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KR101137380B1 - 광전변환소자 및 그 제조방법 - Google Patents

광전변환소자 및 그 제조방법 Download PDF

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KR101137380B1
KR101137380B1 KR1020110019886A KR20110019886A KR101137380B1 KR 101137380 B1 KR101137380 B1 KR 101137380B1 KR 1020110019886 A KR1020110019886 A KR 1020110019886A KR 20110019886 A KR20110019886 A KR 20110019886A KR 101137380 B1 KR101137380 B1 KR 101137380B1
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electrodes
electrode
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박도영
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명에서는 광전변환소자 및 그 제조방법이 개시된다. 상기 광전변환소자는, 제1 기판과, 제1 기판과 마주하게 배치되는 제2 기판과, 제1 기판상에 형성되는 것으로, 제1 휭거 전극과, 제1 휭거 전극의 외측에서 교차하는 방향으로 연장되는 제1 집전 전극과, 제1 휭거 전극과 제1 집전 전극을 이어주는 제1 연결 전극을 포함하는 제1 그리드 패턴과, 제2 기판상에 형성되는 것으로, 제2 휭거 전극과, 제2 휭거 전극의 외측에서 교차하는 방향으로 연장되는 제2 집전 전극과, 제2 휭거 전극과 제2 집전 전극을 이어주는 제2 연결 전극을 포함하는 제2 그리드 패턴을 포함하고, 제1 연결 전극과 제2 연결 전극은 서로에 대해 겹치지 않도록 엇갈리게 형성된다.
본 발명에 의하면, 제조 공정상의 편이성과 신뢰성이 향상되도록 구조가 개선되는 광전변환소자 및 그 제조방법이 제공된다.

