KR20110081674A - 기판 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 광전 변환 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

기판 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 광전 변환 소자 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20110081674A
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오민석
송남규
김정태
이윤석
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Abstract

표면에 요철을 갖는 기판이 제공된다. 기판은, 스크린 메시; 및 용액 상태 또는 페이스트 상태에서 상기 스크린 메시에 부착된 기판용 물질을 포함하여, 표면에 요철을 갖는다.

Description

기판 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 광전 변환 소자 및 그 제조 방법{Substrate and method for manufacturing the same, and photoelectric conversion device and method for manufacturing the same using it}
본 발명은 기판과 이를 이용한 광전 변환 소자의 제조 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표면에 요철을 갖는 기판 및 그 제조 방법과, 공정이 단순화되고 광흡수율을 증가시킨 광전 변환 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
태양 등의 빛을 전기에너지로 변환하는 광전 변환 소자인 태양전지는 다른 에너지원과 달리 무한하고 환경친화적이므로 시간이 갈수록 그 중요성이 더해가고 있다.
태양전지의 가장 기본적인 구조는 PN 접합으로 구성된 다이오드 형태로서 광흡수층의 재료에 따라 구분된다.
광흡수층으로 실리콘을 이용하는 태양전지는 결정질(단, 다결정) 기판(Wafer)형 태양전지와 박막형(비정질, 다결정) 태양전지로 구분할 수 있다. 또한 CIGS(CuInGaSe2)나 CdTe를 이용하는 화합물 박막 태양전지, Ⅲ-Ⅴ족 태양전지, 염료감응 태양전지와 유기 태양전지가 대표적인 태양전지라고 할 수 있다.
종래의 박막형 태양전지는 절연 기판 상에 반사전극, 광흡수층, 투명 도전층 등이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 이러한 구조에서는 각 층의 두께가 매우 얇기 때문에 광의 이동 경로가 짧아서 광 흡수가 제한되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 균일하고 용이하게 형성되는 요철을 갖는 기판 및 그 제조 방법과, 이를 이용하여 공정이 단순화되고 광흡수율이 증가된 광전 변환 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판은, 스크린 메시; 및 용액 상태 또는 페이스트 상태에서 상기 스크린 메시에 부착된 기판용 물질을 포함하여, 표면에 요철을 갖는다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 제조 방법은, 스크린 메시를 제공하는 단계; 상기 스크린 메시에 용액 상태 또는 페이스트 상태의 물질을 부착하는 단계; 및 상기 물질을 응고 또는 경화시키는 단계를 포함하여, 표면에 요철을 형성한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광전 변환 소자는, 스크린 메시 및 용액 상태 또는 페이스트 상태에서 상기 스크린 메시에 부착된 기판용 물질을 포함하여, 전면과 후면에 요철을 갖는 기판; 및 상기 기판의 전면 또는 후면에 형성된 광전 변환을 위한 적어도 하나의 층을 포함한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광전 변환 소자의 제조 방법은, 스크린 메시 및 용액 상태 또는 페이스트 상태에서 상기 스크린 메시에 부착된 기판용 물질을 포함하여, 전면과 후면에 요철을 갖는 기판을 형성하는 단계; 및 상기 기판의 전면 또는 후면에 광전 변환을 위한 적어도 하나의 층을 형성하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 스크린 메시의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 스크린 메시의 종류를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광전 변환 소자의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광전 변환 소자의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광전 변환 소자의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광전 변환 소자의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광전 변환 소자의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 광전 변환 소자의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 형성된 스크린 메시 기판을 나타내는 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
먼저, 본 발명의 특징을 간략히 설명하면, 박막형 태양전지와 같은 광전 변환 소자에 있어서 스크린 메시(screen mesh)를 기판으로 이용한다는 것이다. 스크린 메시를 기판으로 이용하면 기판 표면의 요철 형성이 용이하고 균일한 요철을 형성할 수 있는 장점이 있다. 우선 스크린 메시의 구조에 관하여 간략히 살펴본 후, 본 발명의 실시예들에 따른 스크린 메시를 이용한 광전 변환 소자와 그 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 스크린 메시의 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 스크린 메시의 종류를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 스크린 메시는 선과 선이 서로 엮어진 그물망 구조를 갖는다. 본 도면에서는 일례로서 4*4 스크린 메시가 도시되어 있다. 여기서, 메시란, 그물망의 망눈을 표시하는 단위로써 1인치 사이에 있는 망눈의 수를 의미한다.
