KR20130120737A - 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 후면전극층; 상기 후면전극층 상에 배치되는 전하 집속층; 상기 전하 집속층 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면전극층을 포함하고, 상기 전하 집속층은 상기 후면전극을 노출시키는 복수의 집속홀들을 포함한다.

Description

태양광 발전장치 및 이의 제조방법{PHOTOVOLTAIC APPARATUS AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
실시예는 태양광 발전장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
태양광 발전을 위한 태양전지의 제조방법은 다음과 같다. 먼저, 기판이 제공되고, 상기 기판 상에 후면전극층이 형성되고, 이후, 상기 후면전극층 상에 광 흡수층, 버퍼층 및 고저항 버퍼층이 차례로 형성된다. 상기 광 흡수층을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다. 상기 광 흡수층의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1 내지 1.8 eV 이다.
이후, 상기 광 흡수층 상에 황화 카드뮴(CdS)을 포함하는 버퍼층이 스퍼터링 공정에 의해서 형성된다. 상기 버퍼층의 에너지 밴드갭은 약 2.2 내지 2.4 eV 이다. 이후, 상기 버퍼층 상에 징크 옥사이드(ZnO)를 포함하는 고저항 버퍼층이 스퍼터링 공정에 의해서 형성된다. 상기 고저항 버퍼층의 에너지 밴드갭은 약 3.1 내지 3.3 eV 이다.
이후, 상기 고저항 버퍼층 상에 투명한 도전물질이 적층되고, 상기 고저항 버퍼층 상에 투명전극층이 형성된다. 상기 투명전극층으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드 등을 들 수 있다. 상기 투명전극층의 에너지 밴드갭은 약 3.1 내지 3.3 eV 이다.
이와 같은 태양광 발전장치에 있어서, 상기 광 흡수층 내의 밴드갭 에너지를 조절하여, 광 전 변환 효율을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
이와 같이, 태양광을 전기에너지로 변환시키기 위해서, 다양한 형태의 태양광 발전장치가 제조되고, 사용될 수 있다. 이와 같은 태양광 발전장치는 특허 공개 공보 10-2008-0088744 등에 개시된다.
실시예는 향상된 효율을 가지는 태양광 발전장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 태양광 발전장치는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 후면전극층; 상기 후면전극층 상에 배치되는 전하 집속층; 상기 전하 집속층 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면전극층을 포함하고, 상기 전하 집속층은 상기 후면전극을 노출시키는 복수의 집속홀들을 포함한다.
일 실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조방법은 기판 상에 후면전극층을 형성하는 단계; 상기 후면전극층에 전하 집속층을 형성하는 단계; 상기 전하 집속층에 상기 후면전극층의 상면을 노출시키는 복수의 집속홀들을 형성하는 단계; 상기 전하 집속층 상 및 상기 집속홀 내에 광 흡수층을 형성하는 단계; 및 상기 광 흡수층 상에 전면전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 전하 집속층을 포함한다. 상기 전하 집속층은 상기 집속홀들을 통하여, 상기 광 흡수층 및 상기 후면전극층을 접촉시킨다.
이에 따라서, 상기 광 흡수층에서 발생되는 전하는 상기 집속홀을 통하여, 효율적으로, 상기 후면전극층에 전달된다. 이때, 상기 전하 집속층이 알루미늄 옥사이드 또는 티타늄 옥사이드 등과 같은 금속 산화물을 포함하는 경우, 더 효율적으로 정공을 집속시킬 수 있다. 즉, 알루미늄 옥사이드 또는 티타늄 옥사이드는 정공을 당기는 성질을 가지므로, 상기 전하 집속층은 효과적으로 정공을 후면전극층으로 전달할 수 있다.
또한, 상기 전하 집속층은 상기 광 흡수층으로 정공이 흐르는 것을 방지하고, 전자 및 정공의 재결합을 방지한다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에서 A-A`선을 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 7은 실시예에 따른 태양광 발전장치를 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 태양광 발전장치를 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1에서 A-A`선을 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 태양광 발전장치는 지지기판(100), 후면전극층(200), 전하 집속층(210), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500), 전면전극층(600) 및 다수 개의 접속부들(700)을 포함한다.
