KR20190072495A - 투광 태양 에너지 전지와 그 제조방법 - Google Patents

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쥔롱 린
웨이빈 치
신위 리
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Abstract

본 발명은 일종의 투광 태양 에너지 전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 투광 태양 에너지 전지는 기판; 다수의 제1 전극; 다수의 광흡수 모듈을 포함하되, 각각의 광흡수 모듈과 각각의 제1 전극은 일대일로 대응하고, 또한, 각각의 광흡수 모듈의 제1단과 대응하는 제1 전극의 제1단은 설정 길이만큼 연장되어 도전성 연결단을 형성하며; 광흡수 모듈은 대응되는 제1 전극에서 도전성 연결단을 제외한 영역을 둘러쌓여지게 덮고; 다수의 광흡수 모듈에 간격을 두고 설치되며 인접한 2개의 제1 전극 및 인접한 2개의 광흡수 모듈 사이를 채우는 다수의 투광 제2 전극을 더 포함하며, 각각의 제2 전극과 각각의 제1 전극은 일대일로 대응한다. 기판 위에 간격을 두고 다수의 제1 전극, 다수의 광흡수 모듈, 다수의 제2 전극이 설치되고, 제1 전극과 광흡수 모듈의 분할영역에 빛을 투과하는 제2 전극을 채워, 광선이 분할영역의 제2 전극, 기판을 투과할 수 있기 때문에, 태양 에너지 전지가 투광 기능을 구비한다.

Description

투광 태양 에너지 전지와 그 제조방법
본 발명은 태양 에너지 전지 가공분야에 관한 것으로서, 특히 일종의 투광 태양 에너지 전지와 그 제조방법에 관한 것이다.
CIGS(태양 에너지 박막전지 CuInxGa(1-x)Se2의 약어로서, 주성분은 Cu(구리), In(인듐), Ga(갈륨), Se(셀레늄)임) 태양 에너지 전지는 발전효율이 높고 제작공법이 성숙되어 현재 주류를 이루고 있는 태양 에너지 전지이다. CIGS 태양 에너지 전지는 주로 유리를 기판으로 하여, 유리에 Mo(몰리브덴)층, CIGS층, CdS(황화카드뮴)층, 투명한 도전성 산화물 박막층인 TCO(Transparent Conductive Oxide)층을 코팅하며, TCO층이 수광면이다.
현재 태양 에너지 전지는 발전소에서 발전에 사용될 뿐만 아니라 유리 커튼월을 만드는 수요도 있다. 유리 커튼월을 만들 때에는 발전 요건뿐만 아니라 미관과 투광 요건도 고려해야 한다.
종래의 CIGS 태양 에너지 전지는 보통 검정색으로서, 투광이 되지 않고 실제 수요를 만족시킬 수 없다.
본 발명의 목적은 종래기술의 문제를 해결하여 전지에 빛이 투과하도록 함으로써 실제 수요를 해결하는 일종의 투광 태양 에너지 전지와 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 일종의 투광 태양 에너지 전지를 제공하며, 상기 투광 태양 에너지 전지는,
기판;
상기 기판에 간격을 두고 설치되는 다수의 제1 전극;
상기 제1 전극에 간격을 두고 설치되는 다수의 광흡수 모듈을 포함하되, 각각의 상기 광흡수 모듈과 각각의 상기 제1 전극은 일대일로 대응하고, 또한, 각각의 상기 광흡수 모듈의 제1단과 대응하는 상기 제1 전극의 제1단은 설정 길이만큼 연장되어 도전성 연결단을 형성하며; 상기 광흡수 모듈은 대응되는 상기 제1 전극에서 상기 도전성 연결단을 제외한 영역을 둘러쌓여지게 덮고; 다수의 상기 광흡수 모듈에 간격을 두고 설치되며 인접한 2개의 제1 전극 및 인접한 2개의 광흡수 모듈 사이를 채우는 다수의 투광 제2 전극을 더 포함하며, 각각의 상기 제2 전극과 각각의 상기 제1 전극은 일대일로 대응한다.
