KR20110124939A - 박막형 태양전지 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20110124939A
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Abstract

본 발명은, 기판의 일면에 복수 개의 비드들을 분사하여 상기 기판의 일면에 복수 개의 홈들을 형성하는 공정; 상기 복수 개의 홈들이 형성된 기판의 일면 상에 전면전극층을 형성하는 공정; 상기 전면전극층 상에 반도체층을 형성하는 공정; 및 상기 반도체층 위에 후면전극층을 형성하는 공정을 포함하는 박막형 태양전지의 제조방법, 및 그 방법에 의해 제조된 박막형 태양전지에 관한 것으로서,
본 발명은 분사하는 비드의 크기 및 모양을 적절히 선택하고 분사압력을 적절히 조절함으로써 기판의 일면에 원하는 패턴의 요철구조를 얻을 수 있어 태양광의 경로를 최대화하는 것이 용이하고, 또한, 화학적 식각공정을 이용하지 않기 때문에 환경문제가 발생하지 않고 식각액 제거를 위한 추가적인 세정 공정도 요구되지 않는 장점이 있다.

Description

박막형 태양전지 및 그 제조방법{Thin film type Solar Cell and Method for manufacturing the same}
본 발명은 태양전지(Solar Cell)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 박막형 태양전지에 관한 것이다.
태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다.
태양전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조로 이루어져 있으며, 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole)과 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 된다.
이와 같은 태양전지는 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다.
기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다.
기판형 태양전지는 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수하기는 하지만, 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있고 고가의 반도체 기판을 이용하기 때문에 제조비용이 상승되는 단점이 있다.
박막형 태양전지는 기판형 태양전지에 비하여 효율이 다소 떨어지기는 하지만, 얇은 두께로 제조가 가능하고 저가의 재료를 이용할 수 있어 제조비용이 감소되는 장점이 있어 대량생산에 적합하다.
이하 도면을 참조로 종래의 박막형 태양전지에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 박막형 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 박막형 태양전지는 기판(10), 전면전극층(20), 반도체층(30) 및 후면전극층(40)을 포함하여 이루어지며, 이와 같은 종래의 박막형 태양전지는 상기 기판(10) 상에 전면전극층(20), 반도체층(30) 및 후면전극층(40)을 차례로 형성하여 제조한다.
그동안 박막형 태양전지의 효율 향상을 위해서 다각적인 연구가 진행되어 왔는데, 그 중 하나로서 입사되는 태양광의 광경로를 증진시킴으로써 전지 효율을 향상시키는 기술이 있다.
즉, 도 1에서 알 수 있듯이, 상기 기판(10) 상에 형성되는 전면전극층(20)을 요철구조로 형성함으로써, 상기 전면전극층(20)을 통과하는 태양광이 다양한 경로로 굴절 또는 산란되도록 하여 상기 반도체층(30)을 통과하는 태양광의 광경로를 증진시키는 것이다.
이와 같이 상기 전면전극층(20)을 요철구조로 형성하기 위해서, 종래에는 상기 기판(10) 상에 스퍼터링(Sputtering)법을 이용하여 평평한 구조의 투명한 도전층을 증착하고, 이어서 산(acid)을 이용하여 상기 평평한 구조의 투명한 도전층의 표면을 요철구조로 형성하는 소위 텍스쳐링(texturing) 공정을 수행하였다.
그러나, 이와 같은 종래의 텍스쳐링 공정은 산을 이용하여 투명한 도전층의 표면을 요철구조로 형성하기 때문에, 상기 요철구조의 형상 및 크기를 조절하는 것이 용이하지 않고, 또한 조절할 수 있는 상기 요철구조의 형상 및 크기가 매우 제한적이기 때문에 태양광의 광경로를 증진시키는 데 한계가 있었다.
또한, 종래의 텍스쳐링 공정은 산을 이용한 화학적 식각공정이 필요하기 때문에 환경문제가 유발되고, 또한 산을 세정하는 공정이 추가로 요구되는 등 처리비용이 증가되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 환경문제 및 추가적인 세정 공정이 요구되지 않으면서도 요철구조의 형상 및 크기 조절이 용이하여 태양광의 광경로 증진을 최대화할 수 있는 박막형 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 곡선형 구조의 단면을 갖는 복수 개의 홈들이 일면에 형성된 기판; 상기 복수 개의 홈들이 형성된 기판의 일면 상에 형성된 전면전극층; 상기 전면전극층 상에 형성된 반도체층; 및 상기 반도체층 위에 형성된 후면전극층을 포함하여 이루어진 박막형 태양전지를 제공한다.
