KR20100136314A - 태양광 발전장치 - Google Patents

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Abstract

태양광 발전장치가 개시된다. 태양광 발전장치는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 제 1 전극층; 상기 제 1 전극층 상에 배치되며, 홈이 형성되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되는 윈도우층; 상기 홈에 대응하며, 상기 윈도우층 상에 배치되는 제 2 전극; 및 상기 제 2 전극으로부터 연장되는 제 3 전극을 포함한다. 태양광 발전장치는 제 2 전극 및 제 3 전극에 의해서, 전체적인 저항을 감소시키고, 효율을 향상시킨다.
태양광 발전장치, 그리드, 전극, 윈도우, CIGS

Description

태양광 발전장치{SOLAR CELL APARATUS}
실시예는 태양광 발전장치에 관한 것이다.
최근 에너지의 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지에 대한 개발이 진행되고 있다.
특히, 유리기판, 금속 이면 전극층, p형 CIGS계 광 흡수층, 고 저항 버퍼층, n형 창층 등을 포함하는 기판 구조의 pn 헤테로 접합 장치인 CIGS계 태양전지가 널리 사용되고 있다.
이러한 태양전지의 각각의 층의 전기적인 특성이 전체 태양전지의 효율에 영향을 미칠 수 있다.
실시예는 향상된 효율을 가지는 태양광 발전장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 태양광 발전장치는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 제 1 전극층; 상기 제 1 전극층 상에 배치되며, 홈이 형성되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되는 윈도우층; 상기 홈에 대응하며, 상기 윈도우층 상에 배치되는 제 2 전극; 및 상기 제 2 전극으로부터 연장되는 제 3 전극을 포함한다.
일 실시예에 따른 태양광 발전장치는 기판; 및 상기 기판 상에 배치되는 셀을 포함하며, 상기 셀은 태양광을 전기에너지로 변환시키는 활성 영역 및 상기 활성 영역에 인접하는 비활성 영역을 포함하고, 또한, 상기 셀은 상기 기판 상에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 배치되는 광 흡수부; 상기 광 흡수부 상에 배치되는 윈도우; 및 상기 윈도우의 상면에 직접 접촉하며, 상기 비활성 영역에 배치되는 제 2 전극을 포함한다.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 윈도우층 뿐만 아니라, 제 2 전극 및 제 3 전극을 포함한다. 즉, 제 2 전극 및 제 3 전극은 윈도우층에 직접 접촉하여, 윈도우층의 전기적인 특성을 보조할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 제 2 전극 및 제 3 전극에 의해서, 전체적인 전기적인 특성을 향상시킬 수 있고, 향상된 효율을 가질 수 있다.
또한, 제 2 전극 및 제 3 전극이 윈도우층의 전기적인 특성을 보상할 수 있기 때문에, 윈도우층은 낮은 전기적인 특성을 가지면서, 향상된 광학적 특성을 가질 수 있다.
즉, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 높은 광 투과율을 가지는 윈도우층을 가지고, 보다 많은 광을 광 흡수층에 입사시킬 수 있다. 이때, 실시예에 따늘 태양광 발전장치의 전기적인 특성은 감소되지 않고, 오히려 더 향상될 수 있다.
또한, 제 2 전극 및 제 3 전극은 매우 낮은 비저항을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 제 2 전극 및 제 3 전극은 낮은 비저항을 가지지만, 불투명한 물질인 은, 알루미늄 또는 구리 등으로 이루어질 수 있다.
이때, 제 2 전극 및 제 3 전극은 전체 셀의 평면적에 대하여, 매우 좁은 평면적을 가지므로, 제 2 전극 및 제 3 전극이 입사율에 미치는 영향은 미미하다. 반면에, 앞서 설명한 바와 같이, 제 2 전극 및 제 3 전극은 매우 낮은 비저항을 가지기 때문에, 전기적인 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 제 2 전극은 비활성 영역에 배치되기 때문에, 제 2 전극이 불투명하더라도, 광-전 변환 효율에는 영향을 미치지 않는다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 높은 입사율, 향상된 전기적인 특성 및 향상된 광-전 변환 효율을 가진다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 막, 전극, 홈 또는 층 등이 각 기판, 전극, 막, 홈 또는 층 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재 되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1 은 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1에서 A부분을 확대하여 도시한 도면이다. 도 3은 도 2에서 B-B`선을 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 태양광 발전장치는 지지기판(100), 이면전극층(200), 광 흡수층(310), 버퍼층(320), 고저항 버퍼층(330), 윈도우층(400), 접속부(500) 및 그리드 전극(600)을 포함한다.
