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JP6034791B2 - 太陽光発電装置 - Google Patents

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JP6034791B2 JP2013536502A JP2013536502A JP6034791B2 JP 6034791 B2 JP6034791 B2 JP 6034791B2 JP 2013536502 A JP2013536502 A JP 2013536502A JP 2013536502 A JP2013536502 A JP 2013536502A JP 6034791 B2 JP6034791 B2 JP 6034791B2
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Description

本発明は、太陽光発電装置及びその製造方法に関するものである。
太陽光発電のための太陽電池の製造方法は次のようである。先ず、基板が提供されて、前記基板上に後面電極層が形成されて、レーザーによってパターニングされて、複数個の裏面電極らが形成される。
以後、前記裏面電極ら上に光吸収層、バッファ層及び高抵抗バッファ層が順に形成される。前記光吸収層を形成するために銅、インジウム、ガリウム、セレニウムを同時または区分して蒸発させながら銅-インジウム-ガリウム-セレナイド系(Ｃｕ(Ｉｎ、Ｇａ)Ｓｅ２；ＣＩＧＳ系)の光吸収層を形成する方法と金属前駆体膜(precursor film)を形成させた後セレン化(Selenization)工程によって形成させる方法が幅広く使用されている。前記光吸収層のエネルギーバンドギャップ(band gap)は、およそ１乃至１．８ｅＶである。
以後、前記光吸収層上に硫化カドミウム(ＣｄＳ)を含むバッファ層がスパッタリング工程によって形成される。前記バッファ層のエネルギーバンドギャップは、およそ２．２乃至２．４ｅＶである。以後、前記バッファ層上にジンクオキサイド(ＺｎＯ)を含む高抵抗バッファ層がスパッタリング工程によって形成される。前記高抵抗バッファ層のエネルギーバンドギャップは、およそ３．１乃至３．３ｅＶである。
以後、前記光吸収層、前記バッファ層及び前記高抵抗バッファ層に溝パターンが形成されることができる。
以後、前記高抵抗バッファ層上に透明な導電物質が積層されて、前記溝パターンが前記透明な導電物質が満たされる。これによって、前記高抵抗バッファ層上に透明電極層が形成されて、前記溝パターン内側に接続配線らがそれぞれ形成される。前記透明電極層及び前記接続配線で使用される物質の例としては、アルミニウムドーピングされたジンクオキサイドなどを挙げることができる。前記透明電極層のエネルギーバンドギャップは、およそ３．１乃至３．３ｅＶである。
以後、前記透明電極層などに溝パターンが形成されて、複数個の太陽電池らが形成されることができる。前記透明電極ら及び前記高抵抗バッファらは、それぞれのセルに対応する。前記透明電極ら及び前記高抵抗バッファらは、ストライプ形態またはマトリックス形態で配置されることができる。
前記透明電極ら及び前記裏面電極らは、お互いにミスアラインされて、前記透明電極ら及び前記裏面電極らは前記接続配線らによってそれぞれ電気的に連結される。これによって、複数個の太陽電池らがお互いに電気的に直列で連結されることができる。
本発明の目的は、向上した電気的な特性を有して、容易に製造されることができる太陽光発電装置を提供することにある。
本発明に従う太陽光発電装置は、セル領域及び前記セル領域の周りを取り囲む外郭領域を含む基板と、前記セル領域に配置されるセルと、及び前記セルに連結されて、前記外郭領域に配置される連結電極を含んで、前記セルは前記基板上に配置される後面電極と、該後面電極上に配置される光吸収部と、及び前記光吸収部上に配置される前面電極を含んで、前記連結電極は前記後面電極から延長される。
本発明に従う太陽光発電装置は、基板と、該基板上に配置される複数個の後面電極層と、該後面電極層上に配置される光吸収層と、及び前記光吸収層上に配置される前面電極層を含んで、前記後面電極層はお互いに離隔される複数個の後面電極らと、及び前記後面電極らのうちで一つと一体で形成される連結電極を含む。
本発明に従う太陽光発電装置の製造方法は、セル領域及び前記セル領域の周りを取り囲む外郭領域を含む基板上に後面電極層を形成する段階と、前記後面電極層をパターニングして、前記セル領域に複数個の後面電極ら及び前記外郭領域に連結電極を形成する段階と、前記後面電極ら上に光吸収層を形成する段階と、及び前記光吸収層上に前面電極層を形成する段階と、を含む。
