KR20130014271A - 탠덤형 태양전지 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 탠덤형 태양전지는 제1 기판 상에 제1 이면 전극층, 제1 광 흡수층, 제1 투명 전극층이 순차적으로 형성되며, 제1 이면 전극층이 노출되도록 제1 광 흡수층 및 제1 투명 전극층 상에 다수의 제1 분리패턴이 형성된 제1 태양전지와, 상기 제1 태양전지의 일측에 부착되며 제2 기판 상에 제2 이면 전극층, 제2 광 흡수층, 제2 투명 전극층이 순차적으로 형성되며, 제2 이면 전극층이 노출되도록 제2 광 흡수층 및 제2 투명 전극층 상에 다수의 제2 분리패턴이 형성된 제2 태양전지를 포함하고, 상기 서로 인접하는 제1 분리패턴 사이의 거리는 서로 인접하는 제2 분리패턴의 사이의 거리보다 작게 형성될 수 있다.
상기와 같은 발명은 서로 적층 형성되는 제1 태양전지 셀과 제2 태양전지 셀의 면적을 다르게 형성함으로써, 탠덤형 태양전지를 이루는 제1 태양전지와 제2 태양전지의 전류를 용이하게 매칭시킬 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 발명은 서로 적층 형성되는 제1 태양전지 셀과 제2 태양전지 셀의 면적을 다르게 형성함으로써, 탠덤형 태양전지를 이루는 제1 태양전지와 제2 태양전지의 전류를 용이하게 매칭시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 탠덤형 태양전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 태양전지는 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 역할을 하며, 이러한 태양전지는 최근 에너지의 수요가 증가함에 따라 상업적으로 널리 이용되고 있다.
최근에는 태양전지 효율을 높이기 위해서 탠덤형 태양전지(TANDEM SOLAR CELL)가 개발되고 있으며, 탠덤형 태양전지는 다수개의 태양전지 층을 순차적으로 적층시켜 형성된다.
하지만, 종래 탠덤형 태양전지는 태양광이 입사되는 광량이 서로 틀려 각 태양전지 층의 전류 매칭(Current Matching)이 용이하게 이루어지기 어려우며, 이로 인해 효율이 상당히 떨어지는 문제점이 발생된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 상하를 이루는 태양전지의 전류를 용이하게 매칭시키기 위한 고효율의 탠덤형 태양전지를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 탠덤형 태양전지는 제1 기판 상에 제1 이면 전극층, 제1 광 흡수층, 제1 투명 전극층이 순차적으로 형성되며, 제1 이면 전극층이 노출되도록 제1 광 흡수층 및 제1 투명 전극층 상에 다수의 제1 분리패턴이 형성된 제1 태양전지와, 상기 제1 태양전지의 일측에 부착되며 제2 기판 상에 제2 이면 전극층, 제2 광 흡수층, 제2 투명 전극층이 순차적으로 형성되며, 제2 이면 전극층이 노출되도록 제2 광 흡수층 및 제2 투명 전극층 상에 다수의 제2 분리패턴이 형성된 제2 태양전지를 포함하고, 상기 서로 인접하는 제1 분리패턴 사이의 거리는 서로 인접하는 제2 분리패턴의 사이의 거리보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 탠덤형 태양전지는 제1 분리패턴에 의해 다수의 제1 태양전지 셀들로 구성된 제1 태양전지와, 상기 제1 태양전지 층의 일측에 형성되며, 제2 분리패턴에 의해 다수의 제2 태양전지 셀들로 구성된 제2 태양전지를 포함하고, 상기 제1 태양전지 셀의 면적은 제2 태양전지 셀의 면적보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 탠덤형 태양전지의 제조방법은 제1 기판 상에 제1 이면 전극층, 제1 광 흡수층, 제1 투명 전극층이 순차적으로 적층하는 단계와, 상기 제1 이면 전극층이 노출되도록 제1 광 흡수층 및 제1 투명 전극층 상에 다수의 제1 분리패턴을 형성하여 제1 태양전지를 형성하는 단계와, 상기 제2 기판 상에 제2 이면 전극층, 제2 광 흡수층, 제2 투명 전극층이 순차적으로 적층하는 단계와, 상기 제2 이면 전극층이 노출되도록 제2 광 흡수층 및 제2 투명 전극층 상에 다수의 제2 분리패턴을 형성하여 제2 태양전지를 형성하는 단계와, 상기 제1 태양전지와 제2 태양전지를 적층 형성하는 단계를 포함하고, 상기 서로 인접하는 제1 분리패턴 사이의 거리는 서로 인접하는 제2 분리패턴의 사이의 거리보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명은 서로 적층 형성되는 제1 태양전지 셀과 제2 태양전지 셀의 면적을 다르게 형성함으로써, 탠덤형 태양전지를 이루는 제1 태양전지와 제2 태양전지의 전류를 용이하게 매칭시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 탠덤형 태양전지를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 탠덤형 태양전지의 부분 단면도.