상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 후면전극층(200), 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500), 상기 전면전극층(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 후면전극층(200)은 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 상기 후면전극층(200)은 도전층이다. 상기 후면전극층(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 몰리브덴 등의 금속을 들 수 있다.
또한, 상기 후면전극층(200)은 두 개 이상의 층들을 포함할 수 있다. 이때, 각각의 층들은 같은 금속으로 형성되거나, 서로 다른 금속으로 형성될 수 있다.
상기 후면전극층(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, 일 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 후면전극층(200)은 다수 개의 후면전극들로 구분된다. 즉, 상기 제 1 관통홈들(TH1)에 의해서, 상기 후면전극들이 정의된다.
상기 후면전극들은 상기 제 1 관통홈들(TH1)에 의해서 서로 이격된다. 상기 후면전극들은 스트라이프 형태로 배치된다.
이와는 다르게, 상기 후면전극들은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 이때, 상기 제 1 관통홈들(TH1)은 평면에서 보았을 때, 격자 형태로 형성될 수 있다.
상기 전하 집속층(210)은 상기 후면전극층(200) 상에 배치된다. 상기 전하 집속층(210)은 상기 후면전극층(200) 및 상기 광 흡수층(300) 사이에 개재된다. 상기 전하 집속층(210)은 상기 광 흡수층(300) 및 상기 후면전극층(200)에 직접 접촉될 수 있다. 상기 전하 집속층(210)은 상기 후면전극들을 덮는다. 상기 전하 집속층(210)은 상기 후면전극들의 측면 및 상면을 덮을 수 있다.
상기 전하 집속층(210)의 두께는 약 10㎚ 내지 약 1000㎚일 수 있다. 더 자세하게, 상기 전하 집속층(210)의 두께는 약 10㎚ 내지 약 100㎚일 수 있다.
상기 전하 집속층(210)은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 전하 집속층(210)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄 옥사이드 또는 티타늄 옥사이드 등을 들 수 있다.
또한, 상기 전하 집속층(210)은 이중층 구조를 가질 수 있다. 더 자사하게, 상기 전하 집속층(210)은 상기 후면전극층(200) 상에 차례로 적층되는 금속층 및 금속 산화물층을 포함할 수 있다. 이때, 상기 금속 산화물층은 상기 금속층에 포함된 금속의 산화물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 금속층은 알루미늄을 포함하고, 상기 금속 산화물층은 알루미늄 옥사이드를 포함할 수 있다.
상기 전하 집속층(210)은 복수의 집속홀들(211)을 포함한다. 상기 집속홀들(211)은 상기 전하 집속층(210)을 관통한다. 상기 집속홀들(211)의 직경은 약 0.1㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다. 상기 집속홀들(211)의 직경은 약 1㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다. 또한, 상기 집속홀들(211)의 간격은 약 1㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다.
상기 광 흡수층(300)은 상기 전하 집속층(210) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 광 흡수층(300)은 상기 전하 집속층(210)의 상면 및 상기 집속홀들(211)의 내측에 배치된다. 또한, 상기 광 흡수층(300)은 상기 집속홀들(211)의 내측에 채워진다. 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.
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 광 흡수층(300)은 상기 집속홀들(211)을 통하여, 상기 후면전극층(200)에 접속될 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 흡수층(300)은 상기 집속홀들(211)에 채워지고, 상기 후면전극층(200)의 노출된 상면에 직접 접촉하여 접속될 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 전하 집속층(210), 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 전하 집속층(210) 및 상기 광 흡수층(300)을 관통한다. 또한, 상기 제 2 관통홈들(TH2)은 상기 후면전극층(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)의 폭은 약 80㎛ 내지 약 200㎛ 일 수 있다.
상기 전면전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 배치된다. 상기 전면전극층(600)은 투명하며, 도전층이다.
상기 전면전극층(600)은 산화물을 포함한다. 예를 들어, 상기 전면전극층(600)은 징크 옥사이드(zinc oxide), 인듐 틴 옥사이드(induim tin oxide;ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(induim zinc oxide;IZO) 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 산화물은 알루미늄(Al), 알루미나(Al2O3), 마그네슘(Mg) 또는 갈륨(Ga) 등의 도전성 불순물을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 전면전극층(600)은 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide;AZO) 또는 갈륨 도핑된 징크 옥사이드(Ga doped zinc oxide;GZO) 등을 포함할 수 있다.