本発明に従う太陽光発電装置は、実施例による太陽光発電装置はセルらを、連結電極を通じて外部の充電装置または接する太陽電池パネルなどに連結させることができる。この時、連結電極は後面電極から延長される。特に、連結電極は後面電極と一体で形成されることができる。
これによって、連結電極及び後面電極の間の接続抵抗が低くなることができる。特に、連結電極は後面電極と等しい物質で形成されることができる。例えば、連結電極はモリブデンなどのような抵抗が低い物質で形成されることができる。
したがって、本発明に従う太陽光発電装置は、連結電極の電気的な特性を向上することができるし、前記太陽光発電装置の全体的な電気的な特性が向上することができる。
したがって、本発明に従う太陽光発電装置は、向上した光-電変換効率を有することができる。
また、連結電極は後面電極らを形成する過程で形成されることができるので、追加的な工程なしも前記連結電極が形成されることができる。
特に、バスバーらを前面電極らに接合させる工程が別に必要ないので、実施例による太陽光発電装置は、容易に形成されることができる。
実施例による太陽電池モジュールを示した平面図である。 実施例による太陽電池モジュールの下面を示した図面である。 図１でＡ−Ａ`に沿って切断した断面を示した断面図である。 図１でＢ−Ｂ`に沿って切断した断面を示した断面図である。 図１でＣ−Ｃ`に沿って切断した断面を示した断面図である。 本発明の実施形態に従う太陽電池モジュールを製造する過程を示した図面らである。
本発明を説明するに当たって、各基板、層、膜、または電極などが、各基板、層、膜、または電極などの“上（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の構成要素を介して（indirectly）”形成されることを全て含む。また、各構成要素の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。図面において、各構成要素のサイズは説明のために誇張することがあり、実際に適用されるサイズを意味するものではない。
図１は、本発明の実施形態に従う太陽電池モジュールを示した平面図である。図２は、実施例による太陽電池モジュールの下面を示した図面である。図３は、図１でＡ−Ａ`に沿って切断した断面を示した断面図である。図４は、図１でＢ−Ｂ`に沿って切断した断面を示した断面図である。図５は、図１でＣ−Ｃ`に沿って切断した断面を示した断面図である。
図１乃至図５を参照すると、実施例による太陽光発電装置は、支持基板１００、後面電極層２００、光吸収層３００、バッファ層４００、高抵抗バッファ層５００、前面電極層６００、第１バスバー１１、第２バスバー１２及びジャンクションボックス８００を含む。
前記支持基板１００は、プレート形状を有して、前記後面電極層２００、前記光吸収層３００、前記バッファ層４００、前記高抵抗バッファ層５００、前記前面電極層６００、前記第１バスバー１１、前記第２バスバー１２及び前記ジャンクションボックス８００を支持する。
前記支持基板１００は絶縁体であることができる。前記支持基板１００は硝子基板、プラスチック基板または金属基板であることができる。さらに詳しくは、前記支持基板１００はソーダライムガラス(soda lime glass)基板であることができる。前記支持基板１００は透明であることがある。前記支持基板１００はリジッドであるか、またはフレキシブルであることができる。
前記支持基板１００は、セル領域(ＣＲ)及び外郭領域(ＯＲ)を含む。すなわち、前記支持基板１００は前記セル領域(ＣＲ)及び外郭領域(ＯＲ)で区分される。
前記セル領域(ＣＲ)は、前記支持基板１００の中央部分で定義される。前記セル領域(ＣＲ)は、前記支持基板１００の大部分の面積を占める。実施例による太陽光発電装置は前記セル領域(ＣＲ)で太陽光を電気エネルギーに変換させる。
前記外郭領域(ＯＲ)は、前記セル領域(ＣＲ)の周りを取り囲む。前記外郭領域(ＯＲ)は前記支持基板１００の外郭に対応される。前記外郭領域(ＯＲ)は前記セル領域(ＣＲ)に比べて非常に小さな面積を有することができる。前記外郭領域(ＯＲ)は発電しない領域である。
前記支持基板１００には二つの貫通ホールらが形成されることができる。すなわち、前記支持基板１００には第１貫通ホール１０１及び第２貫通ホール１０２が形成されることができる。前記貫通ホールらは前記外郭領域(ＯＲ)に形成される。前記貫通ホールらは、前記支持基板１００の上面及び下面を連結させる。
前記後面電極層２００は、前記支持基板１００上に配置される。前記後面電極層２００は導電層である。前記後面電極層２００で使用される物質の例としては、モリブデンなどの金属を有することができる。前記後面電極層２００は前記セル領域(ＣＲ)及び前記外郭領域(ＯＲ)に形成される。