도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 탠던형 태양전지의 제조방법을 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 탠덤형 태양전지의 부분 단면도.
도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 탠던형 태양전지의 제조방법을 나타낸 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 탠덤형 태양전지를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 탠덤형 태양전지의 부분 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 탠덤형 태양전지는 다수의 제1 태양전지 셀을 포함하는 제1 태양전지(1000)와, 다수의 제2 태양전지 셀을 포함하는 제2 태양전지(200)를 포함하고, 상기 제1 태양전지 셀의 면적은 제2 태양전지 셀의 면적보다 작게 형성될 수 있다.
제1 태양전지(1000)는 제1 기판(100)과, 상기 제1 기판(100) 상에 형성된 제1 이면 전극층(110)과, 상기 제1 이면 전극층(110) 상에 형성된 제1 광 흡수층(120)과, 상기 제1 광 흡수층(120) 상에 형성된 제1 버퍼층(130, 140)과, 상기 제1 버퍼층(130, 140) 상에 형성된 제1 투명 전극층(150)을 포함할 수 있다.
제1 기판(100)은 사각의 플레이트 형상으로 형성되며, 투명한 유리 재질로 형성될 수 있다.
제1 기판(100)은 리지드(Rigid)하거나 플렉서블(Flexible)할 수 있으며, 유리 기판 이외에 PET(Polyethylene Terephthalate), PEN(Polyethylenenaphthelate), PP(Polypropylene), TAC(Tri Acethl Cellulose)와 같은 플라스틱 또는 금속 재질의 기판이 사용될 수 있다.
제1 기판(100)으로는 나트륨(Na) 성분이 포함된 소다 라임 글래스(Soda Lime Glass) 기판이 사용될 수 있다.
제1 기판(100) 상에는 제1 이면 전극층(110)이 형성될 수 있다.
제1 이면 전극층(110)으로는 몰리브덴(Mo)이 사용될 수 있으며, 제1 이면 전극층(110)으로 몰리브덴이 사용될 경우, 태양광을 이후 설명될 제2 태양전지(2000)로 효과적으로 전달하기 위해 500nm 이하의 두께, 더욱 구체적으로는 400nm 이하의 두께로 형성할 수 있다.
상기에서는 제1 이면 전극층(110)으로 몰리브덴을 사용하였지만, 이에 한정되지 않고, 산화인듐주석(ITO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2)을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
제1 이면 전극층(110)은 동종 또는 이종 금속을 이용하여 두 개 이상의 층을 이루도록 형성할 수 있다. 제1 이면 전극층(110)이 두 개 이상을 층을 이루도록 형성될 경우, 서로 다른 물질로 형성할 수도 있다.
제1 이면 전극층(110) 상에는 제1 라인패턴(P11)이 형성될 수 있다.
제1 라인패턴(P11)은 제1 기판(100)의 일부가 노출되도록 제1 이면 전극층(110)에 관통 형성되며, 이로부터 제1 이면 전극층(110)은 다수개로 분할 형성될 수 있다.
제1 이면 전극층(110) 상에는 제1 광 흡수층(120)이 형성될 수 있다.
