KR20130115463A - 박막 태양전지 모듈 - Google Patents

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KR20130115463A
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손정훈
신준오
임광영
이휘재
이성은
조선희
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 실시예의 박막 태양전지 모듈은 발전 영역 및 비발전 영역을 포함하는 기판; 발전 영역에 위치하는 복수의 박막 태양전지들을 포함하며, 각각의 박막 태양전지는, 기판 위에 위치하는 제1 전극; 제1 전극 위에 위치하는 광전 변환부; 및 광전 변환부 위에 위치하는 제2 전극을 포함한다. 그리고 서로 인접한 2개의 박막 태양전지에 있어서, 각각의 박막 태양전지의 제1 전극들은 제1 스크라이브 라인에 의해 서로 분리되고, 각각의 박막 태양전지의 제2 전극들 및 광전 변환부들은 제2 스크라이브 라인에 의해 서로 분리되며, 기판을 정면에서 볼 때, 제1 스크라이브 라인과 제2 스크라이브 라인 중 적어도 하나의 스크라이브 라인은 비직선(non-linear)으로 형성된다.

Description

박막 태양전지 모듈{THIN FILM SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 박막 태양전지 모듈에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지면서, 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양전지가 주목 받고 있다.
실리콘 웨이퍼 등을 이용하는 단결정 벌크 실리콘은 현재 상용화 되고 있지만 높은 제조 단가가 높아 적극적인 활용이 이루어지지 못하는 상황이다.
이러한 문제를 해결하기 위해 근래에는 박막 태양전지에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히 비정질 실리콘(a-Si:H)을 이용한 박막 태양전지는 대면적 태양전지 모듈을 저가로 제작할 수 있는 기술로서 많은 관심을 끌고 있다.
비정질 실리콘을 이용한 박막 태양전지는 유리 또는 서스(SUS) 재질의 기판, 기판 위에 위치하는 제1 전극, 제1 전극 위에 위치하는 광전 변환부, 광전 변환부 위에 위치하는 제2 전극을 포함한다.
전술한 박막 태양전지 모듈은 기판 위에 제1 전극층을 형성하는 단계, 제1 스크라이빙(scribing) 공정에 의해 제1 전극층을 패터닝하여 복수의 제1 전극을 형성하는 단계, 광전 변환층을 형성하는 단계, 제2 스크라이빙 공정에 의해 광전 변환층을 패터닝하여 복수의 광전 변환부를 형성하는 단계, 제2 전극층을 형성하는 단계, 제3 스크라이빙 공정에 의해 제2 전극층을 패터닝하여 복수의 제2 전극을 형성하는 단계, 및 제4 스크라이빙 공정을 이용하여 절연 영역을 형성함으로써 발전 영역과 에지 영역을 구분하는 단계를 포함하는 제조 방법에 의해 제조된다.
이때, 박막 태양전지 모듈은 박막 태양전지간의 직렬 접속을 위해 인터커넥션 영역을 포함하며, 인터커넥션 영역은 통상 상기 제1 스크라이빙 공정에 의해 형성된 제1 스크라이브 라인으로부터 상기 제3 스크라이빙 공정에 의해 형성된 제3 스크라이브 라인까지의 영역으로 말한다.
그런데, 종래의 박막 태양전지 모듈은 제2 스크라이브 라인이 제1 스크라이브 라인으로부터 일정 거리만큼 이격되고, 제3 스크라이브 라인이 제2 스크라이브 라인으로부터 일정 거리만큼 이격된다.
따라서, 제1 스크라이브 라인으로부터 제3 스크라이브 라인까지의 인터커넥션 영역은 발전이 이루어지지 않는 데드 존(dead zone)으로 작용한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 발전 영역 내부에 위치하는 데드 존의 크기를 감소시킨 박막 태양전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지 모듈은 발전 영역 및 비발전 영역을 포함하는 기판; 발전 영역에 위치하는 복수의 박막 태양전지들을 포함하며, 각각의 박막 태양전지는, 기판 위에 위치하는 제1 전극; 제1 전극 위에 위치하는 광전 변환부; 및 광전 변환부 위에 위치하는 제2 전극을 포함한다.