また、前記後面電極層２００は二つ以上の層らを含むことができる。この時、それぞれの層らは同じ金属で形成されるか、またはお互いに異なる金属で形成されることができる。
前記後面電極層２００には第１貫通溝らＴＨ１が形成される。前記第１貫通溝らＴＨ１は、前記支持基板１００の上面を露出するオープン領域である。前記第１貫通溝らＴＨ１は平面から見た時、一方向に延長される形状を有することができる。
前記第１貫通溝らＴＨ１の幅は、およそ８０μｍ乃至２００μｍであることがある。前記第１貫通溝らＴＨ１によって、前記後面電極層２００は複数個の後面電極２１０、２２０、２３０及び二つの連結電極２０１、２０２で区分される。すなわち、前記第１貫通溝らＴＨ１によって、前記後面電極ら２１０、２２０、２３０、第１連結電極２０１及び第２連結電極２０２が定義される。前記後面電極層２００は前記後面電極ら２１０、２２０、２３０、前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２を含む。
前記後面電極ら２１０、２２０、２３０は、前記セル領域(ＣＲ)に配置される。前記後面電極ら２１０、２２０、２３０は一方向に延長される形状を有することができる。前記後面電極ら２１０、２２０、２３０は並んで配置される。前記後面電極ら２１０、２２０、２３０は前記第１貫通溝らＴＨ１によってお互いに離隔される。前記後面電極ら２１０、２２０、２３０はストライプ形態で配置されることができる。
これとは異なるように、前記後面電極ら２１０、２２０、２３０はマトリックス形態で配置されることができる。この時、前記第１貫通溝らＴＨ１は平面から見た時、格子形態で形成されることができる。
前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２は、前記外郭領域(ＯＲ)に配置される。すなわち、前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２は、前記セル領域(ＣＲ)から前記外郭領域(ＯＲ)に延長される。
さらに詳しくは、前記第１連結電極２０１は、第１セルＣ１の後面電極２１０から前記外郭領域(ＯＲ)に延長される。前記第１連結電極２０１は前記第１セルＣ１の後面電極２１０と一体で形成される。前記第１連結電極２０１は前記第１貫通ホール１０１に延長される。すなわち、前記第１連結電極２０１は前記第１セルＣ１の後面電極２１０から前記第１貫通ホール１０１に接するように延長される。さらに詳しくは、前記第１連結電極２０１は前記第１セルＣ１の後面電極２１０から延長される。
また、前記第１連結電極２０１は前記第１貫通ホール１０１の内側まで延長されることができる。すなわち、前記後面電極層２００が形成される過程で、前記第１貫通ホール１０１内側にモリブデンなどの金属が蒸着されて、前記第１連結電極２０１が形成されることができる。
前記第２連結電極２０２は第２セルＣ２の後面電極２２０から前記外郭領域(ＯＲ)に延長される。すなわち、前記第２連結電極２０２は前記第２セルＣ２の後面電極２２０と一体で形成される。前記第２連結電極２０２は前記第２貫通ホール１０２に延長される。すなわち、前記第２連結電極２０２は前記第２セルＣ２の後面電極２２０から前記第２貫通ホール１０２に接するように延長される。さらに詳しくは、前記第２連結電極２０２は前記第２セルＣ２の後面電極２２０から延長される。
また、前記第２連結電極２０２は、前記第２貫通ホール１０２の内側まで延長されることができる。すなわち、前記後面電極層２００が形成される過程で、前記第２貫通ホール１０２内側にモリブデンなどの金属が蒸着されて、前記第２連結電極２０２が形成されることができる。
前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２の幅は、前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２の抵抗などを考慮して多様に変わることができる。例えば、前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２の幅はおよそ０．５cm乃至およそ５cmであることがある。
また、前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２の厚さは、前記後面電極ら２１０、２２０、２３０の厚さと等しいことがある。例えば、前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２の厚さは、およそ０．５μｍ乃至およそ２μｍであることがある。
