KR20120026925A - 태양광 발전장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

태양광 발전장치 및 이의 제조방법이 개시된다. 태양광 발전장치는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 이면전극층; 상기 이면전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 윈도우층을 포함하고, 상기 광 흡수층에 제 1 폭을 가지는 제 3 관통홈이 형성되고, 상기 윈도우층에 상기 제 1 폭보다 더 큰 제 2 폭을 가지는 제 4 관통홈이 형성되고, 상기 제 4 관통홈은 상기 제 3 관통홈에 대응된다.

Description

태양광 발전장치 및 이의 제조방법{SOLAR CELL APPARATUS AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
실시예는 태양광 발전장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 에너지의 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양광 발전장치에 대한 개발이 진행되고 있다.
특히, 유리기판, 금속 후면 전극층, p형 CIGS계 광 흡수층, 고 저항 버퍼층, n형 윈도우층 등을 포함하는 기판 구조의 pn 헤테로 접합 장치인 CIGS계 태양광 발전장치가 널리 사용되고 있다.
또한, 이러한 태양광 발전장치를 제조하기 위하여, 다수 개의 셀들로 분리하기 위한 패터닝 공정이 진행되어야 한다.
실시예는 단락이 방지되고, 향상된 광-전 변환 효율을 가지는 태양광 발전장치 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 태양광 발전장치는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 이면전극층; 상기 이면전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 윈도우층을 포함하고, 상기 광 흡수층에 제 1 폭을 가지는 제 3 관통홈이 형성되고, 상기 윈도우층에 상기 제 1 폭보다 더 큰 제 2 폭을 가지는 제 4 관통홈이 형성되고, 상기 제 4 관통홈은 상기 제 3 관통홈에 대응된다.
일 실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조방법은 기판 상에 이면전극층을 형성하는 단계; 상기 이면전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 윈도우층을 형성하는 단계; 상기 윈도우층 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 윈도우층 및 상기 광 흡수층을 식각하여, 상기 광 흡수층에 제 1 폭을 가지는 제 3 관통홈을 형성하고, 상기 윈도우층에 상기 제 1 폭보다 더 큰 제 2 폭을 가지는 제 4 관통홈을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 제 3 관통홈 및 제 4 관통홈을 포함한다. 이때, 제 4 관통홈은 상대적으로 큰 폭을 가지고, 제 3 관통홈은 상대적으로 작은 폭을 가진다.
또한, 제 4 관통홈은 상대적으로 낮은 저항을 가지는 윈도우층을 분리하고, 제 3 관통홈은 상대적으로 높은 저항을 가지는 광 흡수층을 분리한다.
이에 따라서, 제 3 관통홈 및 제 4 관통홈은 효율적으로 광 흡수층 및 윈도우층을 분리한다. 특히, 제 3 관통홈 및 제 4 관통홈은 각각의 셀을 분리하고, 셀들 사이의 쇼트를 효율적으로 방지할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 셀들 사이의 쇼트를 방지하고, 향상된 광-전 변환 효율을 가진다.
또한, 제 3 관통홈은 작은 폭을 가지기 때문에, 이면전극층을 덜 노출시킨다. 또한, 광 흡수층에서 발전에 관여하는 부분이 효과적으로 보호될 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 향상된 내구성 및 신뢰성을 가진다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 패널을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 8은 실시예에 따른 태양전지 패널을 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 층, 막 또는 전극 등이 각 기판, 층, 막, 또는 전극 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 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 1은 실시예에 따른 태양전지 패널을 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1에서 A-A`선을 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 태양전지 패널은 지지기판(100), 이면전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500), 윈도우층(600) 및 다수 개의 접속부들(700)을 포함한다.
상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 이면전극층(200), 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500), 상기 윈도우층(600) 및 상기 접속부(700)를 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 몰리브덴 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 관통홈들(TH1)이 형성된다. 상기 제 1 관통홈들(TH1)은 상기 지지기판(100)의 상면을 노출하는 오픈 영역이다. 상기 제 1 관통홈들(TH1)은 평면에서 보았을 때, 제 1 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다.