그리고 서로 인접한 2개의 박막 태양전지에 있어서, 각각의 박막 태양전지의 제1 전극들은 제1 스크라이브 라인에 의해 서로 분리되고, 각각의 박막 태양전지의 제2 전극들 및 광전 변환부들은 제2 스크라이브 라인에 의해 서로 분리되며, 기판을 정면에서 볼 때, 제1 스크라이브 라인과 제2 스크라이브 라인 중 적어도 하나의 스크라이브 라인은 비직선(non-linear)으로 형성된다.
기판을 정면에서 볼 때, 제1 스크라이브 라인과 제2 스크라이브 라인 중 하나의 스크라이브 라인은 일직선(straight line)으로 형성될 수 있다.
일례로, 기판을 정면에서 볼 때, 제1 스크라이브 라인은 일직선(straight line)으로 형성되고, 제2 스크라이브 라인은 비직선(non-linear)으로 형성될 수 있다.
따라서, 서로 인접한 2개의 박막 태양전지에 있어서, 서로 마주하는 각각의 제1 전극들의 단부면은 상기 기판을 정면에서 볼 때 일직선으로 형성되고, 서로 마주하는 각각의 제2 전극들 및 광전 변환부들의 단부면은 상기 기판을 정면에서 볼 때 비직선으로 형성될 수 있다.
그리고 서로 인접한 2개의 박막 태양전지에 있어서, 어느 한 박막 태양전지의 제2 전극과 인접한 다른 한 박막 태양전지의 제1 전극을 전기적으로 연결하는 콘택부는 복수개 구비된다.
한편, 기판을 정면에서 볼 때, 제2 스크라이브 라인은 톱니 형상으로 형성될 수 있다.
톱니 형상으로 형성된 제2 스크라이브 라인은 기판을 정면에서 볼 때, 제1 스크라이브 라인에 대해 제1 각도로 형성되는 제1 부분과, 제1 부분과 교차하도록 제1 스크라이브 라인에 대해 제2 각도로 형성되는 제2 부분을 포함할 수 있으며, 이때, 제1 부분과 제2 부분은 서로 연결될 수 있다.
그리고 제1 부분과 제2 부분이 연결된 부분에서, 제1 부분과 제2 부분 사이의 각도는 90° 이하로 형성될 수 있다.
이러한 구조의 제2 스크라이브 라인은 이등변 삼각형, 정삼각형, 직각 삼각형 등을 포함하는 삼각형의 톱니 형상으로 형성된다.
그리고 기판을 정면에서 볼 때, 콘택부는 제2 스크라이브 라인의 제1 부분과 제2 부분 및 제1 스크라이브 라인에 의해 형성된 내부 공간에 위치하며, 기판을 정면에서 볼 때, 콘택부는 도트 또는 라인 형상으로 형성된다.
여기에서, 콘택부는 서로 인접한 2개의 박막 태양전지에 있어서 어느 한 태양전지의 제2 전극을 이웃한 다른 한 태양전지의 제1 전극과 전기적으로 연결하는데 사용되므로, 종래의 제2 스크라이브 라인에 대응한다.
하지만, 본 발명에서 콘택부는 제2 스크라이브 라인의 제1 부분과 제2 부분 및 제1 스크라이브 라인에 의해 형성된 내부 공간에만 위치하므로, 종래에 비해 데드 존을 줄일 수 있다.
제2 스크라이브 라인은 제1 부분과 제2 부분에 각각 연결되는 제3 부분을 더 포함할 수 있으며, 제3 부분은 기판을 정면에서 볼 때, 제1 스크라이브 라인과 평행할 수 있다.
