다.
상기 보조전극층과 상기 반도체층 사이에 절연층이 추가로 형성될 수 있다.
상기 절연층은 상기 보조전극층의 상면 및 측면을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
상기 절연층은 상기 보조전극층의 일 측면에서 상기 보조전극층 보다 높은 높이로 형성될 수 있다.
상기 반도체층과 후면전극층 사이에 투명도전층이 추가로 형성될 수 있다.
상기 보조전극층과 연결된 제1버스라인 및 상기 후면전극층과 연결된 제2버스라인이 추가로 형성될 수 있다.
상기 제1버스라인은 상기 기판의 일측에 형성되고, 상기 제2버스라인은 상기 기판의 타측에 형성되며, 상기 제1버스라인 상부에는 상기 절연층, 상기 반도체층 및 상기 투명도전층이 형성되지 않는다.
상기 보조전극층은, 소정의 간격을 유지하면서 제1방향으로 배열된 복수개의 제1 보조전극층 및 상기 제1 보조전극층 각각을 연결하면서 제2방향으로 배열된 제2 보조전극층으로 이루어질 수 있다.
상기 제1방향과 제2방향은 서로 수직을 이루고, 상기 제2 보조전극층은 상기 제1 보조전극층 각각의 일단을 연결하는 패턴과 상기 제1 보조전극층 각각의 타단을 연결하는 패턴으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 보조전극층 각각의 일단을 연결하는 패턴과 상기 제1 보조전극층 각각의 타단을 연결하는 패턴이 교대로 배열될 수 있다.
상기 보조전극층은 상기 제1 보조전극층과 교차형성되며 소정의 간격으로 배열되는 복수 개의 제3 보조전극층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 후면전극층은, 소정의 간격을 유지하면서 제1방향으로 배열된 복수개의 제1 후면전극층 및 상기 제1 후면전극층 각각을 연결하면서 제2방향으로 배열된 제2 후면전극층으로 이루어질 수 있다.
상기 보조전극층은 상기 투명전극층 보다 전기전도도가 높은 재료로 이루어질 수 있다.
본 발명은 또한, 기판 상에 투명전극층을 형성하는 공정; 상기 투명전극층 상에 보조전극층을 형성하는 공정; 상기 보조전극층 사이 및 상기 보조전극층 상부 에 반도체층을 형성하는 공정; 및 상기 반도체층 상부에 후면전극층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 보조전극층을 형성하는 공정 및 상기 반도체층을 형성하는 공정 사이에, 상기 보조전극층의 상면 및 측면을 둘러싸도록 절연층을 형성하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.
상기 보조전극층을 형성하는 공정 및 상기 반도체층을 형성하는 공정 사이에, 상기 보조전극층의 일 측면에 상기 보조전극층 보다 높은 높이로 절연층을 형성하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.
상기 투명전극층을 형성하는 공정 및 상기 보조전극층을 형성하는 공정 사이에, 상기 보조전극층의 일 측면에 상기 보조전극층 보다 높은 높이로 절연층을 형성하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.
상기 반도체층을 형성하는 공정 및 상기 후면전극층을 형성하는 공정 사이에, 투명도전층을 형성하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.
상기 보조전극층을 형성하는 공정은 상기 보조전극층과 연결되는 제1버스라인을 형성하는 공정을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 절연층을 형성하는 공정, 상기 반도체층을 형성하는 공정 및 상기 투명도전층을 형성하는 공정은, 상기 제1버스라인 상부에는 각각의 층을 형성하지 않는다.
상기 후면전극층을 형성하는 공정은 상기 후면전극층과 연결되는 제2버스라인을 형성하는 공정을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 보조전극층을 형성하는 공정은, 소정의 간격을 유지하면서 제1방향으로 배열된 복수개의 제1 보조전극층 및 상기 제1 보조전극층 각각을 연결하면서 제2방향으로 배열된 제2 보조전극층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다.
상기 후면전극층을 형성하는 공정은, 소정의 간격을 유지하면서 제1방향으로 배열된 복수개의 제1 후면전극층 및 상기 제1 후면전극층 각각을 연결하면서 제2방향으로 배열된 제2 후면전극층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 레이저 스크라이빙 공정을 이용하지 않기 때문에 종래 레이저 스크라이빙 공정으로 인해서 발생하였던 파티클로 인한 기판 오염 문제, 소자의 단락 문제, 원하지 않는 하부층이 스크라이빙 되는 문제, 제조공정이 복잡해지는 문제, 및 연속공정이 불가능한 문제가 발생하지 않는다.
둘째, 본 발명은 투명전극층 상부에 보조전극층을 형성하기 때문에 비록 박막 태양전지를 단위셀로 분리하지는 않는다 하더라도 상기 보조전극층으로 인해 박막 태양전지가 분리되는 효과를 얻을 수 있게 되어, 대면적화되더라도 투명전극층의 저항이 증가되는 것이 방지된다.