바람직하게는, 상기 설정 길이는 0마이크론보다 길고 100마이크론보다 짧거나 같다.
바람직하게는, 상기 인접한 2개의 제2 전극 사이의 틈은 상기 제1 전극의 상부에 위치한다.
바람직하게는, 상기 인접한 2개의 제2 전극 사이의 틈 위치가 아래를 향해 연장되며, 상기 제1 전극의 상부의 광흡수 모듈을 관통하여 상기 제1 전극의 상부 표면까지 연장된다.
바람직하게는, 상기 인접한 2개의 광흡수 모듈 사이의 개구부와 상기 인접한 2개의 제1 전극 사이의 개구부는 일부 중첩된다.
바람직하게는, 상기 기판은 기판유리가 포함되고, 상기 제1 전극은 몰리브덴층이 포함되며, 상기 광흡수 모듈은 CIGS층과 황화카드뮴층이 포함되고, 상기 제2 전극은 TCO층이 포함된다.
다른 한편으로, 본 발명은 일종의 투광 태양 에너지 전지의 제조방법도 제공하며, 상기 제조방법은 다음 단계를 포함한다.
기판에 제1 전극층을 형성하고;
상기 제1 전극층을 분할하여 다수의 틈이 분포된 제1 전극을 형성하고;
상기 제1 전극에 광흡수층을 형성하고;
상기 광흡수층을 분할하여 각각의 제1 전극과 일대일로 대응하는 다수의 광흡수 모듈을 형성하고, 형성된 상기 광흡수 모듈은 상기 광흡수 모듈과 대응하는 제1 전극에서 도전성 연결단을 제외한 영역을 둘러쌓여지게 덮고;
상기 광흡수 모듈에는 인접한 2개의 제1 전극, 인접한 2개의 광흡수 모듈 사이에 빛이 투과하는 제2 전극층을 형성하고;
상기 제2 전극층을 분할하여, 다수의 틈이 있는 제2 전극이 형성된다.
바람직하게는, 상기 광흡수층을 분할하여, 각각의 제1 전극과 일대일로 대응하는 다수의 광흡수 모듈을 형성하고, 형성된 상기 광흡수 모듈은 상기 광흡수 모듈과 대응하는 제1 전극에서 도전성 연결단을 제외한 영역을 둘러쌓여지게 덮는 단계는 구체적으로 다음을 포함한다.
상기 광흡수층에 있어서, 다수의 제1 전극 사이의 틈에 대응하는 위치를 절개하고, 절개된 광흡수층과 각각의 제1 전극이 대응하는 부분은, 대응하는 제1 전극에 위치한 제1 부분 및 대응하는 제1 전극의 제1측을 둘러쌓여지게 덮은 제2 부분을 포함하고, 상기 제1측은 제1 전극에서 도전성 연결단이 설치된 일측의 상대측이고;
각각의 제1 전극의 도전성 연결단의 광흡수층을 제거하여 광흡수 모듈을 형성한다.
바람직하게는, 상기 분할은 레이저 또는 에칭 나이프를 이용한 에칭을 통해 실현한다.
바람직하게는, 상기 기판은 기판유리가 포함되고, 상기 제1 전극은 몰리브덴층이 포함되며, 상기 광흡수 모듈은 CIGS층과 황화카드뮴층이 포함되고, 상기 제2 전극은 TCO층이 포함된다.