前記光吸収層３００は前記後面電極層２００上に配置される。さらに詳しくは、前記光吸収層３００は前記後面電極ら２１０、２２０、２３０を覆う。前記光吸収層３００は前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２を覆わないで、露出させる。
また、前記光吸収層３００に含まれた物質は、前記第１貫通溝らＴＨ１に満たされる。前記光吸収層３００は前記セル領域(ＣＲ)に配置される。さらに詳しくは、前記光吸収層３００の外郭は前記セル領域(ＣＲ)の外郭に対応されることができる。
前記光吸収層３００はI-III-VI族系化合物を含む。例えば、前記光吸収層３００は銅-インジウム-ガリウム-セレナイド系(Ｃｕ(Ｉｎ、Ｇａ)Ｓｅ２；ＣＩＧＳ系)結晶構造、銅-インジウム-セレナイド系または銅-ガリウム-セレナイド系結晶構造を有することができる。
前記光吸収層３００のエネルギーバンドギャップ(band gap)は、およそ１ｅＶ乃至１．８ｅＶであることがある。
前記バッファ層４００は前記光吸収層３００上に配置される。また、前記バッファ層４００は前記セル領域(ＣＲ)内に配置される。前記バッファ層４００は硫化カドミウム(ＣｄＳ)を含んで、前記バッファ層４００のエネルギーバンドギャップは、およそ２．２ｅＶ乃至２．４ｅＶである。
前記高抵抗バッファ層５００は、前記バッファ層４００上に配置される。また、前記高抵抗バッファ層５００は前記セル領域(ＣＲ)内に配置される。前記高抵抗バッファ層５００は不純物がドーピングされないジンクオキサイド(ｉ−ＺｎＯ)を含む。前記高抵抗バッファ層５００のエネルギーバンドギャップは、およそ３．１eＶ乃至３．３ｅＶである。
前記光吸収層３００、前記バッファ層４００及び前記高抵抗バッファ層５００には第２貫通溝らＴＨ２が形成される。前記第２貫通溝らＴＨ２は前記光吸収層３００を貫通する。また、前記第２貫通溝らＴＨ２は前記後面電極層２００の上面を露出するオープン領域である。
前記第２貫通溝らＴＨ２は前記第１貫通溝らＴＨ１に接して形成される。すなわち、前記第２貫通溝らＴＨ２の一部は平面から見た時、前記第１貫通溝らＴＨ１の横に形成される。
前記第２貫通溝らＴＨ２の幅は、およそ８０μｍ乃至およそ２００μｍであることがある。
また、前記光吸収層３００は前記第２貫通溝らＴＨ２によって、複数個の光吸収部らを定義する。すなわち、前記光吸収層３００は前記第２貫通溝らＴＨ２によって、前記光吸収部らで区分される。
また、前記バッファ層４００は、前記第２貫通溝らＴＨ２によって、複数個のバッファらで区分される。同じく、前記高抵抗バッファ層５００は前記第２貫通溝らＴＨ２によって、複数個の高抵抗バッファらで区分される。
前記前面電極層６００は、前記光吸収層３００上に配置される。前記前面電極層６００は前記光吸収層３００を覆う。また、前記前面電極層６００は前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２を覆わないで、露出させる。前記前面電極層６００は前記高抵抗バッファ層５００上に配置される。前記前面電極層６００は前記セル領域(ＣＲ)に配置される。
前記前面電極層６００は透明であり、導電層である。前記前面電極層６００は酸化物を含む。例えば、前記前面電極層６００はジンクオキサイド(zinc oxide)、インジウムスズ酸化物(indium tin oxide；ＩＴＯ)またはインジウム亜鉛酸化物(indium zinc oxide；ＩＺＯ)などを含むことができる。
また、前記酸化物はアルミニウム(Ａｌ)、アルミナ(Ａｌ２Ｏ３)、マグネシウム(Ｍｇ)またはガリウム(Ｇａ)などの導電性不純物を含むことができる。さらに詳しくは、前記前面電極層６００はアルミニウムドーピングされたジンクオキサイド(Al doped zinc oxide；ＡＺＯ)またはガリウムドーピングされたジンクオキサイド(Ga doped zinc oxide；ＧＺＯ)などを含むことができる。前記前面電極層６００の厚さはおよそ８００nm乃至およそ１２００nmであることがある。
前記光吸収層３００、前記バッファ層４００、前記高抵抗バッファ層５００及び前記前面電極層６００には第３貫通溝らＴＨ３が形成される。前記第３貫通溝らＴＨ３は前記後面電極層２００の上面を露出するオープン領域である。例えば、前記第３貫通溝らＴＨ３の幅はおよそ８０μｍ乃至およそ２００μｍであることがある。
前記第３貫通溝らＴＨ３は前記第２貫通溝らＴＨ２に接する位置に形成される。さらに詳しくは、前記第３貫通溝らＴＨ３は前記第２貫通溝らＴＨ２の隣に配置される。すなわち、平面から見た時、前記第３貫通溝らＴＨ３は前記第２貫通溝らＴＨ２の隣に並んで配置される。
