KR101562265B1 - 박막 태양전지 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 박막 태양전지 및 그 제조방법은 단파장을 흡수하는 제 1 태양전지와 장파장을 흡수하는 제 2 태양전지를 각각의 기판에 따로 제작하여 서로 전기적으로 연결시켜 다층 구조의 박막 태양전지를 제작함으로써 광효율을 향상시키는 동시에 다층 구조의 박막 태양전지의 제작 중 불량률을 줄이는 것을 특징으로 한다.
박막 태양전지, 단파장, 장파장, 다층 구조, 광효율
Description
본 발명은 박막 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제작방법이 상이한 2종류의 박막 태양전지를 다층 구조로 제작함으로써 광효율을 향상시키는 동시에 다층 구조의 박막 태양전지의 제작 중 불량률을 줄이도록 한 다층 구조의 박막 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지는 태양에너지를 전기에너지로 변환시켜주는 반도체 소자로써 p형의 반도체와 n형의 반도체의 접합형태를 가지며 그 기본구조는 다이오드와 동일하다.
대부분 보통의 태양전지는 대면적의 pn 접합 다이오드(pn junction diode)로 이루어져 있으며, 광전 에너지 변환(photovoltaic energy conversion)을 위해 태양전지가 기본적으로 갖춰야 하는 요건은 반도체 구조 내에서 전자들이 비대칭적으로 존재해야 한다는 것이다. 즉, n형 반도체 영역은 큰 전자밀도(electron density)와 작은 정공밀도(hole density)를 가지고 있고 p형 반도체 영역은 그와 정반대로 이루어져 있다. 따라서, 열적 평형상태에서 p형 반도체와 n형 반도체의 접합으로 이 루어진 다이오드에서는 캐리어(carrier)의 농도 구배(句配)에 의한 확산으로 전하의 불균형이 생기고, 이 때문에 전기장(electric field)이 형성되어 더 이상 캐리어의 확산이 일어나지 않게 된다. 이때, 상기 pn 접합 다이오드에 그 물질의 전도대(conduction band)와 가전자대(valence band) 사이의 에너지 차이인 밴드 갭 에너지(band gap energy) 이상의 빛을 가했을 경우, 빛 에너지를 받은 전자들은 가전자대에서 전도대로 여기(excite) 되게 된다. 이때, 전도대로 여기된 전자들은 자유롭게 이동할 수 있게 되며, 가전자대에는 전자들이 빠져나간 자리에 정공이 생성된다. 이것을 과잉(excess) 캐리어라고 하며 상기 과잉 캐리어들은 전도대 또는 가전자대 내에서 농도차이에 의해서 확산하게 된다.
이때, p형 반도체에서 여기된 전자들과 n형 반도체에서 만들어진 정공을 각각의 소수캐리어(minority carrier)라고 부르며, 기존 접합 전의 p형 또는 n형 반도체내의 캐리어(즉, p형의 정공 및 n형의 전자)는 이와 구분해 다수캐리어(majority carrier)라고 부른다. 이때, 상기 다수캐리어들은 전기장으로 인한 에너지 장벽(energy barrier) 때문에 흐름의 방해를 받지만 p형의 소수캐리어인 전자는 n형 쪽으로 이동할 수 있게 된다. 상기 소수캐리어의 확산에 의해 pn 접합 다이오드 내부에 전압차(potential drop)가 생기게 되며, 상기 pn 접합 다이오드의 양극단에 발생된 기전력을 외부 회로에 연결하면 태양전지로서 작용하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 일반적인 박막 태양전지에 대해서 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 박막 태양전지의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 비정질 실리콘 박막 태양전지를 나타내고 있다.
도면을 참조하면, 비정질 실리콘(a-Si:H) 박막은 물질 자체의 특성으로 인해 캐리어의 확산거리가 결정질 실리콘 기판(10)에 비해 매우 낮아 일반적으로 비정질 실리콘 박막 태양전지는 p+형 실리콘층(12)과 n+형 실리콘층(14) 사이에 불순물이 첨가되지 않은 진성(intrinsic) 실리콘층(13)을 삽입하여 pin 구조를 갖는다. 이때, 단위 셀간의 직렬연결을 위해 레이저 스크라이빙(scribing)이 각 단계 사이에 추가된다.