여기서, 상기 복수 개의 홈들 각각은 그 폭이 1 내지 5㎛ 범위이고, 그 깊이가 0.5 내지 2.5㎛ 범위일 수 있다. 또한, 상기 복수 개의 홈들 사이의 영역은 평평한 구조로 이루어지고, 상기 복수 개의 홈들 사이의 간격은 5㎛이하일 수 있다.
상기 반도체층과 후면전극층 사이에 투명도전층이 추가로 형성될 수 있다.
상기 전면전극층과 접하지 않는 기판의 타면에 곡선형 구조의 단면을 갖는 복수 개의 홈들이 추가로 형성될 수도 있다.
본 발명은 또한, 기판의 일면에 복수 개의 비드들을 분사하여 상기 기판의 일면에 복수 개의 홈들을 형성하는 공정; 상기 복수 개의 홈들이 형성된 기판의 일면 상에 전면전극층을 형성하는 공정; 상기 전면전극층 상에 반도체층을 형성하는 공정; 및 상기 반도체층 위에 후면전극층을 형성하는 공정을 포함하는 박막형 태양전지의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 기판의 일면에 복수 개의 비드들을 분사하는 공정은, 직경이 1 내지 5㎛ 범위인 복수 개의 비드들을 3kgf/cm2 내지 8kgf/cm2범위의 분사압력으로 분사하는 공정으로 이루어질 수 있다.
상기 기판의 일면에 복수 개의 홈들을 형성하는 공정은, 그 폭이 1 내지 5㎛ 범위이고, 그 깊이가 0.5 내지 2.5㎛ 범위이며, 그들 사이의 간격이 5㎛이하인 복수 개의 홈들을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다.
상기 반도체층과 후면전극층 사이에 투명도전층을 형성하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.
상기 기판의 타면에 복수 개의 비드들을 분사하여 상기 기판의 타면에 복수 개의 홈들을 형성하는 공정을 추가로 포함할 수도 있다.
상기 구성에 의한 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 복수 개의 비드들을 기판의 일면에 분사하여 복수 개의 홈들을 형성함으로써 기판의 일면에 요철구조를 형성할 수 있다.
따라서, 본 발명은 분사하는 비드의 크기 및 모양을 적절히 선택하고 분사압력을 적절히 조절함으로써 원하는 패턴의 요철구조를 얻을 수 있어 태양광의 경로를 최대화하는 것이 용이하다. 또한, 본 발명은 화학적 식각공정을 이용하지 않기 때문에 환경문제가 발생하지 않고 식각액 제거를 위한 추가적인 세정 공정도 요구되지 않는 장점이 있다.
도 1은 종래의 박막형 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조방법을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조방법을 도시한 개략적인 단면도이다.
이하 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지는, 기판(100), 전면전극층(200), 반도체층(300), 투명도전층(400), 및 후면전극층(500)을 포함하여 이루어진다.
상기 기판(100)은 유리로 이루어질 수 있다. 상기 기판(100)의 일면(100a), 보다 구체적으로는, 상기 전면전극층(200)과 접하는 상기 기판(100)의 일면(100a)에는 복수 개의 홈(110)들이 형성되어 있다. 상기 홈(110)은 도시된 바와 같이 곡선형 구조, 예로서 둥근 구조(round)의 단면을 갖는다.
본 발명은 이와 같이 기판(100)의 일면(100a)에 복수 개의 홈(110)들을 형성함으로써, 상기 복수 개의 홈(110)들이 음각이 되고 상기 복수 개의 홈(110)들 사이의 영역이 양각이 되어, 결국 상기 기판(100)의 일면(100a)이 요철구조를 갖게 된다. 또한, 그와 더불어 상기 기판(100)의 일면(100a) 상에 차례로 형성되는 전면전극층(200), 반도체층(300) 및 투명도전층(400)의 표면도 상기 기판(100)의 일면(100a)과 유사하게 요철구조를 갖게 된다. 결국, 본 발명에 따르면, 기판(100), 전면전극층(200), 반도체층(300) 및 투명도전층(400)의 표면이 요철구조를 갖게 되어, 태양광의 경로가 증진됨으로써 태양전지의 효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 기판(100)의 일면(100a)에 형성되는 복수 개의 홈(110)이 곡선형 구조, 예로서 둥근 구조의 단면을 갖도록 함으로써, 오목렌즈와 같이 광을 집광하는 효과를 얻을 수 있고, 그에 따라 보다 많은 양의 태양광이 상기 반도체층(300)으로 입사될 수 있게 되어 태양전지의 효율이 향상될 수 있다.