前記第３貫通溝らＴＨ３によって、前記前面電極層６００は複数個の前面電極ら６１０、６２０、６３０で区分される。すなわち、前記前面電極ら６１０、６２０、６３０は、前記第３貫通溝らＴＨ３によって定義される。
前記前面電極ら６１０、６２０、６３０は前記後面電極ら２１０、２２０、２３０と対応される形状を有する。すなわち、前記前面電極ら６１０、６２０、６３０はストライプ形態で配置される。これとは異なるように、前記前面電極ら６１０、６２０、６３０はマトリックス形態で配置されることができる。
前記前面電極層６００は前記第２貫通溝らＴＨ２に透明な導電物質が満たされて形成される複数個の接続部ら７００を含む。
また、前記第３貫通溝らＴＨ３によって、前記第１セルＣ１、前記第２セルＣ２及び複数個の第３セルら(Ｃ３)が定義される。さらに詳しくは、前記第２貫通溝らＴＨ２及び前記第３貫通溝らＴＨ３によって、前記第１セルＣ１、前記第２セルＣ２及び前記第３セルら(Ｃ３)が定義される。すなわち、実施例による太陽光発電装置は、前記支持基板１００上に配置される前記第１セルＣ１、前記第２セルＣ２及び前記第３セルら(Ｃ３)を含む。
前記第３セルら(Ｃ３)は前記第１セルＣ１及び前記第２セルＣ２の間に配置される。前記第１セルＣ１、前記第２セルＣ２及び前記第３セルら(Ｃ３)はお互いに直列で連結される。すなわち、前記第１セルＣ１及び前記第２セルＣ２は最外郭セルである。
また、前記第１セルＣ１は前記支持基板１００上に順に積層される後面電極２１０、光吸収部３１０、バッファ層４００、高抵抗バッファ層５００及び前面電極６１０を含む。
同じく、前記第２セルＣ２は、前記支持基板１００上に順に積層される後面電極２２０、光吸収部、バッファ層４００、高抵抗バッファ層５００及び前面電極６２０を含む。
前記接続部ら７００は前記第２貫通溝らＴＨ２内側に配置される。前記接続部ら７００は前記前面電極層６００から下方に延長されて、前記後面電極層２００に接続される。
したがって、前記接続部ら７００はお互いに接するセルらを連結する。さらに詳しくは、前記接続部ら７００はお互いに接するセルらにそれぞれ含まれた前面電極と後面電極を連結する。
前記光吸収層３００、前記バッファ層４００、前記高抵抗バッファ層５００及び前記前面電極層６００の外郭は実質的に一致することができる。すなわち、前記光吸収層３００、前記バッファ層４００、前記高抵抗バッファ層５００及び前記前面電極層６００の外郭はお互いに対応されることができる。この時、前記光吸収層３００、前記バッファ層４００、前記高抵抗バッファ層５００及び前記前面電極層６００の外郭は前記セル領域(ＣＲ)及び前記外郭領域(ＯＲ)の境界と一致することができる。
図３に示されたところのように、前記第１連結電極２０１は前記第１セルＣ１の後面電極２１０に連結される。前記第１セルＣ１は太陽光の入射を受けて電気エネルギーに変換させて、前記第３セルら(Ｃ３)に連結される。すなわち、前記第１連結電極２０１は前記第１セルＣ１を通じて、前記第３セルら(Ｃ３)に連結される。
図４に示されたところのように、前記第２セルＣ２は太陽光を電気エネルギーに変換させないドミセルである。前記第２連結電極２０２は前記第２セルＣ２の後面電極２２０及び接続部ら７００を通じて、前記第３セルら(Ｃ３)に連結される。さらに詳しくは、前記第２連結電極２０２は前記第２セルＣ２の後面電極２２０及び前記接続部ら７００を通じて、前記第３セルら(Ｃ３)のうち前記第２セルＣ２に隣接したセルの前面電極６３０と連結される。
前記第１バスバー１１は前記外郭領域(ＯＲ)に配置される。前記第１バスバー１１は、第１貫通ホール１０１内側及び前記支持基板１００の下面に配置される。前記第１バスバー１１は前記第１連結電極２０１に直接的な接触によって接続される。前記第１バスバー１１は前記ジャンクションボックス８００に延長されることができる。前記第１バスバー１１は前記第１連結電極２０１を通じて前記第１セルＣ１に接続される。
前記第２バスバー１２は前記外郭領域(ＯＲ)に配置される。前記第２バスバー１２は前記第２貫通ホール１０２内側及び前記支持基板１００の下面に配置される。前記第２バスバー１２は前記第２連結電極２０２に直接的な接触によって接続される。前記第２バスバー１２は前記ジャンクションボックス８００に延長されることができる。前記第２バスバー１２は前記第２連結電極２０２、前記第２セルＣ２の後面電極２２０を通じて、前記第３セルら(Ｃ３)に接続される。
前記第１バスバー１１及び前記第２バスバー１２は導電体である。前記第１バスバー１１及び前記第２バスバー１２は銀などの高い導電性を有する金属を含むことができる。
前記ジャンクションボックス８００は、前記支持基板１００の下面に付着する。前記ジャンクションボックス８００は実施例による太陽電池パネルを駆動するための回路を含むことができる。前記ジャンクションボックス８００は前記第１バスバー１１及び前記第２バスバー１２に両端子が連結されるダイオードを収容することができる。
