KR20090081950A - 태양 전지 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양 전지에 관한 것으로, 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극, 상기 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 전극과 떨어져 있는 제2 전극, 그리고 한 쪽이 상기 제1 전극과 연결되어 있고, 다른 쪽이 상기 제2 전극과 연결되어 있는 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 광전 변환 소자가 차지하는 넓이는 상기 기판 넓이의 30% 이하이다. 이렇게 하면, 태양 전지의 단위 셀에서 무기막이 차지하는 면적이 매우 작기 때문에 태양 전지가 유연성을 가질 수 있다.
태양 전지, 단위 셀, 광전 변환 소자, 집광층, 반사층

Description

태양 전지 및 그 제조 방법{SOLAR BATTERY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 태양 전지에 관한 것이다.
태양 전지는 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생성하는 전지로서, 친환경적이고 에너지원이 무한할 뿐만 아니라 수명이 긴 장점이 있다. 태양 전지는 크게 상용 제품의 대부분을 점유하고 있는 결정질 실리콘 태양 전지와 값싼 기판을 사용할 수 있는 박막 태양 전지, 그리고 결정질 실리콘 태양 전지와 박막 태양 전지의 혼합형 등으로 분류될 수 있다.
결정질 실리콘 태양 전지는 실리콘 덩어리를 얇게 잘라 기판으로 사용하며, 실리콘의 제조 방법에 따라 단결정 태양 전지와 다결정 태양 전지로 구분된다. 결정질 실리콘 태양 전지는, 예컨대 단결정 실리콘 태양 전지의 경우, 실리콘에 5가 원소 인, 비소 또는 안티몬을 첨가시킨 n형 반도체와 3가 원소 붕소 또는 칼륨을 침투시켜 만든 p형 반도체로 이루어진 pn접합 구조를 가지고 있으며, 그 구조는 다이오드와 대체로 동일하다. 결정질 실리콘 태양 전지의 두께는 대략 200㎛ 내지 300㎛이다.
박막 태양 전지는 얇은 유리나 플라스틱 기판에 막을 입히는 방식으로, 비정질 실리콘 태양 전지, 구리-인듐-셀레늄(CuInSe2) 태양 전지, 카드뮴-텔루륨(CdTe) 태양 전지, 염료 감응 태양 전지 등이 있다. 일반적으로 박막 태양 전지는 유리를 기판으로 하고 그 위에 형성되어 있는 배면 전극, 광흡수층, pn 접합층, 버퍼층, 앞면 투명 전극 및 반사 방지막을 포함한다. 버퍼층은 pn 접합층의 양호한 접합을 위해 이들 중간에 형성되어 있는 층이며, 박막 태양 전지의 두께는 결정질 실리콘 태양 전지 두께의 1/100보다 작다.
태양 전지는 실리콘이나 화합물 반도체와 같은 무기막을 포함하는 구조일 수 있다. 그런데 이러한 태양 전지는 조금만 구부러져도 무기막이 쉽게 손상을 입어 성능이 저하될 가능성이 높다.
따라서 본 발명은 유연성을 가지며 구부러져도 손상되지 않는 태양 전지를 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극, 상기 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 전극과 떨어져 있는 제2 전극, 한 쪽이 상기 제1 전극과 연결되어 있고 다른 쪽이 상기 제2 전극과 연결되어 있는 광전 변환 소자, 그리고 상기 기판과 상기 광전 변환 소자 사이에 위치하는 반사층을 포함한다.
상기 반사층은 적어도 하나의 오목부를 포함할 수 있다.
상기 태양 전지는 상기 오목부에 형성되어 있는 반사판을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 반사판은 동일한 물질로 만들어질 수 있다.
상기 태양 전지는 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 광전 변환 소자 위에 형성되어 있는 집광층을 더 포함할 수 있다. 상기 집광층은 유기 물질로 만들어질 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 동일 층에 위치할 수 있다.
상기 태양 전지는 상기 광전 변환 소자를 상기 제2 전극과 연결시키는 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 광전 변환 소자는 상기 제1 전극과 일부 중첩하며, 상기 제1 전극과 동일 층에 위치할 수 있다.
상기 연결부는 ITO 또는 IZO로 만들어질 수 있다.
상기 반사층은 유기 물질을 포함할 수 있다.