본 발명에 제공된 투광 태양 에너지 전지와 그 제조방법은 기판 위에 간격을 두고 다수의 제1 전극, 다수의 광흡수 모듈, 다수의 제2 전극이 설치되고, 제1 전극과 광흡수 모듈의 분할영역에 빛을 투과하는 제2 전극을 채워, 광선이 분할영역의 제2 전극, 기판을 투과할 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 태양 에너지 전지가 투광 기능을 구비하게 되어, 투광 등의 실제 수요를 더욱 충족시키게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투광 태양 에너지 전지 제조과정의 구조를 도시한 구조도;
도 2는 본 발명의 실시에에 따른 투광 태양 에너지 전지 제조과정의 구조를 도시한 구조도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 투광 태양 에너지 전지 제조과정의 구조를 도시한 구조도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투광 태양 에너지 전지 제조과정의 구조를 도시한 구조도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 투광 태양 에너지 전지 제조과정의 구조를 도시한 구조도;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 투광 태양 에너지 전지 제조과정의 구조를 도시한 구조도;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 투광 태양 에너지 전지의 구조를 도시한 구조도;
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 투광 태양 에너지 전지의 제조 프로세스를 도시한 설명도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 상기 실시예의 실례는 도면에 도시된 바와 같이 줄곧 동등 또는 유사한 부호는 동등 또는 유사한 소자, 또는 동등 또는 유사한 기능을 구비한 소자를 표시한다. 이하 참조 도면을 통하여 서술하는 실시예는 예시적인 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 해석에만 사용해야 하고 본 발명에 대한 한정으로 해석되어서는 안 된다.
실시예 1
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 일종의 투광 태양 에너지 전지를 제공하며, 상기 투광 태양 에너지 전지는 기판(1);
상기 기판(1)에 간격을 두고 설치되는 다수의 제1 전극(2);
상기 제1 전극(2)에 간격을 두고 설치되는 다수의 광흡수 모듈(3)을 포함하되, 각각의 광흡수 모듈(3)과 각각의 제1 전극(2)은 일대일로 대응하며, 각각의 광흡수 모듈(3)의 제1단과 대응하는 상기 제1 전극(2)의 제1단은 설정 길이만큼 연장되어 도전성 연결단(23)을 형성하고; 상기 광흡수 모듈(3)은 상기 광흡수 모듈(3)과 대응하는 제1 전극(2)에서 상기 도전성 연결단(23)을 제외한 영역을 둘러쌓여지게 덮으며; 다수의 상기 광흡수 모듈(3) 위에 간격을 두고 설치되고, 인접한 2개의 제1 전극(2), 인접한 2개의 광흡수 모듈(3) 사이를 채우는 다수의 투광 제2 전극(4)을 더 포함하며, 각각의 제2 전극(4)과 각각의 제1 전극(2)은 일대일로 대응한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1단(21)은 제1 전극(2)의 좌측 가장자리이며; 제2단(22)은 우측 가장자리이다. 제1 전극(2)의 제1단(21) 상부에 도전성 연결단(23)이 설치되며, 즉 제1 전극(2) 좌측 가장자리 상부의 광흡수 모듈(3)이 모두 제거되고, 도전성 연결단(23)이 형성되며, 바람직하게는, 설정 길이는 0마이크론보다 길고 100마이크론보다 짧거나 같고, 상기 도전성 연결단(23) 안에 제2 전극(4)을 채우므로, 상기 도전성 연결단(23)을 통해 아래의 제1 전극(2)과 좌측의 제2 전극(4)이 접촉되어 전기가 통하게 되고, 이러한 방식으로 각각의 발전영역(서로 대응하는 제1 전극(2)과 제2 전극(4)을 포함)이 직렬로 연결된다. 광흡수 모듈(3)은 광흡수 모듈(3)과 대응하는 제1 전극(2)의 제2단(22), 즉 제1 전극(2)의 우측 가장자리와 상부 표면을 둘러쌓여지게 덮으며; 광흡수 모듈(3)은 광흡수 모듈(3)과 대응하는 제1 전극(2)과 제2 전극(4)을 분리하여, 제1 전극(2)과 대응하는 제2 전극(4)이 접촉되어 발생하는 단락을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 인접한 2개의 광흡수 모듈(3) 사이의 개구부와 인접한 2개의 제1 전극(2) 사이의 개구부는 일부 중첩되고, 상기 개구부는 틈에 위치하는 개구부로서, 2개의 개구부가 일부 중첩되므로 각각의 제1 전극(2)과 광흡수 모듈(3)이 일대일로 대응할 수 있도록 하고, 각각의 발전영역이 직렬연결을 형성하며, 광흡수 모듈(3)의 우측 가장자리와 그 우측에 있는 제1 전극(2)의 좌측 가장자리 사이의 거리는 일반적으로 5mm로 설정한다. 본 기술분야의 당업자라면 해당 거리는 구체적으로 한정되지 않으며, 실제 수요에 따라 자유롭게 설정할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명에 따른 투광 태양 에너지 전지는 기판(1)에 간격을 두고 다수의 제1 전극(2), 다수의 광흡수 모듈(3), 다수의 제2 전극(4)을 설치함으로써, 제1 전극(2)과 광흡수 모듈(3)의 분할영역에 빛이 투과하는 제2 전극(4)을 채우고, 광선이 분할영역의 제2 전극(4)과 기판(1)을 투과할 수 있고, 즉 인접한 2개의 제1 전극(2) 사이, 인접한 2개의 광흡수 모듈(3)사이, 상기 도전성 연결단(23) 위치에 투광영역이 형성된다. 본 발명에 따른 태양 에너지 전지가 투광기능을 구비하게 되어 투광 등의 실제 수요를 더욱 충족시키게 된다.
