KR20120133175A - Solar cell apparatus and mentod of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A solar energy generating apparatus and a manufacturing method thereof are provided to improve photoelectric conversion efficiency by including optical path change particles and optical absorption columns. CONSTITUTION: A first electrode layer(200) is formed on the entire upper side of a bearing substrate(100). Optical absorption columns(300) are formed on the first electrode layer. A buffer layer(400) is formed on the optical absorption columns. A high value resistor buffer layer(500) is formed on the buffer layer. A transparent insulating layer(600) is formed between the optical absorption columns. Optical path change particles(650) are uniformly dispersed within the transparent insulating layer.

Description

태양광 발전장치 및 이의 제조방법{SOLAR CELL APPARATUS AND MENTOD OF FABRICATING THE SAME}SOLAR CELL APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF {SOLAR CELL APPARATUS AND MENTOD OF FABRICATING THE SAME}

실시예는 태양광 발전장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.Embodiments relate to a photovoltaic device and a method of manufacturing the same.

최근 에너지의 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지에 대한 개발이 진행되고 있다.Recently, as the demand for energy increases, development of solar cells for converting solar energy into electrical energy is in progress.

특히, 유리기판, 금속 이면 전극층, p형 CIGS계 광 흡수층, 고 저항 버퍼층, n형 창층 등을 포함하는 기판 구조의 pn 헤테로 접합 장치인 CIGS계 태양전지 또는 실리콘계 태양전지가 널리 사용되고 있다.In particular, a CIGS solar cell or a silicon solar cell, which is a pn heterojunction device having a substrate structure including a glass substrate, a metal back electrode layer, a p-type CIGS-based light absorbing layer, a high resistance buffer layer, an n-type window layer, and the like, is widely used.

실시예는 향상된 효율 및 외관을 가지는 태양광 발전장치 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.Embodiments provide a photovoltaic device having improved efficiency and appearance and a method of manufacturing the same.

실시예에 따른 태양광 발전장치는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 제 1 전극층; 상기 제 1 전극층 상에 배치되는 다수 개의 광 흡수 기둥들; 상기 광 흡수 기둥들 사이에 배치되는 다수 개의 광 경로 변경 입자들; 및 상기 광 흡수 기둥들 상에 배치되는 제 2 전극층을 포함한다.The solar cell apparatus according to the embodiment includes a substrate; A first electrode layer disposed on the substrate; A plurality of light absorbing pillars disposed on the first electrode layer; A plurality of light path changing particles disposed between the light absorbing pillars; And a second electrode layer disposed on the light absorbing pillars.

실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조방법은 기판 상에 제 1 전극층을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극층 상에 다수 개의 광 흡수 기둥들을 형성하는 단계; 상기 광 흡수 기둥들 사이에 투명 절연층 및 다수 개의 광 경로 변경 입자들을 형성하는 단계; 및 상기 투명 절연층 상 및 상기 광 흡수 기둥들 상에 제 2 전극층을 형성하는 단계를 포함한다.Method of manufacturing a solar cell apparatus according to the embodiment comprises the steps of forming a first electrode layer on a substrate; Forming a plurality of light absorbing pillars on the first electrode layer; Forming a transparent insulating layer and a plurality of light path changing particles between the light absorbing pillars; And forming a second electrode layer on the transparent insulating layer and on the light absorbing pillars.

실시예에 따른 태양광 발전장치는 다수 개의 광 흡수 기둥들을 포함한다. 상기 광 흡수 기둥들은 서로 이격될 수 있다. 특히, 상기 광 흡수 기둥들은 사람의 시각에 인식되지 않을 정도로 작을 수 있다.The solar cell apparatus according to the embodiment includes a plurality of light absorbing pillars. The light absorbing pillars may be spaced apart from each other. In particular, the light absorbing pillars may be so small that they are not perceived by human vision.

이에 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 전체적으로 입사광을 일부 투과시킬 수 있다. 또한, 상기 광 흡수 기둥들에 의해서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 전체적으로 광을 흡수하여, 전기 에너지로 변환시킬 수 있다.Accordingly, the solar cell apparatus according to the embodiment may partially transmit incident light as a whole. In addition, by the light absorption pillars, the photovoltaic device according to the embodiment may absorb light as a whole and convert it into electrical energy.

따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 건물의 창호 등으로 사용될 수 있다. 이때, 실시예에 따른 태양광 발전장치를 통하여, 외부의 경치 등의 영상이 전체적으로 투과될 수 있다. 또한, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 전체적으로 태양광 발전을 할 수 있다.Therefore, the solar cell apparatus according to the embodiment can be used as windows and the like of buildings. At this time, through the solar cell apparatus according to the embodiment, an image such as an external scenery may be transmitted as a whole. In addition, the solar cell apparatus according to the embodiment can perform solar power as a whole.

따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치에는 별도의 투과 영역 및 비투과 영역과 같은 무늬가 형성되지 않는다. 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 향상된 외관을 가질 수 있다.Therefore, in the photovoltaic device according to the embodiment, a pattern such as a separate transmission region and a non-transmission region is not formed. Therefore, the solar cell apparatus according to the embodiment may have an improved appearance.

또한, 상기 광 흡수 기둥들 사이에는 상기 광 경로 변경 입자들이 배치된다. 이에 따라서, 상기 광 흡수 기둥들 사이로 입사되는 광은 상기 광 경로 변경 입자들에 의해서, 경로가 변경되고, 상기 광 흡수 기둥들로 용이하게 입사될 수 있다.In addition, the light path changing particles are disposed between the light absorption pillars. Accordingly, the light incident between the light absorbing pillars may be changed by the light path changing particles, and may be easily incident to the light absorbing pillars.

따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 광 경로 변경 입자들 및 상기 광 흡수 기둥들에 의해서, 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다.Therefore, the solar cell apparatus according to the embodiment may have improved photoelectric conversion efficiency by the light path changing particles and the light absorbing pillars.

도 1은 제 1 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 광 흡수 기둥들을 도시한 사시도이다.
도 3 내지 도 9는 제 1 실시예에 따른 태양광 발전장치를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 10은 제 2 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 11 및 도 12는 제 2 실시예에 따른 태양광 발전장치를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 13은 제 3 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 14 및 도 15는 제 3 실시예에 따른 태양광 발전장치를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 16은 제 4 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 17 내지 도 19는 제 4 실시예에 따른 태양광 발전장치를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.1 is a cross-sectional view showing a photovoltaic device according to a first embodiment.
2 is a perspective view showing light absorbing pillars.
3 to 9 are views illustrating a process of manufacturing the solar cell apparatus according to the first embodiment.
10 is a cross-sectional view illustrating a photovoltaic device according to a second embodiment.
11 and 12 are views illustrating a process of manufacturing the solar cell apparatus according to the second embodiment.
13 is a cross-sectional view illustrating a solar cell apparatus according to a third embodiment.
14 and 15 are views illustrating a process of manufacturing the solar cell apparatus according to the third embodiment.
16 is a cross-sectional view illustrating a photovoltaic device according to a fourth embodiment.
17 to 19 are views illustrating a process of manufacturing the solar cell apparatus according to the fourth embodiment.

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.In the description of the embodiments, in the case where each substrate, layer, film or electrode is described as being formed "on" or "under" of each substrate, layer, film, , "On" and "under" all include being formed "directly" or "indirectly" through "another element". In addition, the upper or lower reference of each component is described with reference to the drawings. The size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean the size actually applied.

도 1은 제 1 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다. 도 2는 광 흡수 기둥들을 도시한 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing a photovoltaic device according to a first embodiment. 2 is a perspective view showing light absorbing pillars.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 태양광 발전장치는 지지기판(100), 제 1 전극층(200), 다수 개의 광 흡수 기둥들(300), 투명 절연층(600), 다수 개의 광 경로 변경 입자들(650) 및 제 2 전극층(700)을 포함한다.1 and 2, the photovoltaic device according to the first embodiment includes a support substrate 100, a first electrode layer 200, a plurality of light absorbing pillars 300, a transparent insulating layer 600, It includes a plurality of light path change particles 650 and the second electrode layer 700.

상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 제 1 전극층(200), 상기 광 흡수 기둥들(300) 및 상기 제 2 전극층(700)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 리지드(rigid)하거나 플렉서블(flexible)할 수 있다.The support substrate 100 has a plate shape and supports the first electrode layer 200, the light absorbing pillars 300, and the second electrode layer 700. The support substrate 100 may be an insulator. The support substrate 100 may be a glass substrate, a plastic substrate, or a metal substrate. In more detail, the support substrate 100 may be a soda lime glass substrate. The supporting substrate 100 may be transparent. The support substrate 100 may be rigid or flexible.