도면부호 A는 개목(opening)으로서 선과 선 사이의 간격을 나타내며, 도면부호 B는 선경(wire diameter)로서 선의 굵기를 나타낸다. 빗금친 부분은 스크린 메시의 공간을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 스크린 메시는 그물망의 형성 구조에 따라 예컨대 4 종류(평직망, 능직망, 평첩직망, 능첩직망)로 구분될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 스크린 메시는 서로 엮어진 선들과, 선과 선 사이의 공간으로 이루어져, 표면이 선이 존재하는 부분은 볼록하고 공간이 존재하는 부분은 오목한 요철을 가짐을 알 수 있다.
이하, 이러한 스크린 메시를 기판으로 이용한 광전 변환 소자 및 그 제조 방법에 관하여 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광전 변환 소자의 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 광전 변환 소자는 스크린 메시를 이용하여 형성된 전면과 후면을 갖는 절연 기판(30)과, 절연 기판(30) 전면에 순차적으로 형성된 반사 전극층(31), 광흡수층(32) 및 투명 도전층(33)을 포함한다.
광은 절연 기판(30)의 전면으로 입사한다.
투명 도전층(33)을 입사된 광을 투과시키는 층으로서 산화 아연막과 같은 금속 산화물로 형성될 수 있고, 광흡수층(32)은 광을 흡수하여 전기력으로 변환시키기 위한 층으로서, P형 또는 N형 불순물을 포함하는 반도체층이다. 또한, 반사 전극층(31)은 광흡수층(32)에서 흡수한 광이 외부로 빠져나가지 못하도록 반사하는 층으로서, 몰리브덴 등의 금속으로 형성될 수 있다.
절연 기판(30)은 스크린 메시와 이 스크린 메시에 용액 상태 또는 페이스트 상태에서 부착된 절연 물질로 이루어지고, 그에 따라 전면과 후면에 모두 요철을 갖는다. 이는 전술한 바와 같이 스크린 메시가 선이 서로 엮어진 그물망이기 때문이다. 용액 상태 또는 페이스트 상태의 절연 물질은 표면 장력에 의하여 스크린 메시의 선과 선 사이 공간에 채워지고 그에 따라 절연 기판(30)의 전면과 후면에는 스크린 메시의 선이 위치하는 부분에서는 볼록하고 선 사이의 공간이 위치하는 부분에서는 오목한 요철이 균일하게 형성된다.
절연 기판(30)은 전면과 후면에 모두 요철을 갖기 때문에, 절연 기판(30) 전면의 반사 전극층(31), 광흡수층(32) 및 투명 도전층(33)도 이러한 요철 형상을 따라 표면에 요철을 갖게 된다. 그에 따라, 입사되는 광의 경로가 길어져서 광흡수율이 증가하는 장점이 있다.
이어서, 도 3을 참조하여 본 실시예의 광전 변환 소자의 제조 방법을 설명한다.
우선, 절연 기판(30)을 형성한다. 절연 기판(30)의 형성은, 스크린 메시를 제공하는 단계와, 제공된 스크린 메시에 용액 상태의 절연 물질이나 페이스트(paste) 상태의 절연 물질을 부착시키는 단계와, 이 절연 물질을 응고 또는 경화시키는 단계를 포함하여 수행된다.