상기 제 1 관통홈들(TH1)의 폭은 약 80㎛ 내지 200㎛ 일 수 있다.
상기 제 1 관통홈들(TH1)에 의해서, 상기 이면전극층(200)은 다수 개의 이면전극들로 구분된다. 즉, 상기 제 1 관통홈들(TH1)에 의해서, 상기 이면전극들이 정의된다.
상기 이면전극들은 상기 제 1 관통홈들(TH1)에 의해서 서로 이격된다. 상기 이면전극들은 스트라이프 형태로 배치된다.
이와는 다르게, 상기 이면전극들은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 이때, 상기 제 1 관통홈들(TH1)은 평면에서 보았을 때, 격자 형태로 형성될 수 있다.
상기 광 흡수층(300)은 상기 이면전극층(200) 상에 배치된다. 또한, 상기 광 흡수층(300)에 포함된 물질은 상기 제 1 관통홈들(TH1)에 채워진다.
상기 광 흡수층(300)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 계 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)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(300)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1eV 내지 1.8eV일 수 있다.
상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(400)은 황화 카드뮴(CdS)를 포함하며, 상기 버퍼층(400)의 에너지 밴드갭은 약 2.2eV 내지 2.4eV이다.
상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 고저항 버퍼층(500)의 에너지 밴드갭은 약 3.1eV 내지 3.3eV이다.
상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)에는 제 2 관통홈들(TH2)이 형성된다. 상기 제 2 관통홈들(TH2)은 상기 광 흡수층(300)을 관통한다. 또한, 상기 제 2 관통홈들(TH2)은 상기 이면전극층(200)의 상면을 노출하는 오픈영역이다.
상기 제 2 관통홈들(TH2)은 상기 제 1 관통홈들(TH1)에 인접하여 형성된다. 즉, 상기 제 2 관통홈들(TH2)의 일부는 평면에서 보았을 때, 상기 제 1 관통홈들(TH1)의 옆에 형성된다. 상기 제 2 관통홈들(TH2)은 상기 제 1 방향으로 연장되는 형상을 가진다.
상기 제 2 관통홈들(TH2)의 폭은 약 80㎛ 내지 약 200㎛ 일 수 있다.
또한, 상기 광 흡수층(300)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 의해서, 다수 개의 광 흡수부들을 정의한다. 즉, 상기 광 흡수층(300)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 의해서, 상기 광 흡수부들로 구분된다.
상기 버퍼층(400)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 의해서, 다수 개의 버퍼들로 정의된다. 즉, 상기 버퍼층(400)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 의해서, 상기 버퍼들로 구분된다.
상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 의해서, 다수 개의 고저항 버퍼들로 정의된다. 즉, 상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 의해서, 상기 고저항 버퍼들로 구분된다.
상기 광 흡수층(300) 및 상기 버퍼층(400)에는 제 3 관통홈들(TH3)이 형성된다. 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 광 흡수층(300) 및 상기 버퍼층(400)을 관통한다. 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 이면전극층(200)의 상면을 노출시킨다.
상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 각각 인접한다. 더 자세하게, 상기 제 2 관통홈들(TH2)은 각각의 제 1 관통홈(TH1) 및 각각의 제 3 관통홈(TH3) 사이에 각각 개재된다.
상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 제 1 방향으로 연장되는 형상을 가진다. 상기 제 3 관통홈들(TH3)의 폭은 약 30㎛ 내지 약 100㎛일 수 있다. 상기 제 3 관통홈들(TH3)의 내측면은 상기 광 흡수층(300)의 상면에 대하여 경사지거나, 수직일 수 있다.
상기 윈도우층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 배치된다. 상기 윈도우층(600)은 투명하며, 도전층이다. 또한, 상기 윈도우층(600)의 저항은 상기 이면전극층(200)의 저항보다 높다.