셋째, 본 발명은 보조전극층과 반도체층 사이에 절연층을 추가로 형성함으로써, 보조전극층과 반도체층의 계면에서 발생할 수 있는 불량을 방지할 수 있고, 박막 태양전지의 분리를 보다 명확히 할 수 있으며, 광 포획효과를 증진시킬 수 있다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
<박막형 태양전지>
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양 전지의 개략적 단면도이고, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 박막형 태양전지를 구성하는 다양한 형태의 보조전극층을 보여주는 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 박막형 태양전지를 구성하는 일 형태의 후면전극층을 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 3a 내지 도 3d, 및 도 4의 I-I라인에 해당하는 단면도이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지는 기판(100), 투명전극층(200), 보조전극층(300), 반도체층(400), 투명도전층(500), 및 후면전극층(600)을 포함하여 이루어진다.
상기 기판(100)은 유리 또는 투명한 플라스틱을 이용할 수 있다.
상기 투명전극층(200)은 상기 기판(100) 상에 형성되며, ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:H, SnO2, SnO2:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 투명전극층(200)은 태양광이 입사되는 면이기 때문에 입사되는 태양광이 태양전지 내부로 최대한 흡수될 수 있도록 하는 것이 중요하며, 이를 위해서 상 기 투명전극층(200)은 텍스처(texturing) 가공공정 등을 통해 그 표면이 울퉁불퉁한 요철구조로 형성될 수 있다.
상기 텍스처 가공공정이란 물질 표면을 울퉁불퉁한 요철구조로 형성하여 마치 직물의 표면과 같은 형상으로 가공하는 공정으로서, 포토리소그라피법(photolithography)을 이용한 식각공정, 화학용액을 이용한 이방성 식각공정(anisotropic etching), 또는 기계적 스크라이빙(mechanical scribing)을 이용한 홈 형성 공정 등을 통해 수행할 수 있다. 이와 같은 텍스처 가공공정을 상기 투명전극층(200)에 수행할 경우 입사되는 태양광이 태양전지 외부로 반사되는 비율은 감소하게 되며, 그와 더불어 입사되는 태양광의 산란에 의해 태양전지 내부로 태양광이 흡수되는 비율은 증가하게 되어, 태양전지의 효율이 증진되는 효과가 있다.
상기 보조전극층(300)은 상기 투명전극층(200) 상에 형성되어 박막태양전지를 복수 개의 서브셀로 나누는 역할을 하는 것으로서, 상기 투명전극층(200) 상부 전체에 형성되지 않고 소정의 패턴을 갖도록 형성되며, 상기 소정의 패턴은 전기적으로 연결될 수 있도록 이루어져 있다.
상기 보조전극층(300)은 도 3a 내지 도 3d와 같이 다양한 패턴으로 형성될 수 있다.
도 3a는 보조전극층의 일 형태를 보여주는 평면도로서, 도 3a에 따른 보조전극층은 기판(100) 상부에 형성되는 제1 보조전극층(310) 및 제2 보조전극층(320a, 320b)으로 이루어진다.
상기 제1 보조전극층(310)은 소정의 간격을 유지하면서 제1방향(예로, 상하 방향)으로 복수 개가 배열된 구조를 이루고, 상기 제2 보조전극층(320a, 320b)은 상기 제1 보조전극층(310) 각각을 연결하면서 제2방향(예로, 상기 제1방향과 수직방향인 좌우방향)으로 배열된 구조를 이룬다. 특히, 상기 제2 보조전극층(320a, 320b)은 상기 제1 보조전극층(310) 각각의 일단을 연결하는 패턴(320a)과 상기 제1보조전극층(310) 각각의 타단을 연결하는 패턴(320b)이 교대로 배열된 구조를 이룬다.
또한, 상기 보조전극층(300)에는 제1버스라인(350)이 연결되어 있다.
상기 제1버스라인(350)은 박막 태양전지를 외부회로와 연결될 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로서, 박막 태양전지의 액티브 영역(A/A) 외곽에서 기판(100)의 일측에 형성된다.
상기 제1버스라인(350)을 통해 박막 태양전지가 외부회로와 연결되기 때문에, 상기 제1버스라인(350)을 외부로 노출시키기 위해서 상기 제1버스라인(350) 상부에는 어떠한 구성요소도 형성되지 않는다(도 2참조).
도 3b는 보조전극층의 다른 일 형태를 보여주는 평면도로서, 도 3b에 따른 보조전극층은 제3 보조전극층(330)이 추가로 형성된 것을 제외하고 전술한 도 3a에 따른 보조전극층과 동일하다.
상기 제3 보조전극층(330)은 상기 제1 보조전극층(310)과 교차형성되며 소정의 간격으로 복수 개가 배열된 구조를 이룬다.
이와 같이, 도 3b에 따른 보조전극층은 제3 보조전극층(330)이 추가로 구성됨으로써 전체적으로 격자 구조를 이루게 되고 그에 따라 박막 태양전지가 보다 세 분화된 서브셀로 나뉘게 된다.