상기 제 1 전극층(200)은 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 상기 제 1 전극층(200)은 상기 지지기판(100)의 상면에 전체적으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 전극층(200)은 도전층(201)이다. 또한, 상기 제 1 전극층(200)은 투명할 수 있다. 상기 제 1 전극층(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 인듐 틴 옥사이드 또는 인듐 징크 옥사이드 등을 들 수 있다. 또한, 상기 제 1 전극층(200)의 두께는 약 0.5㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다.The first electrode layer 200 is disposed on the support substrate 100. The first electrode layer 200 may be formed on the entire surface of the support substrate 100. The first electrode layer 200 is a conductive layer 201. In addition, the first electrode layer 200 may be transparent. Examples of the material used as the first electrode layer 200 include indium tin oxide or indium zinc oxide. In addition, the first electrode layer 200 may have a thickness of about 0.5 μm to about 1.5 μm.

상기 광 흡수 기둥들(300)은 상기 제 1 전극층(200) 상에 배치된다. 상기 광 흡수 기둥들(300)은 상기 제 1 전극층(200)에 전기적으로 접속된다. 더 자세하게, 상기 광 흡수 기둥들(300)은 상기 제 1 전극층(200)에 직접 접촉될 수 있다.The light absorbing pillars 300 are disposed on the first electrode layer 200. The light absorbing pillars 300 are electrically connected to the first electrode layer 200. In more detail, the light absorbing pillars 300 may be in direct contact with the first electrode layer 200.

이와는 다르게, 상기 광 흡수 기둥들(300) 및 상기 제 1 전극층(200) 사이에는 다수 개의 도전층들(201)이 개재될 수 있다. 상기 도전층들(201)은 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다. 상기 도전층들(201)은 상기 광 흡수 기둥들(300)과 동일한 평면 형상을 가지고, 상기 광 흡수 기둥들(300)에 각각 대응하여 배치될 수 있다. 이때, 상기 제 1 전극층(200) 및 상기 광 흡수 기둥들(300)은 상기 도전층들(201)에 직접 접촉될 수 있다. 이에 따라서, 상기 광 흡수 기둥들(300)은 상기 도전층들(201)을 통하여, 상기 제 1 전극층(200)에 각각 접속될 수 있다.Alternatively, a plurality of conductive layers 201 may be interposed between the light absorption pillars 300 and the first electrode layer 200. The conductive layers 201 may include molybdenum (Mo). The conductive layers 201 may have the same planar shape as the light absorbing pillars 300 and may be disposed to correspond to the light absorbing pillars 300, respectively. In this case, the first electrode layer 200 and the light absorbing pillars 300 may directly contact the conductive layers 201. Accordingly, the light absorption pillars 300 may be connected to the first electrode layer 200 through the conductive layers 201, respectively.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 광 흡수 기둥들(300)은 상기 제 1 전극층(200)으로부터 상기 제 2 전극층(700)으로 연장된다. 상기 광 흡수 기둥들(300)은 상기 제 1 전극층(200)으로부터 상기 제 2 전극층(700)으로 수직으로 연장될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 광 흡수 기둥들(300)은 상기 제 1 전극층(200)으로부터 상기 제 2 전극층(700)으로, 상기 제 1 전극층(200)에 대하여, 경사지는 방향으로 연장될 수 있다.As shown in FIG. 2, the light absorption pillars 300 extend from the first electrode layer 200 to the second electrode layer 700. The light absorption pillars 300 may extend vertically from the first electrode layer 200 to the second electrode layer 700. Alternatively, the light absorbing pillars 300 may extend from the first electrode layer 200 to the second electrode layer 700 in an inclined direction with respect to the first electrode layer 200.

상기 광 흡수 기둥들(300)은 일 방향으로 연장되는 형상을 가진다. 예를 들어, 상기 광 흡수 기둥들(300)은 기둥 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 광 흡수 기둥들(300)은 와이어 형상을 가질 수 있다.The light absorbing pillars 300 have a shape extending in one direction. For example, the light absorbing pillars 300 may have a pillar shape. In addition, the light absorption pillars 300 may have a wire shape.

상기 광 흡수 기둥들(300)의 직경(R)은 약 10㎚ 내지 약 100㎛일 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 흡수 기둥들(300)의 직경(R)은 약 100㎚ 내지 약 10㎛일 수 있다. 상기 광 흡수 기둥들(300)의 직경(R)은 전체적인 투과도 및 상기 광 흡수 기둥들(300) 사이의 간격(D)에 따라서 다양하게 달라질 수 있다.The diameter R of the light absorption pillars 300 may be about 10 nm to about 100 μm. In more detail, the diameter R of the light absorbing pillars 300 may be about 100 nm to about 10 μm. The diameter R of the light absorbing pillars 300 may vary according to the overall transmittance and the distance D between the light absorbing pillars 300.

상기 광 흡수 기둥들(300)은 서로 이격된다. 상기 광 흡수 기둥들(300) 사이의 간격(D)은 약 100㎚ 내지 약 100㎛일 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 흡수 기둥들(300) 사이의 간격(D)은 약 200㎚ 내지 약 10㎛일 수 있다. 상기 광 흡수 기둥들(300) 사이의 간격(D)은 상기 광 흡수 기둥들(300)의 직경(R) 및 전체적인 투과도에 따라서 다양하게 달라질 수 있다.The light absorbing pillars 300 are spaced apart from each other. The distance D between the light absorption pillars 300 may be about 100 nm to about 100 μm. In more detail, the spacing D between the light absorbing pillars 300 may be about 200 nm to about 10 μm. The spacing D between the light absorbing pillars 300 may vary depending on the diameter R and the overall transmittance of the light absorbing pillars 300.

또한, 상기 광 흡수 기둥들(300)의 높이(H)는 약 0.5㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다.Also, the height H of the light absorption pillars 300 may be about 0.5 μm to about 1.5 μm.

상기 광 흡수 기둥들(300)은 불투명하다. 상기 광 흡수 기둥들(300)은 입사되는 태양광을 흡수한다. 상기 광 흡수 기둥들(300)은 p형 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 흡수 기둥들(300)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광 흡수 기둥들(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 흡수 기둥들(300)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1eV 내지 1.8eV일 수 있다.The light absorbing pillars 300 are opaque. The light absorbing pillars 300 absorb the incident sunlight. The light absorption pillars 300 may include a p-type compound semiconductor. In more detail, the light absorption pillars 300 may include an I-III-VI compound semiconductor. For example, the light absorption pillars 300 may be formed of a copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2 ; CIGS-based) crystal structure, copper-indium-selenide-based, or copper-gallium- It may have a selenide-based crystal structure. The energy band gap of the light absorption pillars 300 may be about 1 eV to 1.8 eV.

상기 광 흡수 기둥들(300) 상에는 다수 개의 버퍼층들(400) 및 고저항 버퍼층들(500)이 각각 배치될 수 있다.A plurality of buffer layers 400 and high resistance buffer layers 500 may be disposed on the light absorption pillars 300, respectively.

상기 버퍼층들(400)은 상기 광 흡수 기둥들(300) 상에 배치된다. 상기 버퍼층들(400)은 상기 광 흡수 기둥들(300)에 직접 접촉한다. 상기 버퍼층들(400)은 상기 광 흡수 기둥들(300)에 각각 대응되는 평면 형상을 가질 수 있다. 상기 버퍼층들(400)은 상기 광 흡수 기둥들(300)에 각각 대응하여 배치될 수 있다. 또한, 상기 버퍼층들(400)은 황화 카드뮴을 포함할 수 있다. 상기 버퍼층들(400)의 에너지 밴드갭은 약 1.9eV 내지 약 2.3eV일 수 있다. 또한, 상기 버퍼층들(400)의 두께는 약 30㎚ 내지 약 70㎚일 수 있다.The buffer layers 400 are disposed on the light absorption pillars 300. The buffer layers 400 directly contact the light absorbing pillars 300. The buffer layers 400 may have planar shapes corresponding to the light absorbing pillars 300, respectively. The buffer layers 400 may be disposed to correspond to the light absorbing pillars 300, respectively. In addition, the buffer layers 400 may include cadmium sulfide. The energy bandgap of the buffer layers 400 may be about 1.9 eV to about 2.3 eV. In addition, the thickness of the buffer layers 400 may be about 30 nm to about 70 nm.