이러한 구조의 제2 스크라이브 라인은 사다리꼴 또는 평행사변형의 톱니 형상으로 형성될 수 있으며, 기판을 정면에서 볼 때, 콘택부는 제2 스크라이브 라인의 제1 부분 내지 제3 부분 및 제1 스크라이브 라인에 의해 형성된 내부 공간에 위치할 수 있다.
그리고 기판을 정면에서 볼 때, 콘택부는 도트 형상, 라인 형상, 십자 형상 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
박막 태양전지 모듈의 기판은 광 투과성 물질로 형성될 수 있으며, 이때, 제1 전극은 광 투과성의 도전 물질로 형성되고, 제2 전극은 도전성의 금속 물질로 형성될 수 있다.
그리고 제2 전극과 광전 변환부 사이에는 광전 변환부를 투과한 빛을 광전 변환부로 반사하는 반사층이 위치할 수 있다.
박막 태양전지 모듈의 기판은 서스(SUS)로 형성될 수 있으며, 이때, 제1 전극은 도전성의 금속 물질로 형성되고, 제2 전극은 광 투과성의 도전 물질로 형성될 수 있다.
그리고 제1 전극과 광전 변환부 사이에는 광전 변환부를 투과한 빛을 광전 변환부로 반사하는 반사층이 위치할 수 있다.
한편, 광전 변환부는 결정형 실리콘을 포함하는 반도체 층으로 형성되거나, CIGS(CuInGaSe2)와 같은 화합물을 포함하는 반도체 층으로 형성될 수 있다.
이러한 특징에 의하면, 서로 이웃한 2개의 박막 태양전지에 있어서 어느 한 박막 태양전지의 제2 전극을 이웃한 다른 한 박막 태양전지의 제1 전극과 전기적으로 연결하기 위한 콘택부가 라인 형태가 아닌 도트 형상으로 형성되며 인터커넥션 영역의 일부에만 국부적으로 형성된다.
따라서, 인터커넥션 영역의 평면적을 감소시킬 수 있으므로, 데드 존 감소로 인해 발전 효율이 증가한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지 모듈의 정면도이다.
도 2는 도 1의 원내 확대도이다.
도 3은 도 2의 "Ⅲ-Ⅲ" 부분 확대도이다.
도 4는 도 2의 "Ⅳ-Ⅳ" 부분 확대도이다.
도 5 및 도 6은 도 2의 변형 실시예를 나타내는 확대도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지 모듈에 대하여 설명한다.
도면을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지 모듈은 발전 영역(A1)과 비발전 영역(A2)을 포함하는 기판(110)을 구비한다.
여기에서, 발전 영역(A1)은 기판(110)을 정면에서 볼 때 좌우측의 테두리 부분을 제외한 나머지 영역을 말하고, 비발전 영역(A2)은 좌우측의 테두리 부분에 위치하며, 박막 태양전지가 위치하지 않는 영역을 말한다.
도 1은 발전 영역(A1)과 비발전 영역(A2)을 구분하는 절연 영역을 명확히 도시하지는 않았지만, 발전 영역(A1)과 비발전 영역(A2)은 절연 영역에 의해 구분된다.
발전 영역(A1)의 기판(110) 위에는 복수의 박막 태양전지들(C)이 위치한다. 각각의 박막 태양전지는 기판(110) 위에 순차적으로 적층되는 제1 전극(120), 광전 변환부(130), 반사층(140) 및 제2 전극(150)을 포함한다. 여기에서, 반사층(140)은 필요에 따라 제거할 수도 있다.
기판(110)은 광 투과성 물질, 예를 들면 수지(resin) 또는 글라스(glass)로 이루어질 수 있고, 제1 전극(120)은 금속 산화물, 예컨대 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 또는 인듐 틴 옥사이드(ITO) 중에서 선택된 적어도 한 물질로 이루어지거나, 금속 산화물에 하나 이상의 불순물을 혼합한 혼합 물질로 이루어진 진 투명 전극일 수 있다.