상기 윈도우층(600)은 산화물을 포함한다. 예를 들어, 상기 윈도우층(600)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide;AZO) 또는 갈륨 도핑된 징크 옥사이드(Ga doped zinc oxide;GZO) 등을 들 수 있다.
상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 윈도우층(600)에는 제 4 관통홈들(TH4)이 형성된다. 상기 제 4 관통홈들(TH4)은 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 윈도우층(600)을 관통한다.
상기 제 4 관통홈들(TH4)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 각각 인접하는 위치에 형성된다. 더 자세하게, 상기 제 4 관통홈들(TH4)은 상기 제 2 관통홈들(TH2) 옆에 배치된다. 즉, 평면에서 보았을 때, 상기 제 4 관통홈들(TH4)은 상기 제 2 관통홈들(TH2) 옆에 나란히 배치된다. 상기 제 4 관통홈들(TH4)은 상기 제 1 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다.
상기 제 4 관통홈들(TH4)은 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 각각 대응된다. 더 자세하게, 상기 제 4 관통홈들(TH4)은 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 연결된다. 더 자세하게, 상기 제 4 관통홈들(TH4)은 평면에서 보았을 때, 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 각각 중첩된다.
상기 제 4 관통홈들(TH4)은 상기 제 3 관통홈들(TH3)보다 더 큰 폭을 가진다. 예를 들어, 상기 제 4 관통홈들(TH4)의 폭은 약 80㎛ 내지 약 120㎛일 수 있다.
상기 제 4 관통홈들(TH4)의 내측면(601)은 상기 윈도우층(600)의 상면에 대하여 경사질 수 있다. 이때, 상기 윈도우층(600)의 상면에 수직한 방향에 대하여 상기 제 4 관통홈들(TH4)의 내측면(601)은 약 0° 내지 약 30°의 각도로 경사질 수 있다.
상기 제 4 관통홈들(TH4)에 의해서, 상기 윈도우층(600)은 다수 개의 윈도우들로 구분된다. 즉, 상기 윈도우들은 상기 제 4 관통홈들(TH4)에 의해서 정의된다.
상기 윈도우들은 상기 이면전극들과 대응되는 형상을 가진다. 즉, 상기 윈도우들은 스트라이프 형태로 배치된다. 이와는 다르게, 상기 윈도우들은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 3 관통홈들(TH3) 및 상기 제 4 관통홈들(TH4)에 의해서, 다수 개의 셀들(C1, C2...)이 정의된다. 더 자세하게, 상기 제 2 관통홈들(TH2), 상기 제 3 관통홈들(TH3) 및 상기 제 4 관통홈들(TH4)에 의해서, 상기 셀들(C1, C2...)이 정의된다. 즉, 상기 제 2 관통홈들(TH2), 상기 제 3 관통홈들(TH3) 및 상기 제 4 관통홈들(TH4)에 의해서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 셀들(C1, C2...)로 구분된다. 또한, 상기 셀들(C1, C2...)은 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 서로 연결된다. 즉, 상기 셀들(C1, C2...)을 통하여 상기 제 2 방향으로 전류가 흐를 수 있다.
상기 접속부들(700)은 상기 제 2 관통홈들(TH2) 내측에 배치된다. 상기 접속부들(700)은 상기 윈도우층(600)으로부터 하방으로 연장되며, 상기 이면전극층(200)에 접속된다. 예를 들어, 상기 접속부들(700)은 상기 제 1 셀(C1)의 윈도우로부터 연장되어, 상기 제 2 셀(C2)의 이면전극에 접속된다.
따라서, 상기 접속부들(700)은 서로 인접하는 셀들을 연결한다. 더 자세하게, 상기 접속부들(700)은 서로 인접하는 셀들(C1, C2...)에 각각 포함된 윈도우과 이면전극을 연결한다.