상기 고저항 버퍼층들(500)은 상기 버퍼층들(400) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층들(500)은 상기 버퍼층들(400)에 직접 접촉될 수 있다. 상기 고저항 버퍼층들(500)은 상기 광 흡수 기둥들(300)에 각각 대응되는 평면 형상을 가질 수 있다. 상기 고저항 버퍼층들(500)은 상기 광 흡수 기둥들(300)에 각각 대응하여 배치될 수 있다. 또한, 상기 고저항 버퍼층들(500)은 불순물이 도핑되지 않는 징크 옥사이드를 포함할 수 있다. 상기 고저항 버퍼층들(500)의 에너지 밴드갭은 약 3.1eV 내지 3.3eV일 수 있다. 상기 고저항 버퍼층들(500)의 두께는 약 50㎚ 내지 약 100㎚일 수 있다.The high resistance buffer layers 500 are disposed on the buffer layers 400. The high resistance buffer layers 500 may directly contact the buffer layers 400. The high resistance buffer layers 500 may have a planar shape corresponding to the light absorption pillars 300, respectively. The high resistance buffer layers 500 may be disposed to correspond to the light absorption pillars 300, respectively. In addition, the high resistance buffer layers 500 may include zinc oxide that is not doped with impurities. The energy band gap of the high resistance buffer layers 500 may be about 3.1 eV to 3.3 eV. The high resistance buffer layers 500 may have a thickness of about 50 nm to about 100 nm.

상기 투명 절연층(600)은 상기 광 흡수 기둥들(300) 사이에 배치된다. 상기 투명 절연층(600)은 상기 제 1 전극층(200) 상에 배치된다. 상기 투명 절연층(600)은 상기 광 흡수 기둥들(300)을 둘러쌀 수 있다. 더 자세하게, 상기 투명 절연층(600)은 상기 광 흡수 기둥들(300)의 측면에 접촉될 수 있다.The transparent insulating layer 600 is disposed between the light absorption pillars 300. The transparent insulating layer 600 is disposed on the first electrode layer 200. The transparent insulating layer 600 may surround the light absorbing pillars 300. In more detail, the transparent insulating layer 600 may be in contact with side surfaces of the light absorption pillars 300.

또한, 상기 투명 절연층(600)은 상기 도전층들(201)의 주위를 둘러쌀 수 있다. 또한, 상기 투명 절연층(600)은 상기 버퍼층들(400) 및 상기 고저항 버퍼층들(500)의 주위를 둘러쌀 수 있다.In addition, the transparent insulating layer 600 may surround the conductive layers 201. In addition, the transparent insulating layer 600 may surround the buffer layers 400 and the high resistance buffer layers 500.

상기 투명 절연층(600)은 투명하며, 절연체이다. 상기 투명 절연층(600)으로 사용되는 물질의 예로서는 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지 등과 같은 투명한 폴리머일 수 있다. 상기 투명 절연층(600)으로 광 경화성 수지 등이 사용될 수 있다.The transparent insulating layer 600 is transparent and is an insulator. Examples of the material used as the transparent insulating layer 600 may be a transparent polymer such as acrylic resin, silicone resin, or epoxy resin. As the transparent insulating layer 600, a photocurable resin may be used.

또한, 상기 투명 절연층(600)의 상면은 상기 고저항 버퍼층들(500)의 상면과 동일한 평면에 배치되거나, 더 낮은 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라서, 상기 고저항 버퍼층들(500)의 상면은 상기 투명 절연층(600)으로부터 노출된다.In addition, upper surfaces of the transparent insulating layer 600 may be disposed on the same plane as the upper surfaces of the high resistance buffer layers 500 or may be disposed at a lower position. Accordingly, upper surfaces of the high resistance buffer layers 500 are exposed from the transparent insulating layer 600.

또한, 상기 투명 절연층(600)의 상면은 상기 광 흡수 기둥들(300)의 상면보다 더 낮은 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라서, 상기 광 흡수 기둥들(300)은 상기 투명 절연층(600)의 상면으로부터 돌출될 수 있다.In addition, upper surfaces of the transparent insulating layer 600 may be disposed at a lower position than upper surfaces of the light absorption pillars 300. Accordingly, the light absorbing pillars 300 may protrude from the top surface of the transparent insulating layer 600.

상기 광 경로 변경 입자들(650)은 상기 광 흡수 기둥들(300) 사이에 배치된다. 더 자세하게, 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 상기 투명 절연층(600) 내에 배치된다. 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 상기 투명 절연층(600) 내에 균일하게 분산될 수 있다. The light path changing particles 650 are disposed between the light absorbing pillars 300. In more detail, the light path changing particles 650 are disposed in the transparent insulating layer 600. The light path changing particles 650 may be uniformly dispersed in the transparent insulating layer 600.

상기 광 경로 변경 입자들(650)은 입사되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 상기 광 흡수 기둥들(300) 사이로 입사되는 광의 경로를 상기 광 흡수 기둥들(300)의 측면으로 변경시킬 수 있다. 즉, 상기 광 경로 변경 입자들(650)에 의해서, 상기 광 흡수 기둥들(300) 사이로 입사되는 광은 투과되지 않고, 상기 광 흡수 기둥들(300)의 측면으로 효과적으로 입사될 수 있다.The light path changing particles 650 may change the path of incident light. For example, the light path changing particles 650 may change the path of the light incident between the light absorbing pillars 300 to the side surfaces of the light absorbing pillars 300. That is, the light incident through the light absorbing pillars 300 is not transmitted by the light path changing particles 650, and may be effectively incident to the side surfaces of the light absorbing pillars 300.

상기 광 경로 변경 입자들(650)은 산란에 의해서, 입사광의 경로를 변경시킬 수 있다. 이와는 다르게, 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 입사광에 의해서 광여기되고, 랜덤한 방향으로 광을 방출한다. 이와 같은 과정에 의해서, 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 실질적으로 광의 경로를 변경시킬 수 있다.The light path changing particles 650 may change the path of incident light by scattering. Alternatively, the light path changing particles 650 are excited by the incident light and emit light in a random direction. By this process, the light path changing particles 650 may substantially change the path of light.

상기 광 경로 변경 입자들(650)은 다양한 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 수㎚ 내지 수㎛의 직경을 가질 수 있다. 즉, 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 나노 입자 또는 마이크로 입자일 수 있다. 예를 들어, 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 투명한 비드일 수 있다. 이와는 다르게, 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 불투명한 금속 입자일 수 있다. 또한, 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 구 형상, 기둥 형상, 다면체 형상 또는 뿔 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다.The light path changing particles 650 may have various diameters. For example, the light path changing particles 650 may have a diameter of several nm to several μm. That is, the light path changing particles 650 may be nanoparticles or microparticles. For example, the light path changing particles 650 may be transparent beads. Alternatively, the light path changing particles 650 may be opaque metal particles. In addition, the light path changing particles 650 may have various shapes. For example, the light path changing particles 650 may have various shapes such as spherical shape, columnar shape, polyhedron shape, or horn shape.

상기 광 경로 변경 입자들(650)은 입사광의 파장을 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 파장 변환 입자들일 수 있다. 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 입사광의 컬러를 변환시킬 수 있다. 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 형광체 또는 양자점(quantum dot;QD)일 수 있다.The light path changing particles 650 may convert the wavelength of incident light. That is, the optical path change particles 650 may be wavelength conversion particles. The light path changing particles 650 may convert the color of incident light. The light path changing particles 650 may be a phosphor or a quantum dot (QD).

더 자세하게, 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 양자점일 수 있다.In more detail, the light path changing particles 650 may be quantum dots.

상기 양자점은 코어 나노 결정 및 상기 코어 나노 결정을 둘러싸는 껍질 나노 결정을 포함할 수 있다. 또한, 상기 양자점은 상기 껍질 나노 결정에 결합되는 유기 리간드를 포함할 수 있다. 또한, 상기 양자점은 상기 껍질 나노 결정을 둘러싸는 유기 코팅층을 포함할 수 있다.The quantum dot may include a core nanocrystal and a shell nanocrystal surrounding the core nanocrystal. In addition, the quantum dot may include an organic ligand bound to the shell nanocrystal. In addition, the quantum dot may include an organic coating layer surrounding the shell nanocrystals.

상기 껍질 나노 결정은 두 층 이상으로 형성될 수 있다. 상기 껍질 나노 결정은 상기 코어 나노 결정의 표면에 형성된다. 상기 양자점은 상기 코어 나오 결정으로 입광되는 빛의 파장을 껍질층을 형성하는 상기 껍질 나노 결정을 통해서 파장을 길게 변환시키고 빛의 효율을 증가시길 수 있다.The shell nanocrystals may be formed of two or more layers. The shell nanocrystals are formed on the surface of the core nanocrystals. The quantum dot may convert the wavelength of the light incident on the core core crystal into a long wavelength through the shell nanocrystals forming the shell layer and increase the light efficiency.