상기 기판은 유리, 플라스틱, 금속 또는 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 광전 변환 소자는, p형 반도체층, n형 반도체층, 그리고 상기 p형 반도체층과 상기 n형 반도체층 사이에 위치하는 진성 반도체층을 포함할 수 있다.
상기 진성 반도체층은 비정질 규소를 포함할 수 있으며, 상기 p형 반도체층 및 상기 n형 반도체층은 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 비정질 규소를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극, 상기 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 전극과 떨어져 있는 제2 전극, 그리고 한 쪽이 상기 제1 전극과 연결되어 있고, 다른 쪽이 상기 제2 전극과 연결되어 있는 광전 변환 소자를 포함하고, 상기 광전 변환 소자가 차지하는 넓이는 상기 기판 넓이의 30% 이하이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극선, 상기 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 전극선과 떨어져 있는 제2 전극선, 상기 제1 및 제2 전극선과 연결되어 있는 복수의 광전 변환 소자, 그리고 상기 복수의 광전 변환 소자 사이에 형성되어 있는 복수의 반사 부재를 포함한다.
상기 태양 전지는 상기 제1 및 제2 전극선, 상기 복수의 광전 변환 소자 및 상기 복수의 반사 부재 위에 형성되어 있는 집광층을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 광전 변환 소자 중 하나의 광전 변환 소자가 차지하는 넓이는 상기 기판 넓이의 30% 이하일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법은 기판 위에 오목부를 가지는 반사층을 형성하는 단계, 상기 반사층 위에 금속막을 적층하는 단계, 상기 금속막을 식각하여 제1 전극, 제2 전극을 형성함과 동시에 상기 오목부 위의 반사판을 형성하는 단계, 상기 제1 전극과 접촉하며 상기 제2 전극과 떨어져 있는 광전 변환 소자를 형성하는 단계, 그리고 상기 광전 변환 소자와 상기 제2 전극을 연결 하는 연결부를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 태양 전지의 제조 방법은 상기 광전 변환 소자 및 상기 연결부 위에 집광층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 오목부 및 상기 집광층은 임프린트 공정 또는 사진 식각 공정으로 형성할 수 있다.
상기 광전 변환 소자가 차지하는 넓이는 상기 기판 넓이의 30% 이하일 수 있다.
상기 광전 변환 소자는 사진 식각 공정으로 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 태양 전지의 단위 셀에서 무기막이 차지하는 면적이 매우 작기 때문에 태양 전지가 유연성을 가질 수 있다. 따라서 태양 전지가 구부러져도 쉽게 파손되지 않는다. 나아가 태양 전지는 다양한 형태로 변형될 수 있으므로 설치가 용이하다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지는 두루마리(roll-to-roll) 방식으로 제조될 수 있기 때문에 제조 공정이 간단하며 생산성이 높아질 수 있다. 이렇게 함으로써 태양 전지의 생산 원가를 절감할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명 하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면, 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 태양 전지의 등가 회로도이다.
도 1을 참고하면, 태양 전지(solar battery)(10)는 복수의 단위 셀(unit cell)(100), 복수의 제1 전극선(131), 복수의 제2 전극선(133) 및 복수의 연결선(50)을 포함한다.
복수의 단위 셀(100)은 행렬의 형태로 배열되어 있고, 단위 셀(100)의 각 열 좌우에는 각각 제1 및 제2 전극선(131, 133)이 각각 위치하며 이들은 열 방향으로 뻗어 있다. 각 열의 단위 셀(100)들은 좌우의 제1 및 제2 전극선(131, 133)을 통하여 병렬로 연결되어 있으며, 인접한 제1 전극선(131)과 제2 전극선(133)은 연결선(50)을 통하여 연결되어 있어, 단위 셀(100)의 열들은 직렬로 연결되어 있는 셈이 된다(도 2 참고). 이처럼 단위 셀(100)을 직렬과 병렬을 섞어서 연결하면 원하 는 크기의 전압과 전류를 손쉽게 얻을 수 있다. 직렬로 연결하면 전압이 커지고, 병렬로 연결하면 전압은 커지지 않지만 전류의 크기가 커진다. 그러나 단위 셀(100)이 직렬로만 연결되거나 병렬로만 연결될 수도 있다. 한편, 태양 전지(10) 내에 포함된 단위 셀(100)의 수효가 하나일 수도 있다.