광전 변환부(130)는 결정형 실리콘을 포함하는 반도체 층으로 형성되거나, CIGS(CuInGaSe2)와 같은 화합물을 포함하는 반도체 층으로 형성될 수 있으며, 단일 접합형, 이중 접합형 및 삼중 접합형으로 구성될 수 있다.
광전 변환부(130)가 이중 접합형 또는 삼중 접합형으로 형성될 경우에는 접합 구조 사이에 중간 반사층이 더 형성될 수도 있다. 이와 같이, 광전 변환부(130)의 구조는 본 발명에서 제한되지 않으며, 다양한 형태의 박막 구조로 형성될 수 있다.
제2 전극(150)은 금(Au), 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 중에서 선택되는 하나의 금속으로 이루어질 수 있으며, 인접 배치된 박막 태양전지의 제1 전극(120)과 전기적으로 연결된다.
이러한 구조의 박막 태양전지는 빛이 기판(110)을 통해 광전 변환부(130)에 입사되는 상판(superstrate)형 구조를 갖지만, 이와는 달리, 빛이 기판의 반대쪽에서 입사하는 하판(substrate)형 구조를 갖는 것도 가능하다.
하판형 구조의 박막 태양전지에서는 빛이 제2 전극(150)을 통해 광전 변환부(130)에 입사된다. 따라서, 기판(110)은 서스(SUS)로 형성될 수 있으며, 제1 전극(120)이 도전성의 금속 물질로 형성되고, 제2 전극(150)이 광 투과성의 도전 물질로 형성된다.
한편, 서로 인접한 2개의 박막 태양전지에 있어서, 각각의 박막 태양전지의 제1 전극(120)들은 제1 스크라이브 라인(S1)에 의해 서로 분리되고, 각각의 박막 태양전지의 제2 전극(150)들 및 광전 변환부(130)들은 제2 스크라이브 라인(S2)에 의해 서로 분리된다.
그리고 기판(110)을 정면에서 볼 때, 제1 스크라이브 라인(S1)과 제2 스크라이브 라인(S2) 중 적어도 하나의 스크라이브 라인은 비직선(non-linear)으로 형성되고, 제1 스크라이브 라인(S1)과 제2 스크라이브 라인(S2) 중 하나의 스크라이브 라인만 비직선으로 형성되는 경우 다른 하나의 스크라이브 라인은 일직선(straight line)으로 형성된다. 여기에서, 상기 "정면"은 도 1에 도시한 바와 같이 기판(110)의 위에서 제2 전극(150)을 바라보는 방향을 의미한다.
이에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 기판(110)을 정면에서 볼 때, 제1 스크라이브 라인(S1)은 일직선(straight line)으로 형성되고, 제2 스크라이브 라인(S2)은 비직선(non-linear)으로 형성될 수 있다.
도 1은 제2 스크라이브 라인(S2)이 일직선으로 형성된 것처럼 도시하였지만, 실질적으로 제2 스크라이브 라인(S2)은 도 2, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 비직선으로 형성된다.
따라서, 서로 인접한 2개의 박막 태양전지에 있어서, 각각의 제1 전극(120)들이 서로 마주하는 면은 기판(110)을 정면에서 볼 때 일직선으로 형성되고, 각각의 제2 전극들 및 광전 변환부들이 서로 마주하는 면은 기판(110)을 정면에서 볼 때 비직선으로 형성된다.
한편, 기판(110)을 정면에서 볼 때, 제2 스크라이브 라인(S2)은 톱니 형상으로 형성될 수 있다.
톱니 형상으로 형성된 제2 스크라이브 라인(S2)의 한 실시예에 대해 먼저 도 2를 참조하여 설명하면, 기판(110)을 정면에서 볼 때, 제2 스크라이브 라인(S2)은 제1 스크라이브 라인(S1)에 대해 제1 각도(θ1)로 형성되는 제1 부분(S2-1)과, 제1 부분(S2-1)과 교차하도록 제1 스크라이브 라인(S1)에 대해 제2 각도(θ2)로 형성되는 제2 부분(S2-2)을 포함하며, 제1 부분(S2-1)과 제2 부분(S2-2)은 서로 연결된다.