상기 양자점은 Ⅱ족 화합물 반도체, Ⅲ족 화합물 반도체, Ⅴ족 화합물 반도체 그리고 VI족 화합물 반도체 중에서 적어도 한가지 물질을 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 상기 코어 나노 결정은 Cdse, InGaP, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS를 포함할 수 있다. 또한, 상기 껍질 나노 결정은 CuZnS, CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS를 포함할 수 있다. 상기 양자점의 지름은 1 nm 내지 10 nm일 수 있다.The quantum dot may include at least one of a group II compound semiconductor, a group III compound semiconductor, a group V compound semiconductor, and a group VI compound semiconductor. More specifically, the core nanocrystals may include Cdse, InGaP, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe or HgS. In addition, the shell nanocrystals may include CuZnS, CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe or HgS. The diameter of the quantum dot may be 1 nm to 10 nm.

상기 양자점에서 방출되는 빛의 파장은 상기 양자점의 크기 또는 합성 과정에서의 분자 클러스터 화합물(molecular cluster compound)와 나노입자 전구체 (precurser)의 몰분율 (molar ratio)에 따라 조절이 가능하다. 상기 유기 리간드는 피리딘(pyridine), 메르캅토 알콜(mercapto alcohol), 티올(thiol), 포스핀(phosphine) 및 포스핀 산화물(phosphine oxide) 등을 포함할 수 있다. 상기 유기 리간드는 합성 후 불안정한 양자점을 안정화시키는 역할을 한다. 합성 후에 댕글링 본드(dangling bond)가 외곽에 형성되며, 상기 댕글링 본드 때문에, 상기 양자점이 불안정해 질 수도 있다. 그러나, 상기 유기 리간드의 한 쪽 끝은 비결합 상태이고, 상기 비결합된 유기 리간드의 한 쪽 끝이 댕글링 본드와 결합해서, 상기 양자점을 안정화 시킬 수 있다.The wavelength of light emitted from the quantum dots can be controlled by the size of the quantum dots or the molar ratio of the molecular cluster compound and the nanoparticle precursor in the synthesis process. The organic ligand may include pyridine, mercapto alcohol, thiol, phosphine, phosphine oxide, and the like. The organic ligands serve to stabilize unstable quantum dots after synthesis. After synthesis, a dangling bond is formed on the outer periphery, and the quantum dots may become unstable due to the dangling bonds. However, one end of the organic ligand is in an unbonded state, and one end of the unbound organic ligand bonds with the dangling bond, thereby stabilizing the quantum dot.

특히, 상기 양자점은 그 크기가 빛, 전기 등에 의해 여기되는 전자와 정공이 이루는 엑시톤(exciton)의 보어 반경(Bohr raidus)보다 작게 되면 양자구속효과가 발생하여 띄엄띄엄한 에너지 준위를 가지게 되며 에너지 갭의 크기가 변화하게 된다. 또한, 전하가 양자점 내에 국한되어 높은 발광효율을 가지게 된다. Particularly, when the quantum dot has a size smaller than the Bohr radius of an exciton formed by electrons and holes excited by light, electricity or the like, a quantum confinement effect is generated to have a staggering energy level and an energy gap The size of the image is changed. Further, the charge is confined within the quantum dots, so that it has a high luminous efficiency.

이러한 상기 양자점은 일반적 형광 염료와 달리 입자의 크기에 따라 형광파장이 달라진다. 즉, 입자의 크기가 작아질수록 짧은 파장의 빛을 내며, 입자의 크기를 조절하여 원하는 파장의 가시광선영역의 형광을 낼 수 있다. 또한, 일반적 염료에 비해 흡광계수(extinction coefficient)가 100~1000배 크고 양자효율(quantum yield)도 높으므로 매우 센 형광을 발생한다.Unlike general fluorescent dyes, the quantum dots vary in fluorescence wavelength depending on the particle size. That is, as the size of the particle becomes smaller, it emits light having a shorter wavelength, and the particle size can be adjusted to produce fluorescence in a visible light region of a desired wavelength. In addition, since the extinction coefficient is 100 to 1000 times higher than that of a general dye, and the quantum yield is also high, it produces very high fluorescence.

상기 양자점은 화학적 습식방법에 의해 합성될 수 있다. 여기에서, 화학적 습식방법은 유기용매에 전구체 물질을 넣어 입자를 성장시키는 방법으로서, 화학적 습식방법에 의해서, 상기 양자점이 합성될 수 있다.The quantum dot can be synthesized by a chemical wet process. Here, the chemical wet method is a method of growing particles by adding a precursor material to an organic solvent, and the quantum dots can be synthesized by a chemical wet method.

상기 제 2 전극층(700)은 상기 광 흡수 기둥들(300) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 제 2 전극층(700)은 상기 고저항 버퍼층들(500) 상에 배치된다. 또한, 상기 제 2 전극층(700)은 상기 투명 절연층(600) 상에 배치된다. 상기 제 2 전극층(700)은 상기 광 흡수 기둥들(300)을 전체적으로 덮을 수 있다.The second electrode layer 700 is disposed on the light absorption pillars 300. In more detail, the second electrode layer 700 is disposed on the high resistance buffer layers 500. In addition, the second electrode layer 700 is disposed on the transparent insulating layer 600. The second electrode layer 700 may cover the light absorbing pillars 300 as a whole.

상기 제 2 전극층(700)은 상기 광 흡수 기둥들(300)에 접속된다. 더 자세하게, 상기 제 2 전극층(700)은 상기 고저항 버퍼층들(500) 및 상기 버퍼층들(400)을 통하여, 상기 광 흡수 기둥들(300)에 각각 접속될 수 있다. 즉, 상기 제 2 전극층(700)은 상기 고저항 버퍼층들(500)에 직접 접촉될 수 있다.The second electrode layer 700 is connected to the light absorption pillars 300. In more detail, the second electrode layer 700 may be connected to the light absorption pillars 300 through the high resistance buffer layers 500 and the buffer layers 400, respectively. That is, the second electrode layer 700 may directly contact the high resistance buffer layers 500.

상기 고저항 버퍼층들(500)이 상기 투명 절연층(600)으로부터 돌출되는 경우, 상기 고저항 버퍼층들(500)은 상기 제 2 전극층(700)에 삽입될 수 있다. 또한, 상기 버퍼층들(400)이 상기 투명 절연층(600)으로부터 돌출되는 경우, 상기 버퍼층들(400)은 상기 제 2 전극층(700)에 삽입될 수 있다.When the high resistance buffer layers 500 protrude from the transparent insulating layer 600, the high resistance buffer layers 500 may be inserted into the second electrode layer 700. In addition, when the buffer layers 400 protrude from the transparent insulating layer 600, the buffer layers 400 may be inserted into the second electrode layer 700.

또한, 상기 광 흡수 기둥들(300)이 상기 투명 절연층(600)으로부터 돌출되는 경우, 상기 광 흡수 기둥들(300)은 상기 제 2 전극층(700)에 삽입될 수 있다. 이때, 상기 제 2 전극층(700)은 상기 광 흡수 기둥들(300) 상 및 상기 광 흡수 기둥들(300)의 측면에 배치된다. 이에 따라서, 상기 제 2 전극층(700)은 상기 광 흡수 기둥들(300)의 측면에 직접 접촉될 수 있다.In addition, when the light absorbing pillars 300 protrude from the transparent insulating layer 600, the light absorbing pillars 300 may be inserted into the second electrode layer 700. In this case, the second electrode layer 700 is disposed on the light absorbing pillars 300 and on the side surfaces of the light absorbing pillars 300. Accordingly, the second electrode layer 700 may directly contact side surfaces of the light absorption pillars 300.

상기 제 2 전극층(700)은 투명하다. 또한, 상기 제 2 전극층(700)은 도전층(201)이다. 상기 제 2 전극층(700)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide;AZO), 인듐 틴 옥사이드(induim tin oxide;ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(induim zinc oxide;IZO) 등을 들 수 있다. 상기 제 2 전극층(700)의 두께는 약 1㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다.The second electrode layer 700 is transparent. In addition, the second electrode layer 700 is a conductive layer 201. Examples of the material used as the second electrode layer 700 include aluminum doped zinc oxide (AZO), indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), and the like. Can be mentioned. The thickness of the second electrode layer 700 may be about 1 μm to about 1.5 μm.

상기 광 흡수 기둥들(300)은 사람의 시각으로 인식할 수 없을 정도로 작은 직경을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 1 전극층(200) 및 상기 제 2 전극층(700)은 투명하고, 상기 광 흡수 기둥들(300) 이외의 영역을 통하여 광이 투과될 수 있다.The light absorbing pillars 300 may have a diameter that is too small to be recognized by human vision. In addition, the first electrode layer 200 and the second electrode layer 700 may be transparent, and light may be transmitted through regions other than the light absorbing pillars 300.