그러면 도 3 내지 도 6을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 도 1에 도시한 태양 전지 단위 셀의 확대도이고, 도 4는 도 3의 태양 전지 단위 셀을 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 5는 도 3의 태양 전지 단위 셀을 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 6은 도 3에 도시한 태양 전지 단위 셀에서 광전 변환 소자의 상세도이다.
도 3 내지 도 6을 참고하면, 유리, 플라스틱, 금속 또는 폴리머로 만들어진 가요성 기판(110) 위에 반사층(120)이 형성되어 있다.
반사층(120)은 유기 절연 물질로 만들어지며 열 방향으로 배열된 한 쌍의 오목부(125)를 가진다. 오목부(125)는 중앙으로 갈수록 점차 깊어지며 그 단면은 대략 반원 또는 반타원 형상이고 평면은 사각 형상이다. 오목부(125)의 곡률은 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있으며, 단면 및 평면 모양도 다양하게 변형될 수 있다. 반사층(120)은 반사성을 가진 절연 물질로 만들어질 수도 있다. 반사층(120)은 생략될 수 있으며 이 경우에는 기판(110)에 오목부가 형성될 수 있다.
반사층(120) 위에는 제1 전극선(131), 제2 전극선(133) 및 한 쌍의 반사판(135)이 형성되어 있으며 이들은 서로 떨어져 있다. 제1 전극선(131), 제2 전극 선(133) 및 반사판(135)은 동일한 물질, 가령 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu) 따위의 물질, 특히 반사성을 가지는 금속으로 만들어질 수 있다.
제1 및 제2 전극선(131, 133)은 각각 오목부(125)의 좌우에서 열 방향으로 뻗어 있다. 제1 전극선(131)은 제1 전극(131a)을 포함하고 제2 전극선(133)은 제2 전극(133a)을 포함하며, 제1 전극(131a)과 제2 전극(133a)은 두 반사판(135) 사이에 위치하며 서로를 향하여 돌출되어 있다.
반사층(120), 제1 및 제2 전극(131a, 133a) 위에는 또한 광전 변환 소자(150)와 연결부(161)가 형성되어 있다.
광전 변환 소자(150)는 제1 전극(131a) 및 반사층(120) 위에 위치하며, 규소 또는 화합물 반도체와 같은 무기 물질로 만들어질 수 있다. 그러나 염료감응형 태양 전지(dye-sensitized solar cell)나 유기분자접합형(organic D-A) 태양 전지의 경우에는 유기 물질로 만들어질 수 있다. 연결부(161)는 광전 변환 소자(150), 제2 전극(133a) 및 반사층(120) 위에 위치하며 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 따위의 무기막으로 만들어진다.
광전 변환 소자(150)는 도 6에서 보듯이 p-i-n 접합 구조로 이루어진다. 구체적으로 설명하면 광전 변환 소자(150)는 p형 반도체층(151)과 n형 반도체층(155), 그리고 이들 사이에 위치하는 진성 반도체층(intrinsic semiconductor layer)(153)을 포함한다. 진성 반도체층(153)은 비정질 규소일 수 있으며, p형 반도체층(151)과 n형 반도체층(155)은 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 비정질 규소(amorphous silicon)로 만들어질 수 있다.
진성 반도체층(153)은 전자와 정공이 확산되는 공간 전하 영역(space charge layer)으로 높은 저항을 가지며 유전율과 정전 용량이 크다. 진성 반도체층(153)에 태양광의 광자(photon)가 흡수되면 전자-정공 쌍이 생기고, 공간 전하 영역의 전기장으로 인해 전자와 정공은 서로 반대 방향으로 이동하여 n형 반도체층(155)에는 (-) 전하가, p형 반도체층(151)에는 (+) 전하가 축적된다. 여기에 외부 회로를 연결하면 전류가 흐른다.
광전 변환 소자(150)는 진성 반도체층(153)이 생략된 p-n 접합 구조로 이루어질 수도 있다. 이 경우 p형 반도체와 n형 반도체가 접합하는 부위에 공간 전하 영역이 생긴다. 또한 광전 변환 소자(150)는 p-i-n 접합 구조가 여러층으로 겹쳐진 구조일 수 있으며, 나아가 태양광의 파장을 다양하게 흡수하기 위하여 적색층, 녹색층 및 청색층을 포함할 수도 있다.