도 3c는 보조전극층의 또 다른 일 형태를 보여주는 평면도로서, 제2 보조전극층(320c, 320d)의 구조가 상이한 것을 제외하고 전술한 도 3a에 따른 보조전극층과 동일하다.
도 3c에 따르면, 제2 보조전극층(320c, 320d)이 제1 보조전극층(310) 모두의 일단을 연결하는 패턴(320c)과 상기 제1 보조전극층(310) 모두의 타단을 연결하는 패턴(320d)으로 이루어진다.
도 3d는 보조전극층의 또 다른 일 형태를 보여주는 평면도로서, 도 3d에 따른 보조전극층은 제3 보조전극층(330)이 추가로 형성된 것을 제외하고 전술한 도 3c에 따른 보조전극층과 동일하다.
상기 제3 보조전극층(330)은 상기 제1 보조전극층(310)과 교차형성되며 소정의 간격으로 복수개가 배열된 구조를 이룬다.
이와 같이, 도 3d에 따른 보조전극층은 제3 보조전극층(330)이 추가로 구성됨으로써 전체적으로 격자 구조를 이루게 되고 그에 따라 박막 태양전지가 보다 세분화된 서브셀로 나뉘게 된다.
상기 보조전극층(300)은 도 3a 내지 도 3d와 같이 다양한 형태로 구성될 수 있지만, 본 발명에 따른 보조전극층(300)이 도 3a 내지 도 3d에 따른 형태만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 보조전극층(300) 및 그에 연결된 제1버스라인(350)은 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속을 스 크린인쇄법(screen printing), 잉크젯인쇄법(inkjet printing), 그라비아인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉인쇄법(microcontact printing) 등을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 스크린 인쇄법은 스크린과 스퀴즈(squeeze)를 이용하여 대상물질을 작업물에 전이시켜 소정의 패턴을 형성하는 방법이고, 상기 잉크젯 인쇄법은 잉크젯을 이용하여 대상물질을 작업물에 분사하여 소정의 패턴을 형성하는 방법이고, 상기 그라비아 인쇄법은 오목판의 홈에 대상물질을 도포하고 그 대상물질을 다시 작업물에 전이시켜 소정의 패턴을 형성하는 방법이고, 상기 미세접촉 인쇄법은 소정의 금형을 이용하여 작업물에 대상물질 패턴을 형성하는 방법이다.
상기 보조전극층(300)은 상기 투명전극층(200) 보다 전기전도도가 높은 재료로 이루어진 것이 상기 투명전극층(200)의 저항 증가로 인한 전력손실의 문제를 최소화하는데 보다 바람직하다.
상기 반도체층(400)은 상기 보조전극층(300) 사이 및 상기 보조전극층(300) 상부에 형성된다.
상기 반도체층(400)은 상기 제1버스라인(350)을 외부로 노출시키기 위해서 상기 제1버스라인(350) 상부에는 형성되지 않는다.
상기 반도체층(400)은 실리콘계 등의 반도체물질을 플라즈마 CVD법 등을 이용하여 형성할 수 있으며, 상기 실리콘계 반도체물질로는 비정질 실리콘(a-Si:H) 또는 미세결정 실리콘(μc-Si:H)을 이용할 수 있다.
상기 반도체층(400)은 P층, I층 및 N층이 순서대로 적층된 PIN구조로 형성할 수 있다. 상기 반도체층(400)은 태양광에 의해 정공(hole) 및 전자(electron)를 생성하고 생성된 정공 및 전자가 각각 P층 및 N층에서 수집되는데, 이와 같은 정공 및 전자의 수집효율을 증진시키기 위해서는 P층과 N층만으로 이루어진 PN구조에 비하여 PIN구조가 보다 바람직하다.
이와 같이 상기 반도체층(400)을 PIN구조로 형성하게 되면, I층이 P층과 N층에 의해 공핍(depletion)이 되어 내부에 전기장이 발생하게 되고, 태양광에 의해 생성되는 정공 및 전자가 상기 전기장에 의해 드리프트(drift)되어 각각 P층 및 N층에서 수집되게 된다.
한편, 상기 반도체층(400)을 PIN구조로 형성할 경우에는 P층을 먼저 형성하고, 그 후에 I층 및 N층을 순서대로 형성하는 것이 바람직한데, 그 이유는 일반적으로 정공의 드리프트 이동도(drift mobility)가 전자의 드리프트 이동도에 의해 낮기 때문에 입사광에 의한 수집효율을 극대화하기 위해서 P층을 수광면에 가깝게 형성하기 위함이다.
상기 투명도전층(500)은 상기 반도체층(400) 상에 형성된다.
상기 투명도전층(500)은 상기 제1버스라인(350)을 외부로 노출시키기 위해서 상기 제1버스라인(350) 상부에는 형성되지 않는다.