그리고 제1 부분(S2-1)과 제2 부분(S2-2)이 연결된 부분에서, 제1 부분(S2-1)과 제2 부분(S2-2) 사이의 각도(θ3)는 90° 이하로 형성될 수 있다.
하지만, 제1 부분(S2-1)과 제2 부분(S2-2) 사이의 각도(θ3)는 90°를 초과할 수도 있으며, 상기 각도(θ3)는 제2 스크라이브 라인(S2)의 평면 형상에 따라 변할 수 있다.
그리고 기판(110)을 정면에서 볼 때, 제2 스크라이브 라인(S2)의 제1 부분(S2-1)과 제2 부분(S2-1) 및 제1 스크라이브 라인(S1)에 의해 형성된 삼각 형상의 내부 공간에는 서로 인접한 2개의 박막 태양전지 중 어느 한 태양전지의 제2 전극(150)을 다른 한 태양전지의 제1 전극(120)과 전기적으로 연결하기 위한 콘택부(C1)가 위치한다.
본 발명의 실시예에서, 콘택부(C1)는 광전 변환부(130)의 일부를 국부적으로 제거하여 형성한 것으로, 제1 스크라이브 라인(C1)과 같이 일직선으로 형성되지 않고, 제1 스크라이브 라인(C1)의 길이 방향을 따라 섬(island) 또는 도트(dot) 형상으로 복수개가 구비된다.
따라서, 박막 태양전지가 반사층(140)을 갖는 경우에는 반사층 형성 물질이 콘택부(C1)에도 채워지게 이에 따라 서로 인접한 2개의 박막 태양전지 중에서 어느 한 박막 태양전지(C)의 제2 전극(150)이 이웃하는 박막 태양전지의 제1 전극(120)과 반사층(140)을 통해 전기적으로 연결된다.
하지만, 박막 태양전지가 반사층(140)을 갖지 않는 경우에는 제2 전극(150)을 형성하는 물질이 콘택부(C1)에 채워지게 되고, 이에 따라 복수의 박막 태양전지들은 서로 이웃하는 태양전지들과 직렬로 연결된다.
기판(110)을 정면에서 볼 때, 콘택부(C1)는 원형 또는 타원형의 도트(dot) 형상으로 형성된다.
하지만, 콘택부(C1)는 도 6에 도시한 바와 같이 십자 형상으로 형성될 수도 있으며, 도시하지는 않았지만 라인 형상으로 형성될 수도 있다.
종래에는 어느 한 박막 태양전지의 제2 전극을 이웃한 다른 한 박막 태양전지의 제1 전극에 전기적으로 연결하기 위하여 제1 스크라이브 라인(S1)과 동일한 일직선으로 제1 스크라이브 라인(S1)으로부터 일정한 공간만큼 이격하는 스크라이브 라인을 형성하고, 이 스크라이브 라인에 채워지는 반사층 형성 물질 또는 제2 전극 형성 물질에 의해 복수의 박막 태양전지들을 직렬로 연결하였다.
그러나 본 발명에서는 도트 형상의 콘택부를 통해 서로 인접한 박막 태양전지를 직렬 연결하므로, 전류 흐름이 원활하게 이루어지도록 하기 위해 도트 형상을 크게 형성하는 것이 바람직하다.
따라서, 콘택부(C1)는 제2 스크라이브 라인(S2)의 제1 부분(S2-1)과 제2 부분(S2-2) 및 제1 스크라이브 라인(S1)에 의해 형성된 삼각형상의 내부 공간에서 최대한 크게 형성하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 콘택부(C1)는 상기 내부 공간과 동일한 평면 형상으로 형성될 수도 있다.
