KR101210162B1 - Solar cell apparatus and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 태양광 발전장치는 지지기판; 상기 지지기판 상에 배치되는 후면전극층; 상기 후면전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면전극층을 포함하고, 상기 후면전극층, 상기 광 흡수층 및 상기 전면전극층을 관통하는 제1 관통홈이 위치하고, 상기 제1 관통홈에 인접하고, 상기 후면전극층 및 상기 광 흡수층을 관통하는 제2 관통홈이 위치하며, 상기 제2 관통홈의 내측면은 상기 지지기판의 상면에 대하여, 오버행 구조로 경사진다.
실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조 방법은, 지지기판 상에 후면전극층을 형성하는 단계; 상기 후면전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 버퍼층 상에 전면전극층을 형성하는 단계; 상기 후면전극층, 상기 광 흡수층, 상기 버퍼층 및 상기 전면전극층을 관통하는 제1 관통홈을 형성하는 단계; 상기 제1 관통홈에 인접하고, 상기 후면전극층 및 상기 광 흡수층을 관통하는 제2 관통홈을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제2 관통홈의 내측면은 상기 지지기판의 상면에 대하여, 오버행 구조로 경사진다.The solar cell apparatus according to the embodiment includes a support substrate; A rear electrode layer disposed on the support substrate; A light absorbing layer disposed on the back electrode layer; And a front electrode layer disposed on the light absorbing layer, wherein a first through hole penetrating the back electrode layer, the light absorbing layer, and the front electrode layer is located, is adjacent to the first through groove, and the back electrode layer and the light A second through hole penetrating the absorbent layer is positioned, and the inner side surface of the second through groove is inclined in an overhang structure with respect to the upper surface of the support substrate.
A method of manufacturing a solar cell apparatus according to an embodiment includes forming a back electrode layer on a support substrate; Forming a light absorbing layer on the back electrode layer; Forming a buffer layer on the light absorbing layer; Forming a front electrode layer on the buffer layer; Forming a first through hole penetrating the back electrode layer, the light absorbing layer, the buffer layer, and the front electrode layer; And forming a second through hole adjacent to the first through hole and penetrating through the back electrode layer and the light absorbing layer, wherein an inner surface of the second through hole has an overhang structure with respect to an upper surface of the support substrate. Inclined to
Description
실시예는 태양광 발전장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.Embodiments relate to a photovoltaic device and a method of manufacturing the same.
태양광을 전기에너지로 변환시키기 위한 태양광 발전장치는 태양전지 패널, 다이오드 및 프레임 등을 포함한다.Photovoltaic devices for converting sunlight into electrical energy include solar panels, diodes and frames.
상기 태양전지 패널은 플레이트 형상을 가진다. 예를 들어, 상기 태양전지 패널은 사각 플레이트 형상을 가진다. 상기 태양전지 패널은 상기 프레임 내측에 배치된다. 상기 태양전지 패널의 4개의 측면이 상기 프레임 내측에 배치된다. The solar cell panel has a plate shape. For example, the solar cell panel has a rectangular plate shape. The solar cell panel is disposed inside the frame. Four side surfaces of the solar cell panel are disposed inside the frame.
상기 태양전지 패널은 태양광을 입사받아, 전기에너지로 변환시킨다. 상기 태양전지 패널은 다수 개의 태양전지 셀들을 포함한다. 또한, 상기 태양전지 패널은 상기 태양전지 셀들을 보호하기 위한 기판, 필름 또는 보호유리 등을 더 포함할 수 있다.The solar cell panel receives sunlight and converts it into electrical energy. The solar panel includes a plurality of solar cells. In addition, the solar cell panel may further include a substrate, a film or a protective glass for protecting the solar cells.
또한, 상기 태양전지 패널은 상기 태양전지 셀들에 접속되는 버스 바를 포함한다. 상기 버스 바는 최외곽의 태양전지 셀들의 상면으로부터 각각 연장되어 배선에 연결된다.The solar panel also includes a bus bar connected to the solar cells. The bus bars extend from upper surfaces of the outermost solar cells and are connected to the wiring.