상기 투명도전층(500)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:H, Ag와 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 투명도전층(500)은 생략하는 것도 가능하지만, 태양전지의 효율증진을 위해서는 상기 투명도전층(500)을 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 투명도전층(500)을 형성하게 되면 상기 반도체층(400)을 투과한 태양광이 투명도전층(500)을 통과하면서 산란을 통해 다양한 각으로 진행하게 되어, 후술하는 후면전극층(600)에서 반사되어 상기 반도체층(400)으로 재입사되는 광의 비율이 증가될 수 있기 때문이다.
상기 후면전극층(600)은 상기 투명도전층(500) 상부 전체에 형성되지 않고 소정의 패턴을 갖도록 형성되며, 상기 소정의 패턴은 전기적으로 연결될 수 있도록 이루어져 있다.
상기 후면전극층(600)은 도 4에서 알 수 있듯이, 상기 기판(100) 상부에 형성되는 제1 후면전극층(610) 및 제2 후면전극층(620a, 620b)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 후면전극층(610)은 소정의 간격을 유지하면서 제1방향(예로, 상하방향)으로 복수 개가 배열된 구조를 이루고, 상기 제2 후면전극층(620a, 620b)은 상기 제1 후면전극층(610) 각각을 연결하면서 제2방향(예로, 상기 제1방향과 수직방향인 좌우방향)으로 배열된 구조를 이룬다. 특히, 상기 제2 후면전극층(620a, 620b)은 상기 제1 후면전극층(610) 각각의 일단을 연결하는 패턴(620a)과 상기 제1 후면전극층(610) 각각의 타단을 연결하는 패턴(620b)이 교대로 배열된 구조를 이룬다.
또한, 상기 후면전극층(600)에는 제2버스라인(650)이 연결되어 있다.
상기 제2버스라인(650)은 전술한 제1버스라인(350)과 함께 박막 태양전지를 외부회로와 연결될 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로서, 박막 태양전지의 액티브 영역(A/A) 외곽에서 상기 기판(100)의 타측에 형성된다.
이와 같이 상기 제1버스라인(350)은 상기 기판(100)의 일측에 형성되고, 상기 제2버스라인(650)은 상기 기판(100)의 타측에 형성되어 박막 태양 전지의 (+)극 및 (-)극을 구성하게 된다.
도 4는 본 발명의 후면전극층(600)의 일 형태를 나타낸 것으로서, 본 발명에 따른 후면전극층(600)이 도 4에 따른 형태만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 후면전극층(600) 및 그에 연결된 제2버스라인(650)은 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속을 스크린인쇄법(screen printing), 잉크젯인쇄법(inkjet printing), 그라비아인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉인쇄법(microcontact printing)을 이용하여 형성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양 전지의 개략적 단면도로서, 도 3a 내지 도 3d, 및 도 4의 I-I라인에 해당하는 단면도이다.
도 5에 따른 박막형 태양전지는 절연층(700)이 추가로 형성된 것을 제외하고 전술한 도 2에 따른 박막형 태양전지와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 5에 따른 박막형 태양전지는 절연층(700)을 추가로 형성한 것을 특징으로 하는 것으로, 상기 절연층(700)은 보조전극층(300)의 상면 및 측면을 둘러싸도록 형성된다. 구체적으로, 상기 절연층(700)은 도 3a 내지 도 3d에 도시한, 제1 보조 전극층(310), 제2 보조전극층(320a, 320b, 320c, 320d), 및 제3 보조전극층(330)의 상면 및 측면을 둘러싸도록 형성된다.
이와 같은 절연층(700)은 상기 보조전극층(300)이 반도체층(400)과 직접 접촉하는 것을 차단하여 양자 사이의 계면에서 발생할 수 있는 불량을 방지하는 역할을 한다.
상기 절연층(700)은 박막 태양전지의 액티브 영역(A/A) 외곽 부분에 추가로 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 제1버스라인(350)을 외부로 노출시키기 위해서 상기 제1버스라인(350)의 상부에는 절연층(700)을 형성하지 않는다.
상기 절연층(700)은 SiO2, TiO2, SiNx, SiON, 또는 폴리머와 같은 절연물질을 스크린인쇄법(screen printing), 잉크젯인쇄법(inkjet printing), 그라비아인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉인쇄법(microcontact printing)을 이용하여 형성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막형 태양 전지의 개략적 단면도로서, 도 3a 내지 도 3d, 및 도 4의 I-I라인에 해당하는 단면도이다.
도 6에 따른 박막형 태양전지는 절연층(700)이 추가로 형성된 것을 제외하고 전술한 도 2에 따른 박막형 태양전지와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 6에 따른 박막형 태양전지는 절연층(700)을 추가로 형성한 것을 특징으로 하는 것으로, 상기 절연층(700)은 보조전극층(300)의 일 측면에서 상기 보조전극 층(300) 보다 높은 높이로 형성된다. 구체적으로는, 상기 절연층(700)은 도 3a 내지 도 3d에 도시한 제1 보조전극층(310)의 일 측면에서 상기 제1 보조전극층(310) 보다 높은 높이로 형성되며, 경우에 따라서는 제2 보조전극층(320a, 320b, 320c, 320d) 및/또는 제3 보조전극층(330)의 일 측면에서 각각의 층보다 높은 높이로 형성될 수도 있다.