상기 기판(100)의 일면(100a)에 형성되는 복수 개의 홈(110)들은 후술하는 바와 같이, 복수 개의 비드(bead)들을 기판(100)의 일면(100a)에 분사하는 방법을 통해 형성할 수 있기 때문에, 일반적인 화학적 식각공정과 비교하여 제조공정이 단순하고, 환경문제가 발생하지 않고, 추가적인 세정 공정이 요구되지 않는 장점이 있다.
이와 같이, 복수 개의 비드(bead)들을 기판(100)의 일면(100a)에 분사하는 방법을 통해 상기 기판(100)의 일면(100a)에 복수 개의 홈(110)들을 형성할 경우, 상기 홈(110)은 비드 형상에 대응하도록 둥근 구조의 단면을 갖게 되고, 상기 홈(110)들 사이의 영역은 평평한 구조가 된다.
상기 기판(100)의 일면(100a)에 형성되는 홈(110)의 폭(a)은 1 내지 5㎛ 범위가 바람직한데, 상기 홈(110)의 폭(a)이 1㎛ 미만일 경우에는 광의 투과도가 떨어질 수 있고, 상기 홈(110)의 폭(a)이 5㎛를 초과할 경우에는 광의 산란효과가 떨어져 태양광의 경로 증진효과가 줄어들 수 있기 때문이다.
또한, 상기 홈(110)의 깊이(c)는 0.5 내지 2.5㎛ 범위가 바람직한데, 상기 홈(110)의 깊이(c)가 0.5㎛ 미만일 경우에는 광의 투과도가 떨어질 수 있고, 상기 홈(110)의 깊이(c)가 2.5㎛를 초과할 경우에는 광의 산란효과가 떨어져 태양광의 경로 증진효과가 줄어들 수 있기 때문이다.
또한, 상기 복수 개의 홈(110)들 사이의 간격(b)은 5㎛이하가 바람직한데, 상기 홈(110)들 사이의 간격(b)이 5㎛를 초과할 경우에는 상기 홈(110)이 밀도가 작아서 태양광의 경로 증진효과가 줄어들 수 있기 때문이다.
상기 전면전극층(200)은 상기 홈(110)이 형성된 기판(100)의 일면(100a) 상에 형성되어 박막형 태양전지의 제1 전극으로 기능한다.
상기 전면전극층(200)은 태양광이 입사되는 면에 형성되기 때문에 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질로 이루어진다.
상기 전면전극층(200)의 표면은 상기 홈(110)이 형성된 기판(100)의 일면(100a)에 대응하는 요철 구조로 이루어지며, 이와 같은 요철 구조의 표면을 갖는 전면전극층(200)은 종래와 같이 별도의 식각 공정을 통해 얻는 것이 아니기 때문에 제조공정이 매우 단순해진다.
상기 반도체층(300)은 상기 전면전극층(200) 상에 비정질 실리콘과 같은 실리콘계 화합물로 형성될 수 있다.
상기 반도체층(300)은 P(Positive)형 반도체층(310), I(Intrinsic)형 반도체층(320) 및 N(Negative)형 반도체층(330)이 순서대로 적층된 PIN구조로 형성될 수 있다. 이와 같이 상기 반도체층(300)이 PIN구조로 형성되면, I형 반도체층(320)이 P형 반도체층(310)과 N형 반도체층(330)에 의해 공핍(depletion)이 되어 내부에 전기장이 발생하게 되고, 태양광에 의해 생성되는 정공 및 전자가 상기 전기장에 의해 드리프트(drift)되어 각각 P형 반도체층(310) 및 N형 반도체층(330)에서 수집되게 된다.
상기 반도체층(300)을 PIN구조로 형성할 경우에는 상기 전면전극층(200) 상에 P형 반도체층(310)을 형성하고 이어서 I형 반도체층(320) 및 N형 반도체층(330)을 형성하는 것이 바람직한데, 그 이유는 일반적으로 정공의 드리프트 이동도(drift mobility)가 전자의 드리프트 이동도 보다 낮기 때문에 입사광에 의한 수집효율을 극대화하기 위해서 P형 반도체층(310)을 수광면에 가깝게 형성하기 위함이다.