좀더 상세하게는, 상기 절연 물질 부착 단계는, 절연 기판(30) 으로 사용될 절연 물질(예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 에폭시 수지)의 용액 또는 페이스트(이하, 절연 용액/페이스트)에 스크린 메시를 침지시키켜 절연 용액/페이스트를 스크린 메시에 부착시키는 딥핑(dipping), 스크린 메시를 절연 용액/페이스트를 통과시킴으로써 스크린 메시의 선 사이로 절연 물질이 성장하게 하는 스트링 리본 성장(string ribbon growth), 컨베이어 벨트에 의하여 이동하는 스크린 메시가 절연 용액/페이스트를 통과하면서, 미리 가열된 스크린 메시에 절연 물질이 성장하는 RGB(ribbon growth on substrate) 등의 방식에 의하여 수행되거나, 또는, 스크린 메시를 틀 등에 고정시키고 그 위에 절연 용액/페이스트를 부은 후 스퀴지(squeegee) 등의 주걱으로 절연 용액/페이스트를 가압함으로써 스크린 메시의 선 사이로 절연 용액/페이스트가 밀려나오게 하는 스크린 프린팅(screen printing), 절연 용액/페이스트를 바닥에 부어 놓은 후 바닥과 일정한 간격을 유지하도록 설계된 블레이드 위로 스크린 메시를 지나가게 함으로써 스크린 메시에 절연 용액/페이스트를 코팅하는 닥터 블레이드 코팅(Dr. Blade coating), 스크린 메시를 고정한 상태에서 절연 용액/페이스트를 저장한 슬릿 노즐이 스크린 메시의 일 방향을 따라 주행하면서 절연 용액/페이스트를 토출함으로써 스크린 메시에 절연 용액/페이스트를 코팅하는 슬릿 코팅(slit coating), 회전하는 판 상에 스크린 메시를 고정시키고 중앙에 절연 용액/페이스트를 떨어뜨려 퍼져 나가게 함으로써 스크린 메시에 절연 용액/ 페이스트를 코팅하는 스핀 코팅(spin coating), 스크린 메시를 고정한 상태에서 절연 용액/페이스트를 저장한 잉크젯 헤드가 절연 용액/페이스트를 수 내지 수십 방울로 스크린 메시로 분사하는 잉크젯(ink-jet) 등의 방식에 의하여 수행된다.
이러한 방식으로 절연 기판(30)을 형성하면, 전술한 바와 같이 절연 기판(30)의 전면과 후면에는 스크린 메시의 선이 위치하는 부분에서는 볼록하고 선 사이의 공간이 위치하는 부분에서는 오목한 요철이 균일하게 형성된다.
이와 같은 스크린 메시를 이용한 절연 기판(30) 형성 방식은, 종래의 요철 형성 방식 즉, 기판에 와이어를 부착하거나 파우더(powder)를 전착시키는 등의 방식을 이용하는 경우에 비하여, 절연 물질 간 접착력이 증가하여 이후 공정을 용이하게 하고 요철을 균일하게 형성하는 장점이 있다. 요철의 균일성은 단락전류(Jsc)의 향상과 셀 효율의 증가를 가져오게 된다. 나아가, 한 번의 공정으로 기판 양면에 요철을 형성할 수 있어 양면 셀 형성이 가능하고 공정이 단순화되는 장점이 있다.
이어서, 절연 기판(30)의 전면에 반사 전극층(31), 광흡수층(32) 및 투명 도전층(33)을 순차적으로 형성한다. 이때, 반사 전극층(31), 광흡수층(32) 및 투명 도전층(33)은 이전 공정에서 형성된 레이어(layer)의 표면 형상을 따라 형성되기 때문에, 자신의 표면에 요철을 갖게 된다. 예컨대, 반사 전극층(31)은 절연 기판(30) 전면의 요철 형상을 따라 형성되어 자신의 표면에 요철을 갖는다. 그에 따라 입사하는 광의 이동 경로가 길어짐은 전술한 바와 같다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광전 변환 소자의 단면도이다. 이하에서는 전술한 제1 실시예와 상이한 부분에 대하여만 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 광전 변환 소자는 전면과 후면을 갖는 스크린 메시를 이용한 절연 기판(40), 절연 기판(40) 전면에 순차적으로 형성된 반사 전극층(41), 제1 투명 도전층(42), 광흡수층(43) 및 제2 투명 도전층(44)을 포함한다.
본 실시예의 광전 변환 소자는 제1 실시예의 광전 변환 소자에서 광흡수층(43)의 후면에 제1 투명 도전층(42)이 더 개재된 구조를 갖는다.