이와 같은 절연층(700)은 보조전극층(300)의 일 측면에서 상기 보조전극층(300) 보다 높은 높이로 형성됨으로써 박막 태양전지의 서브셀을 보다 명확히 분리하는 역할을 하며, 그와 더불어 태양광이 상기 절연층(700)에 의해 반사 또는 산란되도록 하여 광의 포획효과를 증진시키는 역할도 수행한다.
상기 절연층(700)은 박막 태양전지의 액티브 영역(A/A) 외곽 부분에 추가로 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 제1버스라인(350)을 외부로 노출시키기 위해서 상기 제1버스라인(350)의 상부에는 절연층(700)을 형성하지 않는다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 5에 따른 박막 태양전지에 적용된 절연층(700)과 도 6에 따른 박막 태양전지에 적용된 절연층(700)이 동시에 적용될 수 있다. 즉, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막 태양전지는 보조전극층(300)의 상면 및 측면을 둘러싸는 절연층(700), 및 보조전극층(300)의 일 측면에서 상기 보조전극층(300) 보다 높은 높이로 형성된 절연층(700)을 구비하여 이루어진다.
<박막형 태양전지의 제조방법>
이하 설명에 인용하는 도면은 도 3a 내지 도 3d, 및 도 4의 I-I라인의 단면에 해당한다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
우선, 도 7a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 투명전극층(200)을 형성한다.
상기 기판(100)은 유리 또는 투명한 플라스틱을 이용할 수 있다.
상기 투명전극층(200)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:H, SnO2, SnO2:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 투명전극층(200)은 텍스처(texturing) 가공공정 등을 통해 그 표면을 울퉁불퉁한 요철구조로 형성할 수 있으며, 텍스처 가공공정은 포토리소그라피법(photolithography)을 이용한 식각공정, 화학용액을 이용한 이방성 식각공정(anisotropic etching), 또는 기계적 스크라이빙(mechanical scribing)을 이용한 홈 형성 공정 등을 통해 수행할 수 있다.
다음, 도 7b에서 알 수 있듯이, 상기 투명전극층(200) 상에 보조전극층(300)을 형성한다.
상기 보조전극층(300) 형성과 동시에 상기 보조전극층(300)과 연결되는 제1버스라인(350)을 형성할 수 있으며, 이때, 상기 보조전극층(300)은 박막 태양전지의 액티브 영역(A/A) 내부에 형성하고 상기 제1버스라인(350)은 액티브 영역(A/A) 외곽에 형성한다.
상기 보조전극층(300) 및 그에 연결된 제1버스라인(350)은 전술한 도 3a 내지 도 3d에 도시한 패턴으로 형성할 수 있으며, 구체적인 형성방법은 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속을 스크린인쇄법(screen printing), 잉크젯인쇄법(inkjet printing), 그라비아인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉인쇄법(microcontact printing) 등을 이용할 수 있다.
다음, 도 7c에서 알 수 있듯이, 상기 보조전극층(300) 사이 및 상기 보조전극층(300) 상부에 반도체층(400)을 형성한다.
상기 반도체층(400)은 실리콘계 등의 반도체물질을 플라즈마 CVD법 등을 이용하여 P층, I층 및 N층을 순서대로 적층함으로써 PIN구조로 형성할 수 있다.
상기 반도체층(400)은 상기 제1버스라인(350) 상부에는 형성하지 않는다. 이를 위해서, 상기 제1버스라인(350) 상부를 쉐도우 마스크(Shadow Mask) 등을 이용하여 마스킹 한 상태에서 플라즈마 CVD법을 이용하여 P층, I층 및 N층을 적층할 수 있다.
다음, 도 7d에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(400) 상에 투명도전층(500)을 형성한다.
상기 투명도전층(500)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:H, Ag와 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 투명도전층(500)은 상기 제1버스라인(350) 상부에는 형성하지 않는다. 이를 위해서, 상기 제1버스라인(350) 상부를 쉐도우 마스크(Shadow Mask) 등을 이용하여 마스킹 한 상태에서 스퍼터링법 또는 MOCVD법을 이용하여 투명도전층을 형성할 수 있다.
상기 투명도전층(500)은 생략하는 것도 가능하다
다음, 도 7e에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(500) 상에 후면전극층(600)을 형성하여, 도 2와 같은 구성의 박막 태양전지의 제조를 완료한다.
상기 후면전극층(600) 형성과 동시에 상기 후면전극층(600)과 연결되는 제2버스라인(650)을 형성할 수 있으며, 이때, 상기 후면전극층(600)은 박막 태양전지의 액티브 영역(A/A) 내부에 형성하고 상기 제2버스라인(650)은 액티브 영역(A/A) 외곽에 형성한다.