상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 이면전극층(200), 상기 광 흡수층(310), 상기 버퍼층(320), 상기 고저항 버퍼층(330), 상기 윈도우층(400), 상기 접속부(500) 및 상기 그리드 전극(600)을 지지한다.
상기 지지기판(100)은 절연체일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 유리기판, 플라스틱기판 또는 금속기판일 수 있다. 더 자세하게, 상기 지지기판(100)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 투명할 수 있다. 상기 지지기판(100)은 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.
상기 이면전극층(200)은 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 상기 이면전극층(200)은 도전층이다. 상기 이면전극층(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 몰리 브덴 등의 금속을 들 수 있다.
또한, 상기 이면전극층(200)은 두 개 이상의 층들을 포함할 수 있다. 이때, 각각의 층들은 같은 금속으로 형성되거나, 서로 다른 금속으로 형성될 수 있다.
상기 이면전극층(200)에는 제 1 관통홈(TH1)이 형성된다. 상기 제 1 관통홈(TH1)은 상기 지지기판(100)의 상면을 노출하는 오픈 영역이다. 상기 제 1 관통홈(TH1)은 평면에서 보았을 때, 일 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다.
상기 제 1 관통홈(TH1)에 의해서, 상기 이면전극층(200)은 다수 개의 이면전극들(210)로 구분된다. 즉, 상기 제 1 관통홈(TH1)에 의해서, 상기 이면전극들(210)이 정의된다.
상기 이면전극들(210)은 상기 제 1 관통홈(TH1)에 의해서 서로 이격된다. 상기 이면전극들(210)은 스트라이프 형태로 배치된다.
이와는 다르게, 상기 이면전극들(210)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 이때, 상기 제 1 관통홈(TH1)은 평면에서 보았을 때, 격자 형태로 형성될 수 있다.
상기 광 흡수층(310)은 상기 이면전극층(200) 상에 배치된다. 또한, 상기 광 흡수층(310)에 포함된 물질은 상기 제 1 관통홈(TH1)에 채워진다.
상기 광 흡수층(310)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 계 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(310)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다.
상기 광 흡수층(310)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1eV 내지 1.8eV일 수 있다.
상기 버퍼층(320)은 상기 광 흡수층(310) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(320)은 황화 카드뮴(CdS)를 포함하며, 상기 버퍼층(320)의 에너지 밴드갭은 약 2.2eV 내지 2.4eV이다.
상기 고저항 버퍼층(330)은 상기 버퍼층(320) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(330)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 고저항 버퍼층(330)의 에너지 밴드갭은 약 3.1eV 내지 3.3eV이다.
상기 광 흡수층(310), 상기 버퍼층(320) 및 상기 고저항 버퍼층(330)에는 제 2 관통홈(TH2)이 형성된다. 상기 제 2 관통홈(TH2)은 상기 광 흡수층(310), 상기 버퍼층(320) 및 상기 고저항 버퍼층(330)을 관통한다. 또한, 상기 제 2 관통홈(TH2)은 상기 이면전극층(200)의 상면을 노출하는 오픈영역이다.
또한, 상기 광 흡수층(310)은 상기 제 2 관통홈(TH2)에 의해서, 다수 개의 광 흡수부들(311)을 정의한다. 즉, 상기 광 흡수층(310)은 상기 제 2 관통홈(TH2)에 의해서, 상기 광 흡수부들(311)로 구분된다.
마찬가지로, 상기 버퍼층(320)은 상기 제 2 관통홈(TH2)에 의해서, 다수 개의 버퍼들(321)로 정의되고, 상기 고저항 버퍼층(330)은 상기 제 2 관통홈(TH2)에 의해서, 다수 개의 고저항 버퍼들(331)로 정의된다.
상기 윈도우층(400)은 상기 고저항 버퍼층(330) 상에 배치된다. 상기 윈도우층(400)은 투명하며, 도전층이다. 또한, 상기 윈도우층(400)의 저항은 상기 이면전극층(200)의 저항보다 높다. 예를 들어, 상기 윈도우층(400)의 저항은 상기 이면전극층(200)의 저항보다 약 10 내지 200배 더 클 수 있다. 상기 윈도우층(400)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped ZnO;AZO) 등을 들 수 있다.