이와 같이 광흡수층(43)의 후면에 제1 투명 도전층(42)을 더 개재시키면 입사되는 빛의 이동 경로가 더욱 증가하여 광흡수율이 더욱 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광전 변환 소자의 단면도이다. 이하에서는 전술한 제1 실시예와 상이한 부분에 대하여만 설명하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 광전 변환 소자는 전면과 후면을 갖는 스크린 메시를 이용한 절연 기판(50), 절연 기판(50) 전면에 순차적으로 형성된 제1 반사 전극층(51), 제1 광흡수층(52) 및 제1 투명 도전층(53)과, 절연 기판(50) 후면에 순차적으로 형성된 제2 반사 전극층(54), 제2 광흡수층(55) 및 제2 투면 도전층(56)을 포함한다.
본 실시예의 광전 변환 소자는 절연 기판(50)의 전면과 후면에 동일한 구조체가 대칭하여 형성된다. 즉, 절연 기판(50)의 전면과 후면에 동일한 태양전지 셀이 형성된다. 이러한 양면 태양전지 셀을 사용하기 위해서, 지면에 반사판을 형성하여 절연 기판(50)의 전면뿐만 아니라 후면을 통하여서도 광이 입사되게 할 수 있다.
스크린 메시를 이용한 절연 기판(50)은 전면과 후면에 모두 요철을 갖기 때문에, 본 실시예의 광전 변환 소자의 형성시 공정이 단순화되는 장점이 있다.
본 도면에는 도시되지 않았으나, 전술한 제2 실시예에서와 같이 제1 반사 전극층(51)과 제1 광흡수층(52) 사이 또는 제2 반사 전극층(54)과 제2 광흡수층(55)의 사이에는 광의 이동 경로를 증가시키기 위하여 투명 도전층(미도시됨)이 각각 더 개재될 수 있다.
본 실시예의 광전 변환 소자 제조 방법은, 절연 기판(50)의 전면에 1 반사 전극층(51), 제1 광흡수층(52) 및 제1 투명 도전층(53)을 순차적으로 형성한 후, 절연 기판(50)을 뒤짚어 절연 기판(50)의 후면에 제2 반사 전극층(54), 제2 광흡수층(55) 및 제2 투면 도전층(56)을 순차적으로 형성하는 방식으로 수행될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광전 변환 소자의 단면도이다. 이하에서는 전술한 제1 실시예와 상이한 부분에 대하여만 설명하기로 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 광전 변환 소자는 전면과 후면을 갖는 스크린 메시를 이용한 반사전극 기판(60)과 반사전극 기판(60)의 전면에 순차적으로 형성된 광흡수층(61) 및 투명 도전층(62)을 포함한다.
본 실시예에서는 절연 기판을 이용하는 대신, 반사전극으로서의 역할과 기판으로서의 역할을 동시에 수행하는 반사전극 기판(60)을 이용한다. 이러한 반사전극 기판(60)을 이용하면 공정이 더욱 단순화된다.
반사전극 기판(60)은 스크린 메시를 이용하여 형성되기 때문에 전면과 후면에 요철을 갖고, 그에 따라 반사전극 기판(60) 전면에 형성된 광흡수층(61) 및 투명 도전층(62)도 표면에 요철을 갖게 된다.
반사전극 기판(60)의 형성 방법을 간략히 설명하면 다음과 같다.
반사전극 기판(60)의 형성은, 스크린 메시를 제공하는 단계, 제공된 스크린 메시에 용액 상태의 전극 물질이나 페이스트(paste) 상태의 전극 물질을 부착하는 단계 및 이 전극 물질을 응고 또는 경화시키는 단계를 포함하여 수행된다. 전극 물질은 예를 들어 금속일 수 있다.