상기 후면전극층(600) 및 그에 연결된 제2버스라인(650)은 전술한 도 4에 도시한 패턴으로 형성할 수 있으며, 구체적인 형성방법은 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속을 스크린인쇄법(screen printing), 잉크젯인쇄법(inkjet printing), 그라비아인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉인쇄법(microcontact printing) 등을 이용할 수 있다.
이상과 같은 도 7a 내지 도 7e에 따라 제조되는 태양전지는 클러스터(Cluster) 타입의 장비 또는 인라인(In-line) 타입의 장비 등을 이용하여 제조할 수 있다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조 공정을 도시한 단면도로서, 이 실시예는 절연층(700)을 형성하는 공정을 추가로 포함하는 것을 제외하고, 전술한 도 7a 내지 도 7e에 따른 제조공정과 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
우선, 도 8a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 투명전극층(200)을 형성한다.
다음, 도 8b에서 알 수 있듯이, 상기 투명전극층(200) 상에 보조전극층(300) 및 그에 연결된 제1버스라인(350)을 형성한다.
다음, 도 8c에서 알 수 있듯이, 상기 보조전극층(300)의 상면 및 측면을 둘러싸도록 절연층(700)을 형성한다.
상기 절연층(700)은, 도 3a 내지 도 3d에 도시한, 제1 보조전극층(310), 제2 보조전극층(320a, 320b, 320c, 320d), 및 제3 보조전극층(330)의 상면 및 측면을 둘러싸도록 형성한다.
상기 절연층(700)은 SiO2, TiO2, SiNx, SiON, 또는 폴리머와 같은 절연물질을 스크린인쇄법(screen printing), 잉크젯인쇄법(inkjet printing), 그라비아인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉인쇄법(microcontact printing)을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 절연층(700)은 박막 태양전지의 액티브 영역(A/A) 외곽 부분에 추가로 형성할 수 있으며, 이 경우 상기 제1버스라인(350)의 상부에는 형성하지 않는다.
한편, 도 8c에 도시한 바와 같은 패턴으로 절연층(700)을 형성할 경우에는 최종적으로 제조되는 박막 태양전지가 도 5와 같은 구성을 갖게 되는데, 도 8c의 공정에서 절연층(700)을 보조전극층(300)의 일 측면에 보조전극층(300) 보다 높은 높이로 형성할 수도 있으며, 이 경우에는 최종적으로 제조되는 박막 태양전지가 도 6과 같은 구성을 갖게 된다.
다음, 도 8d에서 알 수 있듯이, 상기 보조전극층(300) 사이 및 상기 보조전극층(300) 상부, 보다 구체적으로는 상기 보조전극층(300)을 둘러싸고 있는 절연 층(700) 사이 및 절연층(700) 상에 반도체층(400)을 형성한다.
다음, 도 8e에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(400) 상에 투명도전층(500)을 형성한다.
다음, 도 8f에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(500) 상에 후면전극층(600)을 형성하여, 도 5와 같은 구성의 박막 태양전지의 제조를 완료한다.
이상, 도 8a 내지 도 8f에 따라 제조되는 태양전지는 클러스터(Cluster) 타입의 장비 또는 인라인(In-line) 타입의 장비 등을 이용하여 제조할 수 있다.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도로서, 이 실시예는 절연층(700)을 형성하는 공정을 추가로 포함하는 것을 제외하고, 전술한 도 7a 내지 도 7e에 따른 제조공정과 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
우선, 도 9a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 투명전극층(200)을 형성한 다.
다음, 도 9b에서 알 수 있듯이, 상기 투명전극층(200) 상에 절연층(700)을 형성한다.
상기 절연층(700)은 후술하는 도 9c에 따른 공정에서 형성하는 보조전극층(300)의 일 측면에 대응하는 위치에서 보조전극층(300) 보다 높은 높이가 될 수 있도록 형성한다. 특히, 보조전극층(300)을 도 3a 내지 도 3d에 도시한 바와 같이 형성할 경우, 상기 절연층(700)은 제1 보조전극층(310)의 일 측면에서 상기 제1 보조전극층(310) 보다 높은 높이로 형성하며, 경우에 따라서는 제2 보조전극층(320a, 320b, 320c, 320d) 및/또는 제3 보조전극층(330)의 일 측면에서 각각의 층 보다 높은 높이로 형성할 수 있다.
상기 절연층(700)은 SiO2, TiO2, SiNx, SiON, 또는 폴리머와 같은 절연물질을 스크린인쇄법(screen printing), 잉크젯인쇄법(inkjet printing), 그라비아인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉인쇄법(microcontact printing)을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 절연층(700)은 박막 태양전지의 액티브 영역(A/A) 외곽 부분에 추가로 형성할 수 있으며, 이 경우 상기 제1버스라인(350)의 상부에는 형성하지 않는다.
다음, 도 9c에서 알 수 있듯이, 상기 투명전극층(200) 상에 보조전극층(300) 및 그에 연결된 제1버스라인(350)을 형성한다.