상기 윈도우층(400)에는 제 3 관통홈(TH3)이 형성된다. 상기 제 3 관통홈(TH3)은 상기 이면전극층(200)의 상면을 노출하는 오픈 영역이다.
상기 제 3 관통홈(TH3)에 의해서, 상기 윈도우층(400)은 다수 개의 윈도우들(410)로 구분된다. 즉, 상기 윈도우들(410)은 상기 제 3 관통홈(TH3)에 의해서 정의된다.
상기 윈도우들(410)은 상기 이면전극들(210)과 대응되는 형상을 가진다. 즉, 상기 윈도우들(410)은 스트라이프 형태로 배치된다. 이와는 다르게, 상기 윈도우들(410)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 3 관통홈(TH3)에 의해서, 다수 개의 셀들(C1, C2...)이 정의된다. 즉, 상기 제 3 관통홈(TH3)에 의해서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 셀들(C1, C2...)로 구분된다.
상기 제 1 관통홈(TH1), 상기 제 2 관통홈(TH2) 및 상기 제 3 관통홈(TH3)은 제 1 방향으로 연장되는 형상을 가진다. 이에 따라서, 상기 셀들(C1, C2...)도 상기 제 1 방향으로 연장되는 형상을 가진다.
상기 접속부(500)는 상기 윈도우층(400)으로부터 하방으로 연장되며, 상기 이면전극층(200)에 직접 접촉한다. 예를 들어, 상기 접속부(500)는 특정 셀의 윈도우로부터 하방으로 연장되어, 인접하는 셀의 이면전극에 접속된다.
따라서, 상기 접속부(500)는 서로 인접하는 셀들(C1, C2...)에 각각 포함된 윈도우과 이면전극을 연결한다.
상기 접속부(500)는 상기 윈도우들(410)과 일체로 형성된다. 즉, 상기 접속부(500)로 사용되는 물질은 상기 윈도우층(400)으로 사용되는 물질과 동일하다.
또한, 상기 접속부(500)는 상기 이면전극들(210)의 측면 및 상면에 접촉된다. 상기 접속부(500)는 상기 광 흡수층(310)을 관통하여, 상기 이면전극층(200)에 접속된다. 즉, 상기 접속부(500)는 상기 제 1 관통홈(TH1)(TH2) 내측에 배치된다.
상기 그리드 전극(600)은 상기 윈도우층(400) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 그리드 전극(600)은 상기 윈도우층(400)의 상면에 직접 접촉한다. 상기 그리드 전극(600)은 불투명하며, 도전체이다. 상기 그리드 전극(600)은 매우 낮은 비저항을 가지는 물질로 이루어 질 수 있다.
예를 들어, 상기 그리드 전극(600)을 이루는 물질은 상기 윈도우층(400)을 이루는 물질보다 훨씬 낮은 비저항을 가지는 금속일 수 있다. 상기 그리드 전극(600)으로 사용되는 물질의 예로서는 구리, 알루미늄, 은 및 이들의 합금 등을 들 수 있다.
상기 그리드 전극(600)은 제 1 그리드 전극(610) 및 제 2 그리드 전극(620)을 포함한다.
상기 제 1 그리드 전극(610)은 상기 윈도우층(400) 상에 배치된다. 상기 제 1 그리드 전극(610)은 상기 윈도우층(400)의 상면에 직접 접촉한다. 상기 제 1 그리드 전극(610)은 상기 제 1 방향으로 연장된다.
상기 제 1 그리드 전극(610)은 상기 제 3 관통홈(TH3)에 인접하여 배치되며, 상기 제 2 관통홈(TH2) 및/또는 상기 제 1 관통홈(TH1)에 대응하여 배치된다. 즉, 상기 제 1 그리드 전극(610)은 상기 제 2 관통홈(TH2) 및/또는 상기 제 1 관통홈(TH1) 상에 배치된다.
또한, 상기 제 1 그리드 전극(610)은 상기 제 2 관통홈(TH2) 및/또는 상기 제 1 관통홈(TH1)을 따라서 연장된다. 마찬가지로, 상기 제 1 그리드 전극(610)은 상기 접속부(500)에 대응하며, 상기 접속부(500)를 따라서 연장된다.
상기 제 1 그리드 전극(610)은 태양광을 전기 에너지로 변환시키지 않는 영역이 비활성 영역(NAR)에 배치된다.