제1 광 흡수층(120)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물을 포함하며, 예컨대 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다.
제1 광 흡수층(120) 상에는 제1 버퍼층(130, 140)이 형성될 수 있다.
제1 버퍼층(130, 140)은 2개의 층으로 구성될 수 있으며, 제1 광 흡수층(120) 상의 일면에 직접 접촉되는 제1 층(130)과, 제1 층(130) 상에 형성된 제2 층(140)을 포함할 수 있다.
제1 층(130)은 황하 카드뮴(CdS)를 포함하는 물질로 형성할 수 있으며, 이후 설명될 제1 투명 전극층(150) 과의 에너지 갭 차이를 완화시키는 역할을 한다.
제2 층(140)은 고저항 버퍼층으로 ITO, ZnO, i-ZnO를 포함하도록 형성될 수 있으며, 제1 투명 전극층(150)과의 절연 및 충격 데미지를 방지할 수 있는 효과가 있다.
제1 광 흡수층(120)과 제1 버퍼층(130, 140) 상에는 제1 콘택패턴(P12)이 형성될 수 있다.
제1 콘택패턴(P12)은 제1 라인패턴(P11)과 이격되도록 형성될 수 있으며, 이로부터 제1 이면 전극층(110)의 상부가 노출될 수 있다.
제1 버퍼층(130, 140) 상에는 제1 투명 전극층(150)이 형성될 수 있다.
제1 투명 전극층(150)은 투명한 도전성 재질로 형성될 수 있으며, 알루미늄이 도핑된 산화 아연인 AZO(ZnO: Al) 재질의 물질이 사용될 수 있다.
제1 투명 전극층(150)의 재질은 이에 한정되지 않으며, 광 투과율과 전기 전도성이 높은 물질인 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화인듐주석(ITO) 등으로 형성될 수 있다.
제1 투명 전극층(150) 상에는 제1 분리패턴(P13)이 형성될 수 있다.
제1 분리패턴(P13)은 제1 이면 전극층(110)의 일부가 노출되도록 제1 투명 전극층(150), 제1 버퍼층(130, 140), 제1 광 흡수층(130)을 관통하도록 형성될 수 있으며, 이로부터 다수의 제1 태양전지 셀로 분리 형성할 수 있다.
여기서, 서로 인접하는 제1 분리패턴(P12) 사이의 거리는 2㎝ 내지 5㎝ 의 거리를 가지도록 형성할 수 있다.
제1 투명 전극층(150)의 상부에는 제1 보호 기판(160)이 더 형성될 수 있으며, 제1 보호 기판(160)은 투명한 유리 재질로 형성될 수 있다. 물론, 유리 외에도 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.
제1 태양전지(1000)의 일측에는 제2 태양전지(2000)가 형성될 수 있다.
제2 태양전지(2000)는 제2 기판(200)과, 상기 제2 기판(200) 상에 형성된 제2 이면 전극층(210)과, 상기 제2 이면 전극층(210) 상에 형성된 제2 광 흡수층(220)과, 상기 제2 광 흡수층(220) 상에 형성된 제2 버퍼층(230, 240)과, 상기 제2 버퍼층(230, 240) 상에 형성된 제2 투명 전극층(250)을 포함할 수 있다.
제2 태양전지(2000)의 구조는 제1 태양전지(1000)의 구조 재질은 동일하며, 제1 태양전지(1000)와 다른 구성 요소를 중심으로 설명한다.
제2 이면 전극층(210)은 몰리브덴으로 형성될 수 있으며, 500nm 내지 1㎛ 로 형성될 수 있다.
제2 투명 전극층(210) 상에는 다수의 제2 분리패턴(P23)이 형성될 수 있으며, 이로부터 다수의 제2 태양전지 셀을 형성할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 서로 인접하는 제2 분리패턴(P23) 사이의 거리(L2)는 서로 인접하는 제1 분리패턴(P13) 사이의 거리(L1)보다 크게 형성될 수 있으며, 이로부터 제2 분리패턴(P23)에 의해 분리된 제2 태양전지 셀의 면적은 제1 태양전지 셀의 면적보다 클 수 있다.