한편, 도 2에서는 제2 스크라이브 라인(S2)의 제1 부분(S2-1)과 제2 부분(S2-2) 및 제1 스크라이브 라인(S1)에 의해 형성된 삼각형상의 내부 공간 각각에 콘택부(C1)가 위치하는 것을 도시하였지만, 전류 흐름이 원활하게 이루어지는 범위 내에서 콘택부(C1)는 일부의 삼각형상의 내부 공간에만 형성될 수도 있다.
도 2는 제2 스크라이브 라인(S2)이 기판(110)을 정면에서 볼 때 이등변 삼각형 또는 정삼각형의 톱니 형상으로 형성된 것을 도시하였지만, 제2 스크라이브 라인(S2)은 도 5에 도시한 바와 같이 직각 삼각형 또는 지그재그(zigzag) 형상의 톱니 형상으로 형성될 수도 있다.
도 5에서, 도 2와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였으므로, 도 5의 실시예에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 도 2의 "Ⅲ-Ⅲ" 부분 확대도이고, 도 4는 도 2의 "Ⅳ-Ⅳ" 부분 확대도이다. 즉, 도 3은 콘택부(C1)가 형성된 부분의 단면도이며, 도 4는 콘택부(C1)가 형성되지 않은 부분의 단면도이다.
도 3 및 도 4에서 알 수 있듯이, 콘택부(C1)가 형성된 부분에서의 데드 존은 종래와 유사한 크기로 형성되지만, 콘택부(C1)가 형성되지 않은 부분에서는 도 4의 우측에 도시한 박막 태양전지의 제2 전극(150) 및 광전 변환부(130)가 제1 스크라이브 라인(S1) 쪽으로 연장되므로, 연장된 부분에서는 빛을 이용한 전류 생산이 가능하다. 따라서, 도 4의 우측에 도시한 박막 태양전지는 종래에 비해 데드 존의 크기가 감소하며, 이에 따라 발전 효율이 증가한다.
도 6은 도 2의 변형 실시예를 나타내는 확대도이다. 전술한 도 2 및 도 5의 실시예에서는 제2 스크라이브 라인(S2)이 이등변 삼각형 또는 정삼각형의 톱니 형상으로 형성되는 것을 예로 들어 설명하였다.
하지만, 제2 스크라이브 라인(S2)은 사다리꼴 또는 평행 사변형 등의 톱니 형상으로 형성될 수도 있다.
이 경우, 제2 스크라이브 라인(S2)은 제1 부분(S2-1)과 제2 부분(S2-2)에 각각 연결되는 제3 부분(S2-3)을 더 포함하며, 제3 부분(S2-3)은 기판(110)을 정면에서 볼 때, 제1 스크라이브 라인(S1)과 평행하다.
이러한 구조의 제2 스크라이브 라인(S2)을 갖는 경우에는, 기판(110)을 정면에서 볼 때, 제2 스크라이브 라인(S2)의 제1 부분(S2-1) 내지 제3 부분(S2-3) 및 제1 스크라이브 라인(S1)에 의해 형성된 사다리꼴 또는 평행 사변형의 내부 공간에 콘택부(C1)가 위치한다.
이하, 박막 태양전지 모듈의 제조 방법에 대해 설명한다.
전술한 구조의 박막 태양전지 모듈을 제조하기 위해, 먼저, 기판(110)의 한쪽 표면 위에 제1 전극층을 증착한다.
여기에서, 제1 전극층은 금속 산화물, 예컨대 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 또는 인듐 틴 옥사이드(ITO) 중에서 선택된 적어도 한 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 금속 산화물에 하나 이상의 불순물을 혼합한 혼합 물질로 이루어질 수도 있다.
이어서, 제1 스크라이빙 공정을 실시하여 제1 스크라이브 라인(S1)을 형성함으로써 발전 영역(A1)에 복수의 제1 전극(120)을 형성한다.