이에 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 전체적인 영역을 통하여, 광을 투과시킬 수 있다. 또한, 상기 광 흡수 기둥들(300)에 의해서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 전체적으로 광을 흡수하여, 전기 에너지로 변환시킬 수 있다.Accordingly, the solar cell apparatus according to the embodiment may transmit light through the entire area. In addition, the photovoltaic device according to the embodiment by the light absorbing pillars 300 can absorb the light as a whole, it can be converted into electrical energy.

따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 건물의 창호 등으로 사용될 수 있다. 이때, 실시예에 따른 태양광 발전장치를 통하여, 외부의 경치 등의 영상이 전체적으로 투과될 수 있다. 또한, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 전체적으로 태양광 발전을 할 수 있다.Therefore, the solar cell apparatus according to the embodiment can be used as windows and the like of buildings. At this time, through the solar cell apparatus according to the embodiment, an image such as an external scenery may be transmitted as a whole. In addition, the solar cell apparatus according to the embodiment can perform solar power as a whole.

따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치에는 별도의 투과 영역 및 비투과 영역과 같은 무늬가 형성되지 않는다. 또한, 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 입사광의 파장을 변환시키기 때문에, 본 실시예에 따른 태양광 발전장치는 전체적으로 컬러를 가질 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 향상된 외관을 가질 수 있다.Therefore, in the photovoltaic device according to the embodiment, a pattern such as a separate transmission region and a non-transmission region is not formed. In addition, since the light path changing particles 650 convert the wavelength of incident light, the photovoltaic device according to the present embodiment may have a color as a whole. Therefore, the solar cell apparatus according to the embodiment may have an improved appearance.

또한, 상기 광 흡수 기둥들(300) 사이에는 상기 광 경로 변경 입자들(650)이 배치된다. 이에 따라서, 상기 광 흡수 기둥들(300) 사이로 투과되는 광은 상기 광 경로 변경 입자들(650)에 의해서, 경로가 변경되고, 상기 광 흡수 기둥들(300)로 용이하게 입사될 수 있다.In addition, the light path changing particles 650 are disposed between the light absorption pillars 300. Accordingly, the light transmitted between the light absorbing pillars 300 may be changed by the light path changing particles 650 and may be easily incident to the light absorbing pillars 300.

따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 광 경로 변경 입자들(650) 및 상기 광 흡수 기둥들(300)에 의해서, 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다.
Therefore, the solar cell apparatus according to the embodiment may have improved photoelectric conversion efficiency by the light path changing particles 650 and the light absorbing pillars 300.

도 3 내지 도 9는 제 1 실시예에 따른 태양광 발전장치를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다. 본 제조방법에서는 앞서 설명한 태양광 발전장치를 참고하여 설명한다. 본 제조방법에 대한 설명에, 앞선 태양광 발전장치에 관한 설명은 본질적으로 결합될 수 있다.3 to 9 are views illustrating a process of manufacturing the solar cell apparatus according to the first embodiment. In this manufacturing method will be described with reference to the above-described photovoltaic device. In the description of the present manufacturing method, the foregoing description of the photovoltaic device may be essentially combined.

도 3을 참조하면, 지지기판(100) 상에 제 1 전극층(200)이 형성된다. 상기 제 1 전극층(200)은 스퍼터링 공정 등에 의해서, 인듐 틴 옥사이드 또는 인듐 징크 옥사이드 등과 같은 투명 도전 물질이 상기 지지기판(100)의 상면에 증착되어, 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the first electrode layer 200 is formed on the support substrate 100. The first electrode layer 200 may be formed by depositing a transparent conductive material such as indium tin oxide or indium zinc oxide on the upper surface of the support substrate 100 by a sputtering process or the like.

도 4를 참조하면, 상기 제 1 전극층(200) 상에 마스크층(10)이 형성된다. 상기 마스크층(10)은 임프린팅 공정 또는 포토리소그래피 공정 등에 의해서 형성될 수 있다. 상기 마스크층(10)은 상기 제 1 전극층(200)의 상면을 노출시키는 다수 개의 관통홀들(11)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀들(11)의 직경 및 간격은 형성하고자 하는 광 흡수 기둥들(300)의 직경 및 간격에 따라서 달라질 수 있다.Referring to FIG. 4, a mask layer 10 is formed on the first electrode layer 200. The mask layer 10 may be formed by an imprinting process or a photolithography process. The mask layer 10 may include a plurality of through holes 11 exposing an upper surface of the first electrode layer 200. The diameter and spacing of the through holes 11 may vary depending on the diameter and spacing of the light absorbing pillars 300 to be formed.

도 5를 참조하면, 상기 마스크층(10) 상 및 상기 관통홀들(11) 내측에 몰리브덴 등과 같은 금속이 증착된다. 이에 따라서, 상기 관통홀들(11) 내측에 각각 다수 개의 도전층들(201)이 형성된다.Referring to FIG. 5, metal such as molybdenum is deposited on the mask layer 10 and inside the through holes 11. Accordingly, a plurality of conductive layers 201 are formed in the through holes 11, respectively.

이후, 상기 관통홀들(11) 내측에 다수 개의 광 흡수 기둥들(300)이 각각 형성된다. 상기 광 흡수 기둥들(300)은 스퍼터링 공정 또는 증발법 등에 의해서 형성될 수 있다.Thereafter, a plurality of light absorption pillars 300 are formed in the through holes 11, respectively. The light absorption pillars 300 may be formed by a sputtering process or an evaporation method.

예를 들어, 상기 광 흡수 기둥들(300)을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레 늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수 기둥들을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다.For example, copper, indium, gallium, selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2 ; A method of forming light absorbing pillars of CIGS type) and a method of forming a metal precursor film by a selenization process are widely used.

금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션 하는 것을 세분화하면, 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정에 의해서, 상기 마스크층(10) 상 및 상기 관통홀들(11) 내측에 금속 프리커서 막이 형성된다.When the metal precursor film is formed and selenization is subdivided, a metal free layer is formed on the mask layer 10 and the inside of the through holes 11 by a sputtering process using a copper target, an indium target, and a gallium target. A cursor film is formed.

이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레이제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 화합물 반도체로 변형된다.Thereafter, the metal precursor film is transformed into a compound semiconductor of copper-indium-gallium-selenide (Cu (In, Ga) Se 2 ; CIGS-based) by a selenization process.

이와는 다르게, 상기 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 상기 셀레니제이션 공정은 동시에 진행될 수 있다.Alternatively, the copper target, the indium target, the sputtering process using the gallium target, and the selenization process may be performed simultaneously.

이와는 다르게, 구리 타겟 및 인듐 타겟 만을 사용하거나, 구리 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 셀레니제이션 공정에 의해서, CIS계 또는 CIG계 화합물 반도체가 형성될 수 있다.Alternatively, a CIS-based or CIG-based compound semiconductor may be formed by using only a copper target and an indium target, or by a sputtering process and a selenization process using a copper target and a gallium target.

이에 따라서, 상기 관통홀들(11) 내측에 Ⅰ족-Ⅲ족-Ⅵ족계 화합물 반도체가 증착되어, 상기 광 흡수 기둥들(300)이 형성된다.Accordingly, the Group I-Group III-VI compound semiconductors are deposited inside the through holes 11 to form the light absorption pillars 300.

이후, 상기 광 흡 기둥들 상에 다수 개의 버퍼층들(400)이 각각 형성된다. 상기 버퍼층들(400)은 화학 용액 증착 공정(chemical bath deposition;CBD)에 의해서 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 흡수 기둥들(300)이 형성된 후, 상기 광 흡수 기둥들(300) 및 상기 마스크층(10)은 황화 카드뮴을 형성하기 위한 물질들을 포함하는 용액에 침지되고, 상기 광 흡수 기둥들(300) 상에 황화 카드뮴을 포함하는 상기 버퍼층들(400)이 형성된다.Thereafter, a plurality of buffer layers 400 are formed on the light absorbing pillars, respectively. The buffer layers 400 may be formed by chemical bath deposition (CBD). For example, after the light absorption pillars 300 are formed, the light absorption pillars 300 and the mask layer 10 are immersed in a solution containing materials for forming cadmium sulfide, and the light absorption The buffer layers 400 including cadmium sulfide are formed on the pillars 300.