상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 전면전극층(600)에는 제 3 관통홈들(TH3)이 형성된다. 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 후면전극층(200)의 상면을 노출하는 오픈 영역이다. 예를 들어, 상기 제 3 관통홈들(TH3)의 폭은 약 80㎛ 내지 약 200㎛일 수 있다.
상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 인접하는 위치에 형성된다. 더 자세하게, 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 제 2 관통홈들(TH2) 옆에 배치된다. 즉, 평면에서 보았을 때, 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 제 2 관통홈들(TH2) 옆에 나란히 배치된다.
상기 버퍼층(400)은 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서, 다수 개의 버퍼들로 구분된다.
마찬가지로, 상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서, 다수 개의 고저항 버퍼들로 구분된다.
또한, 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서, 상기 전면전극층(600)은 다수 개의 전면전극들로 구분된다. 즉, 상기 전면전극들은 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서 정의된다.
상기 전면전극들은 상기 후면전극들과 대응되는 형상을 가진다. 즉, 상기 전면전극들은 스트라이프 형태로 배치된다. 이와는 다르게, 상기 전면전극들은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서, 다수 개의 셀들(C1, C2...)이 정의된다. 더 자세하게, 상기 제 2 관통홈들(TH2) 및 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서, 상기 셀들(C1, C2...)이 정의된다. 즉, 상기 제 2 관통홈들(TH2) 및 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 셀들(C1, C2...)로 구분된다.
상기 접속부들(700)은 상기 제 2 관통홈들(TH2) 내측에 배치된다. 상기 접속부들(700)은 상기 전면전극층(600)으로부터 하방으로 연장되며, 상기 후면전극층(200)에 접속된다. 예를 들어, 상기 접속부들(700)은 상기 제 1 셀의 전면전극로부터 연장되어, 상기 제 2 셀의 후면전극에 접속된다.
따라서, 상기 접속부들(700)은 서로 인접하는 셀들을 연결한다. 더 자세하게, 상기 접속부들(700)은 서로 인접하는 셀들(C1, C2...)에 각각 포함된 전면전극과 후면전극을 연결한다.
상기 접속부(700)는 상기 전면전극층(600)과 일체로 형성된다. 즉, 상기 접속부(700)로 사용되는 물질은 상기 전면전극층(600)으로 사용되는 물질과 동일하다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 전하 집속층(210)은 상기 집속홀들(211)을 통하여, 상기 광 흡수층(300) 및 상기 후면전극층(200)을 접촉시킨다. 이에 따라서, 상기 광 흡수층(300)에서 발생되는 전하는 상기 집속홀을 통하여, 효율적으로, 상기 후면전극층(200)에 전달된다. 이때, 상기 전하 집속층(210)이 알루미늄 옥사이드 또는 티타늄 옥사이드 등과 같은 금속 산화물을 포함하는 경우, 더 효율적으로 정공을 집속시킬 수 있다. 즉, 알루미늄 옥사이드 또는 티타늄 옥사이드는 정공을 당기는 성질을 가지므로, 상기 전하 집속층(210)은 효과적으로 정공을 후면전극층(200)으로 전달할 수 있다.
또한, 상기 전하 집속층(210)은 상기 광 흡수층(300)으로 정공이 흐르는 것을 방지하고, 전자 및 정공의 재결합을 방지한다.
또한, 상기 전하 집속층(210)은 상기 후면전극층(200)과의 강하게 접합되고, 상기 후면전극층(200) 및 상기 광 흡수층(300) 사이에 몰리-셀레나이드(MoSe) 등과 같은 부산물이 생성되는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다.
도 3 내지 도 7은 실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조방법을 도시한 단면도들이다. 본 제조방법에 관한 설명은 앞서 설명한 태양광 발전장치에 대한 설명을 참고한다.
도 3를 참조하면, 지지기판(100) 상에 후면전극층(200)이 형성되고, 상기 후면전극층(200)은 패터닝되어 제 1 관통홈들(TH1)이 형성된다. 이에 따라서, 상기 지지기판(100) 상에 다수 개의 후면전극들이 형성된다. 상기 후면전극층(200)은 레이저에 의해서 패터닝된다.