이때, 상기 pin 구조에서는 태양광은 p+형 실리콘층(12)을 통해 광흡수층인 진성 실리콘층(13)으로 입사되는데, 상기 진성 실리콘층(13)은 상하의 높은 도핑 농도를 갖는 p+형 실리콘층(12)과 n+형 실리콘층(14)에 의해 공핍이 되어 내부에 전기장이 발생되고, 따라서 입사광에 의해 생성된 전자-정공 쌍은 확산이 아닌 내부 전기장에 의해 이동(drift)하게 된다.
참고로, 도면부호 11, 15 및 16은 각각 투명전극층, 배면전극(back electrode)층 및 반사층을 나타낸다.
여기서, 발전에 소모한 태양광 이외의 잔류 태양광이 존재하게 되는데, 이때 태양광의 단파장과 장파장에 대한 효율적인 활용이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 박막 태양전지를 다층 구조로 형성함으로써 태양광의 단파장과 장파장 모두에 효율적으로 대응하여 박막 태양전지의 광효율을 향상시킨 박막 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 다층 구조의 박막 태양전지의 제작 중 불량률을 줄이도록 한 박막 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 박막 태양전지는 제 1 기판 위에 위치하며, 단파장을 흡수하는 광감응층을 구비한 제 1 박막 태양전지와 제 2 기판 위에 위치하며, 장파장을 흡수하는 광감응층을 구비한 제 2 박막 태양전지 및 상기 제 1 박막 태양전지의 투명전극층과 상기 제 2 박막 태양전지의 반사층을 서로 연결시키는 연결배선을 포함한다.
본 발명의 박막 태양전지의 제조방법은 제 1 기판 위에 단파장을 흡수하는 광감응층을 구비한 제 1 박막 태양전지를 형성하는 단계, 제 2 기판 위에 장파장을 흡수하는 광감응층을 구비한 제 2 박막 태양전지를 형성하는 단계, 제 1 연결전극층과 제 2 연결전극층을 전기적으로 연결시켜 단위 셀을 형성하는 단계 및 연결배선을 통해 상기 제 1 박막 태양전지의 투명전극층과 상기 제 2 박막 태양전지의 반사층을 서로 연결시키는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 박막 태양전지 및 그 제조방법은 단파장에서 효율적인 넓은 밴드 갭을 가진 제 1 태양전지를 상부 전지로 하고, 장파장에서 효율적인 좁은 밴드 갭을 가진 제 2 태양전지를 하부 전지로 하는 다층 구조의 박막 태양전지를 구성함으로써 광효율을 향상시키는 효과를 제공한다.
또한, 상기 본 발명에 따른 박막 태양전지 및 그 제조방법은 다층 구조의 박막 태양전지를 구성함에 있어 상기 제 1 태양전지와 제 2 태양전지를 각각의 기판에 따로 제작하여 서로 전기적으로 연결시키도록 함으로써 제작방법이 상이한 2종류의 박막 태양전지를 다층 구조로 제작할 수 있을 뿐만 아니라 다층 구조의 박막 태양전지의 제작 중 불량률을 줄일 수 있는 효과를 제공한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 박막 태양전지 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막 태양전지의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막 태양전지는 투명한 유리기판(110) 위에 태양광이 입사되는 방향으로부터 차례대로 투명전 극(Transparent Conductive Oxide; TCO)층(111), 제 1 p+형 실리콘층(102), 제 1 진성 실리콘층(103), 제 1 n+형 실리콘층(104), 제 2 p+형 실리콘층(112), 제 2 진성 실리콘층(113), 제 2 n+형 실리콘층(114), 배면전극(back electrode)층(115) 및 반사층(116)이 형성되어 다층의 pin 구조를 갖는다.
이때, 상기 다층의 pin 구조에서는 단파장의 태양광은 제 1 p+형 실리콘층(102)을 통해 광흡수층인 제 1 진성 실리콘층(103)으로 입사되는데, 상기 제 1 진성 실리콘층(103)은 상하의 높은 도핑 농도를 갖는 제 1 p+형 실리콘층(102)과 제 1 n+형 실리콘층(104)에 의해 공핍이 되어 내부에 전기장이 발생되고, 따라서 입사광에 의해 생성된 전자-정공 쌍은 확산이 아닌 내부 전기장에 의해 이동하게 된다.