상기 다이오드는 상기 태양전지 패널과 병렬로 연결된다. 상기 다이오드에는 선택적으로 전류가 흐른다. 즉, 상기 태양전지 패널의 성능이 저하되는 경우, 상기 다이오드를 통하여 전류가 흐른다. 이에 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치 자체의 단락이 방지된다. 또한, 태양광 발전장치는 상기 다이오드 및 상기 태양전지 패널에 연결되는 배선을 더 포함할 수 있다. 상기 배선은 서로 인접하는 태양전지 패널을 연결한다.The diode is connected in parallel with the solar cell panel. Selective current flows through the diode. That is, when the performance of the solar cell panel is degraded, current flows through the diode. Accordingly, the short circuit of the photovoltaic device itself according to the embodiment is prevented. In addition, the photovoltaic device may further include a wire connected to the diode and the solar cell panel. The wiring connects adjacent solar cell panels.
상기 프레임은 상기 태양전지 패널을 수용한다. 상기 프레임은 금속으로 이루어진다. 상기 프레임은 상기 태양전지 패널의 측면에 배치된다. 상기 프레임은 상기 태양전지 패널의 측면을 수용한다. 또한, 상기 프레임은 다수 개의 서브 프레임들로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 서브 프레임들은 서로 연결될 수 있다.The frame accommodates the solar cell panel. The frame is made of metal. The frame is disposed on the side of the solar cell panel. The frame accommodates side surfaces of the solar cell panel. In addition, the frame may include a plurality of subframes. In this case, the subframes may be connected to each other.
이와 같은 태양광 발전장치는 야외에 장착되어, 태양광을 전기 에너지로 변환시킨다. 이때, 태양광 발전장치는 외부의 물리적인 충격, 전기적인 충격 및 화학적인 충격에 노출될 수 있다.Such a photovoltaic device is mounted outdoors to convert sunlight into electrical energy. At this time, the photovoltaic device may be exposed to an external physical shock, an electric shock, and a chemical shock.
이와 같은 태양광 발전장치와 관련된 기술은 한국 공개 특허 공보 10-2009-0059529 등에 기재되어 있다.The technology related to such a photovoltaic device is described in Korean Patent Publication No. 10-2009-0059529.
한편, 이와 같은 태양광 발전장치에서는 다수의 패턴 라인을 형성하여, 전기적으로 연결하는데, 이러한 다수의 패턴 라인 형성 시, 공정 오류가 발생하거나 저항 손실에 의하여 효율이 감소할 가능성이 높다는 문제가 있다. On the other hand, in such a photovoltaic device, a plurality of pattern lines are formed and electrically connected. However, when the plurality of pattern lines are formed, there is a problem that a process error occurs or the efficiency is reduced due to a loss of resistance.
실시예는 단락이 방지되고, 향상된 성능을 가지는 태양광 발전장치 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.The embodiment is to provide a photovoltaic device having a short circuit prevention and improved performance and a method of manufacturing the same.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 지지기판; 상기 지지기판 상에 배치되는 후면전극층; 상기 후면전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면전극층을 포함하고, 상기 후면전극층, 상기 광 흡수층 및 상기 전면전극층을 관통하는 제1 관통홈이 위치하고, 상기 제1 관통홈에 인접하고, 상기 후면전극층 및 상기 광 흡수층을 관통하는 제2 관통홈이 위치하며, 상기 제2 관통홈의 내측면은 상기 지지기판의 상면에 대하여, 오버행 구조로 경사진다.The solar cell apparatus according to the embodiment includes a support substrate; A rear electrode layer disposed on the support substrate; A light absorbing layer disposed on the back electrode layer; And a front electrode layer disposed on the light absorbing layer, wherein a first through hole penetrating the back electrode layer, the light absorbing layer, and the front electrode layer is located, is adjacent to the first through groove, and the back electrode layer and the light A second through hole penetrating the absorbent layer is positioned, and the inner side surface of the second through groove is inclined in an overhang structure with respect to the upper surface of the support substrate.