한편, 도시하지는 않았지만, 버퍼층을 사이에 두고 제1 반도체층과 제2 반도체층을 형성함으로써, 소위 탠덤(tandem)구조의 박막형 태양전지를 구성할 수도 있다. 즉, 상기 전면전극층(200) 상에 PIN구조의 제1 반도체층을 형성하고, 상기 제1 반도체층 상에 버퍼층을 형성하고, 상기 버퍼층 상에 PIN구조의 제2 반도체층을 형성할 수도 있다. 이 경우, 상기 제1 반도체층은 비정질 반도체물질로 형성하고, 상기 제2 반도체층은 미세결정질 반도체물질로 형성할 수 있는데, 그 이유는 비정질 반도체물질은 단파장의 광을 잘 흡수하고 미세결정질 반도체물질은 장파장의 광을 잘 흡수하는 특성이 있기 때문에, 비정질 반도체물질과 미세결정질 반도체물질을 조합할 경우 광흡수효율이 증진될 수 있기 때문이다. 상기 버퍼층은 상기 제1 반도체층 및 제2 반도체층의 사이에서 터널접합을 통해 정공 및 전자의 이동을 원활히 하는 역할을 하는 것으로서, ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:H, SnO2, SnO2:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명한 도전물질로 형성할 수 있다.
또한, 이와 같은 탠덤(tandem) 구조 이외에 트리플(triple) 구조로 형성하는 것도 가능하다.
상기 투명도전층(400)은 상기 반도체층(300) 상에서 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, Ag와 같은 투명한 도전물질로 형성될 수 있다.
상기 투명도전층(400)은 생략하는 것도 가능하지만, 태양전지의 효율증진을 위해서는 상기 투명도전층(400)을 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 투명도전층(400)을 형성하게 되면 상기 반도체층(300)을 투과한 태양광이 투명도전층(400)을 통과하면서 굴절 및 산란을 통해 다양한 각으로 진행하게 되어 상기 후면전극(500)에서 반사되어 반도체층(300)으로 재입사되는 광의 비율이 증가될 수 있기 때문이다.
상기 후면전극층(500)은 상기 투명도전층(400) 상에 형성되어 박막형 태양전지의 제2 전극으로 기능한다. 상기 후면전극층(500)은 Ag, Al, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu 등과 같은 금속물질로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도로서, 이는 기판(100)의 구조가 변경된 것을 제외하고 전술한 도 2에 도시한 박막형 태양전지와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지는 상기 전면전극층(200)과 접하는 기판(100)의 일면(100a)에 복수 개의 제1 홈(110)들이 형성됨과 더불어 상기 전면전극층(200)과 접하지 않는 기판(100)의 타면(100b)에도 복수 개의 제2 홈(120)들이 형성되어 있다.
이와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 제1 홈(110)들과 제2 홈(120)들에 의해서 기판(100)의 양면(100a, 100b)이 요철구조를 갖게 되어 태양광의 경로가 보다 증진될 수 있다.
상기 제1 홈(110) 및 제2 홈(120)은 도시된 바와 같이 곡선형 구조, 예로서 둥근 구조(round)의 단면을 가지며, 이와 같은 둥근 구조의 단면을 갖는 제1 홈(110) 및 제2 홈(120)은 후술하는 바와 같이 비드를 기판(100)의 양면(100a, 100b)에 분사하는 방법을 통해 형성될 수 있다.
상기 제1 홈(110) 및 제2 홈(120) 각각은 그 폭이 1 내지 5㎛ 범위가 바람직하고, 그 깊이가 0.5 내지 2.5㎛ 범위가 바람직하며, 상기 복수 개의 제1 홈(110)들 사이의 간격, 및 상기 복수 개의 제2 홈(120)들 사이의 간격이 5㎛이하가 바람직함은 전술한 실시예에서와 유사하다.
상기 복수 개의 제1 홈(110) 및 제2 홈(120)은 도시된 바와 같이 서로 마주하도록 형성될 수도 있지만, 서로 마주하지 않도록 형성될 수도 있다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조방법을 도시한 개략적인 단면도로서, 이는 전술한 도 2에 따른 박막형 태양전지의 제조방법에 관한 것이다.