광전 변환 소자(150)의 p형 반도체층(151)은 아래의 제1 전극(131a)과 연결되어 있으며, n형 반도체층(155)은 그 위의 연결부(161)를 통해 제2 전극(133a)과 연결되어 있다.
광전 변환 소자(150)와 연결부(161) 위에는 집광층(180)이 형성되어 있다. 집광층(180)은 유기 물질로 만들어지며, 태양광이 광전 변환 소자(150)에 집중되도록 하기 위해 상부에 곡면을 가지고 있다. 따라서 도 5에서 보는 바와 같이 단위 셀(100)로 입사되는 태양광은 집광층(180)에서 적절히 굴절되어 광전 변환 소자(150)로 향하며, 광전 변환 소자(150)에 도달하지 않고 반사층(120)에 도달한 태양광은 반사판(135)에 반사되어 다시 광전 변환 소자(150)로 향한다.
한편, 집광층(180) 위에는 반사 방지막(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 반 사 방지막은 통상 불화마그네슘(MgF2)으로 만들어지며 태양광의 반사 손실을 줄일 수 있다.
광전 변환 소자(150), 제1 및 제2 전극(131a, 133a), 연결부(161)와 오목부(125) 및 반사판(135) 등이 하나의 태양 전지 단위 셀(100)을 이루는 것으로 볼 수 있다. 그러므로 단위 셀(100)은 대략 제1 및 제2 전극선(131, 133)을 좌우 경계로 하고 위쪽 오목부(125)의 위쪽 경계와 아래쪽 오목부(125)의 아래 경계를 상하 경계로 하는 영역을 차지하는 것으로 볼 수 있다. 그러나 설명의 편의상, 단위 셀(100)의 면적이라 하면 단위 셀(100), 제1 및 제2 전극선(131, 133)과 이들 사이의 간극 등을 포함한 전체 면적을 단위 셀(100)의 수효로 나눈 값을 의미하는 것으로 사용하기도 한다.
기판(110) 전체에서 광전 변환 소자(150)가 차지하는 넓이 또는 하나의 단위 셀(100)에서 광전 변환 소자(150)가 차지하는 넓이는 대략 30% 이하일 수 있다. 연결부(161)의 넓이는 광전 변환 소자(150)의 넓이와 동일하거나 그보다 작다.
이와 같이 상대적으로 휘어짐에 약한 재료로 만들어진 광전 변환 소자(150) 및 연결부(161)가 차지하는 면적이 작으므로, 태양 전지(10)가 구부러져도 광전 변환 소자(150) 및 연결부(161)가 쉽게 손상을 입지 않는다. 결국 본 실시예에 따른 단위 셀(100)은 유연성을 가질 수 있고, 이로써 말아서 원통형으로 연속 생산 가능한 두루마리(roll-to-roll) 방식으로 만들어질 수 있다. 두루마리 방식을 사용하면 짧은 시간에 대량 생산이 가능하며 원가를 절감할 수 있다.
위에서 설명한 기판(110), 반사층(120), 제1 및 제2 전극선(131, 133), 반사판(135), 그리고 집광층(180)의 재료로 유기물과 금속을 사용하면 유연성이 좋아서 구부려도 쉽게 손상되지 않는다. 예를 들어, 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 합금의 경우 곡률 반경 10mm로 100회 구부렸더니 저항이 약 12% 정도 증가하였고, 곡률 반경 20mm로 100회 구부렸을 때에는 저항이 거의 변하지 않았다.
다음 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 도 7을 참고하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 단위 셀의 단면도이다.
도 7을 참고하면, 본실시예에 따른 태양 전지 단위 셀(200)은 제1 전극(131a, 131b), 제2 전극(133a, 133b), 광전 변환 소자(150), 연결부(161) 및 반사판(135)을 포함한다. 이들의 구조는 도 3에 도시한 실시예의 구조와 대체로 동일하다.