실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조 방법은, 지지기판 상에 후면전극층을 형성하는 단계; 상기 후면전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 버퍼층 상에 전면전극층을 형성하는 단계; 상기 후면전극층, 상기 광 흡수층, 상기 버퍼층 및 상기 전면전극층을 관통하는 제1 관통홈을 형성하는 단계; 상기 제1 관통홈에 인접하고, 상기 후면전극층 및 상기 광 흡수층을 관통하는 제2 관통홈을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제2 관통홈의 내측면은 상기 지지기판의 상면에 대하여, 오버행 구조로 경사진다.A method of manufacturing a solar cell apparatus according to an embodiment includes forming a back electrode layer on a support substrate; Forming a light absorbing layer on the back electrode layer; Forming a buffer layer on the light absorbing layer; Forming a front electrode layer on the buffer layer; Forming a first through hole penetrating the back electrode layer, the light absorbing layer, the buffer layer, and the front electrode layer; And forming a second through hole adjacent to the first through hole and penetrating through the back electrode layer and the light absorbing layer, wherein an inner surface of the second through hole has an overhang structure with respect to an upper surface of the support substrate. Inclined to.
상기 제2 관통홈의 구조를 통해, 상기 접속부와 상기 제1 셀의 후면전극층의 전기적 단락을 방지할 수 있다.Through the structure of the second through hole, it is possible to prevent an electrical short between the connection portion and the back electrode layer of the first cell.
상기 접속부가 상기 제1 관통홈 및 상기 제3 관통홈에 위치함으로써, 상기 접속부들과 상기 후면전극층과의 접촉 면적이 증가할 수 있다. 따라서, 컨택(contack) 저항이 감소할 수 있고, 직렬저항이 감소될 수 있으며, (fill factor)이 증가할 수 있다. 이를 통해, 태양광 발전장치의 성능이 향상될 수 있다As the connection part is positioned in the first through hole and the third through hole, a contact area between the connection parts and the back electrode layer may increase. Therefore, the contact resistance can be reduced, the series resistance can be reduced, and the fill factor can be increased. Through this, the performance of the photovoltaic device can be improved.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 관통홈, 상기 제2 관통홈 및 상기 제3 관통홈은 일체로 형성되므로, 추가적인 관통홈들을 따로 형성하지 않아도, 상기 후면전극층 및 상기 전면전극층을 패터닝할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지 패널은 용이하게 제조될 수 있다.As described above, since the first through hole, the second through hole and the third through hole are integrally formed, the rear electrode layer and the front electrode layer may be patterned without additional through grooves. Therefore, the solar cell panel according to the embodiment can be easily manufactured.
또한, 추가적인 관통홈들이 형성되지 않기 때문에, 실시예에 따른 태양전지 패널은 넓은 면적의 유효 발전 영역을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 2 관통홈들이 형성된 영역 이후부터 유효 발전 영역일 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지 패널은 데드 존을 줄이고, 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다.In addition, since no additional through holes are formed, the solar cell panel according to the embodiment may have a large area effective power generation area. That is, it may be an effective power generation area after the area where the second through holes are formed. Accordingly, the solar cell panel according to the embodiment may reduce dead zones and have improved photoelectric conversion efficiency.
실시예에 따른 태양전지의 제조방법에서는 상술한 효과를 가지는 태양전지를 제조할 수 있다.In the solar cell manufacturing method according to the embodiment it can be produced a solar cell having the above-described effect.
도 1은 제1 실시예에 따른 태양전지 패널을 도시한 평면도이다.