여기서, 상기 제 1 관통홈(TH1), 상기 제 2 관통홈(TH2) 및 상기 제 3 관통홈(TH3)은 태양광을 전기에너지로 변환시키는 기능을 수행하지 않는 데드 존(dead zone)이다. 즉, 상기 제 1 관통홈(TH1)에서 상기 제 3 관통홈(TH3)까지의 영역은 비활성영역(NAR)이다.
상기 비활성 영역(NAR)은 평면에서 보았을 때, 상기 제 1 방향으로 연장되는 형상을 가진다.
상기 제 1 그리드 전극(610)의 폭(W1)은 약 0.01㎜ 내지 약 0.5㎜일 수 있으며, 상기 제 1 그리드 전극(610)의 두께(T1)는 약 0.03㎜ 내지 약 1㎜일 수 있다.
도 1 내지 도 3에서 도시된 바와 다르게, 상기 제 1 그리드 전극(610)의 측면은 상기 윈도우(410)의 측면과 같은 평면에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 그리드 전극(610)의 측면은 상기 제 3 관통홈(TH3)의 내측면과 동일 평면에 배치될 수 있다.
상기 제 2 그리드 전극(620)은 상기 제 1 그리드 전극(610)으로부터 연장된다. 더 자세하게, 상기 제 2 그리드 전극(620)은 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장된다. 예를 들어, 상기 제 1 그리드 전극(610) 및 상기 제 2 그리드 전극(620)은 서로 직교할 수 있다.
다수 개의 상기 제 2 그리드 전극(620)들이 하나의 제 1 그리드 전극(610)으로부터 연장될 수 있다. 이때, 각각의 제 2 그리드 전극(620)의 간격(D)은 약 5㎜ 내지 약 100㎜일 수 있다.
상기 제 2 그리드 전극(620)은 상기 윈도우층(400) 상에 배치되며, 상기 윈도우층(400)과 직접 접촉한다. 상기 제 2 그리드 전극(620)의 폭(W2)은 약 0.01㎜ 내지 약 0.5㎜일 수 있으며, 상기 제 2 그리드 전극(620)의 두께(T2)는 약 0.03㎜ 내지 약 1㎜일 수 있다.
상기 제 2 그리드 전극(620)은 상기 활성 영역(AR)에 배치된다. 또한, 전류는 상기 셀들(C1, C2...)에 제 2 방향으로 흐르고, 상기 제 2 그리드 전극(620)은 전류가 흐르는 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 1 그리드 전극(610) 및 상기 제 2 그리드 전극(620)은 일체로 형성될 수 있다.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 지지기판(100) 상에 배치되는 다수 개의 셀들(C1, C2...)을 포함한다. 각각의 셀(C1, C2...)은 이면전극(210), 광 흡수부(311), 버퍼(321), 고저항 버퍼(331), 윈도우(410) 및 그리드 전극(600)을 포함한다.
상기 이면전극(210)은 상기 지지기판(100) 상에 배치되고, 상기 광 흡수부(311)는 상기 이면전극(210) 상에 배치된다. 상기 버퍼(321)는 상기 광 흡수부(311) 상에 배치되고, 상기 고저항 버퍼(331)는 상기 버퍼(321) 상에 배치된다. 상기 윈도우(410)는 상기 고저항 버퍼(331) 상에 배치된다.
상기 그리드 전극(600)은 상기 윈도우(410) 상에 배치되며, 상기 윈도우(410)의 상면에 직접 접촉한다.
특히, 상기 제 1 그리드 전극(610)은 상기 윈도우(410)의 일 외곽 영역에 배치되고, 상기 제 2 그리드 전극(620)은 상기 윈도우(410)의 반대편 외곽 영역까지 연장된다. 이때, 다수 개의 제 2 그리드 전극(620)들이 하나의 제 1 그리드 전극(610)으로부터 연장될 수 있다.
상기 그리드 전극(600)은 상기 윈도우층(400)에 직접 접촉하여, 상기 윈도우층(400)의 전기적인 특성을 보조할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 그리드 전극(600)에 의해서, 전체적인 전기적인 특성을 향상시킬 수 있고, 향상된 효율을 가질 수 있다.
특히, 상기 그리드 전극(600)이 상기 윈도우층(400)의 전기적인 특성을 보상하기 때문에, 상기 윈도우층(400)은 낮은 전기적인 특성을 가지더라도, 향상된 광학적 특성을 가질 수 있다.