다만 본 실시예에 따르면, 도 3의 단위 셀(100)과 동일한 면적의 단위 셀(200)에 두 개의 광전 변환 소자(150), 두 개의 연결부(161), 두 개의 제1 전극(131a, 131b), 두 개의 제2 전극(133a, 133b) 및 네 개의 반사판(135)이 위치한다. 반사층(120)은 네 개의 오목부(125)를 가지며, 각 오목부(125)에 반사판(135)이 배치되어 있다. 따라서 반사층(120)의 오목부(125) 및 반사판(135)은 도 3에 도시한 것보다 작은 면적을 가진다. 제1 전극(131a, 131b), 제2 전극(133a, 133b), 광전 변화 소자(150) 및 연결부(161)는 도 3에 도시한 것과 동일한 면적을 가진다. 그러나 이들은 도 3에 도시한 것보다 작은 면적을 가질 수도 있다.
단위 셀(200)에 위치하는 광전 변환 소자(150), 연결부(161), 제1 및 제2 전극(131a, 131b, 133a, 133b), 그리고 반사판(135)의 개수는 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
다음 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 대하여 도 8 내지 도 11을 참고하여 설명한다.
도 11은 도 2의 태양 전지를 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면과 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면을 함께 도시한 단면도이고, 도 8 내지 도 10은 도 11의 태양 전지를 제조하는 공정을 차례로 나타낸 단면도이다.
우선, 도 8에서 보는 바와 같이 유리, 플라스틱, 금속 또는 폴리머로 만들어진 가요성 기판(110) 위에 유기 물질로 반사층(120)을 적층한 후, 임프린트 공정으로 오목부(125)를 만든다. 오목부(125)는 사진 식각 공정으로 만들 수도 있다.
다음으로, 도 9에서 보는 바와 같이 반사층(120) 위에 금속막을 적층한 후, 이를 식각하여 제1 전극선(131), 제2 전극선(133) 및 반사판(135)을 형성한다. 반사판(135)은 오목부(125)에 위치하며, 제1 및 제2 전극선(131, 133)은 오목부(125)의 좌우에 위치한다.
다음으로, 도 10에서 보는 바와 같이 제1 전극(131a) 및 반사층(120) 위에 실리콘 또는 화합물 반도체와 같은 무기 물질을 적층한 후 이를 식각하여 p형 반도체층, 진성 반도체층 및 n형 반도체층으로 이루어진 광전 변환 소자(150)를 형성한다. 광전 변환 소자(150)는 태양 전지 단위 셀 면적에 비해 작은 크기를 가진다. 광전 변환 소자(150)의 p형 반도체층은 제1 전극(131a)과 연결되도록 한다. 그런 다음 ITO 또는 IZO 따위의 무기막을 적층하고 이어 이를 식각하여 광전 변환 소자(150)의 n형 반도체층과 제2 전극(133b)을 연결하는 연결부(161)를 형성한다. 연결부(161) 또한 광전 변환 소자(150)와 마찬가지로 태양 전지 단위 셀 면적에 비해 매우 작은 크기를 가진다.
마지막으로, 도 11에서 보는 바와 같이 반사층(120), 제1 및 제2 전극선(131, 133), 광전 변환 소자(150) 및 연결부(161) 위에 유기 물질로 만들어진 집광층(180)을 형성한다. 집광층(180)의 위로 볼록한 곡면은 임프린트 공정을 사용하여 만들어진다. 집광층(180)은 사진 식각 공정을 통해 만들어질 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. 예컨대, 본 실시예는 액정 표시 장치를 다루고 있으나, 본 발명은 간격재를 포함하는 다른 여러 종류의 표시 장치에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 평면도이고,
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지의 등가 회로도이고,
도 3은 도 1에 도시한 태양 전지 단위 셀의 확대도이고,
도 4는 도 3의 태양 전지 단위 셀을 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 5는 도 3의 태양 전지 단위 셀을 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 6은 도 3에 도시한 태양 전지 단위 셀에서 광전 변환 소자의 상세도이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 단위 셀의 단면도이고,
도 8 내지 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
<도면 부호의 설명>
10: 태양 전지 50: 연결선
100: 단위 셀 110: 기판
120: 반사층 125: 오목부
131: 제1 전극선 133: 제2 전극선
131a 131b: 제1 전극 133a, 133b: 제2 전극
150: 광전 변환 소자 151: p형 반도체층
153: 진성 반도체층 155: n형 반도체층
161: 연결부 180: 집광층

Claims (23)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극,
    상기 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 전극과 떨어져 있는 제2 전극,
    한 쪽이 상기 제1 전극과 연결되어 있고, 다른 쪽이 상기 제2 전극과 연결되어 있는 광전 변환 소자, 그리고
    상기 기판과 상기 광전 변환 소자 사이에 위치하는 반사층
    을 포함하는 태양전지.