도 2는 A-A`선을 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 제2 실시예에 따른 태양전지 패널의 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지 패널을 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.1 is a plan view illustrating a solar cell panel according to a first embodiment.
2 is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along a line AA ′.
3 is a cross-sectional view of a solar cell panel according to a second embodiment.
4 to 7 are views illustrating a process of manufacturing the solar cell panel according to the embodiment.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. In the description of embodiments, each layer, region, pattern, or structure may be “on” or “under” the substrate, each layer, region, pad, or pattern. Substrate formed in ”includes all formed directly or through another layer. Criteria for the top / bottom or bottom / bottom of each layer will be described with reference to the drawings.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. The thickness or the size of each layer (film), region, pattern or structure in the drawings may be modified for clarity and convenience of explanation, and thus does not entirely reflect the actual size.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 패널을 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1에서 A-A`선을 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.1 is a plan view illustrating a solar cell panel according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. 1.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 태양전지 패널은 지지기판(100), 후면전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500), 전면전극층(600) 및 다수 개의 접속부들(700)을 포함한다.1 to 2, a solar cell panel includes a
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.The
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.The
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.The
또한, 상기 후면전극층(200)은 두 개 이상의 층들을 포함할 수 있다. 이때, 각각의 층들은 같은 금속으로 형성되거나, 서로 다른 금속으로 형성될 수 있다.In addition, the
상기 광 흡수층(300)은 상기 후면전극층(200) 상에 배치된다. 또한, 상기 광 흡수층(300)에 포함된 물질은 상기 제1 관통홈들에 채워진다.The light
상기 광 흡수층(300)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 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.The light
상기 광 흡수층(300)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1eV 내지 1.8eV일 수 있다.The energy band gap of the
이어서, 상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300)에 직접 접촉한다.Subsequently, the
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 3.3eV일 수 있다.The high
상기 전면전극층(600)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 전면전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 배치된다.The
상기 전면전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 배치된다. 상기 전면전극층(600)은 투명하다. 상기 전면전극층(600)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped ZnO;AZO), 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide;IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide;ITO) 등을 들 수 있다.The
상기 전면전극층(600)의 두께는 약 500㎚ 내지 약 1.5㎛일 수 있다. 또한, 상기 전면전극층(600)이 알루미늄이 도핑되는 징크 옥사이드로 형성되는 경우, 알루미늄은 약 2.5wt% 내지 약 3.5wt%의 비율로 도핑될 수 있다. 상기 전면전극층(600)은 도전층이다.The
실시예에 따른 태양전지는 제1 관통홈(TH1) 및 제2 관통홈(TH2)을 포함한다. The solar cell according to the embodiment includes a first through hole TH1 and a second through hole TH2.
상기 제1 관통홈(TH1)은 상기 후면전극층(200), 상기 광 흡수층(300) 및 상기 전면전극층(600)을 관통한다. The first through hole TH1 penetrates the
상기 제2 관통홈(TH2)은 상기 제1 관통홈(TH1)에 인접하고, 상기 후면전극층(200) 및 상기 광 흡수층(300)을 관통한다. 여기서, 상기 제2 관통홈(TH2)은 내측면(301)을 포함한다. The second through hole TH2 is adjacent to the first through hole TH1 and penetrates the
상기 내측면(301)은 상기 지지기판(100)의 상면에 대하여 경사진다. 더 자세하게, 상기 내측면(301)은 상기 지지기판(100)의 상면에 대하여 오버행 구조로 경사질 수 있다. 즉, 상기 내측면(301)은 상기 제2 관통홈들(TH2)의 내측으로 기울어질 수 있다. 이에 따라서, 상기 내측면(301)으로부터, 상기 제2 관통홈들(TH2)의 내측으로, 상기 지지기판(100)의 상면까지의 각도(θ)는 90°보다 더 작을 수 있다. 더 자세하게, 상기 제2 관통홈(TH2)의 내측면(301)으로부터, 상기 제2 관통홈(TH2)의 내측으로, 상기 후면전극층(200)의 상면까지의 각도는 15° 내지 85° 일 수 있다. The
상기 제2 관통홈(TH2)의 구조를 통해, 상기 접속부(700)와 상기 제1 셀(C1)의 후면전극층(200)의 전기적 단락을 방지할 수 있다. Through the structure of the second through hole TH2, an electrical short circuit between the
이때, 상기 제1 관통홈(TH1) 및 상기 제2 관통홈(TH2)이 일체로 형성될 수 있다.In this case, the first through hole TH1 and the second through hole TH2 may be integrally formed.