여기에서, 제1 스크라이빙 공정은 기판(110)의 하부 또는 상부로부터 기판(110) 쪽으로 레이저를 조사하여 일부 영역의 제1 전극층을 증발시키는 레이저 스크라이빙 공정, 또는 기판(110)의 상부에서 스크라이빙 툴을 이용하여 일부 영역의 제1 전극층을 제거하는 기계적 스크라이빙 공정일 수 있다.
제1 스크라이빙 공정을 진행하면 발전 영역(A1)에는 제1 스크라이브 라인(S1)의 선폭에 해당하는 일정한 간격을 두고 서로 이격된 복수의 제1 전극(120)이 형성된다.
제1 스크라이빙 공정을 실시한 후에는 제1 전극(110) 위 및 제1 스크라이브 라인(S1)에 의해 노출된 기판(110) 위에 광전 변환층을 증착한다.
광전 변환층은 비정질 실리콘계(p/i/n) 박막으로 형성되거나, 비정질 실리콘계 박막과 미세결정질 실리콘계 박막이 적층된 이중 접합형 실리콘계 박막층으로 형성될 수 있다. 이와는 달리, 광전 변환층은 화합물 반도체 층으로 형성될 수도 있다.
광전 변환층이 이중 접합 구조로 형성될 경우에는 비정질 실리콘계 박막과 미세결정질 실리콘계 박막의 사이에 중간 반사층이 더 형성될 수도 있다. 이와 같이, 광전 변환층의 구조는 본 발명에서 제한되지 않으며, 다양한 형태의 박막 구조로 형성될 수 있다.
이어서, 레이저를 이용하여 광전 변환층에 도트 형상의 콘택부(C1)를 일정한 간격으로 복수개 형성한다.
이후, 반사층, 또는 반사층과 제2 전극층을 광전 변환부(130) 위에 증착한다. 여기에서, 제2 전극층은 금(Au), 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 중에서 선택되는 하나의 금속으로 이루어질 수 있으며, 콘택부(C1)에는 반사층 또는 제2 전극층이 채워진다.
이후, 비직선 형상의 제2 스크라이빙 라인(S2)을 형성하여 제2 전극(150), 반사층(140) 및 광전 변환부(130)를 형성하는 제2 스크라이빙 공정을 실시한다.
제2 스크라이빙 공정을 실시하면, 발전 영역(A1)에는 일정한 간격을 두고 서로 이격된 복수의 광전 변환부(130), 복수의 반사층(140) 및 복수의 제2 전극(150)이 형성된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
C: 박막 태양전지 C1: 콘택부
S1: 제1 스크라이빙 라인 S2: 제2 스크라이빙 라인
110: 기판 120: 제1 전극
130: 광전 변환부 140: 반사층
150: 제2 전극

Claims (20)

  1. 발전 영역 및 비발전 영역을 포함하는 기판;
    상기 발전 영역에 위치하는 복수의 박막 태양전지들
    을 포함하며, 각각의 박막 태양전지는,
    상기 기판 위에 위치하는 제1 전극;
    상기 제1 전극 위에 위치하는 광전 변환부; 및
    상기 광전 변환부 위에 위치하는 제2 전극
    을 포함하고,
    서로 인접한 2개의 박막 태양전지에 있어서, 각각의 박막 태양전지의 제1 전극들은 제1 스크라이브 라인에 의해 서로 분리되고, 각각의 박막 태양전지의 제2 전극들 및 광전 변환부들은 제2 스크라이브 라인에 의해 서로 분리되며, 상기 기판을 정면에서 볼 때, 상기 제1 스크라이브 라인과 상기 제2 스크라이브 라인 중 적어도 하나의 스크라이브 라인은 비직선(non-linear)으로 형성되는 박막 태양전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 기판을 정면에서 볼 때, 상기 제1 스크라이브 라인과 상기 제2 스크라이브 라인 중 하나의 스크라이브 라인은 일직선(straight line)으로 형성되는 박막 태양전지 모듈.