바람직하게는, 인접한 2개의 제2 전극(4) 사이의 틈은 제1 전극(2)의 상부에 위치하게 된다. 바람직하게는, 상기 인접한 2개의 제2 전극(4)의 틈이 아래를 향해 연장되고, 상기 제1 전극(2)의 상부의 광흡수 모듈(3)을 관통하며, 상기 제1 전극(2)의 상부 표면까지 연장된다. 이렇게 설치함으로써, 각각의 제2 전극(4) 사이가 분리되고, 동시에 실제 작업의 편리성도 고려하여, 즉 제1 전극(2)의 일부분의 상부에 있는 광흡수 모듈(3), 제2 전극(4)을 모두 제거하여 상기 틈을 형성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기판(1)은 기판유리가 포함되고, 상기 제1 전극(2)은 몰리브덴층이 포함되며, 상기 광흡수 모듈(3)은 CIGS층과 황화카드뮴층이 포함되고, 상기 제2 전극(4)은 TCO층이 포함된다.
실시예 2
도 8 또는 도 1 내지 7을 참조하면, 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 일종의 투광 태양 에너지 전지의 제조방법을 제공하며, 상기 제조방법은 아래와 같은 단계들을 포함한다.
단계 S801: 기판(1)에 제1 전극층(5)을 형성한다.
단계 S802: 상기 제1 전극층(5)을 분할하여 다수의 틈이 분포된 제1 전극(2)을 형성한다.
단계 S803: 상기 제1 전극(2)에 광흡수층(6)을 형성하고; 상기 광흡수층(6)은 코팅 방식을 이용하여 형성할 수 있다.
단계 S804: 상기 광흡수층(6)을 분할하여 각각의 제1 전극(2)과 일대일로 대응하는 다수의 광흡수 모듈(3)을 형성하고, 형성된 상기 광흡수 모듈(3)은 상기 광흡수 모듈(3)과 대응하는 제1 전극(2)에서 도전성 연결단(23)을 제외한 영역을 둘러쌓여지게 덮는다.
단계 S805: 상기 광흡수 모듈(3)에 인접한 2개의 제1 전극(2) 사이, 인접한 2개의 광흡수 모듈(3) 사이에 빛이 투과하는 제2 전극층(7)을 형성한다.
단계 S806: 상기 제2 전극층(7)을 분할하여 다수의 틈이 있는 제2 전극(4)을 형성한다.
바람직하게는, 단계 S804에서 상기 광흡수층(6)을 분할하여 각각의 제1 전극(2)과 일대일로 대응하는 다수의 광흡수 모듈(3)을 형성하고, 형성된 상기 광흡수 모듈(3)은 그와 대응하는 제1 전극(2)에서 도전성 연결단(23)을 제외한 영역을 둘러쌓여지게 덮는 상기 단계는 구체적으로 다음을 포함한다.