이어서, 상기 제1 관통홈(TH1)에 인접하고, 상기 제2 관통홈(TH2)과 이격되며, 상기 광 흡수층(300)을 관통하는 제3 관통홈(TH3)을 더 포함한다. 상기 제3 관통홈(TH3)은 상기 후면전극층(200)의 상면을 노출한다. 구체적으로, 상기 제3 관통홈(TH3)은 상기 후면전극층(200)의 상면을 80 um 내지 100 um 노출할 수 있다. Subsequently, the semiconductor device further includes a third through hole TH3 adjacent to the first through hole TH1, spaced apart from the second through hole TH2, and penetrating through the
상기 제1 관통홈(TH1), 상기 제2 관통홈(TH2) 및 상기 제3 관통홈(TH3)은 일체로 형성된다.The first through hole TH1, the second through hole TH2, and the third through hole TH3 are integrally formed.
상기 접속부(700)는 상기 제1 관통홈(TH1) 및 상기 제3 관통홈(TH3)에 위치할 수 있다. 이를 통해, 상기 접속부(700)는 상기 후면전극층(200)과 접속될 수 있다. 구체적으로, 상기 접속부들(700)은 상기 전면전극층(600)으로부터 하방으로 연장되며, 상기 후면전극층(200)에 접속된다. 예를 들어, 상기 접속부들(700)은 상기 제1 셀(C1)의 전면전극로부터 연장되어, 상기 제2 셀(C2)의 후면전극에 접속된다.The
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.Thus, the
상기 접속부(700)는 상기 전면전극층(600)과 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 접속부(700)로 사용되는 물질은 상기 전면전극층(600)으로 사용되는 물질과 동일할 수 있다. The
상기 접속부(700)가 상기 제1 관통홈(TH1) 및 상기 제3 관통홈(TH3)에 위치함으로써, 상기 접속부들(700)과 상기 후면전극층(200)과의 접촉 면적이 증가할 수 있다. 따라서, 컨택(contack) 저항이 감소할 수 있고, 직렬저항이 감소될 수 있으며, (fill factor)이 증가할 수 있다. 이를 통해, 태양광 발전장치의 성능이 향상될 수 있다Since the
앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 관통홈(TH1), 상기 제2 관통홈(TH2) 및 상기 제3 관통홈(TH3)은 일체로 형성되므로, 추가적인 관통홈들을 따로 형성하지 않아도, 상기 후면전극층(200) 및 상기 전면전극층(600)을 패터닝할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지 패널은 용이하게 제조될 수 있다.As described above, since the first through hole TH1, the second through hole TH2, and the third through hole TH3 are integrally formed, the rear electrode layer may be formed without additionally forming additional through holes. 200 and the
또한, 추가적인 관통홈들이 형성되지 않기 때문에, 실시예에 따른 태양전지 패널은 넓은 면적의 유효 발전 영역을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 2 관통홈들(TH2)이 형성된 영역 이후부터 유효 발전 영역일 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지 패널은 데드 존을 줄이고, 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다.In addition, since no additional through holes are formed, the solar cell panel according to the embodiment may have a large area effective power generation area. That is, it may be an effective power generation area after the area where the second through holes TH2 are formed. Accordingly, the solar cell panel according to the embodiment may reduce dead zones and have improved photoelectric conversion efficiency.