여기서, 제1 태양전지 셀과 제2 태양전지 셀의 폭은 동일하게 형성되므로, 서로 인접하는 제1 분리패턴(P13) 사이의 거리(L1)와 서로 인접하는 제2 분리패턴(P23) 사이의 거리(L2)의 비에 의해 면적비가 결정될 수 있다.
서로 인접하는 제1 분리패턴(P13) 사이의 거리(L1)와 서로 인접하는 제2 분리 패턴 사이의 거리(L2) 비는 1:2 내지 1:4로 형성될 수 있다.
이로부터 서로 인접하는 제1 분리패턴(P13) 사이의 거리(L1)와 서로 인접하는 제2 분리패턴(P23) 사이의 거리(L2)는 2:3, 2:5, 3:4, 3:5, 3:7 등 다양한 비율로 적절하게 형성할 수 있다.
서로 인접하는 제1 분리패턴(P13) 사이의 거리(L1)가 2cm 일 경우, 서로 인접하는 제2 분리패턴(P23) 사이의 거리(L2)는 4cm 내지 8cm 일 수 있다. 물론, 서로 인접하는 제1 분리패턴(P13) 사이의 거리(L1)는 변경될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 탠덤형 태양전지는 제1 태양전지 셀과 제2 태양전지 셀의 면적을 다르게 형성함으로써, 제1 태양전지(1000)와 제2 태양전지(2000)의 전류를 용이하게 형성시킬 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 탠덤형 태양전지의 제조방법을 살펴본다. 도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 탠덤형 태양전지의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
먼저, 제1 태양전지(1000)를 형성하는 단계를 수행할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 투명한 재질의 제1 기판(100)이 마련되면, 제1 기판(100) 상에 제1 이면 전극층(110)을 형성하는 단계를 수행한다.
제1 이면 전극층(110)은 몰리브덴(Mo)을 스퍼터링 법에 의해 일정 두께로 증착하여 형성할 수 있다. 여기서, 제1 이면 전극층(110)의 두께는 400㎚ 이하로 형성될 수 있다.
또한, 제1 이면 전극층(110)으로 산화인듐주석(ITO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2)를 이용하여 일정 두께로 형성할 수도 있다.
이어서, 제1 이면 전극층(110)을 스트립 형태로 분할되도록 패터닝 공정을 수행하여 제1 라인패턴(P11)을 형성시킬 수 있다. 여기서, 패터닝 공정은 레이저를 사용하여 수행될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 이면 전극층(110) 상에 제1 라인패턴(P11)이 형성되면, 제1 이면 전극층(110) 상에 제1 광 흡수층(120), 제1 버퍼층(130, 140)을 순차적으로 형성하는 단계를 수행한다.
제1 광 흡수층(120)은 CIGS를 동시 증착법에 의해 형성할 수 있다.
제1 버퍼층(130, 140)은 황하 카드뮴(CdS)을 화학 용액 성장법(Chemical Bath Deposition; CBD)에 의해 제1 층(130)을 형성하고, ZnO를 스퍼터링에 의해 제2 층(140)을 형성할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 이면 전극층(110) 상에 제1 광 흡수층(120), 제1 버퍼층(130, 140)이 적층 형성되면, 제1 광 흡수층(120), 제1 버퍼층(130, 140)의 일부를 패터닝 공정에 의해 제1 콘택패턴(P12)을 형성한다.
제1 콘택패턴(P12)은 제1 라인패턴(P11)과 일정 간격을 이루도록 형성될 수 있으며, 제1 콘택패턴(P12)은 스크라이빙 법 또는 레이저에 의해 형성될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 광 흡수층(120), 제1 버퍼층(130, 140) 상에 제1 콘택패턴(P12)이 형성되면 제1 버퍼층(130, 140) 상에 제1 투명 전극층(150)을 형성하는 단계를 수행한다.