前記ジャンクションボックス８００から前記第１バスバー１１及び前記第２バスバー１２にそれぞれ連結される配線ら８０１が延長されることができる。前記配線ら８０１は接する太陽電池パネルまたは充電装置などに連結されることができる。
実施例による太陽電池パネルは、セルら(Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３)を前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２を通じて外部の充電装置または接する太陽電池パネルなどに連結させることができる。この時、前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２は、前記第１セルＣ１及び前記第２セルＣ２の後面電極２１０、２２０と一体で形成されることができる。
これによって、前記第１連結電極２０１及び前記第１セルＣ１の後面電極２１０の間の接続抵抗及び前記第２連結電極２０２及び前記第２セルＣ２の後面電極２２０の間の接続抵抗が低くなることができる。特に、前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２はモリブデンなどのような抵抗が低い物質で形成されることができる。
したがって、実施例による太陽電池パネルは、前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２の電気的な特性を向上することができる。すなわち、実施例による太陽電池パネルの全体的な電気的な特性が向上することができる。
したがって、実施例による太陽電池パネルは向上した光-電変換効率を有することができる。
図６乃至図１４は、実施例による太陽電池パネルの製造方法を示した断面図らである。本製造方法に関する説明は前で説明した太陽電池パネルに対する説明を参考する。すなわち、前で説明した太陽電池パネルに対する説明は本製造方法に対する説明に本質的に結合されることができる。
図６を参照すると、支持基板１００上に後面電極層２００が形成される。前記後面電極層２００はモリブデンなどの金属が前記支持基板１００上にスパッタリング工程などによって蒸着されて形成されることができる。
前記後面電極層２００の厚さは、およそ０．５μｍ乃至およそ２μｍであることがある。前記後面電極層２００は二つ以上の層らで形成されることができるし、前記後面電極層２００及び前記支持基板１００の間には拡散防止膜などが介されることができる。
図７及び図８を参照すると、前記後面電極層２００はパターニングされて、第１貫通溝らＴＨ１が形成される。また、前記後面電極層２００のうちエッジ領域に対応する部分もパターニングされる。これによって、前記支持基板１００上に複数個の後面電極ら２１０、２２０、２３０、第１連結電極２０１及び第２連結電極２０２が形成される。前記後面電極層２００はレーザーによってパターニングされることができる。
前記第１貫通溝らＴＨ１は前記支持基板１００の上面を露出して、およそ８０μｍ乃至およそ２００μｍの幅を有することができる。
図９及び図１０を参照すると、前記支持基板１００上にマスク２０が形成される。前記マスク２０は前記外郭領域(ＯＲ)を覆う。さらに詳しくは、前記マスク２０は前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２を覆う。
前記マスク２０は前記支持基板１００のセル領域(ＣＲ)の周りを取り囲む。前記マスク２０は平面から見た時、閉ループ形状または輪形状を有することができる。前記マスク２０は中央部分に形成された透過領域を含む。
図面では前記マスク２０は、前記支持基板１００に密着されたものとして示されているが、これに限定されないで、前記マスク２０は前記支持基板１００から所定の間隔で離隔されることができる。
図１１を参照すると、前記後面電極層２００上に光吸収層３００、バッファ層４００及び高抵抗バッファ層５００が形成される。前記光吸収層３００、前記バッファ層４００及び前記高抵抗バッファ層５００は、前記マスク２０を使用する蒸着工程によって形成される。これによって、前記光吸収層３００、前記バッファ層４００及び前記高抵抗バッファ層５００は、前記セル領域(ＣＲ)に形成される。
前記光吸収層３００は前記支持基板１００に前記マスク２０が装着された状態で、スパッタリング工程または蒸発法などによって形成されることができる。