또한, 상기 제 1 진성 실리콘층(103)에 흡수되지 않고 투과한 장파장의 태양광은 제 2 p+형 실리콘층(112)을 통해 광흡수층인 제 2 진성 실리콘층(113)으로 입사되는데, 상기 제 2 진성 실리콘층(113)은 상하의 높은 도핑 농도를 갖는 제 2 p+형 실리콘층(112)과 제 2 n+형 실리콘층(114)에 의해 공핍이 되어 내부에 전기장이 발생되고, 생성된 전자-정공 쌍은 내부 전기장에 의해 이동하게 된다.
여기서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막 태양전지는 예를 들어, 상기 제 1 진성 실리콘층(103)으로 밴드 갭이 넓은 비정질 실리콘층을 이용하는 한편, 상기 제 2 진성 실리콘층(113)으로 밴드 갭이 좁은 다결정 실리콘층을 이용함으로써 태양광의 단파장과 장파장에 대한 효율적인 활용이 가능하게 되어 태양전지의 광효율을 증가시킬 수 있게 된다.
다만, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막 태양전지는 제작방법이 상이한 2종류의 박막 태양전지를 차례대로 적층하여 형성하기 때문에 나중 공정에 의해 먼저 형성된 층들이 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 진성 실리콘층(113)으로 다결정 실리콘층을 선택하는 경우, 일반적으로 상기 다결정 실리콘층은 레이저공정이나 퍼니스 어닐링에 의해 형성하게 되는데, 이는 먼저 형성된 비정질 실리콘층에 적지 않은 영향을 주게 된다.
따라서, 비정질 실리콘층과 다결정 실리콘층 및 비정질 실리콘층과 화합물 반도체층과 같이 서로 공정 연관성이 적은 2종류의 박막 태양전지의 단위 셀은 서로 적층하기가 어려운 단점이 있다.
또한, 하나의 단위 셀이 불량이면 전체 셀이 불량이 되는 문제가 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막 태양전지의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
또한, 도 4a 및 도 4b는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막 태양전지에 있어서, 제 1 태양전지 및 제 2 태양전지의 구성을 개별적으로 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막 태양전지는 태양광이 입사되는 방향으로부터 차례대로 태양광의 단파장을 흡수하기 위한 제 1 태양전지(A)와 상기 태양광의 장파장을 흡수하기 위한 제 2 태양전지(B)의 다층 구조로 이루어져 있다.
여기서, 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막 태양전지는 상기 제 1 태 양전지(A)와 제 2 태양전지(B)를 각각의 유리기판(210, 210')에 따로 제작하여 제 1, 제 2 연결전극층(207, 217)을 통해 서로 전기적으로 연결시켜 다층 구조의 박막 태양전지를 형성함으로써 제작방법이 상이한 2종류의 박막 태양전지(A, B)를 다층 구조로 제작할 수 있을 뿐만 아니라 다층 구조의 박막 태양전지의 제작 중 불량률을 줄일 수 있게 된다.
이때, 상기 제 1 태양전지(A)는 도 4a에 도시된 바와 같이, 투명한 제 1 유리기판(210) 위에 태양광이 입사되는 방향으로부터 차례대로 투명전극층(211), 제 1 p+형 실리콘층(202), 제 1 진성 실리콘층(203), 제 1 n+형 실리콘층(204) 및 제 1 연결전극층(207)이 형성되어 pin 구조를 갖는다.
전술한 바와 같이 상기 pin 구조에서는 단파장의 태양광이 제 1 p+형 실리콘층(202)을 통해 광흡수층인 제 1 진성 실리콘층(203)으로 입사되는데, 상기 제 1 진성 실리콘층(203)은 상하의 높은 도핑 농도를 갖는 제 1 p+형 실리콘층(202)과 제 1 n+형 실리콘층(204)에 의해 공핍이 되어 내부에 전기장이 발생되고, 따라서 입사광에 의해 생성된 전자-정공 쌍은 확산이 아닌 내부 전기장에 의해 이동하게 된다.
이때, 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 박막 태양전지(A)는 상기 제 1 진성 실리콘층(203)으로 밴드 갭이 넓은 비정질 실리콘층을 이용할 수 있으며, 상기 제 1 연결전극층(207)은 태양광이 투과하는 동시에 제 2 박막 태양전지(B)와 전기적 연결을 위해 투명한 도전층으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 2 태양전지(B)는 도 4b에 도시된 바와 같이, 투명한 제 2 유 리기판(210') 위에 차례대로 반사층(216), 배면전극층(215), 제 2 n+형 실리콘층(214), 제 2 진성 실리콘층(213), 제 1 p+형 실리콘층(212) 및 제 2 연결전극층(217)이 형성되어 또 하나의 pin 구조를 갖는다.