이후, 상기 버퍼층들(400) 상에 다수 개의 고저항 버퍼층들(500)이 형성된다. 상기 고저항 버퍼층들(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드 타겟을 사용한 스퍼터링 공정에 의해서 형성될 수 있다. 즉, 상기 징크 옥사이드는 상기 마스크층(10) 상 및 상기 관통홀들(11) 내측에 증착되고, 상기 관통홀들(11) 내에 상기 고저항 버퍼층들(500)이 각각 형성될 수 있다.Thereafter, a plurality of high resistance buffer layers 500 are formed on the buffer layers 400. The high resistance buffer layers 500 may be formed by a sputtering process using a zinc oxide target that is not doped with impurities. That is, the zinc oxide may be deposited on the mask layer 10 and inside the through holes 11, and the high resistance buffer layers 500 may be formed in the through holes 11, respectively.

이후, 상기 마스크층(10)이 제거된다. 상기 마스크층(10)이 제거되면서, 상기 마스크층(10) 상에 증착된 금속, Ⅰ족-Ⅲ족-Ⅵ족계 화합물 반도체, 황화 카드뮴 및 징크 옥사이드가 자동적으로 제거될 수 있다.Thereafter, the mask layer 10 is removed. As the mask layer 10 is removed, the metal, the Group I-Group III-VI compound semiconductor, cadmium sulfide, and zinc oxide deposited on the mask layer 10 may be automatically removed.

도 7을 참조하면, 상기 제 1 전극층(200) 상에 수지 조성물이 코팅된다. 이때, 상기 수지 조성물에는 다수 개의 광 경로 변경 입자들(650)이 혼합된다. 상기 광 경로 변경 입자들(650)은 상기 수지 조성물에 균일하게 분산될 수 있다.Referring to FIG. 7, a resin composition is coated on the first electrode layer 200. In this case, a plurality of light path changing particles 650 are mixed in the resin composition. The light path changing particles 650 may be uniformly dispersed in the resin composition.

상기 수지 조성물은 상기 광 흡수 기둥들(300)을 덮을 수 있다. 상기 광 경로 변경 입자들(650)이 분산된 수지 조성물은 스핀 코팅, 스프레이 코팅 또는 슬릿 코팅 등의 공정에 의해서, 상기 제 1 전극층(200) 상에 코팅될 수 있다. 상기 수지 조성물은 열 경화성 수지 및/또는 광 경화성 수지를 포함할 수 있다.The resin composition may cover the light absorbing pillars 300. The resin composition in which the optical path change particles 650 are dispersed may be coated on the first electrode layer 200 by a process such as spin coating, spray coating, or slit coating. The resin composition may include a thermosetting resin and / or a photocurable resin.

이후, 상기 코팅된 수지 조성물은 광 및/또는 열에 의해서 경화된다. 이에 따라서, 상기 제 1 전극층(200) 상에 예비 투명 절연층(601)이 형성된다. 상기 예비 투명 절연층(601)은 상기 광 흡수 기둥들(300)을 덮을 수 있다. 더 자세하게, 상기 예비 투명 절연층(601)은 상기 고저항 버퍼층들(500)을 덮을 수 있다. 이에 따라서, 상기 고저항 버퍼층들(500)의 상면은 상기 예비 투명 절연층(601) 내에 배치될 수 있다.Thereafter, the coated resin composition is cured by light and / or heat. Accordingly, the preliminary transparent insulating layer 601 is formed on the first electrode layer 200. The preliminary transparent insulating layer 601 may cover the light absorbing pillars 300. In more detail, the preliminary transparent insulating layer 601 may cover the high resistance buffer layers 500. Accordingly, upper surfaces of the high resistance buffer layers 500 may be disposed in the preliminary transparent insulating layer 601.

도 8을 참조하면, 상기 예비 투명 절연층(601)의 일부는 식각되어, 투명 절연층(600)이 형성된다. 이에 따라서, 상기 고저항 버퍼층들(500)의 상면이 상기 투명 절연층(600)으로부터 노출될 수 있다. 상기 예비 투명 절연층(601)이 식각되는 정도에 따라서, 상기 버퍼층들(400) 및 상기 광 흡수 기둥들(300)이 상기 투명 절연층(600)으로부터 노출될 수 있다.Referring to FIG. 8, a part of the preliminary transparent insulating layer 601 is etched to form a transparent insulating layer 600. Accordingly, upper surfaces of the high resistance buffer layers 500 may be exposed from the transparent insulating layer 600. Depending on the extent to which the preliminary transparent insulating layer 601 is etched, the buffer layers 400 and the light absorbing pillars 300 may be exposed from the transparent insulating layer 600.

도 7 및 도 8과는 다르게, 상기 수지 조성물은 상기 고저항 버퍼층들(500)의 상면이 노출되도록, 상기 제 1 전극층(200) 상에 코팅될 수 있다. 이때에는 도 8과 같은 식각 공정이 필요하지 않을 수 있다.Unlike FIGS. 7 and 8, the resin composition may be coated on the first electrode layer 200 so that the top surfaces of the high resistance buffer layers 500 are exposed. In this case, an etching process as shown in FIG. 8 may not be necessary.

도 9를 참조하면, 상기 투명 절연층(600) 상 및 상기 고저항 버퍼층들(500) 상에 투명한 도전물질이 증착되어, 제 2 전극층(700)이 형성된다. 예를 들어, 상기 제 2 전극층(700)은 스퍼터링 공정에 의해서, 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide;AZO), 인듐 틴 옥사이드(induim tin oxide;ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(induim zinc oxide;IZO) 등의 투명한 도전 물질이 증착되어, 형성될 수 있다.Referring to FIG. 9, a transparent conductive material is deposited on the transparent insulating layer 600 and the high resistance buffer layers 500 to form a second electrode layer 700. For example, the second electrode layer 700 may be formed of aluminum doped zinc oxide (AZO), indium tin oxide (ITO), or indium zinc oxide (induim zinc oxide) by a sputtering process. Transparent conductive material such as; IZO) may be deposited and formed.

이와 같이, 전체적으로 투과 영역을 가지면서, 향상된 광-전 변환 효율을 가지는 태양광 발전장치가 용이하게 형성될 수 있다.
As such, a photovoltaic device having an overall transmissive area and having improved photoelectric conversion efficiency can be easily formed.

도 10은 제 2 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다. 도 11 및 도 12는 제 2 실시예에 따른 태양광 발전장치를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다. 도 13은 제 3 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다. 도 14 및 도 15는 제 3 실시예에 따른 태양광 발전장치를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다. 본 실시예들에 대한 설명에 있어서, 앞선 태양광 발전장치 및 제조방법에 대한 설명을 참조한다. 즉, 앞선 태양광 발전장치 및 제조방법에 대한 설명은 본질적인 부분을 제외하고, 본 실시예들에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.10 is a cross-sectional view illustrating a photovoltaic device according to a second embodiment. 11 and 12 are views illustrating a process of manufacturing the solar cell apparatus according to the second embodiment. 13 is a cross-sectional view illustrating a solar cell apparatus according to a third embodiment. 14 and 15 are views illustrating a process of manufacturing the solar cell apparatus according to the third embodiment. In the description of the embodiments, reference is made to the description of the foregoing photovoltaic device and manufacturing method. That is, the foregoing description of the photovoltaic device and the manufacturing method may be essentially combined with the description of the embodiments, except for the essential part.

도 10을 참조하면, 버퍼층(401)은 투명 절연층(600) 및 광 흡수 기둥들(300) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 버퍼층(401)은 상기 투명 절연층(600) 및 상기 광 흡수 기둥들(300)을 덮는다. 즉, 상기 버퍼층(401)은 상기 투명 절연층(600)의 상면에도 형성된다. 더 자세하게, 상기 버퍼층(401)은 상기 투명 절연층(600)의 상면 및 상기 광 흡수 기둥들(300)의 상면에도 코팅된다.Referring to FIG. 10, the buffer layer 401 is disposed on the transparent insulating layer 600 and the light absorbing pillars 300. In more detail, the buffer layer 401 covers the transparent insulating layer 600 and the light absorbing pillars 300. That is, the buffer layer 401 is also formed on the top surface of the transparent insulating layer 600. In more detail, the buffer layer 401 is also coated on the top surface of the transparent insulating layer 600 and the top surface of the light absorption pillars 300.

본 실시예에 따른 태양광 발전장치는 다음과 같은 공정에 의해서 형성될 수 있다.The solar cell apparatus according to the present embodiment may be formed by the following process.

도 11을 참조하면, 광 흡수 기둥들(300)이 형성된 후, 투명 절연층(600)이 형성된다. 즉, 마스크층에 의해서, 상기 광 흡수 기둥들(300)이 형성된 후, 상기 마스크층은 제거되고, 바로, 상기 투명 절연층(600)이 형성된다.Referring to FIG. 11, after the light absorption pillars 300 are formed, the transparent insulating layer 600 is formed. That is, after the light absorbing pillars 300 are formed by the mask layer, the mask layer is removed and immediately the transparent insulating layer 600 is formed.