상기 접속부(700)는 상기 윈도우층(600)과 일체로 형성된다. 즉, 상기 접속부(700)로 사용되는 물질은 상기 윈도우층(600)으로 사용되는 물질과 동일하다.
실시예에 따른 태양전지 패널은 상대적으로 작은 폭을 가지는 상기 제 3 관통홈들(TH3) 및 상대적으로 큰 폭을 가지는 상기 제 4 관통홈들(TH4)을 포함한다. 이때, 상기 제 4 관통홈들(TH4)은 상대적으로 낮은 저항을 가지는 상기 윈도우층(600)을 분리하고, 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상대적으로 높은 저항을 가지는 상기 광 흡수층(300)을 분리한다.
이에 따라서, 상기 제 3 관통홈들(TH3) 및 상기 제 4 관통홈들(TH4)은 효율적으로 상기 광 흡수층(300) 및 상기 윈도우층(600)을 분리한다. 특히, 상기 제 3 관통홈들(TH3) 및 상기 제 4 관통홈들(TH4)은 각각의 셀(C1, C2...)을 분리하고, 상기 셀들(C1, C2...) 사이의 쇼트를 효율적으로 방지할 수 있다.
특히, 상기 광 흡수층(300) 및 상기 윈도우층(600)은 단차(SC)를 형성한다. 즉, 상기 윈도우층(600)은 상기 광 흡수층(300) 상에 계단 형상으로 적층된다. 상기 단차(SC)에 의해서, 외부의 이물질이 상기 제 3 관통홈들(TH3)로 유입되는 현상이 감소될 수 있다. 즉, 외부의 이물질은 상기 단차(SC)에 걸릴 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지 패널은 상기 셀들(C1, C2...) 사이의 쇼트를 방지하고, 향상된 광-전 변환 효율을 가진다.
또한, 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 작은 폭을 가지기 때문에, 상기 이면전극층(200)을 덜 노출시킨다. 또한, 실시예에 따른 태양전지 패널은 상기 광 흡수층(300)에서, 태양광을 전기에너지로 변환시키는 영역(이하, 활성 영역)에 대응되는 광 흡수층(300)을 효과적으로 보호할 수 있다.
즉, 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 저항이 높은 상기 광 흡수층(300)을 분리하기 때문에, 좁은 폭으로 형성되어, 상기 활성 영역에 배치되는 광 흡수층(300) 및 상기 이면전극층(200)이 효율적으로 보호된다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 향상된 내구성 및 신뢰성을 가진다.
도 3 내지 도 10은 실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조방법을 도시한 단면도들이다. 본 제조방법에 관한 설명은 앞서 설명한 태양광 발전장치에 대한 설명을 참고한다. 앞서 설명한 태양광 발전장치에 대한 설명은 본 제조방법에 관한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 3를 참조하면, 지지기판(100) 상에 이면전극층(200)이 형성되고, 상기 이면전극층(200)은 패터닝되어 제 1 관통홈들(TH1)이 형성된다. 이에 따라서, 상기 지지기판(100) 상에 다수 개의 이면전극들이 형성된다. 상기 이면전극층(200)은 레이저에 의해서 패터닝된다.
상기 이면전극층(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 몰리브덴 등을 들 수 있다. 상기 이면전극층(200)은 서로 다른 공정 조건으로 두 개 이상의 층들로 형성될 수 있다.
상기 제 1 관통홈들(TH1)은 상기 지지기판(100)의 상면을 노출하며, 약 80㎛ 내지 약 200㎛의 폭을 가질 수 있다.
또한, 상기 지지기판(100) 및 상기 이면전극층(200) 사이에 확산방지막 등과 같은 추가적인 층이 개재될 수 있고, 이때, 상기 제 1 관통홈들(TH1)은 상기 추가적인 층의 상면을 노출하게 된다.
도 4를 참조하면, 상기 이면전극층(200) 상에 광 흡수층(300), 버퍼층(400) 및 고저항 버퍼층(500)이 형성된다.