이하, 도 3을 참조하여 제2 실시예에 따른 태양전지를 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위하여 제1 실시예와 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 도 3은 제2 실시예에 따른 태양전지 패널의 단면도이다.Hereinafter, a solar cell according to a second embodiment will be described with reference to FIG. 3. Detailed descriptions of parts identical or similar to those of the first embodiment will be omitted for clarity and simplicity. 3 is a cross-sectional view of a solar cell panel according to a second embodiment.
도 3을 참조하면, 절연부(800)는 상기 제2 관통홈(TH2)에 위치할 수 있다. 구체적으로, 상기 절연부(800)는 상기 제2 관통홈(TH2)에서 상기 후면전극층(200)을 덮으면서 위치할 수 있다. 상기 절연부(800)는 상기 제1 셀(C1)의 후면전극층(200)과 상기 접속부(700)를 절연할 수 있다. 즉, 상기 제1 셀(C1)과 상기 제2 셀(C2)의 전기적 단락을 방지할 수 있다. Referring to FIG. 3, the insulating
이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 설명한다. 도 4 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지 패널을 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.Hereinafter, a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 7. 4 to 7 are views illustrating a process of manufacturing the solar cell panel according to the embodiment.
도 4를 참조하면, 지지기판 상에 후면전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500) 및 전면전극층(600)이 차례대로 형성된다. Referring to FIG. 4, the
상기 후면전극층(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 몰리브덴 등을 들 수 있다. 상기 후면전극층(200)은 서로 다른 공정 조건으로 두 개 이상의 층들로 형성될 수 있다. 또한, 상기 지지기판(100) 및 상기 후면전극층(200) 사이에 확산방지막 등과 같은 추가적인 층이 개재될 수 있다.Examples of the material used for the
이어서, 상기 후면전극층(200) 상에 광 흡수층(300)을 형성하는 단계를 거친다. 상기 광 흡수층(300)은 스퍼터링 공정 또는 증발법 등에 의해서 형성될 수 있다.Subsequently, the
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.For example, a copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2; CIGS-based) light-emitting layer is formed while simultaneously evaporating copper, indium, gallium, A method of forming the
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.When the metal precursor film is formed and selenization is subdivided, a metal precursor film is formed on the
이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레이제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)이 형성된다.Subsequently, the metal precursor film is formed of a copper-indium-gallium-selenide (Cu (In, Ga) Se 2; CIGS-based) light absorbing
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 광 흡수층(300)이 형성될 수 있다.Alternatively, the CIS-based or CIG-based
이어서, 상기 광 흡수층(300) 상에 버퍼층(400)을 형성하는 단계를 거친다. 여기서, 황화 카드뮴이 스퍼터링 공정 또는 용액성장법(chemical bath depositon;CBD) 등에 의해서 증착되고, 상기 버퍼층(400)이 형성된다.Subsequently, the
이후, 상기 버퍼층(400) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착되고, 상기 고저항 버퍼층(500)이 형성될 수 있다.Thereafter, zinc oxide may be deposited on the
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.The
이어서, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 전면전극층(600)을 형성하는 단계를 거친다. 상기 전면전극층(600)은 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드 등과 같은 투명한 도전물질이 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 스퍼터링 공정에 의해서 증착되어 형성될 수 있다.Subsequently, the
이어서, 도 5를 참조하면, 상기 후면전극층(200), 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400) 및 상기 전면전극층(600)을 관통하는 제1 관통홈(TH1)을 형성할 수 있다. 상기 제1 관통홈(TH1)을 형성 시, 상기 후면전극층(200), 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400) 및 상기 전면전극층(600)에 레이저가 조사될 수 있다. Subsequently, referring to FIG. 5, a first through hole TH1 penetrating the