例えば、前記光吸収層３００を形成するために銅、インジウム、ガリウム、セレニウムを同時または区分して蒸発させながら銅-インジウム-ガリウム-セレナイド系(Ｃｕ(Ｉｎ、Ｇａ)Ｓｅ２と、ＣＩＧＳ系)の光吸収層３００を形成する方法と金属前駆体膜を形成させた後セレン化(Selenization)工程によって形成させる方法が幅広く使用されている。
金属前駆体膜を形成させた後セレン化することを細分化すると、銅ターゲット、インジウムターゲット、ガリウムターゲットを使用するスパッタリング工程によって、前記後面電極２００上に金属前駆体膜が形成される。
以後、前記金属前駆体膜はセレン化(selenization)工程によって、銅-インジウム-ガリウム-セレナイド系(Ｃｕ(Ｉｎ、Ｇａ)Ｓｅ２；ＣＩＧＳ系)の光吸収層３００が形成される。
これとは異なるように、前記銅ターゲット、インジウムターゲット、ガリウムターゲットを使用するスパッタリング工程及び前記セレン化工程は同時に進行されることができる。
これとは異なるように、銅ターゲット及びインジウムターゲットのみを使用するか、または銅ターゲット及びガリウムターゲットを使用するスパッタリング工程及びセレン化工程によって、ＣＩＳ系またはＣＩＧ系光吸収層３００が形成されることができる。
以後、前記マスク２０が装着された状態で、硫化カドミウムがスパッタリング工程または溶液成長法(chemical bath deposition；ＣＢＤ)などによって蒸着されて、前記バッファ層４００が形成される。
以後、前記マスク２０が装着された状態で、前記バッファ層４００上にジンクオキサイドがスパッタリング工程などによって蒸着されて、前記高抵抗バッファ層５００が形成される。
前記バッファ層４００及び前記高抵抗バッファ層５００は低い厚さで蒸着される。例えば、前記バッファ層４００及び前記高抵抗バッファ層５００の厚さはおよそ１nm乃至およそ８０nmである。
図１２を参照すると、前記光吸収層３００、前記バッファ層４００及び前記高抵抗バッファ層５００の一部が除去されて第２貫通溝らＴＨ２が形成される。
前記第２貫通溝らＴＨ２はチップなどの機械的な装置またはレーザー装置などによって形成されることができる。
例えば、およそ４０μｍ乃至およそ１８０μｍの幅を有するチップによって、前記光吸収層３００及び前記バッファ層４００はパターニングされることができる。また、前記第２貫通溝らＴＨ２はおよそ２００乃至６００nmの波長を有するレーザーによって形成されることができる。
この時、前記第２貫通溝らＴＨ２の幅は、およそ１００μｍ乃至およそ２００μｍであることがある。また、前記第２貫通溝らＴＨ２は前記後面電極層２００の上面の一部を露出するように形成される。
図１３を参照すると、前記マスク２０が装着された状態で、前記光吸収層３００上及び前記第２貫通溝らＴＨ２内側に前面電極層６００が形成される。すなわち、前記前面電極層６００は前記高抵抗バッファ層５００上及び前記第２貫通溝らＴＨ２内側に透明な導電物質が蒸着されて形成される。
この時、前記第２貫通溝らＴＨ２内側に前記透明な導電物質が満たされて、前記前面電極層６００は前記後面電極層２００に直接接触するようになる。
図１４を参照すると、前記マスク２０が除去されて、前記光吸収層３００、前記バッファ層４００、前記高抵抗バッファ層５００及び前記前面電極層６００の一部が除去されて第３貫通溝らＴＨ３が形成される。これによって、前記前面電極層６００はパターニングされて、複数個の前面電極ら６１０、６２０、６３０及び第１セルＣ１、第２セルＣ２及び第３セルら(Ｃ３)が定義される。前記第３貫通溝らＴＨ３の幅は、およそ８０μｍ乃至およそ２００μｍであることがある。
以後、前記第１連結電極２０１と連結される第１バスバー１１及び前記第２連結電極２０２に連結される第２バスバー１２が形成される。前記第１バスバー１１及び前記第２バスバー１２を形成するために、導電ペーストがプリンティングされた後、プリンティングされたペーストが焼結されることができる。
以後、前記支持基板１００の下面にジャンクションボックス８００を付着することができる。
以上のように、向上した電気的な特性及び光-電変換効率を有する太陽電池パネルが製造されることができる。
また、前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２は、前記後面電極ら２１０、２２０、２３０が形成される過程で同時に形成されるので、追加的な工程なしも前記第１連結電極２０１及び前記第２連結電極２０２が形成されることができる。
したがって、実施例による太陽電池パネルは容易に形成されることができる。
本実施例で説明した太陽電池パネルは、太陽光発電装置に該当する。よって、本実施例での説明は、多様な太陽光発電装置に応用されることができる。すなわち、実施例による太陽電池パネルは、多様な太陽光発電装置に変形されて適用されることができる。