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 후면전극층(200) 사이에 확산방지막 등과 같은 추가적인 층이 개재될 수 있고, 이때, 상기 제 1 관통홈들(TH1)은 상기 추가적인 층의 상면을 노출하게 된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 후면전극층(200) 상에 전하 집속층(210)이 형성된다. 상기 전하 집속층(210)은 금속 산화물을 타겟으로 사용하는 스퍼터링 공정 등과 같은 진공 증착 공정에 의해서 형성될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 전하 집속층(210)을 형성하기 위해서, 상기 후면전극층(200) 상에 금속층이 형성될 수 있다. 이후, 상기 금속층이 산화되고, 상기 후면전극층(200) 상에 금속 산화물층이 형성되고, 상기 전하 집속층(210)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 금속층의 일부는 산화되지 않고, 상기 금속 산화물층 및 상기 후면전극층(200) 사이에 남아있을 수 있다.
이후, 상기 전하 집속층(210)은 패터닝되고, 복수의 집속홀들(211)이 형성될 수 있다. 상기 집속홀들(211)은 탑측에서 보았을 때, 점 형상을 가질 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 후면전극층(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 후면전극(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 흡수층이 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 CIS계 광 흡수층이 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. 또한, 상기 제 2 관통홈들(TH2)은 약 200 내지 600㎚의 파장을 가지는 레이저에 의해서 형성될 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 후면전극층(200)의 상면의 일부를 노출하도록 형성된다.
도 7을 참조하면, 상기 광 흡수층(300) 상 및 상기 제 2 관통홈들(TH2) 내측에 전면전극층(600)이 형성된다. 즉, 상기 전면전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상 및 상기 제 2 관통홈들(TH2) 내측에 투명한 도전물질이 증착되어 형성된다.
이때, 상기 제 2 관통홈들(TH2) 내측에 상기 투명한 도전물질이 채워지고, 상기 전면전극층(600)은 상기 후면전극층(200)에 직접 접촉하게 된다.
이후, 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 전면전극층(600)의 일부가 제거되어 제 3 관통홈들(TH3)이 형성된다. 이에 따라서, 상기 전면전극층(600)은 패터닝되어, 다수 개의 전면전극들 및 다수 개의 셀들(C1, C2...)이 정의된다. 상기 제 3 관통홈들(TH3)의 폭은 약 80㎛ 내지 약 200㎛ 일 수 있다.
이와 같이, 실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조방법에 의해서, 향상된 광 전 변환 효율을 가지는 태양광 발전장치가 제공될 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 후면전극층;
    상기 후면전극층 상에 배치되는 전하 집속층;
    상기 전하 집속층 상에 배치되는 광 흡수층; 및
    상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면전극층을 포함하고,
    상기 전하 집속층은 상기 후면전극을 노출시키는 복수의 집속홀들을 포함하는 태양광 발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광 흡수층은 상기 집속홀들을 통하여, 상기 후면전극층에 직접 접촉되는 태양광 발전장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 집속홀들의 직경은 약 1㎛ 내지 약 10㎛인 태양광 발전장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 전하 집속층은 금속 산화물을 포함하는 태양광 발전장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 전하 집속층은 알루미늄 옥사이드 또는 티타늄 옥사이드를 포함하는 태양광 발전장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전하 집속층의 두께는 10㎚ 내지 100㎚인 태양광 발전장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 전하 집속층은
    상기 후면전극층 상에 배치되는 금속층; 및
    상기 금속층 상에 배치되는 산화물층을 포함하고,
    상기 산화물층은 상기 금속층에 포함된 금속의 산화물을 포함하는 태양광 발전장치.
  8. 기판 상에 후면전극층을 형성하는 단계;
    상기 후면전극층에 전하 집속층을 형성하는 단계;
    상기 전하 집속층에 상기 후면전극층의 상면을 노출시키는 복수의 집속홀들을 형성하는 단계;
    상기 전하 집속층 상 및 상기 집속홀 내에 광 흡수층을 형성하는 단계; 및
    상기 광 흡수층 상에 전면전극층을 형성하는 단계를 포함하는 태양광 발전장치의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전하 집속층을 형성하는 단계는
    상기 후면전극층 상에 금속을 증착시키는 단계; 및
    상기 금속을 산화시키는 단계를 포함하는 태양광 발전장치의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 전하 집속층은 알루미늄 옥사이드 또는 티타늄 옥사이드를 포함하는 태양광 발전장치의 제조방법.
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