우선, 도 4a에서 알 수 있듯이, 기판(100)의 일면(100a)에 복수 개의 홈(110)들을 형성한다.
상기 복수 개의 홈(110)들은 상기 기판(100)의 일면(100a)에 복수 개의 비드(600)들을 분사하는 공정을 통해 형성할 수 있다.
상기 홈(110)의 구체적인 구성은 전술한 바와 같다. 즉, 상기 홈(110)의 폭(a)은 1 내지 5㎛ 범위가 바람직하고, 깊이(c)는 0.5 내지 2.5㎛ 범위가 바람직하며, 상기 복수 개의 홈(110)들 사이의 간격(b)은 5㎛이하가 바람직하다.
이와 같은 구성의 홈(110)을 얻기 위해서는 상기 분사하는 비드(600)의 크기 및 모양을 적절히 선택하고 고압분사시 분사압력을 적절히 조절할 필요가 있다.
구체적으로, 상기 비드(600)은 원형인 것이 바람직하지만, 반드시 원형일 필요는 없다. 또한, 상기 비드(600)의 직경은 1 내지 5㎛ 범위인 것이 바람직하다. 여기서, 상기 비드(600)의 직경이라 함은 가장 큰 직경과 가장 작은 직경의 평균 직경을 의미한다.
상기 비드(600)의 분사압력은 3kgf/cm2 내지 8kgf/cm2범위가 바람직하다. 상기 분사압력이 3kgf/cm2 미만일 경우에는 상기 홈(110)이 형성되지 않을 수 있고, 상기 분사압력이 8kgf/cm2를 초과할 경우에는 상기 비드(600)가 상기 기판(100)에 매립될 우려가 있기 때문이다.
다음, 도 4b에서 알 수 있듯이, 상기 복수 개의 홈(110)들이 형성된 기판(100)의 일면(100a) 상에 전면전극층(200)을 형성한다.
상기 전면전극층(200)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, 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.
다음, 도 4c에서 알 수 있듯이, 상기 전면전극층(200) 상에 반도체층(300)을 형성한다.
상기 반도체층(300)은 비정질 실리콘과 같은 실리콘계 반도체물질을 플라즈마 CVD법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 반도체층(300)은 상기 전면전극층(200) 상에 P형 반도체층(310)을 형성하고, 그 후 상기 P형 반도체층(310) 상에 I형 반도체층(320)을 형성하고, 그 후 상기 I형 반도체층(320) 상에 N형 반도체층(330)을 형성함으로써 PIN구조로 형성할 수 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 상기 전면전극층(200) 상에 PIN 구조의 제1 반도체층을 형성하고, 상기 제1 반도체층 상에 버퍼층을 형성하고, 상기 버퍼층 상에 PIN 구조의 제2 반도체층을 형성함으로써 소위 탠덤(tandem)구조의 박막형 태양전지를 형성할 수도 있다.
다음, 도 4d에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(300) 상에 투명도전층(400)을 형성한다.
상기 투명도전층(400)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, Ag와 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 투명도전층(400)의 형성공정은 생략하는 것도 가능하지만, 태양전지의 효율증진을 위해서는 상기 투명도전층(400)을 형성하는 것이 바람직함은 전술한 바와 같다.
다음, 도 4e에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400) 상에 후면전극층(500)을 형성하여 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조를 완성한다.
상기 후면전극(500)은 Ag, Al, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu 등과 같은 금속을 스퍼터링(Sputtering)법을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 상기 후면전극(500)은 상기와 같은 금속의 페이스트(paste)를 이용하여 인쇄(Printing)법으로 형성할 수 있다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조방법을 도시한 개략적인 단면도로서, 이는 전술한 도 3에 따른 박막형 태양전지의 제조방법에 관한 것이다. 이하에서는 전술한 실시예에와 중복되는 부분에 대해서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
우선, 도 5a에서 알 수 있듯이, 기판(100)의 일면(100a)에 복수 개의 제1 홈(110)들을 형성함과 더불어 기판(100)의 타면(100b)에 복수 개의 제2 홈(110)들을 형성한다.
상기 복수 개의 제1 홈(110)들은 상기 기판(100)의 일면(100a)에 복수 개의 비드(600)들을 분사하는 공정을 통해 형성하고, 상기 복수 개의 제2 홈(120)들은 상기 기판(100)의 타면(100b)에 복수 개의 비드(600)들을 분사하는 공정을 통해 형성할 수 있다.