좀더 상세하게는, 상기 전극 물질 부착 단계는, 반사전극 기판(60) 으로 사용될 전극 물질의 용액 또는 페이스트(이하, 전극 용액/페이스트)에 스크린 메시를 침지시키켜 전극 용액/페이스트를 스크린 메시에 부착시키는 딥핑(dipping), 스크린 메시를 전극 용액/페이스트를 통과시킴으로써 스크린 메시의 선 사이로 전극 물질이 성장하게 하는 스트링 리본 성장(string ribbon growth), 컨베이어 벨트에 의하여 이동하는 스크린 메시가 전극 용액/페이스트를 통과하면서, 미리 가열된 스크린 메시에 전극 물질이 성장하는 RGB(ribbon growth on substrate) 등의 방식에 의하여 수행되거나, 또는, 스크린 메시를 틀 등에 고정시키고 그 위에 전극 용액/페이스트를 부은 후 스퀴지(squeegee) 등의 주걱으로 전극 용액/페이스트를 가압함으로써 스크린 메시의 선 사이로 전극 용액/페이스트가 밀려나오게 하는 스크린 프린팅(screen printing), 전극 용액/페이스트를 바닥에 부어 놓은 후 바닥과 일정한 간격을 유지하도록 설계된 블레이드 위로 스크린 메시를 지나가게 함으로써 스크린 메시에 전극 용액/페이스트를 코팅하는 닥터 블레이드 코팅(Dr. Blade coating), 스크린 메시를 고정한 상태에서 전극 용액/페이스트를 저장한 슬릿 노즐이 스크린 메시의 일 방향을 따라 주행하면서 전극 용액/페이스트를 토출함으로써 스크린 메시에 전극 용액/페이스트를 코팅하는 슬릿 코팅(slit coating), 회전하는 판 상에 스크린 메시를 고정시키고 중앙에 전극 용액/페이스트를 떨어뜨려 퍼져 나가게 함으로써 스크린 메시에 전극 용액/ 페이스트를 코팅하는 스핀 코팅(spin coating), 스크린 메시를 고정한 상태에서 전극 용액/페이스트를 저장한 잉크젯 헤드가 전극 용액/페이스트를 수 내지 수십 방울로 스크린 메시로 분사하는 잉크젯(ink-jet) 등의 방식에 의하여 수행된다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광전 변환 소자의 단면도이다. 이하에서는 전술한 제4 실시예와 상이한 부분에 대하여만 설명하기로 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 광전 변환 소자는 전면과 후면을 갖는 스크린 메시를 이용한 반사전극 기판(70)과 반사전극 기판(70)의 전면에 순차적으로 형성된 제1 투명 도전층(71), 광흡수층(72) 및 제2 투명 도전층(73)을 포함한다.
이와 같이 광흡수층(72)의 후면에 제1 투명 도전층(71)을 더 개재시키면 입사되는 빛의 이동 경로가 더욱 증가하여 광흡수율이 더욱 향상될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 광전 변환 소자의 단면도이다. 이하에서는 전술한 제4 실시예와 상이한 부분에 대하여만 설명하기로 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 광전 변환 소자는 전면과 후면을 갖는 반사전극 기판(80)과 반사전극 기판(80) 전면에 순차적으로 형성된 제1 광흡수층(81) 및 제1 투명 도전층(82)과, 반사전극 기판(80) 후면에 순차적으로 형성된 제2 광흡수층(83) 및 제2 투면 도전층(84)을 포함한다.
본 실시예의 광전 변환 소자는 반사전극 기판(80)의 전면과 후면에 동일한 구조체가 대칭하여 형성된다. 즉, 반사전극 기판(80)을 포함하여 그 전면과 후면에 동일한 태양전지 셀이 형성된다. 이러한 양면 태양전지 셀을 사용하기 위해서, 지면에 반사판을 형성하여 반사전극 기판(80)의 전면뿐만 아니라 후면을 통하여서도 광이 입사되게 할 수 있음은 전술하였다.
이와 같은 반사전극 기판(80)을 이용하면, 기판 전면과 후면에 모두 요철이 형성되고 별도의 반사전극 형성 공정이 생략되기 때문에 공정이 더욱 단순화되는 장점이 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 형성된 스크린 메시 기판을 나타내는 사진이다. 본 도면은 Ag 페이스트를 이용한 스크린 프린팅 방식에 의하여 형성된 스크린 메시 기판의 표면을 나타내고 있다. 좀더 상세하게는, 스크린 메시를 틀 등에 고정시키고 그 위에 Ag 페이스트를 부은 후 스퀴지 등의 주걱으로 Ag 페이스트를 가압하면서 이동하면, 스크린 메시의 선 사이로 Ag 페이스트가 밀려나와 도시된 것과 같은 스크린 메시 기판이 형성된다.
도 9를 참조하면, 스크린 메시 기판의 표면 요철이 매우 균일함을 알 수 있다.