이때, 상기 pin 구조에서는 상기 제 1 태양전지(A)에 흡수되지 않고 투과한 장파장의 태양광은 제 2 p+형 실리콘층(212)을 통해 광흡수층인 제 2 진성 실리콘층(213)으로 입사되는데, 상기 제 2 진성 실리콘층(213)은 상하의 높은 도핑 농도를 갖는 제 2 p+형 실리콘층(212)과 제 2 n+형 실리콘층(214)에 의해 공핍이 되어 내부에 전기장이 발생되고, 생성된 전자-정공 쌍은 내부 전기장에 의해 이동하게 된다.
또한, 상기 제 2 연결전극층(217)은 태양광이 투과하는 동시에 제 1 박막 태양전지(A)의 제 1 연결전극층(207)과 전기적 연결을 위해 투명한 도전층으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막 태양전지는 상기 제 1 태양전지(A)와 제 2 태양전지(B)를 각각의 투명한 제 1, 제 2 유리기판(210, 210')에 형성한 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않으며, 상기 제 2 태양전지(B)는 불투명한 기판상에 형성할 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막 태양전지는 제 1, 제 2 p+형 실리콘층(202, 212), 제 1, 제 2 진성 실리콘층(203, 213) 및 제 1, 제 2 n+형 실리콘층(204, 214)의 실리콘층으로 각각 제 1, 제 2 태양전지의 pin 구조를 형성한 경우를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이는 p 형 반도체층, 진성 반도체층 및 n형 반도체층으로 pin 구조를 형성하는 본 발명에 따른 박막 태양전지의 하나의 예시에 불과하다. 예를 들어, 상기 p형 반도체층으로 실리콘카본 합금(a-SiC)을 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 박막 태양전지(B)는 상기 제 2 진성 실리콘층(213)으로 밴드 갭이 좁은 다결정 실리콘층을 이용한 경우를 예를 들어 나타내고 있으며, 상기 다결정 실리콘층은 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition; PECVD)방법, 엑시머 레이저, 기타 고상결정화(Solid Phase Crystallization; SPC)방법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 2 박막 태양전지(B)는 SiGe 또는 산화물 반도체를 광감응층으로 이용할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 박막 태양전지의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 제 1 박막 태양전지와 제 2 태양전지의 전기적 연결방법을 제외하고는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막 태양전지의 구성과 실질적으로 동일한 구성으로 이루어져 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 박막 태양전지는 태양광이 입사되는 방향으로부터 차례대로 태양광의 단파장을 흡수하기 위한 제 1 태양전지(A)와 상기 태양광의 장파장을 흡수하기 위한 제 2 태양전지(B)의 다층 구조로 이루어져 있다.
여기서, 상기 본 발명의 제 3 실시예에 따른 박막 태양전지는 상기 제 1 태양전지(A)와 제 2 태양전지(B)를 각각의 유리기판(310, 310')에 따로 제작하여 제 1, 제 2 연결전극층(307, 317) 및 연결전극(320)을 통해 서로 전기적으로 연결시켜 다층 구조의 박막 태양전지를 형성함으로써 제작방법이 상이한 2종류의 박막 태양전지(A, B)를 다층 구조로 제작할 수 있을 뿐만 아니라 다층 구조의 박막 태양전지의 제작 중 불량률을 줄일 수 있게 된다.
이때, 상기 제 1 태양전지(A)는 투명한 제 1 유리기판(310) 위에 태양광이 입사되는 방향으로부터 차례대로 투명전극층(311), 제 1 p+형 실리콘층(302), 제 1 진성 실리콘층(303), 제 1 n+형 실리콘층(304) 및 제 1 연결전극층(307)이 형성되어 pin 구조를 갖는다.
또한, 상기 제 2 태양전지(B)는 투명한 제 2 유리기판(310') 위에 차례대로 반사층(316), 배면전극층(315), 제 2 n+형 실리콘층(314), 제 2 진성 실리콘층(313), 제 1 p+형 실리콘층(312) 및 제 2 연결전극층(317)이 형성되어 또 하나의 pin 구조를 갖는다.
그리고, 상기 제 1 태양전지(A)와 제 2 태양전지(B)는 각각의 제 1 연결전극층(307)과 제 2 연결전극층(317)이 박막 태양전지의 가장자리에 형성된 연결전극(320)을 통해 전기적으로 연결됨에 따라 하나의 탠덤 셀을 형성하게 된다.