  3. 제2항에서,
    상기 기판을 정면에서 볼 때, 상기 제1 스크라이브 라인은 일직선(straight line)으로 형성되고, 상기 제2 스크라이브 라인은 비직선(non-linear)으로 형성되는 박막 태양전지 모듈.
  4. 제3항에서,
    서로 인접한 2개의 박막 태양전지에 있어서, 어느 한 박막 태양전지의 제2 전극과 인접한 다른 한 박막 태양전지의 제1 전극을 전기적으로 연결하는 콘택부를 복수개 구비하는 박막 태양전지 모듈.
  5. 제4항에서,
    상기 기판을 정면에서 볼 때, 상기 제2 스크라이브 라인은 톱니 형상으로 형성되는 박막 태양전지 모듈.
  6. 제5항에서,
    상기 기판을 정면에서 볼 때, 상기 제2 스크라이브 라인은 상기 제1 스크라이브 라인에 대해 제1 각도로 형성되는 제1 부분과, 상기 제1 부분과 교차하도록 상기 제1 스크라이브 라인에 대해 제2 각도로 형성되는 제2 부분을 포함하는 박막 태양전지 모듈.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 서로 연결되는 박막 태양전지 모듈.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분이 연결된 부분에서, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이의 각도는 90° 이하로 형성되는 박막 태양전지 모듈.
  9. 제7항에서,
    상기 기판을 정면에서 볼 때, 상기 콘택부는 상기 제2 스크라이브 라인의 제1 부분과 제2 부분 및 상기 제1 스크라이브 라인에 의해 형성된 내부 공간에 위치하는 박막 태양전지 모듈.
  10. 제9항에서,
    상기 기판을 정면에서 볼 때, 상기 콘택부는 도트 또는 라인 형상으로 형성되는 박막 태양전지 모듈.
  11. 제5항에서,
    상기 제2 스크라이브 라인은 제1 부분과 상기 제2 부분에 각각 연결되는 제3 부분을 더 포함하는 박막 태양전지 모듈.
  12. 제11항에서,
    상기 기판을 정면에서 볼 때, 상기 제3 부분은 상기 제1 스크라이브 라인과 평행한 박막 태양전지 모듈.
  13. 제11항에서,
    상기 기판을 정면에서 볼 때, 상기 콘택부는 상기 제2 스크라이브 라인의 제1 부분 내지 제3 부분 및 상기 제1 스크라이브 라인에 의해 형성된 내부 공간에 위치하는 박막 태양전지 모듈.
  14. 제13항에서,
    상기 기판을 정면에서 볼 때, 상기 콘택부는 도트 형상, 라인 형상, 십자 형상 중 어느 하나로 형성되는 박막 태양전지 모듈.
  15. 제1항에서,
    서로 인접한 2개의 박막 태양전지에 있어서, 서로 마주하는 각각의 제2 전극들 및 광전 변환부들의 단부면은 상기 기판을 정면에서 볼 때 비직선으로 형성되는 박막 태양전지 모듈.
  16. 제15항에서,
    서로 인접한 2개의 박막 태양전지에 있어서, 서로 마주하는 각각의 제1 전극들의 단부면은 상기 기판을 정면에서 볼 때 일직선으로 형성되는 박막 태양전지 모듈.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에서,
    상기 기판은 광 투과성 물질로 형성되는 박막 태양전지 모듈.
  18. 제17항에서,
    상기 제1 전극은 광 투과성의 도전 물질로 형성되고, 상기 제2 전극은 도전성의 금속 물질로 형성되는 박막 태양전지 모듈.
  19. 제18항에서,
    상기 제2 전극과 상기 광전 변환부 사이에 반사층이 위치하며, 상기 반사층은 상기 광전 변환부를 투과한 빛을 상기 광전 변환부로 반사하는 박막 태양전지 모듈.
  20. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에서,
    상기 기판은 서스(SUS)로 형성되고, 상기 제1 전극은 도전성의 금속 물질로 형성되며, 상기 제2 전극은 광 투과성의 도전 물질로 형성되는 박막 태양전지 모듈.
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