상기 보조전극층(300)은 상기 절연층(700)의 타측면에 대응하는 위치에 형성 한다.
다음, 도 9d에서 알 수 있듯이, 상기 보조전극층(300)(또는 절연층(700)) 사이 및 상기 보조전극층(300)(또는 절연층(700)) 상부에 반도체층(400)을 형성한다.
다음, 도 9e에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(400) 상에 투명도전층(500)을 형성한다.
다음, 도 9f에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(500) 상에 후면전극층(600)을 형성하여, 도 6과 같은 구성의 박막 태양전지의 제조를 완료한다.
이상, 도 9a 내지 도 9f에 따라 제조되는 태양전지는 클러스터(Cluster) 타입의 장비 또는 인라인(In-line) 타입의 장비 등을 이용하여 제조할 수 있다.
한편, 본 발명은 도 8a 내지 8f에 따른 공정을 이용하거나, 또는 도 8a 내지 도 8f에 따른 공정과 도 9a 내지 도 9f에 따른 공정의 조합을 이용하여, 도 5에 따른 박막 태양전지에 적용된 절연층(700)과 도 6에 따른 박막 태양전지에 적용된 절연층(700)이 동시에 적용된 박막 태양전지를 제조할 수도 있다.
도 1a 내지 도 1f는 종래 복수 개의 단위셀이 직렬로 연결된 구조를 갖는 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양 전지의 개략적 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 박막형 태양전지를 구성하는 다양한 형태의 보조전극층을 보여주는 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 박막형 태양전지를 구성하는 일 형태의 후면전극층을 보여주는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양 전지의 개략적 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막형 태양 전지의 개략적 단면도이다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
<도면의 주요부의 부호에 대한 설명>
100: 기판 200: 투명전극층
300: 보조전극층 310: 제1 보조전극층
320a,320b, 320c, 320d: 제2 보조전극층
330: 제3 보조전극층 350: 제1버스라인
400: 반도체층 500: 투명도전층
600: 후면전극층 610: 제1 후면전극층
620a, 620b: 제2 후면전극층 650: 제2버스라인

Claims (23)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성된 투명전극층;
    상기 투명전극층 상에 형성된 보조전극층;
    상기 보조전극층 사이 및 상기 보조전극층 상부에 형성된 반도체층; 및
    상기 반도체층 상부에 형성된 후면전극층을 포함하여 이루어진 박막형 태양전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조전극층과 상기 반도체층 사이에 절연층이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 보조전극층의 상면 및 측면을 둘러싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 보조전극층의 일 측면에서 상기 보조전극층 보다 높은 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반도체층과 후면전극층 사이에 투명도전층이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조전극층과 연결된 제1버스라인 및 상기 후면전극층과 연결된 제2버스라인이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1버스라인은 상기 기판의 일측에 형성되고, 상기 제2버스라인은 상기 기판의 타측에 형성되며, 상기 제1버스라인 상부에는 상기 절연층, 상기 반도체층 및 상기 투명도전층이 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조전극층은, 소정의 간격을 유지하면서 제1방향으로 배열된 복수개의 제1 보조전극층 및 상기 제1 보조전극층 각각을 연결하면서 제2방향으로 배열된 제2 보조전극층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1방향과 제2방향은 서로 수직을 이루고,
    상기 제2 보조전극층은 상기 제1 보조전극층 각각의 일단을 연결하는 패턴과 상기 제1 보조전극층 각각의 타단을 연결하는 패턴으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 보조전극층 각각의 일단을 연결하는 패턴과 상기 제1 보조전극층 각각의 타단을 연결하는 패턴이 교대로 배열된 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 보조전극층은 상기 제1 보조전극층과 교차형성되며 소정의 간격으로 배열되는 복수 개의 제3 보조전극층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후면전극층은, 소정의 간격을 유지하면서 제1방향으로 배열된 복수개의 제1 후면전극층 및 상기 제1 후면전극층 각각을 연결하면서 제2방향으로 배열된 제2 후면전극층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양 전지.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조전극층은 상기 투명전극층 보다 전기전도도가 높은 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양 전지.