즉, 상기 윈도우층(400)의 두께가 얇아짐에 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 높은 광 투과율을 가진다. 하지만, 상기 윈도우층(400)의 두께가 얇아짐에 따라서, 상기 윈도우층(400)의 저항이 증가될 수 있다. 이때, 상기 그리드 전 극(600)은 상기 윈도우층(400)의 저항 특성을 보상하여, 상기 윈도우층(400) 및 상기 그리드 전극(600) 전체의 저항은 낮아진다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 전기적인 특성을 저하시키지 않고, 높은 광 투과율을 구현할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 보다 많은 광을 상기 광 흡수층에 입사시킬 수 있다. 이때, 실시예에 따늘 태양광 발전장치의 전기적인 특성은 감소되지 않고, 오히려 더 향상될 수 있다.
또한, 상기 그리드 전극(600)은 불투명하더라도, 전체 셀의 평면적에 대하여, 매우 작은 평면적을 가지므로, 상기 그리드 전극(600)이 태양광의 입사율에 미치는 영향은 미미하다. 하지만, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 그리드 전극(600)을 이루는 물질은 매우 낮은 비저항을 가지기 때문에, 상기 그리드 전극(600)은 전기적인 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 그리드 전극(600)은 높은 전자 포집 능력을 가지고, 실시예에 따른 태양광 발전장치의 광 전류밀도를 향상시킨다.
또한, 상기 제 1 그리드 전극(610)은 비활성 영역(NAR)에 배치되기 때문에, 상기 제 1 그리드 전극(610)이 불투명하더라도, 광-전 변환 효율에는 영향을 미치지 않는다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 높은 입사율, 향상된 전기적인 특성 및 향상된 광-전 변환 효율을 가진다.
도 4 내지 도 7은 실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조방법을 도시한 단면도들이다. 본 제조방법에 관한 설명은 앞서 설명한 태양광 발전장치에 대한 설명을 참고한다.
도 4를 참조하면, 지지기판(100) 상에 이면전극층(200)이 형성되고, 상기 이면전극층(200)은 패터닝되어 제 1 관통홈(TH1)이 형성된다. 이에 따라서, 상기 기판 상에 다수 개의 이면전극들(210)이 형성된다. 상기 이면전극층(200)은 레이저에 의해서 패터닝된다.
상기 제 1 관통홈(TH1)은 상기 지지기판(100)의 상면을 노출하며, 약 10㎛ 내지 100㎛의 폭을 가진다.
또한, 상기 지지기판(100) 및 상기 이면전극층(200) 사이에 확산방지막 등과 같은 추가적인 층이 개재될 수 있고, 이때, 상기 제 1 관통홈(TH1)은 상기 추가적인 층의 상면을 노출하게 된다.
도 5를 참조하면, 상기 이면전극층(200) 상에 광 흡수층(310), 버퍼층(320) 및 고저항 버퍼층(330)이 차례로 형성된다.
상기 광 흡수층(310)은 스퍼터링 공정 또는 증발법 등에 의해서 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 광 흡수층(310)을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(310)을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다.
금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션 하는 것을 세분화하면, 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정에 의해서, 상기 이면전극(200) 상에 금속 프리커서 막이 형성된다.
이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레이제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(310)이 형성된다.
이와는 다르게, 상기 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 상기 셀레니제이션 공정은 동시에 진행될 수 있다.
이와는 다르게, 구리 타겟 및 인듐 타겟 만을 사용하거나, 구리 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 셀레니제이션 공정에 의해서, CIS계 또는 CIG계 광 흡수층(310)이 형성될 수 있다.
이후, 상기 광 흡수층(310) 상에 황화 카드뮴이 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착되고, 상기 버퍼층(320)이 형성된다.
이후, 상기 버퍼층(320) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착되고, 상기 고저항 버퍼층(330)이 형성된다.
이후, 상기 광 흡수층(310), 상기 버퍼층(320) 및 상기 고저항 버퍼층(330)의 일부가 제거되어 제 2 관통홈(TH2)이 형성된다. 상기 제 2 관통홈(TH2)은 상기 광 흡수층(310), 상기 버퍼층(320) 및 상기 고저항 버퍼층(330)을 관통한다.
상기 제 2 관통홈(TH2)은 팁 등의 기계적인 장치 또는 레이저 장치 등에 의해서 형성될 수 있다.