상기 복수 개의 제1 홈(110)들과 상기 복수 개의 제2 홈(120)들은 동시에 형성하는 것이 생산성 측면에서 유리하다. 다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 복수 개의 제1 홈(110)들을 먼저 형성하고 그 후에 상기 복수 개의 제2 홈(120)들을 형성할 수도 있고, 상기 복수 개의 제2 홈(120)들을 먼저 형성하고 그 후에 상기 복수 개의 제1 홈(110)들을 형성할 수도 있다.
상기 제1 홈(110) 및 제2 홈(120) 각각의 구성은 전술한 바와 동일하다. 즉, 상기 제1 홈(110) 및 제2 홈(120) 각각은 곡선형 구조, 예로서 둥근 구조(round)의 단면을 가지며, 그 폭이 1 내지 5㎛ 범위가 바람직하고, 그 깊이가 0.5 내지 2.5㎛ 범위가 바람직하다. 또한, 상기 복수 개의 제1 홈(110)들 사이의 간격, 및 상기 복수 개의 제2 홈(120)들 사이의 간격은 5㎛이하가 바람직하다. 또한, 상기 복수 개의 제1 홈(110) 및 제2 홈(120)은 서로 마주하도록 형성될 수도 있고, 서로 마주하지 않도록 형성될 수도 있다.
상기와 같은 구성의 제1 홈(110) 및 제2 홈(120)을 얻기 위해서, 분사하는 비드(600)의 직경은 1 내지 5㎛ 범위가 바람직하고, 상기 비드(600)의 분사압력은 3 kgf/cm2 내지 3 kgf/cm2범위가 바람직함은 전술한 바와 동일하다.
다음, 도 5b에서 알 수 있듯이, 상기 복수 개의 제1 홈(110)들이 형성된 기판(100)의 일면(100a) 상에 전면전극층(200)을 형성한다.
다음, 도 5c에서 알 수 있듯이, 상기 전면전극층(200) 상에 반도체층(300)을 형성한다.
다음, 도 5d에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(300) 상에 투명도전층(400)을 형성한다.
다음, 도 5e에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400) 상에 후면전극층(500)을 형성하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조를 완성한다.
100: 기판 110: 홈, 제1 홈
120: 제2 홈 200: 전면전극층
300: 반도체층 310: P형 반도체층
320: I형 반도체층 330: N형 반도체층
400: 투명도전층 500: 후면전극층
600: 비드

Claims (10)

  1. 곡선형 구조의 단면을 갖는 복수 개의 홈들이 일면에 형성된 기판;
    상기 복수 개의 홈들이 형성된 기판의 일면 상에 형성된 전면전극층;
    상기 전면전극층 상에 형성된 반도체층; 및
    상기 반도체층 위에 형성된 후면전극층을 포함하여 이루어진 박막형 태양전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 홈들 각각은 그 폭이 1 내지 5㎛ 범위이고, 그 깊이가 0.5 내지 2.5㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 홈들 사이의 영역은 평평한 구조로 이루어지고, 상기 복수 개의 홈들 사이의 간격은 5㎛이하인 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반도체층과 후면전극층 사이에 투명도전층이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전면전극층과 접하지 않는 기판의 타면에 곡선형 구조의 단면을 갖는 복수 개의 홈들이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
  6. 기판의 일면에 복수 개의 비드들을 분사하여 상기 기판의 일면에 복수 개의 홈들을 형성하는 공정;
    상기 복수 개의 홈들이 형성된 기판의 일면 상에 전면전극층을 형성하는 공정;
    상기 전면전극층 상에 반도체층을 형성하는 공정; 및
    상기 반도체층 위에 후면전극층을 형성하는 공정을 포함하는 박막형 태양전지의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판의 일면에 복수 개의 비드들을 분사하는 공정은, 직경이 1 내지 5㎛ 범위인 복수 개의 비드들을 3kgf/cm2 내지 8kgf/cm2범위의 분사압력으로 분사하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기판의 일면에 복수 개의 홈들을 형성하는 공정은, 그 폭이 1 내지 5㎛ 범위이고, 그 깊이가 0.5 내지 2.5㎛ 범위이며, 그들 사이의 간격이 5㎛이하인 복수 개의 홈들을 형성하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 반도체층과 후면전극층 사이에 투명도전층을 형성하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 타면에 복수 개의 비드들을 분사하여 상기 기판의 타면에 복수 개의 홈들을 형성하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
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