  14. 기판 상에 투명전극층을 형성하는 공정;
    상기 투명전극층 상에 보조전극층을 형성하는 공정;
    상기 보조전극층 사이 및 상기 보조전극층 상부에 반도체층을 형성하는 공정; 및
    상기 반도체층 상부에 후면전극층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 박막형 태양전지의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 보조전극층을 형성하는 공정 및 상기 반도체층을 형성하는 공정 사이에, 상기 보조전극층의 상면 및 측면을 둘러싸도록 절연층을 형성하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 보조전극층을 형성하는 공정 및 상기 반도체층을 형성하는 공정 사이에, 상기 보조전극층의 일 측면에 상기 보조전극층 보다 높은 높이로 절연층을 형성하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 투명전극층을 형성하는 공정 및 상기 보조전극층을 형성하는 공정 사이에, 상기 보조전극층의 일 측면에 상기 보조전극층 보다 높은 높이로 절연층을 형성하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 반도체층을 형성하는 공정 및 상기 후면전극층을 형성하는 공정 사이에, 투명도전층을 형성하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조전극층을 형성하는 공정은 상기 보조전극층과 연결되는 제1버스라인을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 절연층을 형성하는 공정, 상기 반도체층을 형성하는 공정 및 상기 투명도전층을 형성하는 공정은,
    상기 제1버스라인 상부에는 각각의 층을 형성하지 않는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
  21. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후면전극층을 형성하는 공정은 상기 후면전극층과 연결되는 제2버스라인을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
  22. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조전극층을 형성하는 공정은, 소정의 간격을 유지하면서 제1방향으로 배열된 복수개의 제1 보조전극층 및 상기 제1 보조전극층 각각을 연결하면서 제2방향으로 배열된 제2 보조전극층을 형성하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양 전지의 제조방법.
  23. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후면전극층을 형성하는 공정은, 소정의 간격을 유지하면서 제1방향으로 배열된 복수개의 제1 후면전극층 및 상기 제1 후면전극층 각각을 연결하면서 제2방향으로 배열된 제2 후면전극층을 형성하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양 전지의 제조방법.
KR1020070095039A 2007-09-19 2007-09-19 박막형 태양전지 및 그 제조방법 KR101363328B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070095039A KR101363328B1 (ko) 2007-09-19 2007-09-19 박막형 태양전지 및 그 제조방법
US12/678,043 US20100252109A1 (en) 2007-09-19 2008-09-19 Thin film type solar cell and method for manufacturing the same
CN2008801071242A CN101803041B (zh) 2007-09-19 2008-09-19 薄膜型太阳能电池及其制造方法
PCT/KR2008/005536 WO2009038372A2 (en) 2007-09-19 2008-09-19 Thin film type solar cell and method for manufacturing the same
TW097136094A TW200924211A (en) 2007-09-19 2008-09-19 Thin film type solar cell and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070095039A KR101363328B1 (ko) 2007-09-19 2007-09-19 박막형 태양전지 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090029883A true KR20090029883A (ko) 2009-03-24
KR101363328B1 KR101363328B1 (ko) 2014-02-17

Family

ID=40696368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070095039A KR101363328B1 (ko) 2007-09-19 2007-09-19 박막형 태양전지 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101363328B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013051849A2 (en) * 2011-10-04 2013-04-11 Lg Innotek Co., Ltd. Solar apparatus and method of fabricating the same
WO2013081342A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-06 Lg Innotek Co., Ltd. Solar cell apparatus and method of fabricating the same
WO2013094937A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Lg Innotek Co., Ltd. Solar cell apparatus and method of fabricating the same
CN108183140A (zh) * 2018-01-22 2018-06-19 卢泰 一种用于柔性薄膜太阳能电池的金属电极及其制作方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4441048B2 (ja) * 2000-03-23 2010-03-31 株式会社カネカ 集積型薄膜太陽電池の製造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013051849A2 (en) * 2011-10-04 2013-04-11 Lg Innotek Co., Ltd. Solar apparatus and method of fabricating the same
WO2013051849A3 (en) * 2011-10-04 2013-06-13 Lg Innotek Co., Ltd. Solar apparatus and method of fabricating the same
KR101338615B1 (ko) * 2011-10-04 2014-01-10 엘지이노텍 주식회사 태양광 발전장치 및 이의 제조방법
US9991402B2 (en) 2011-10-04 2018-06-05 Lg Innotek Co., Ltd. Solar apparatus and method of fabricating the same
WO2013081342A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-06 Lg Innotek Co., Ltd. Solar cell apparatus and method of fabricating the same
WO2013094937A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Lg Innotek Co., Ltd. Solar cell apparatus and method of fabricating the same
US9837557B2 (en) 2011-12-19 2017-12-05 Lg Innotek Co., Ltd. Solar cell apparatus and method of fabricating the same
CN108183140A (zh) * 2018-01-22 2018-06-19 卢泰 一种用于柔性薄膜太阳能电池的金属电极及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101363328B1 (ko) 2014-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101460580B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101070199B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101301664B1 (ko) 박막형 태양전지 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된박막형 태양전지
CN101803041B (zh) 薄膜型太阳能电池及其制造方法
TWI478368B (zh) 薄膜太陽能電池之製造方法
KR20090068110A (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
JP2010045332A (ja) 薄膜形太陽電池及びその製造方法
KR101368902B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101368904B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101079612B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101405018B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101363328B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101368903B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR20090107803A (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101114217B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101415322B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101476125B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101397159B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101425890B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101055980B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그의 제조방법
KR101053782B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101144066B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
CN108431969A (zh) 太阳能电池及其制造方法
KR20100103154A (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR20130016717A (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161122

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171120

Year of fee payment: 5