이때, 상기 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 1 박막 태양전지(A)는 상기 제 1 진성 실리콘층(303)으로 밴드 갭이 넓은 비정질 실리콘층을 이용할 수 있으며, 상기 제 2 진성 실리콘층(313)으로 밴드 갭이 좁은 다결정 실리콘층을 이용할 수 있다.
또한, 상기 제 1 연결전극층(307)과 제 2 연결전극층(317)은 태양광이 투과 하는 동시에 상기 제 1 태양전지(A)와 제 2 태양전지(B)의 전기적 연결을 위해 투명한 도전층으로 이루어질 수 있으며, 상기 연결전극(320)은 저저항의 불투명 도전층으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 연결전극(320)은 도전 볼이나 은 도트 형태를 가질 수 있으며, 기타 다양한 방법으로 상기 상기 제 1 연결전극층(307)과 제 2 연결전극층(317)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
한편, 상기와 같이 구성된 단위 탠덤 셀은 연결배선을 통해 직렬 연결할 수 있으며, 이를 도면을 통해 상세히 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 다층 구조의 박막 태양전지의 직렬 연결방법을 예를 들어 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다층 구조의 박막 태양전지(400)는 제 1 박막 태양전지(A)와 제 2 박막 태양전지(B)로 이루어진 다수개의 단위 셀(430)들이 연결배선(440)을 통해 직렬 연결되게 되는데, 상기 연결배선(440)은 제 1 박막 태양전지(A)의 투명전극층(411)과 제 2 박막 태양전지(B)의 배면전극층(미도시) 또는 반사층(416)에 연결될 수 있다.
이때, 전술한 바와 같이 상기 본 발명에 따른 다층 구조의 박막 태양전지(400)는 다수개의 제 1 태양전지(A)와 제 2 태양전지(B)를 각각의 마더 유리기판(410, 410')에 따로 제작한 후, 서로 전기적으로 연결시킴으로써 다층 구조의 박막 태양전지를 형성할 수 있다.
그리고, 도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 제 1 박막 태양전지(A)는 투명한 제 1 유리기판(410) 위에 차례대로 투명전극층(411), 제 1 p+형 실리콘층(미도시), 제 1 진성 실리콘층(미도시), 제 1 n+형 실리콘층(미도시) 및 제 1 연결전극층(미도시)이 형성되어 있다.
또한, 상기 제 2 태양전지(B)는 투명한 제 2 유리기판(410') 위에 차례대로 반사층(416), 배면전극층(미도시), 제 2 n+형 실리콘층(미도시), 제 2 진성 실리콘층(미도시), 제 1 p+형 실리콘층(미도시) 및 제 2 연결전극층(미도시)이 형성되어 있다.
이때, 빈 공간은 유전체 등으로 채울(encapsulation) 수도 있으며, 하나의 유리기판(410, 410') 위에 2층 이상의 셀을 적층하면 전체적으로 3층의 단위 셀을 제작할 수도 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
도 1은 일반적인 박막 태양전지의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막 태양전지의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막 태양전지의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4a 및 도 4b는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막 태양전지에 있어서, 제 1 태양전지 및 제 2 태양전지의 구성을 개별적으로 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 박막 태양전지의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 다층 구조의 박막 태양전지의 직렬 연결방법을 예를 들어 나타내는 평면도 및 단면도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
110~410 : 제 1 유리기판 102~302 : 제 1 p+형 실리콘층
103~303 : 제 1 진성 실리콘층 104~304 : 제 1 n+형 실리콘층
111~411 : 투명전극층 112~312 : 제 2 p+형 실리콘층
113~313 : 제 2 진성 실리콘층 114~314 : 제 2 n+형 실리콘층
115~315 : 배면전극층 116~416 : 반사층
210',410' : 제 2 유리기판 207,307 : 제 1 연결전극층
217,317 : 제 2 연결전극층 320 : 연결전극
430 : 단위 셀 440 : 연결배선
Claims (13)