상기 광흡수층(6)에서 다수의 제1 전극(2) 사이의 틈에 대응하는 위치를 절개하고, 절개한 광흡수층(6)과 각각의 제1 전극(2)이 대응하는 부분은, 대응하는 제1 전극(2)에 위치한 제1 부분 및 대응하는 제1 전극(2)의 제1측을 둘러쌓여지게 덮는 제2 부분을 포함하며, 상기 제1측은 제1 전극(2)에서 도전성 연결단(23)이 설치된 일측의 상대측이다.
각각의 제1 전극(2)의 도전성 연결단(23)의 광흡수층(6)을 제거하여 광흡수 모듈(3)을 형성한다.
바람직하게는, 상기 분할은 레이저 또는 에칭 나이프를 이용한 에칭 방식으로 실현한다. 에칭 나이프를 이용한 에칭은 일반적으로 스크레이퍼 등의 기계적 수단을 이용하여 각 도막층을 제거한다.
바람직하게는, 상기 기판(1)은 기판유리가 포함되고, 상기 제1 전극(2)은 몰리브덴층이 포함되며, 상기 광흡수 모듈(3)은 CIGS 태양에너지 박막전지층과 황화카드뮴층이 포함되고, 상기 제2 전극(4)은 TCO 투명 도전성 산화물층이 포함된다. 선택가능하게는, 상기 제2 전극(4)도 ITO 인듐주석산화물 반도체로 된 투명한 도전성 도막층이 될 수 있다.
여기에서, 2개의 제1 전극(2) 사이 부분, 2개의 광흡수 모듈(3) 사이 부분을 모두 제거, 즉 분할하는데, 이것은 투광 영역을 남기고 제2 전극(4)을 채울 준비를 하는 것이다. 한편, 각각의 제1 전극(2)의 제1단(21) 상부의 광흡수 모듈(3)을 제거하는 것은 도전성 연결단(23)을 형성하려는 것, 즉 잔류 몰리브덴층을 형성하여 발전영역 사이를 직렬로 연결하는 연결점 역할을 하도록 하려는 것이다. 한편 제1 전극(2)의 제1측은 제1 전극(2)의 제2단(22) 위치의 상부와 우측 가장자리이다. 또한 TCO층은 투광성과 도전성이 모두 비교적 양호하므로, 이를 제2 전극(4)으로 이용한다.
본 발명에 따른 투광 태양 에너지 전지 제조방법으로 제조된 태양 에너지 전지는 투광 기능을 구비하여, 투광, 발전 등의 실제 수요를 더욱 충족하고, 공법이 간단하고 편리하며, 비용이 비교적 적다.
상기 내용은 도면에 도시된 실시예에 따라 본 발명의 구조, 특징과 작용효과를 상세하게 설명하였다. 상기 내용은 본 발명의 비교적 바람직한 실시예일뿐이며, 본 발명의 실시예는 도면의 도시에 의하여 실시 범위를 한정하지 않는다. 본 발명의 실시예에 따른 기술적 사상에 근거한 모든 개량 변경 또는 수정이 동등하게 변화된 등가적 실시예로서, 명세서와 도면에 포함된 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않았다면 모두 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
1: 기판 2: 제1 전극
21: 제1단 22: 제2단
23: 도전성 연결단 3: 광흡수 모듈
4: 제2 전극 5: 제1 전극층
6: 광흡수층 7: 제2 전극층

Claims (10)

  1. 일종의 투광 태양 에너지 전지에 있어서,
    상기 투광 태양 에너지 전지는,
    기판;
    상기 기판에 간격을 두고 설치되는 다수의 제1 전극;
    상기 제1 전극에 간격을 두고 설치되는 다수의 광흡수 모듈을 포함하되, 각각의 상기 광흡수 모듈과 각각의 상기 제1 전극은 일대일로 대응하고, 또한, 각각의 상기 광흡수 모듈의 제1단과 대응하는 상기 제1 전극의 제1단은 설정 길이만큼 연장되어 도전성 연결단을 형성하며; 상기 광흡수 모듈은 대응되는 상기 제1 전극에서 상기 도전성 연결단을 제외한 영역을 둘러쌓여지게 덮고;