また、以上で実施例らに説明された特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施例に含まれて、必ず一つの実施例のみに限定されるものではない。延いては、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは実施例らが属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施例らに対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に係る内容らは、本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。
以上で実施例を中心に説明したが、これは単に例示であるだけで、本発明を限定するものではなくて、本発明が属する分野の通常の知識を有した者なら本実施例の本質的な特性を脱しない範囲で以上に例示されないさまざまの変形と応用が可能であることが分かることができるであろう。例えば、実施例に具体的に示された各構成要素は変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異らは添付された請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。
本発明に従う太陽光発電装置は、太陽光発電分野に用いられる。

Claims (11)

  1. セル領域及び前記セル領域の周りを取り囲む外郭領域を含む基板と、
    前記セル領域に配置されるセルと、
    前記セルに連結され、前記外郭領域に配置される連結電極と、を含み、
    前記セルは、
    前記基板上に配置される後面電極と、
    前記後面電極上に配置される光吸収部と、
    前記光吸収部上に配置される前面電極と、を含み、
    前記外郭領域の連結電極は、前記後面電極のセル領域から延長され、前記後面電極と一体に形成され、
    前記連結電極は、前記基板に形成された貫通ホールの内側にモリブデンが蒸着されて形成される太陽光発電装置。
  2. 前記連結電極に接続されて、前記基板の下面に延長されるバスバーを含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電装置。
  3. 前記連結電極は前記貫通ホールを向けて延長されることを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電装置。
  4. 前記バスバーは前記基板の下面及び前記貫通ホール内に配置されることを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電装置。
  5. 前記基板の下に配置されるジャンクションボックスを含み、
    前記バスバーは前記ジャンクションボックス内に延長されることを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電装置。
  6. 基板と、
    前記基板上に配置される複数個の後面電極層と、
    前記後面電極層上に配置される光吸収層と、
    前記光吸収層上に配置される前面電極層と、を含み、
    前記後面電極層は、
    互いに離隔される複数個の後面電極と、
    セル領域の後面電極のうちの一つと一体で形成され、前記セル領域から外郭領域に延長される連結電極と、を含み、
    前記連結電極は、前記基板に形成された貫通ホールの内側にモリブデンが蒸着されて形成される太陽光発電装置。
  7. 前記基板の下に配置されるバスバーを含んで、前記バスバーは前記連結電極に連結されることを特徴とする請求項６に記載の太陽光発電装置。
  8. 前記連結電極は延長される形状を有し、
    前記バスバーは前記連結電極の末端に連結されることを特徴とする請求項７に記載の太陽光発電装置。
  9. 前記基板は、
    中央部分のセル領域と、
    前記セル領域の周りを取り囲む外郭領域と、を含み、
    前記後面電極は前記セル領域に配置され、
    前記連結電極は前記外郭領域に配置されることを特徴とする請求項６に記載の太陽光発電装置。
  10. 前記後面電極は一方向に延長される形状を有し、互いに並んで配置され、
    前記連結電極は前記後面電極のうちの一つの末端から延長されることを特徴とする請求項９に記載の太陽光発電装置。
  11. 前記後面電極及び前記連結電極はモリブデンを含むことを特徴とする請求項１０に記載の太陽光発電装置。
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