이후, 상기 투명 절연층(600) 상 및 상기 광 흡수 기둥들(300) 상에 증착 공정에 의해서, 버퍼층(401) 및 고저항 버퍼층(501)이 차례로 형성된다.Thereafter, the buffer layer 401 and the high resistance buffer layer 501 are sequentially formed on the transparent insulating layer 600 and the light absorbing pillars 300 by a deposition process.

도 12를 참조하면, 상기 고저항 버퍼층(501) 상에 투명한 도전 물질이 증착되고, 제 2 전극층(700)이 형성된다.Referring to FIG. 12, a transparent conductive material is deposited on the high resistance buffer layer 501, and a second electrode layer 700 is formed.

이와 같이, 상기 버퍼층(401) 및 상기 고저항 버퍼층(501)은 상기 투명 절연층(600) 및 상기 광 흡수 기둥들(300) 상에 전체적으로 형성될 수 있다.As such, the buffer layer 401 and the high resistance buffer layer 501 may be entirely formed on the transparent insulating layer 600 and the light absorbing pillars 300.

도 13을 참조하면, 다수 개의 버퍼층들(400)이 상기 광 흡수 기둥들(300) 상에 각각 배치된다. 또한, 고저항 버퍼층(501)은 상기 투명 절연층(600) 상 및 상기 버퍼층들(400) 상에 배치된다. 즉, 상기 고저항 버퍼층(501)은 상기 투명 절연층(600) 상면에 직접 배치되고, 상기 버퍼층들(400)을 덮을 수 있다.Referring to FIG. 13, a plurality of buffer layers 400 are disposed on the light absorption pillars 300, respectively. In addition, the high resistance buffer layer 501 is disposed on the transparent insulating layer 600 and the buffer layers 400. That is, the high resistance buffer layer 501 may be directly disposed on the upper surface of the transparent insulating layer 600 and may cover the buffer layers 400.

본 실시예에 따른 태양광 발전장치는 다음과 같은 공정에 의해서 형성될 수 있다.The solar cell apparatus according to the present embodiment may be formed by the following process.

도 14를 참조하면, 광 흡수 기둥들(300) 및 버퍼층들(400)이 형성된 후, 투명 절연층(600)이 형성된다. 즉, 마스크층(10)에 의해서, 상기 광 흡수 기둥들(300) 및 상기 버퍼층들(400)이 형성된 후, 상기 마스크층(10)은 바로 제거된다. 이후, 상기 투명 절연층(600)이 형성된다.Referring to FIG. 14, after the light absorption pillars 300 and the buffer layers 400 are formed, the transparent insulating layer 600 is formed. That is, after the light absorbing pillars 300 and the buffer layers 400 are formed by the mask layer 10, the mask layer 10 is immediately removed. Thereafter, the transparent insulating layer 600 is formed.

이후, 상기 투명 절연층(600) 상 및 상기 버퍼층들(400) 상에 증착 공정에 의해서, 고저항 버퍼층(501)이 형성된다.Thereafter, a high resistance buffer layer 501 is formed on the transparent insulating layer 600 and the buffer layers 400 by a deposition process.

도 15를 참조하면, 상기 고저항 버퍼층(501) 상에 투명한 도전 물질이 증착되고, 제 2 전극층(700)이 형성된다.Referring to FIG. 15, a transparent conductive material is deposited on the high resistance buffer layer 501, and a second electrode layer 700 is formed.

이와 같이, 상기 고저항 버퍼층(501)은 상기 투명 절연층(600) 및 상기 버퍼층들(400) 상에 전체적으로 형성될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 태양광 발전장치는 광 경로 변경 입자들(650)에 의해서 향상된 외관 및 성능을 가질 수 있다.
As such, the high resistance buffer layer 501 may be entirely formed on the transparent insulating layer 600 and the buffer layers 400. In addition, the solar cell apparatus according to the present embodiment may have improved appearance and performance by the light path changing particles 650.

도 16은 제 4 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다. 도 17 내지 도 19는 제 4 실시예에 따른 태양광 발전장치를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다. 본 실시예들에 대한 설명에 있어서, 앞선 태양광 발전장치 및 제조방법에 대한 설명을 참조한다. 즉, 앞선 태양광 발전장치 및 제조방법에 대한 설명은 본질적인 부분을 제외하고, 본 실시예들에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.16 is a cross-sectional view illustrating a photovoltaic device according to a fourth embodiment. 17 to 19 are views illustrating a process of manufacturing the solar cell apparatus according to the fourth embodiment. In the description of the embodiments, reference is made to the description of the foregoing photovoltaic device and manufacturing method. That is, the foregoing description of the photovoltaic device and the manufacturing method may be essentially combined with the description of the embodiments, except for the essential part.

도 16을 참조하면, 광 흡수 기둥들(800)은 실리콘을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 흡수 기둥들(800)은 전체적으로 실리콘으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 광 흡수 기둥들(800)은 실리콘계 p-n 접합 구조 또는 실리콘계 p-i-n 접합 구조를 가질 수 있다. 상기 광 흡수 기둥들(800)은 제 1 도전형부(810), 제 2 도전형부(820) 및 제 3 도전형부(830)를 포함한다.Referring to FIG. 16, the light absorbing pillars 800 may include silicon. In more detail, the light absorbing pillars 800 may be entirely made of silicon. That is, the light absorption pillars 800 may have a silicon-based p-n junction structure or a silicon-based p-i-n junction structure. The light absorption pillars 800 may include a first conductivity type part 810, a second conductivity type part 820, and a third conductivity type part 830.

상기 제 1 도전형부(810)는 제 1 전극층(200) 상에 배치된다. 상기 제 1 도전형부(810)는 상기 제 1 전극층(200)에 직접 접속되거나, 도전층들(201)을 통하여 접속될 수 있다. 상기 제 1 도전형부(810)는 제 1 도전형을 가진다. 예를 들어, 상기 제 1 도전형부(810)는 p형 도전형을 가질 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 도전형부(810)에 p형 불순물이 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 도전형부(810)는 p형 불순물이 도핑된 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 p형 불순물의 예로서는 알루미늄, 갈륨 또는 인듐 등을 들 수 있다.The first conductivity type part 810 is disposed on the first electrode layer 200. The first conductivity type portion 810 may be directly connected to the first electrode layer 200 or may be connected through the conductive layers 201. The first conductivity type portion 810 has a first conductivity type. For example, the first conductivity type portion 810 may have a p-type conductivity. In more detail, the p-type impurity may be doped into the first conductivity type portion 810. For example, the first conductivity type portion 810 may include silicon doped with p-type impurities. Examples of the p-type impurity include aluminum, gallium or indium.

상기 제 2 도전형부(820)는 상기 제 1 도전형부(810) 상에 배치된다. 상기 제 2 도전형부(820)는 상기 제 1 도전형부(810)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 제 2 도전형부(820)는 i형 도전형을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 2 도전형부(820)에는 불순무링 도핑되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 도전형부(820)는 불순물이 도핑되지 않는 실리콘으로 이루어질 수 있다.The second conductivity type part 820 is disposed on the first conductivity type part 810. The second conductivity type part 820 may be integrally formed with the first conductivity type part 810. The second conductivity type portion 820 may have an i-type conductivity type. That is, the second conductivity type portion 820 may not be doped with impurities. For example, the second conductivity type portion 820 may be made of silicon that is not doped with impurities.

상기 제 3 도전형부(830)는 상기 제 1 도전형부(810) 상에 배치된다. 또한, 상기 제 3 도전형부(830)는 상기 제 2 도전형부(820) 상에 배치된다. 상기 제 3 도전형부(830)는 상기 제 2 도전형부(820)에 직접 접촉될 수 있다. 상기 제 3 도전형부(830)는 제 2 도전형을 가진다. 예를 들어, 상기 제 3 도전형부(830)는 n형 도전형을 가질 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 3 도전형부(830)에 n형 불순물이 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 도전형부(830)는 n형 불순물이 도핑된 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 n형 불순물의 예로서는 인(P), 질소 또는 비소(As) 등을 들 수 있다.The third conductivity type part 830 is disposed on the first conductivity type part 810. In addition, the third conductivity type part 830 is disposed on the second conductivity type part 820. The third conductive type part 830 may directly contact the second conductive type part 820. The third conductive type portion 830 has a second conductive type. For example, the third conductivity type portion 830 may have an n type conductivity type. In more detail, an n-type impurity may be doped into the third conductive type portion 830. For example, the third conductivity type portion 830 may include silicon doped with n-type impurities. Examples of the n-type impurity include phosphorus (P), nitrogen, or arsenic (As).