제1 투명 전극층(150)은 AZO를 스퍼터링 법으로 증착하여 형성할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 버퍼층(130, 140) 상에 제1 투명 전극층(150)이 형성되면, 제1 투명 전극층(150), 제1 버퍼층(130, 140), 제1 광 흡수층(120) 상에 제1 분리패턴(P13)을 형성하는 단계를 수행한다.
제1 분리패턴(P13)은 제1 콘택패턴(P12)과 일정 간격으로 이루도록 형성할 수 있으며, 스크라이빙 법 또는 레이저에 의해 형성될 수 있다.
이때, 서로 인접하는 제1 분리패턴(P13)의 거리(L1)는 2㎝ 내지 5㎝ 를 가지도록 형성할 수 있다.
상기와 같이, 제1 분리패턴(P13)이 형성되면, 제1 투명 전극층(150) 상에 제1 보호 기판(미도시)을 더 형성하여 제1 태양전지의 제조를 완료할 수 있다.
상기와 같이, 제1 태양전지(1000)가 형성되면, 앞서 설명한 바와 동일한 방법으로 제2 태양전지(2000)를 형성하는 단계를 수행할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제2 태양전지(2000)는 제2 기판(200) 상에 제2 이면 전극층(210), 제2 광 흡수층(220), 제2 버퍼층(230, 240), 제2 투명 전극층(250)을 앞서 설명한 바와 같은 방법으로 적층 형성될 수 있다.
이때, 서로 인접하는 제2 분리패턴(P23)의 거리(L2)는 서로 인접하는 제1 분리패턴(P13)의 거리보다 크게 형성될 수 있으며, 서로 인접하는 제1 분리패턴(P13)의 거리(L1)와 서로 인접하는 제2 분리패턴(P23)의 거리(L2)는 1:2 내지 1:4가 되도록 형성할 수 있다.
이와 함께, 제2 투명 전극층(250) 상에는 제2 보호기판(미도시)이 더 형성될 수 있으며, 이로부터 제2 태양전지의 제조가 완료될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1 태양전지(1000)와 제2 태양전지(2000)가 제조되면, 제1 태양전지(1000)의 제1 보호기판(160)과 제2 태양전지(2000)의 제2 보호기판(260)이 서로 대면하도록 배치하고, 제1 태양전지(1000)와 제2 태양전지(2000) 사이에 EVA 층(3000)을 더 구비하여 접착시킬 수 있다.
상기 제1 태양전지(1000), EVA 층(3000), 제2 태양전지(2000)는 라미네이션 하여 접착시킬 수 있다.
이후, 제1 태양전지(1000)와 제2 태양전지(2000)를 그리드 타입의 버스바를 직렬 또는 병렬 연결함으로써, 탠덤형 태양전지의 제조를 완료할 수 있다.
상기에서는 제1 태양전지(1000)와 제2 태양전지(2000) 사이에 EVA 층(3000)을 형성하였지만, EVA 층(3000)을 생략할 수 있다. 또한, 제1 태양전지(1000)와 제2 태양전지(2000)의 일측에 형성된 제1 보호기판(160) 및 제2 보호기판(160) 중 어느 하나 또는 모두 삭제할 수 있다.
상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.