예를 들어, 약 40㎛ 내지 약 180㎛의 폭을 가지는 팁에 의해서, 상기 광 흡수층(310), 상기 버퍼층(320) 및 상기 고저항 버퍼층(330)은 패터닝될 수 있다. 또한, 상기 제 2 관통홈(TH2)은 약 200 내지 600㎚의 파장을 가지는 레이저에 의해서 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 고저항 버퍼층(330) 상에 윈도우층(400)이 형성된다. 이때, 상기 제 1 관통홈(TH1) 및 상기 제 2 관통홈(TH2) 내측에 상기 윈도우층(400)을 이루는 물질이 채워진다.
상기 윈도우층(400)을 형성하기 위해서, 상기 고저항 버퍼층(330) 상에 투명한 도전물질이 적층된다. 상기 투명한 도전물질은 상기 제 2 관통홈(TH2) 전체에 채워진다. 상기 투명한 도전물질의 예로서는 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드 등을 들 수 있다.
이후, 상기 윈도우층(400)의 일부가 제거되어 제 3 관통홈(TH3)이 형성된다. 즉, 상기 윈도우층(400)은 패터닝되어, 다수 개의 윈도우들(410) 및 다수 개의 셀들(C1, C2...)이 정의된다.
도 7을 참조하면, 상기 윈도우층(400) 상에 그리드 전극(600)이 형성된다.
상기 그리드 전극(600)이 형성되기 위해서, 상기 윈도우층(400) 상에 도전성 입자를 포함하는 페이스트가 프린트된다. 상기 도전성 입자는 예를 들어, 구리 입자, 은 입자 또는 알루미늄 입자일 수 있다.
또한, 상기 페이스트는 실크스크린 인쇄법에 의해서 프린트될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 그리드 전극(600)은 진공증착 공정에 의해서 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 윈도우층(400) 상에 마스크가 배치된다. 이후, 상기 마스크에 의해서, 상기 윈도우층(400) 상에 선택적으로 도전 물질이 증착되어 상기 그리드 전극(600)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 도전 물질은 스퍼터링 공정 또는 증발법에 의해서 증착될 수 있다.
이와 같이, 실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조방법은 그리드 전극(600)에 의해서, 향상된 광-전 변환 효율을 가지는 태양광 발전장치를 제공할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1 은 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에서 A부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에서 B-B`선을 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조방법을 도시한 단면도들이다.

Claims (9)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 제 1 전극층;
    상기 제 1 전극층 상에 배치되며, 홈이 형성되는 광 흡수층;
    상기 광 흡수층 상에 배치되는 윈도우층;
    상기 홈에 대응하며, 상기 윈도우층 상에 배치되는 제 2 전극; 및
    상기 제 2 전극으로부터 연장되는 제 3 전극을 포함하는 태양광 발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 홈은 제 1 방향으로 연장되며,
    상기 제 2 전극은 상기 제 1 방향으로 연장되고,
    상기 제 3 전극은 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 태양광 발전장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 3 전극의 폭은 0.01㎜ 내지 0.5㎜인 태양광 발전장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극은 상기 윈도우층에 직접 접촉하는 태양광 발전장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 2 전극 및 상기 제 3 전극은 구리, 알루미늄 또는 은을 포함하는 태양광 발전장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 윈도우층으로부터 연장되며, 상기 홈 내측에 배치되고, 상기 제 1 전극층에 접속되는 접속부를 포함하며,
    상기 제 2 전극은 상기 접속부에 대응하는 태양광 발전장치.
  7. 기판; 및
    상기 기판 상에 배치되는 셀을 포함하고,
    상기 셀은 태양광을 전기에너지로 변환시키는 활성 영역 및 상기 활성 영역에 인접하는 비활성 영역을 포함하며,
    상기 셀은
    상기 기판 상에 배치되는 제 1 전극;
    상기 제 1 전극 상에 배치되는 광 흡수부;
    상기 광 흡수부 상에 배치되는 윈도우; 및
    상기 윈도우의 상면에 직접 접촉하며, 상기 비활성 영역에 배치되는 제 2 전극을 포함하는 태양광 발전장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 전극으로부터 연장되며, 상기 활성 영역에 배치되는 다수 개의 제 3 전극들을 포함하는 태양광 발전장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 3 전극들은 서로 나란히 배치되며, 상기 제 3 전극들 사이의 간격은 5㎜ 내지 100㎜인 태양광 발전장치.
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