    다수의 상기 광흡수 모듈에 간격을 두고 설치되며 인접한 2개의 제1 전극 및 인접한 2개의 광흡수 모듈 사이를 채우는 다수의 투광 제2 전극을 더 포함하며, 각각의 상기 제2 전극과 각각의 상기 제1 전극은 일대일로 대응하는 것을 특징으로 하는 일종의 투광 태양 에너지 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 설정 길이는 0마이크론보다 길고 100마이크론보다 짧거나 같은 것을 특징으로 하는 일종의 투광 태양 에너지 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인접한 2개의 제2 전극 사이의 틈은 상기 제1 전극의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 일종의 투광 태양 에너지 전지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인접한 2개의 제2 전극 사이의 틈 위치가 아래를 향해 연장되며, 상기 제1 전극의 상부의 광흡수 모듈을 관통하여 상기 제1 전극의 상부 표면까지 연장되는 것을 특징으로 하는 일종의 투광 태양 에너지 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인접한 2개의 광흡수 모듈 사이의 개구부와 상기 인접한 2개의 제1 전극 사이의 개구부는 일부 중첩되는 것을 특징으로 하는 일종의 투광 태양 에너지 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 기판유리가 포함되고, 상기 제1 전극은 몰리브덴층이 포함되며, 상기 광흡수 모듈은 CIGS층과 황화카드뮴층이 포함되고, 상기 제2 전극은 TCO층이 포함되는 것을 특징으로 하는 일종의 투광 태양 에너지 전지.
  7. 일종의 투광 태양 에너지 전지의 제조방법에 있어서,
    상기 제조방법은,
    기판에 제1 전극층을 형성하고;
    상기 제1 전극층을 분할하여 다수의 틈이 분포된 제1 전극을 형성하고;
    상기 제1 전극에 광흡수층을 형성하고;
    상기 광흡수층을 분할하여 각각의 제1 전극과 일대일로 대응하는 다수의 광흡수 모듈을 형성하고, 형성된 상기 광흡수 모듈은 상기 광흡수 모듈과 대응하는 제1 전극에서 도전성 연결단을 제외한 영역을 둘러쌓여지게 덮고;
    상기 광흡수 모듈에는 인접한 2개의 제1 전극, 인접한 2개의 광흡수 모듈 사이에 빛이 투과하는 제2 전극층을 형성하고;
    상기 제2 전극층을 분할하여, 다수의 틈이 있는 제2 전극이 형성되는
    단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 일종의 투광 태양 에너지 전지의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광흡수층을 분할하여, 각각의 제1 전극과 일대일로 대응하는 다수의 광흡수 모듈을 형성하고, 형성된 상기 광흡수 모듈은 상기 광흡수 모듈과 대응하는 제1 전극에서 도전성 연결단을 제외한 영역을 둘러쌓여지게 덮는 단계는 구체적으로,
    상기 광흡수층에 있어서, 다수의 제1 전극 사이의 틈에 대응하는 위치를 절개하고, 절개된 광흡수층과 각각의 제1 전극이 대응하는 부분은, 대응하는 제1 전극에 위치한 제1 부분 및 대응하는 제1 전극의 제1측을 둘러쌓여지게 덮은 제2 부분을 포함하고, 상기 제1측은 제1 전극에서 도전성 연결단이 설치된 일측의 상대측이고;
    각각의 제1 전극의 도전성 연결단의 광흡수층을 제거하여 광흡수 모듈을 형성하는 것을 특징으로 하는 일종의 투광 태양 에너지 전지의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 분할은 레이저 또는 에칭 나이프를 이용한 에칭을 통해 실현하는 것을 특징으로 하는 일종의 투광 태양 에너지 전지의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 기판은 기판유리가 포함되고, 상기 제1 전극은 몰리브덴층이 포함되며, 상기 광흡수 모듈은 CIGS층과 황화카드뮴층이 포함되고, 상기 제2 전극은 TCO층이 포함되는 것을 특징으로 하는 일종의 투광 태양 에너지 전지의 제조방법.
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