100: 제1 기판 110: 제1 이면 전극층
150: 제1 투명 전극층 P13: 제1 분리패턴
200: 제2기판 210: 제2 이면 전극층
250: 제2 투명 전극층 P23: 제2 분리패턴
1000: 제1 태양전지 2000: 제2 태양전지
150: 제1 투명 전극층 P13: 제1 분리패턴
200: 제2기판 210: 제2 이면 전극층
250: 제2 투명 전극층 P23: 제2 분리패턴
1000: 제1 태양전지 2000: 제2 태양전지
Claims (14)
- 제1 기판 상에 제1 이면 전극층, 제1 광 흡수층, 제1 투명 전극층이 순차적으로 형성되며, 제1 이면 전극층이 노출되도록 제1 광 흡수층 및 제1 투명 전극층 상에 다수의 제1 분리패턴이 형성된 제1 태양전지; 및
상기 제1 태양전지의 일측에 부착되며 제2 기판 상에 제2 이면 전극층, 제2 광 흡수층, 제2 투명 전극층이 순차적으로 형성되며, 제2 이면 전극층이 노출되도록 제2 광 흡수층 및 제2 투명 전극층 상에 다수의 제2 분리패턴이 형성된 제2 태양전지를 포함하고,
상기 서로 인접하는 제1 분리패턴 사이의 거리는 서로 인접하는 제2 분리패턴의 사이의 거리보다 작은 탠덤형 태양전지. - 청구항 1에 있어서,
상기 서로 인접하는 제1 분리패턴 사이의 거리와 서로 인접하는 제2 분리패턴의 사이의 거리는 1:2 내지 1:4인 탠덤형 태양전지. - 청구항 2에 있어서,
상기 서로 인접하는 제1 분리패턴 사이의 거리는 2 내지 5cm 인 탠덤형 태양전지. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 이면 전극층은 몰리브덴을 포함하고, 상기 몰리브덴의 두께는 400nm 이하로 형성되는 탠덤형 태양전지. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 이면 전극층은 산화인듐주석(ITO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2)를 포함하는 탠덤형 태양전지. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 투명 전극층과 제2 투명 전극층은 서로 대면하여 배치되는 탠덤형 태양전지. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 태양전지와 제2 태양전지 사이에는 EVA 층이 더 형성되는 탠덤형 태양전지. - 제1 분리패턴에 의해 다수의 제1 태양전지 셀들로 구성된 제1 태양전지;
상기 제1 태양전지 층의 일측에 형성되며, 제2 분리패턴에 의해 다수의 제2 태양전지 셀들로 구성된 제2 태양전지를 포함하고,
상기 제1 태양전지 셀의 면적은 제2 태양전지 셀의 면적보다 작은 탠덤형 태양전지. - 청구항 8에 있어서,
상기 제1 태양전지 셀의 면적과 제2 태양전지 셀의 면적은 1:2 내지 1:4인 탠덤형 태양전지. - 제1 기판 상에 제1 이면 전극층, 제1 광 흡수층, 제1 투명 전극층이 순차적으로 적층하는 단계;
상기 제1 이면 전극층이 노출되도록 제1 광 흡수층 및 제1 투명 전극층 상에 다수의 제1 분리패턴을 형성하여 제1 태양전지를 형성하는 단계;
상기 제2 기판 상에 제2 이면 전극층, 제2 광 흡수층, 제2 투명 전극층이 순차적으로 적층하는 단계;
상기 제2 이면 전극층이 노출되도록 제2 광 흡수층 및 제2 투명 전극층 상에 다수의 제2 분리패턴을 형성하여 제2 태양전지를 형성하는 단계; 및
상기 제1 태양전지와 제2 태양전지를 적층 형성하는 단계를 포함하고,
상기 서로 인접하는 제1 분리패턴 사이의 거리는 서로 인접하는 제2 분리패턴의 사이의 거리보다 작게 형성하는 탠덤형 태양전지 제조방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 서로 인접하는 제1 분리패턴 사이의 거리와 서로 인접하는 제2 분리패턴의 사이의 거리는 1:2 내지 1:4인 탠덤형 태양전지 제조방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 서로 인접하는 제1 분리패턴 사이의 거리는 2 내지 5cm 인 탠덤형 태양전지 제조방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 제1 이면 전극층은 몰리브덴을 포함하고, 상기 몰리브덴의 두께는 400nm 이하로 형성되는 탠덤형 태양전지 제조방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 제1 이면 전극층은 산화인듐주석(ITO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2)를 포함하는 탠덤형 태양전지 제조방법.
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JP2010067752A (ja) * | 2008-09-10 | 2010-03-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置および光起電力装置の製造方法 |
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
WO2015163658A1 (ko) * | 2014-04-21 | 2015-10-29 | 주식회사 엘지화학 | 적층형 유기태양전지 |
CN106233485A (zh) * | 2014-04-21 | 2016-12-14 | 株式会社Lg化学 | 堆叠型有机太阳能电池 |
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