또한, 상기 광 흡수 기둥들(800)은 상기 제 2 전극층(700)에 접속된다. 더 자세하게, 상기 광 흡수 기둥들(800)은 상기 제 2 전극층(700)에 직접 접속될 수 있다. 즉, 상기 광 흡수 기둥들(800)의 상면은 상기 제 2 전극층(700)에 직접 접촉될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 3 도전형부(830)는 상기 제 2 전극층(700)에 직접 접속될 수 있다.In addition, the light absorbing pillars 800 are connected to the second electrode layer 700. In more detail, the light absorbing pillars 800 may be directly connected to the second electrode layer 700. That is, upper surfaces of the light absorption pillars 800 may directly contact the second electrode layer 700. In more detail, the third conductivity type portion 830 may be directly connected to the second electrode layer 700.

본 실시예에 따른 태양광 발전장치는 다음과 같은 과정에 의해서, 형성될 수 있다.The solar cell apparatus according to the present embodiment may be formed by the following process.

도 17을 참조하면, 지지기판(100) 상에 제 1 전극층(200)이 형성된다.Referring to FIG. 17, the first electrode layer 200 is formed on the support substrate 100.

이후, 상기 제 1 전극층(200) 상에 다수 개의 관통홀들을 포함하는 마스크층이 형성된다.Thereafter, a mask layer including a plurality of through holes is formed on the first electrode layer 200.

이후, 상기 마스크층(10)의 상면 및 상기 관통홀들 내에 p형 불순물이 도핑된 실리콘, 불순물이 도핑되지 않는 실리콘 및 n형 불순물이 도핑된 실리콘이 차례로 증착될 수 있다.Subsequently, silicon doped with p-type impurities, silicon not doped with impurities, and silicon doped with n-type impurities may be sequentially deposited on the upper surface of the mask layer 10 and the through holes.

이와는 다르게, 상기 마스크층의 상면 및 상기 관통홀들 내에 알루미늄이 증착된 후, 상기 p형 불순물이 도핑된 실리콘이 증착될 수 있다.Alternatively, after aluminum is deposited on the top surface of the mask layer and the through holes, silicon doped with the p-type impurity may be deposited.

도 18을 참조하면, 상기 마스크층이 제거된 후, 투명 절연층(600)이 상기 광 흡수 기둥들(800) 사이에 형성된다. 이후, 상기 투명 절연층(600) 상 및 상기 광 흡수 기둥들(800) 상에 투명한 도전 물질이 증착되고, 제 2 전극층(700)이 형성된다.Referring to FIG. 18, after the mask layer is removed, a transparent insulating layer 600 is formed between the light absorbing pillars 800. Thereafter, a transparent conductive material is deposited on the transparent insulating layer 600 and the light absorbing pillars 800, and a second electrode layer 700 is formed.

이와 같이, 본 실시예에 따른 태양광 발전장치는 실리콘계 광 흡수 기둥들(800)을 사용하여, 전체적으로 광을 투과시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 태양광 발전장치는 광 경로 변경 입자들(650)에 의해서 향상된 광-전 변환 효율 및 외관을 가질 수 있다.As such, the solar cell apparatus according to the present exemplary embodiment may transmit light as a whole by using the silicon-based light absorbing pillars 800. In addition, the photovoltaic device according to the present embodiment may have an improved photoelectric conversion efficiency and appearance by the light path changing particles 650.

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.In addition, the features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in each embodiment may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

Claims (10)

기판;
상기 기판 상에 배치되는 제 1 전극층;
상기 제 1 전극층 상에 배치되는 다수 개의 광 흡수 기둥들;
상기 광 흡수 기둥들 사이에 배치되는 다수 개의 광 경로 변경 입자들; 및
상기 광 흡수 기둥들 상에 배치되는 제 2 전극층을 포함하는 태양광 발전장치.Board;
A first electrode layer disposed on the substrate;
A plurality of light absorbing pillars disposed on the first electrode layer;
A plurality of light path changing particles disposed between the light absorbing pillars; And
A photovoltaic device comprising a second electrode layer disposed on the light absorption pillars. 제 1 항에 있어서, 상기 광 경로 변경 입자들은 입사광의 파장을 변환시키는 태양광 발전장치.The photovoltaic device of claim 1, wherein the light path changing particles convert wavelengths of incident light. 제 1 항에 있어서, 상기 광 흡수 기둥들 사이에 배치되는 투명 절연층을 포함하고,
상기 광 경로 변경 입자들은 상기 투명 절연층 내에 배치되는 태양광 발전장치.The method of claim 1, further comprising a transparent insulating layer disposed between the light absorption pillars,
The light path changing particles are disposed in the transparent insulating layer. 제 3 항에 있어서, 상기 투명 절연층은 광 경화성 수지 또는 열 경화성 수지를 포함하는 태양광 발전장치.The photovoltaic device of claim 3, wherein the transparent insulation layer comprises a photocurable resin or a thermosetting resin. 제 1 항에 있어서, 상기 광 흡수 기둥들은 실리콘을 포함하는 태양광 발전장치.The solar cell apparatus of claim 1, wherein the light absorbing pillars comprise silicon. 제 1 항에 있어서, 상기 광 흡수 기둥들은 Ⅰ족-Ⅲ족-Ⅵ족계 화합물 반도체를 포함하는 태양광 발전장치.The photovoltaic device of claim 1, wherein the light absorption pillars comprise a Group I-Group III-VI compound semiconductor. 제 1 항에 있어서, 상기 광 경로 변경 입자들은 양자점인 태양광 발전장치.The solar cell apparatus of claim 1, wherein the optical path changing particles are quantum dots. 기판 상에 제 1 전극층을 형성하는 단계;
상기 제 1 전극층 상에 다수 개의 광 흡수 기둥들을 형성하는 단계;
상기 광 흡수 기둥들 사이에 투명 절연층 및 다수 개의 광 경로 변경 입자들을 형성하는 단계; 및
상기 투명 절연층 상 및 상기 광 흡수 기둥들 상에 제 2 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 태양광 발전장치의 제조방법.Forming a first electrode layer on the substrate;
Forming a plurality of light absorbing pillars on the first electrode layer;
Forming a transparent insulating layer and a plurality of light path changing particles between the light absorbing pillars; And
And forming a second electrode layer on the transparent insulation layer and on the light absorption pillars. 제 8 항에 있어서, 상기 투명 절연층 및 상기 광 경로 변경 입자들을 형성하는 단계는
상기 광 흡수 기둥들 사이 및 상기 제 1 전극층 상에, 상기 광 경로 변경 입자들을 포함하는 수지 조성물을 코팅하는 단계; 및
상기 수지 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는 태양광 발전장치의 제조방법.The method of claim 8, wherein the forming of the transparent insulating layer and the light path changing particles is performed.
Coating a resin composition comprising the light path changing particles between the light absorbing pillars and on the first electrode layer; And
Method of manufacturing a photovoltaic device comprising the step of curing the resin composition. 제 8 항에 있어서, 상기 광 흡수 기둥들을 형성하는 단계는,
상기 제 1 전극층 상에 상기 제 1 전극층의 상면을 노출하는 다수 개의 관통홈들을 포함하는 마스크를 형성하는 단계; 및
상기 관통홈들 내측에 상기 광 흡수 기둥들을 각각 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.The method of claim 8, wherein forming the light absorbing pillars comprises:
Forming a mask on the first electrode layer, the mask including a plurality of through holes exposing an upper surface of the first electrode layer; And
The method of manufacturing a solar cell comprising the step of forming each of the light absorption pillars in the through grooves.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101294835B1 (en) * 2013-01-02 2013-08-07 한국기계연구원 Quantum dots solar cell and method the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005064246A (en) 2003-08-12 2005-03-10 Canon Inc Photoelectric conversion element and manufacturing method thereof, and solar cell
KR101426941B1 (en) * 2007-05-30 2014-08-06 주성엔지니어링(주) Solar cell and method for fabricating the same
JP2009016556A (en) * 2007-07-04 2009-01-22 Toppan Printing Co Ltd Light scattering film for solar battery, optical member for solar battery and solar battery
US20110162711A1 (en) 2008-06-06 2011-07-07 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Wavelength-converting composition and photovoltaic device comprising layer composed of wavelength-converting composition
JP2010186845A (en) * 2009-02-12 2010-08-26 Sumitomo Bakelite Co Ltd Resin composition, wavelength conversion composition, wavelength conversion layer, and photovoltaic device including the same
KR101091253B1 (en) * 2009-11-03 2011-12-07 엘지이노텍 주식회사 Solar cell and method of fabircating the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101294835B1 (en) * 2013-01-02 2013-08-07 한국기계연구원 Quantum dots solar cell and method the same

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