상기 광 흡수층(300)은 스퍼터링 공정 또는 증발법 등에 의해서 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 광 흡수층(300)을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)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(300)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(300)이 형성될 수 있다.
이후, 황화 카드뮴이 스퍼터링 공정 또는 용액성장법(chemical bath depositon;CBD) 등에 의해서 증착되고, 상기 버퍼층(400)이 형성된다.
이후, 상기 버퍼층(400) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착되고, 상기 고저항 버퍼층(500)이 형성된다.
상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)은 낮은 두께로 증착된다. 예를 들어, 상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)의 두께는 약 1㎚ 내지 약 80㎚이다.
이후, 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)의 일부가 제거되어 제 2 관통홈들(TH2)이 형성된다.
상기 제 2 관통홈들(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(300) 및 상기 버퍼층(400)은 패터닝될 수 있다.
이때, 상기 제 2 관통홈들(TH2)의 폭은 약 100㎛ 내지 약 200㎛ 일 수 있다. 또한, 상기 제 2 관통홈들(TH2)은 상기 이면전극층(200)의 상면의 일부를 노출하도록 형성된다.
도 5를 참조하면, 상기 광 흡수층(300) 상 및 상기 제 2 관통홈들(TH2) 내측에 투명 도전층(600a)이 형성된다. 즉, 상기 투명 도전층(600a)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상 및 상기 제 2 관통홈들(TH2) 내측에 투명한 도전물질이 증착되어 형성된다.
예를 들어, 상기 투명 도전층(600a)은 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드가 상기 고저항 버퍼층(500)의 상면 및 상기 제 2 관통홈들(TH2)의 내측에 스퍼터링 공정에 의해서 증착되어 형성될 수 있다.
이때, 상기 제 2 관통홈들(TH2) 내측에 상기 투명한 도전물질이 채워지고, 상기 투명 도전층(600a)은 상기 이면전극층(200)에 직접 접촉하게 된다.
도 6을 참조하면, 상기 투명 도전층(600a) 상에 마스크 패턴(800)이 형성된다. 상기 마스크 패턴(800)은 상기 투명 도전층(600a)의 상면을 노출하는 노출홀(801)들을 포함한다. 상기 노출홀(801)들은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 각각 인접하여 형성된다. 상기 노출홀(801)들은 제 1 방향으로 연장되는 형상을 가진다.
또한, 상기 마스크 패턴(800)은 제 1 마스크부(810) 및 제 2 마스크부(820)를 포함한다.
상기 제 1 마스크부(810)는 상기 제 1 노출홀들(801)에 인접한다. 즉, 상기 제 1 노출홀들(801)은 상기 제 1 마스크부(810)를 관통하여 형성될 수 있다.
상기 제 1 마스크부(810)는 상기 제 2 마스크부(820)보다 더 얇은 두께(T1)를 가진다. 상기 제 1 마스크부(810)의 두께(T1)는 약 20㎛ 내지 약 40㎛ 일 수 있다.
상기 제 2 마스크부(820)는 상기 제 1 마스크부(810)보다 더 두꺼운 두께(T2)를 가진다. 예를 들어, 상기 제 2 마스크부(820)의 두께(T2)는 약 50㎛ 내지 약 90㎛일 수 있다.
상기 마스크 패턴(800)으로 사용되는 물질의 예로서는 포토레지스트 필름일 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 마스크 패턴(800)을 식각 마스크로 사용하여, 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 투명 도전층이 식각된다. 이에 따라서, 상기 광 흡수층(300) 및 상기 버퍼층(400)에 다수 개의 제 3 관통홈들(TH3)이 형성된다.
상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 노출홀들(801)에 각각 대응된다. 더 자세하게, 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 노출홀들(801)에 일치하여 형성될 수 있다.
상기 제 3 관통홈들(TH3)을 형성하기 위해서, 습식 식각 공정 또는 건식 식각 공정 등이 적용될 수 있다.