- 제 1 기판 위에 투명전극층과 단파장을 흡수하는 광감응층을 구비한 제 1 박막 태양전지를 형성하는 단계;상기 제 1 박막 태양전지 위에 제 1 연결전극층을 형성하는 단계;제 2 기판 위에 장파장을 흡수하는 광감응층과 반사층을 구비한 제 2 박막 태양전지를 형성하는 단계;상기 제 2 박막 태양전지 위에 제 2 연결전극층을 형성하는 단계;상기 제 1 연결전극층과 제 2 연결전극층을 전기적으로 연결시켜 단위 셀을 형성하는 단계; 및연결배선을 통해 상기 제 1 박막 태양전지의 투명전극층과 상기 제 2 박막 태양전지의 반사층을 서로 연결시키는 단계를 포함하는 박막 태양전지의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 박막 태양전지를 형성하는 단계는상기 제 1 기판 위에 상기 투명전극층을 형성하는 단계;상기 투명전극층 위에 제 1 p+형 실리콘층을 형성하는 단계;상기 제 1 p+형 실리콘층 위에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; 및상기 비정질 실리콘층 위에 제 1 n+형 실리콘층을 형성하는 단계를 포함하는 박막 태양전지의 제조방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 박막 태양전지를 형성하는 단계는상기 제 2 기판 위에 상기 반사층을 형성하는 단계;상기 반사층 위에 배면전극층을 형성하는 단계;상기 배면전극층 위에 제 2 n+형 실리콘층을 형성하는 단계;상기 제 2 n+형 실리콘층 위에 다결정 실리콘층을 형성하는 단계; 및상기 다결정 실리콘층 위에 제 2 p+형 실리콘층을 형성하는 단계를 포함하는 박막 태양전지의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 연결전극층과 제 2 연결전극층은 투명한 도전층으로 형성하는 박막 태양전지의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 박막 태양전지 사이의 가장자리에 연결전극을 형성하여 상기 제 1 연결전극층과 상기 제 2 연결전극층을 전기적으로 연결하는 박막 태양전지의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 다수개의 상기 단위 셀들은 상기 연결배선에 의해 직렬 연결되는 박막 태양전지의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판은 투명한 유리기판으로 형성하는 박막 태양전지의 제조방법.
- 제 1 기판 위에 위치하며, 투명전극층과 단파장을 흡수하는 광감응층을 구비한 제 1 박막 태양전지;상기 제 1 박막 태양전지 위에 위치한 연결전극층;상기 연결전극층 위에 위치하며, 장파장을 흡수하는 광감응층과 반사층을 구비한 제 2 박막 태양전지;상기 반사층 위에 위치한 제 2 기판; 및상기 제 1 박막 태양전지의 투명전극층과 상기 제 2 박막 태양전지의 반사층을 서로 연결시키는 연결배선을 포함하는 박막 태양전지.
- 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 박막 태양전지는상기 제 1 기판 위에 위치한 상기 투명전극층;상기 투명전극층 위에 위치한 제 1 p+형 실리콘층;상기 제 1 p+형 실리콘층 위에 위치한 비정질 실리콘층; 및상기 비정질 실리콘층 위에 위치한 제 1 n+형 실리콘층을 포함하는 박막 태양전지.
- 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 박막 태양전지는상기 제 2 기판 위에 위치한 상기 반사층;상기 반사층 위에 위치한 배면전극층;상기 배면전극층 위에 위치한 제 2 n+형 실리콘층;상기 제 2 n+형 실리콘층 위에 위치한 다결정 실리콘층; 및상기 다결정 실리콘층 위에 위치한 제 2 p+형 실리콘층을 포함하는 박막 태양전지.
- 제 8 항에 있어서, 상기 연결전극층은 상기 제 1 박막 태양전지에 접하는 제 1 연결전극층과 상기 제 2 박막 태양전지에 접하는 제 2 연결전극층으로 구성되며, 투명한 도전층으로 이루어진 박막 태양전지.
- 제 11 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 박막 태양전지 사이의 가장자리에 위치하며, 상기 제 1 연결전극층과 상기 제 2 연결전극층을 전기적으로 연결하는 연결전극을 추가로 포함하는 박막 태양전지.
- 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 박막 태양전지와 상기 제 2 박막 태양전지는 단위 셀을 구성하며, 다수의 상기 단위 셀은 상기 연결배선을 통해 직렬 연결되는 박막 태양전지.
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| KR20190125101A (ko) | 2018-04-27 | 2019-11-06 | 규 현 최 | 태양전지 셀 및 태양전지 셀의 제조방법 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2001053299A (ja) * | 1999-08-09 | 2001-02-23 | Sony Corp | 太陽電池の製造方法 |
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