이어서, 도 6을 참조하면, 상기 제1 관통홈(TH1)에 인접하고, 상기 후면전극층(200) 및 상기 광 흡수층(300)을 관통하는 제2 관통홈(TH2)을 형성하는 단계를 거친다. 상기 제 2 관통홈들(TH2)은 레이저에 의해서 패터닝될 수 있다. 이때, 상기 레이저는 상기 지지기판(100)에 대하여 경사지는 방향으로, 상기 후면전극층(200) 및 상기 광 흡수층(300)에 조사될 수 있다. Subsequently, referring to FIG. 6, a second through hole TH2 adjacent to the first through hole TH1 and penetrating through the
이어서, 도 7을 참조하면, 상기 제1 관통홈(TH1)에 인접하고, 상기 제2 관통홈(TH2)과 이격되며, 상기 광 흡수층(300)을 관통하는 제3 관통홈(TH3)을 형성하는 단계를 거친다. 상기 제3 관통홈(TH3)을 통해 후면전극층(200)의 상면이 노출되도록 할 수 있다. 상기 제3 관통홈(TH3)은 상기 광 흡수층(300) 및 전면전극층(600)에 기계적인 충격을 가하여 형성할 수 있다. Next, referring to FIG. 7, a third through hole TH3 is formed adjacent to the first through hole TH1, spaced apart from the second through hole TH2, and penetrating the
이어서, 상기 제1 관통홈(TH1) 및 상기 제3 관통홈(TH3)에 접속부(700)가 형성될 수 있다. 상기 접속부(700)는 페이스트 형태의 투명한 도전물질을 이용하여 형성될 수 있다. Subsequently, a
도면에 도시하지 않았으나, 상기 접속부(700)를 형성하기 전, 상기 제2 관통홈(TH2)에 절연부(800)를 더 형성할 수 있다. Although not shown in the drawings, the insulating
상술한 실시예에 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 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The features, structures, effects and the like described in the foregoing embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to one embodiment. In addition, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments 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.
또한, 이상에서 실시예들을 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, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 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 clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments may be modified. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
Claims (13)
상기 지지기판 상에 배치되는 후면전극층;
상기 후면전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및
상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면전극층을 포함하고,
상기 후면전극층, 상기 광 흡수층 및 상기 전면전극층을 관통하는 제1 관통홈이 위치하고,
상기 제1 관통홈에 인접하고, 상기 후면전극층 및 상기 광 흡수층을 관통하는 제2 관통홈이 위치하며, 상기 제2 관통홈의 내측면은 상기 지지기판의 상면에 대하여, 오버행 구조로 경사지는 태양광 발전장치.Support substrate;
A rear electrode layer disposed on the support substrate;
A light absorbing layer disposed on the back electrode layer; And
And a front electrode layer disposed on the light absorbing layer,
A first through hole penetrating the rear electrode layer, the light absorbing layer, and the front electrode layer is located;
A second through hole adjacent to the first through hole and penetrating through the back electrode layer and the light absorbing layer, and an inner side surface of the second through hole inclined in an overhang structure with respect to an upper surface of the support substrate; Photovoltaic device.
상기 제2 관통홈의 내측면으로부터, 상기 제2 관통홈의 내측으로, 상기 후면전극층의 상면까지의 각도는 15° 내지 85°인 태양광 발전장치.The method of claim 1,
The photovoltaic device of claim 2, wherein an angle from an inner side surface of the second through hole to the inner side of the second through hole and to an upper surface of the back electrode layer is 15 ° to 85 °.
상기 제1 관통홈 및 상기 제2 관통홈이 일체로 형성되는 태양광 발전장치.The method of claim 1,
The solar cell apparatus of claim 1, wherein the first through hole and the second through hole are integrally formed.
상기 제1 관통홈에 인접하고, 상기 제2 관통홈과 이격되며, 상기 광 흡수층을 관통하는 제3 관통홈을 더 포함하는 태양광 발전장치.The method of claim 2,
And a third through hole adjacent to the first through hole, spaced apart from the second through hole, and penetrating through the light absorbing layer.