본 발명에서와 같이 스크린 메시 기판을 이용하면, 광흡수율이 증가하고 공정이 단순화되며 기판 양면을 이용한 소자를 제조할 수 있음은 전술하였다. 나아가, 스크린 메시 기판의 유연성 때문에 광전 변환 소자의 기계적 강도가 향상된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
30: 절연 기판 31: 반사 전극층
32: 광흡수층 33: 투명 도전층

Claims (13)

  1. 스크린 메시; 및
    용액 상태 또는 페이스트 상태에서 상기 스크린 메시에 부착된 기판용 물질을 포함하여, 표면에 요철을 갖는, 기판.
  2. 스크린 메시를 제공하는 단계;
    상기 스크린 메시에 용액 상태 또는 페이스트 상태의 물질을 부착하는 단계; 및
    상기 물질을 응고 또는 경화시키는 단계를 포함하여, 표면에 요철을 형성하는, 기판 제조 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 물질 부착 단계는,
    딥핑(dipping), 스트링 리본 성장(string ribbon growth), RGB(ribbon growth on substrate), 스크린 프린팅(screen printing), 닥터 블레이드 코팅(Dr. Blade coating), 슬릿 코팅(slit coating), 스핀 코팅(spin coating) 또는 잉크젯(ink-jet) 방식을 이용하여 수행되는 기판 제조 방법.
  4. 스크린 메시 및 용액 상태 또는 페이스트 상태에서 상기 스크린 메시에 부착된 기판용 물질을 포함하여, 전면과 후면에 요철을 갖는 기판; 및
    상기 기판의 전면 또는 후면에 형성된 광전 변환을 위한 적어도 하나의 층을 포함하는 광전 변환 소자.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 기판용 물질은 절연 물질이고,
    상기 적어도 하나의 층은, 상기 기판의 전면 또는 후면에 순차적으로 형성된 반사 전극층, 광 흡수층 및 투명 도전층을 포함하는 광전 변환 소자.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 반사 전극층과 상기 광 흡수층 사이에 다른 투명 도전층이 더 개재되는 광전 변환 소자.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 기판용 물질은 광을 반사하는 금속 물질이고,
    상기 적어도 하나의 층은, 상기 기판의 전면 또는 후면에 순차적으로 형성된 광 흡수층 및 투명 도전층을 포함하는 광전 변환 소자.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 광 흡수층 사이에 다른 투명 도전층이 더 개재되는 광전 변환 소자.
  9. 스크린 메시 및 용액 상태 또는 페이스트 상태에서 상기 스크린 메시에 부착된 기판용 물질을 포함하여, 전면과 후면에 요철을 갖는 기판을 형성하는 단계; 및
    상기 기판의 전면 또는 후면에 광전 변환을 위한 적어도 하나의 층을 형성하는 단계를 포함하는 광전 변환 소자의 제조 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 기판 형성 단계는,
    스크린 메시를 제공하는 단계;
    상기 스크린 메시에 용액 상태 또는 페이스트 상태의 물질을 부착하는 단계; 및
    상기 물질을 응고 또는 경화시키는 단계를 포함하는, 광전 변환 소자의 제조 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 물질 부착 단계는,
    딥핑(dipping), 스트링 리본 성장(string ribbon growth), RGB(ribbon growth on substrate), 스크린 프린팅(screen printing), 닥터 블레이드 코팅(Dr. Blade coating), 슬릿 코팅(slit coating), 스핀 코팅(spin coating) 또는 잉크젯(ink-jet) 방식을 이용하여 수행되는, 광전 변환 소자의 제조 방법.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 기판용 물질은 절연 물질이고,
    상기 적어도 하나의 층을 형성하는 단계는, 상기 기판의 전면 또는 후면에 반사 전극층, 광 흡수층 및 투명 도전층을 순차적으로 형성하는 단계를 포함하는, 광전 변환 소자의 제조 방법.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 기판용 물질은 광을 반사하는 금속 물질이고,
    상기 적어도 하나의 층을 형성하는 단계는, 상기 기판의 전면 또는 후면에 광 흡수층 및 투명 도전층을 순차적으로 형성하는 단계를 포함하는, 광전 변환 소자의 제조 방법.
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