  2. 제1항에서,
    상기 반사층은 적어도 하나의 오목부를 포함하는 태양 전지.
  3. 제2항에서,
    상기 오목부에 형성되어 있는 반사판을 더 포함하는 태양 전지.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 반사판은 동일한 물질로 만들어진 태양 전지.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 광전 변환 소자 위에 형성되어 있는 집광층을 더 포함하는 태양 전지.
  6. 제5항에서,
    상기 집광층은 유기 물질로 만들어지는 태양 전지.
  7. 제1항에서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 동일 층에 위치하는 태양 전지.
  8. 제7항에서,
    상기 광전 변환 소자를 상기 제2 전극과 연결시키는 연결부를 더 포함하는 태양 전지.
  9. 제8항에서,
    상기 광전 변환 소자는 상기 제1 전극과 일부 중첩하며, 상기 제1 전극과 동일 층에 위치하는 태양 전지.
  10. 제8항에서,
    상기 연결부는 ITO 또는 IZO로 만들어진 태양 전지.
  11. 제1항에서,
    상기 반사층은 유기 물질을 포함하는 태양 전지.
  12. 제1항에서,
    상기 기판은 유리, 플라스틱, 금속 또는 폴리머를 포함하는 태양 전지.
  13. 제1항에서,
    상기 광전 변환 소자는,
    p형 반도체층,
    n형 반도체층, 그리고
    상기 p형 반도체층과 상기 n형 반도체층 사이에 위치하는 진성 반도체층
    을 포함하는
    태양 전지.
  14. 제13항에서,
    상기 진성 반도체층은 비정질 규소를 포함하며,
    상기 p형 반도체층 및 상기 n형 반도체층은 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 비정질 규소를 포함하는
    태양 전지.
  15. 기판,
    상기 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극,
    상기 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 전극과 떨어져 있는 제2 전극, 그리고
    한 쪽이 상기 제1 전극과 연결되어 있고, 다른 쪽이 상기 제2 전극과 연결되어 있는 광전 변환 소자
    를 포함하고,
    상기 광전 변환 소자가 차지하는 넓이는 상기 기판 넓이의 30% 이하인
    태양 전지.
  16. 기판,
    상기 기판 위에 형성되어 있는 제1 전극선,
    상기 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 전극선과 떨어져 있는 제2 전극선,
    상기 제1 및 제2 전극선과 연결되어 있는 복수의 광전 변환 소자, 그리고
    상기 복수의 광전 변환 소자 사이에 형성되어 있는 복수의 반사 부재
    를 포함하는 태양 전지.
  17. 제16항에서,
    상기 제1 및 제2 전극선, 상기 복수의 광전 변환 소자 및 상기 복수의 반사 부재 위에 형성되어 있는 집광층을 더 포함하는 태양 전지.
  18. 제16항에서,
    상기 복수의 광전 변환 소자 중 하나의 광전 변환 소자가 차지하는 넓이는 상기 기판 넓이의 30% 이하인 태양 전지.
  19. 기판 위에 오목부를 가지는 반사층을 형성하는 단계,
    상기 반사층 위에 금속막을 적층하는 단계,
    상기 금속막을 식각하여 제1 전극, 제2 전극을 형성함과 동시에 상기 오목부 위의 반사판을 형성하는 단계,
    상기 제1 전극과 접촉하며 상기 제2 전극과 떨어져 있는 광전 변환 소자를 형성하는 단계, 그리고
    상기 광전 변환 소자와 상기 제2 전극을 연결하는 연결부를 형성하는 단계
    를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 광전 변환 소자 및 상기 연결부 위에 집광층을 형성하는 단계
    를 더 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
  21. 제20항에서,
    상기 오목부 및 상기 집광층은 임프린트 공정 또는 사진 식각 공정으로 형성하는 태양 전지의 제조 방법.
  22. 제19항에서,
    상기 광전 변환 소자가 차지하는 넓이는 상기 기판 넓이의 30% 이하인 태양 전지의 제조 방법.
  23. 제19항에서,
    상기 광전 변환 소자는 사진 식각 공정으로 형성하는 태양 전지의 제조 방법.
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