상기 제 3 관통홈들(TH3)을 형성하기 위한 습식 식각 공정에는 등과 같은 식각액 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 제 3 관통홈들(TH3)을 형성하기 위한 건식 식각 공정에는 등이 사용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제 3 관통홈들(TH3)이 형성된 후, 상기 제 1 마스크부(810)는 제거되고, 상기 제 2 마스크부(820)의 두께는 감소될 수 있다. 이때, 상기 제 1 마스크부(810)를 제거하기 위해서, 상기 마스크 패턴(800)에 O2 플라즈마 등이 하방으로 분사될 수 있다.
이에 따라서, 상기 제 1 마스크부(810)의 전체 및 상기 제 2 마스크부(820)의 일부가 동시에 제거될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 제 1 마스크부(810)가 제거된 마스크 패턴(821)을 통하여, 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 윈도우층(600)이 패터닝된다. 이에 따라서, 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 윈도우층(600)에 제 4 관통홈들(TH4)이 형성된다.
상기 제 4 관통홈들(TH4)은 상기 윈도우층(600) 및 상기 고저항 버퍼층(500)을 선택적으로 식각하는 식각액에 의해서 형성될 수 있다.
상기 제 4 관통홀들(TH4)은 상기 제 1 마스크부(810)가 제거된 영역에 대응하여 형성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 마스크 패턴(821)은 제거되고, 쇼트 등을 방지하고, 향상된 신뢰성 및 내구성을 가지는 태양전지 패널이 제공될 수 있다.
실시예에 따른 태양전지 패널은 태양광을 입사받아 전기에너지로 변환시키는 태양광 발전장치에 해당된다. 따라서, 본 실시예는 태양전지 패널 뿐만 아니라, 다양한 태양광 발전장치에 적용될 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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.

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 이면전극층;
    상기 이면전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및
    상기 광 흡수층 상에 배치되는 윈도우층을 포함하고,
    상기 광 흡수층에 제 1 폭을 가지는 제 3 관통홈이 형성되고,
    상기 윈도우층에 상기 제 1 폭보다 더 큰 제 2 폭을 가지는 제 4 관통홈이 형성되고,
    상기 제 4 관통홈은 상기 제 3 관통홈에 대응되는 태양광 발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 관통홈의 내측면은 상기 윈도우층의 상면에 대하여 경사지는 태양광 발전장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 광 흡수층은 상기 윈도우층과 단차를 형성하는 태양광 발전장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 관통홈의 폭은 40㎛ 내지 100㎛이고, 상기 제 4 관통홈의 폭은 80㎛ 내지 120㎛인 태양광 발전장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광 흡수층에 상기 제 3 관통홈에 인접하는 제 2 관통홈이 형성되는 태양광 발전장치.
  6. 기판 상에 이면전극층을 형성하는 단계;
    상기 이면전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
    상기 광 흡수층 상에 윈도우층을 형성하는 단계;
    상기 윈도우층 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 윈도우층 및 상기 광 흡수층을 식각하여, 상기 광흡수층에 제 1 폭을 가지는 제 3 관통홈을 형성하고, 상기 윈도우층에 상기 제 1 폭보다 더 큰 제 2 폭을 가지는 제 4 관통홈을 형성하는 단계를 포함하는 태양광 발전장치의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 마스크 패턴에는 상기 제 3 관통홈에 대응하는 노출홀이 형성되는 태양광 발전장치의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 마스크 패턴은
    상기 노출홀에 인접하고, 제 1 두께를 가지는 제 1 마스크부; 및
    상기 제 1 마스크부를 둘러싸고, 상기 제 1 두께보다 더 두꺼운 제 2 두께를 가지는 제 2 마스크부를 포함하는 태양광 발전장치의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 마스크부는 상기 제 4 관통홀에 대응되는 태양광 발전장치의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 마스크부를 제거하고, 상기 제 2 마스크부의 두께를 감소시키는 단계를 포함하는 태양광 발전장치의 제조방법.
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