상기 제3 관통홈은 상기 후면전극층의 상면을 노출하는 태양광 발전장치.5. The method of claim 4,
The third through hole exposes a top surface of the back electrode layer.
상기 제1 관통홈 및 상기 제3 관통홈에 상기 후면전극층과 접속되는 접속부가 위치하는 태양광 발전장치.5. The method of claim 4,
And a connection part connected to the back electrode layer in the first through hole and the third through hole.
상기 제2 관통홈에 상기 후면전극층과 상기 접속부를 절연하는 절연부가 더 위치하는 태양광 발전장치.The method according to claim 6,
The photovoltaic device of claim 2, wherein the second through hole further comprises an insulating portion for insulating the back electrode layer and the connection portion.
상기 제1 관통홈, 상기 제2 관통홈 및 상기 제3 관통홈은 일체로 형성되는 태양광 발전장치.5. The method of claim 4,
The first through hole, the second through groove and the third through groove is integrally formed with the solar cell apparatus.
상기 후면전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
상기 광 흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계;
상기 버퍼층 상에 전면전극층을 형성하는 단계;
상기 후면전극층, 상기 광 흡수층, 상기 버퍼층 및 상기 전면전극층을 관통하는 제1 관통홈을 형성하는 단계;
상기 제1 관통홈에 인접하고, 상기 후면전극층 및 상기 광 흡수층을 관통하는 제2 관통홈을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제2 관통홈의 내측면은 상기 지지기판의 상면에 대하여, 오버행 구조로 경사지는 태양광 발전장치의 제조방법.Forming a back electrode layer on the support substrate;
Forming a light absorbing layer on the back electrode layer;
Forming a buffer layer on the light absorbing layer;
Forming a front electrode layer on the buffer layer;
Forming a first through hole penetrating the back electrode layer, the light absorbing layer, the buffer layer, and the front electrode layer;
Forming a second through hole adjacent to the first through hole and penetrating through the back electrode layer and the light absorbing layer;
The inner surface of the second through groove is inclined in an overhang structure with respect to the upper surface of the support substrate.
상기 제1 관통홈을 형성하는 단계에서, 상기 상기 후면전극층, 상기 광 흡수층, 상기 버퍼층 및 상기 전면전극층에 레이저가 조사되는 태양광 발전장치의 제조방법.10. The method of claim 9,
In the step of forming the first through groove, the method of manufacturing a photovoltaic device in which a laser is irradiated to the back electrode layer, the light absorbing layer, the buffer layer and the front electrode layer.
상기 제2 관통홈을 형성하는 단계에서, 상기 지지기판에 대하여 경사지는 방향으로 상기 후면전극층 및 상기 광 흡수층에 레이저가 조사되는 태양광 발전장치의 제조방법.10. The method of claim 9,
In the step of forming the second through groove, a method of manufacturing a photovoltaic device in which a laser is irradiated to the back electrode layer and the light absorbing layer in a direction inclined with respect to the support substrate.
상기 제1 관통홈에 인접하고, 상기 제2 관통홈과 이격되며, 상기 광 흡수층을 관통하는 제3 관통홈을 형성하는 단계를 더 포함하는 태양광 발전장치의 제조방법.10. The method of claim 9,
And forming a third through hole adjacent to the first through hole, spaced apart from the second through hole, and penetrating through the light absorbing layer.
상기 제3 관통홈을 형성하는 단계는 상기 후면전극층의 상면이 노출되도록 상기 광 흡수층 및 전면전극층에 기계적인 충격이 가해지는 태양광 발전장치의 제조방법.The method of claim 12,
The forming of the third through hole may include a mechanical shock applied to the light absorbing layer and the front electrode layer to expose the top surface of the back electrode layer.
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JP2007317868A (en) | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Honda Motor Co Ltd | Chalcopyrite solar cell, and manufacturing method thereof |
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