Description

광전변환소자 및 그 제조방법{Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof}
본 발명은 광전변환소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 화석연료를 대체하는 에너지의 원천으로서 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전변환소자에 대해 다양한 연구가 진행되고 있으며, 태양광을 이용하는 태양전지가 많은 주목을 받고 있다.
다양한 구동원리를 갖는 태양전지들에 대한 연구가 진행되고 있는데, 그 중에서 반도체의 p-n 접합을 이용하는 웨이퍼 형태의 실리콘 또는 결정질 태양전지는 가장 많이 보급되고 있으나, 고순도의 반도체 재료를 형성 및 취급한다는 공정의 특성상 제조단가가 높다는 문제가 있다.
실리콘 태양전지와 달리, 염료 감응형 태양전지는 가시광선의 파장을 갖는 빛이 입사하면 이를 받아 여기 전자를 생성할 수 있는 감광성 염료와, 여기된 전자를 받아들일 수 있는 반도체 물질, 그리고 외부회로에서 일을 하고 돌아오는 전자와 반응하는 전해질을 주된 구성으로 하며, 종래 태양전지에 비해 비약적으로 높은 광전변환효율을 갖고 있어 차세대 태양전지로 기대되고 있다.
본 발명의 일 실시형태는 제조 공정상의 편이성과 신뢰성이 향상되도록 구조가 개선된 광전변환소자 및 그 제조방법을 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태는 실링 품질이 향상되는 광전변환소자 및 그 제조방법을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 광전변환소자는,
제1 기판;
상기 제1 기판과 마주하게 배치되는 제2 기판;
상기 제1 기판상에 형성되는 것으로, 제1 휭거 전극과, 상기 제1 휭거 전극의 외측에서 교차하는 방향으로 연장되는 제1 집전 전극과, 상기 제1 휭거 전극과 제1 집전 전극을 이어주는 제1 연결 전극을 포함하는 제1 그리드 패턴; 및
상기 제2 기판상에 형성되는 것으로, 제2 휭거 전극과, 상기 제2 휭거 전극의 외측에서 교차하는 방향으로 연장되는 제2 집전 전극과, 상기 제2 휭거 전극과 제2 집전 전극을 이어주는 제2 연결 전극을 포함하는 제2 그리드 패턴;을 포함하고,
상기 제1 연결 전극과 제2 연결 전극은 서로에 대해 겹치지 않도록 엇갈리게 형성되는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 휭거 전극은 제1 축을 따라 연장되고,
상기 제1, 제2 집전 전극은 상기 제1 축과 교차하는 제2 축을 따라 연장되며,
상기 제1, 제2 연결 전극은 전체적으로 상기 제1 축을 따라 연장되어 제1, 제2 집전 전극에 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 연결 전극은, 상기 제1, 제2 휭거 전극으로부터 상기 제2 축을 따라 서로 반대방향으로 치우친 위치에 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 연결 전극은, 상기 제1, 제2 휭거 전극으로부터 상기 제2 축을 따라 서로 반대방향으로 치우치도록 굴절된 형상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 연결 전극과 제1 집전 전극 간의 제1 접점과, 상기 제2 연결 전극과 제2 집전 전극 간의 제2 접점은, 상기 제2 축을 따라 서로 다른 위치에 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 휭거 전극은 서로에 대해 겹쳐지는 정렬된 위치에 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 연결 전극은 상기 제1, 제2 휭거 전극보다 광폭으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 집전 전극은 상기 제1, 제2 휭거 전극보다 광폭으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 광전변환소자는, 상기 제1, 제2 연결 전극을 가로질러 연장되며, 상기 제1, 제2 기판 사이를 밀봉시키는 실링 부재를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 휭거 전극은 상기 실링 부재에 의해 둘러싸인 광전변환영역 내에 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 집전 전극은 상기 실링 부재에 의해 둘러싸인 광전변환영역의 외곽에 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 실링 부재는 레이저 흡수 물질을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 광전변환소자의 제조방법은,
제1 기판상에 제1 그리드 패턴을 형성하는 단계;
제2 기판상에 제2 그리드 패턴을 형성하는 단계;
실링 부재를 개재하여 상기 제1, 제2 기판을 서로 마주보게 정렬 배치하는 단계;
상기 제1 기판으로부터 조사 광을 투입하여 상기 실링 부재를 제1, 제2 기판들 사이에 접합시키는 단계; 및
상기 제2 기판으로부터 조사 광을 투입하여 상기 실링 부재를 제1, 제2 기판들 사이에 접합시키는 단계;를 포함한다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 그리드 패턴을 형성하는 단계는,
제1, 제2 휭거 전극을 형성하는 단계;
상기 제1, 제2 휭거 전극의 외측에서 교차하는 방향으로 연장되는 제1, 제2 집전 전극을 형성하는 단계; 및
상기 제1, 제2 휭거 전극과 제1, 제2 집전 전극을 이어주는 제1, 제2 연결 전극을 형성하는 단계;를 포함한다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 연결 전극은 서로에 대해 겹쳐지지 않도록 엇갈리게 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 휭거 전극은 제1 축을 따라 형성되고,
상기 제1, 제2 집전 전극은 상기 제1 축과 교차하는 제2 축을 따라 형성되며,
상기 제1, 제2 연결 전극은 전체적으로 상기 제1 방향을 따라 연장되어 제1, 제2 집전 전극에 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 연결 전극은, 상기 제1, 제2 휭거 전극으로부터 상기 제2 축을 따라 서로 반대방향으로 치우치게 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 연결 전극은, 상기 제1, 제2 휭거 전극으로부터 상기 제2 축을 따라 서로 반대방향으로 치우치도록 굴절된 형상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 조사 광은 레이저를 포함하고,
상기 실링 부재는 레이저 흡수 물질을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 광전변환소자의 양 기판에 형성되는 전극의 일부를 서로 겹쳐지지 않도록 엇갈리게 배치함으로써 광전변환소자의 제조시 양면 노광을 적용하여 레이저 등의 조사 광이 차단되는 영역을 제거할 수 있다. 예를 들어, 광전변환소자의 양 기판 사이를 밀봉하는 실링 부재에 대한 레이저 융착시 전극 형상에 의해 가려지는 차광영역을 제거할 수 있고 이에 따라 광전변환소자의 실링 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 광전변환소자의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 연결 전극들의 배치상태를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 IV-IV 선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 광전변환소자의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 연결 전극들의 배치상태를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 5의 VII-VII 선을 따라 취한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 광전변환소자에 대해 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 광전변환소자의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 제1, 제2 연결 전극의 배치상태를 보여주는 도면이다.
도면들을 참조하면, 광전극(115, 제1 전극)이 형성된 수광면 기판(110, 제1 기판)과, 상대전극(125, 제2 전극)이 형성된 상대기판(120, 제2 기판)이 서로 마주하게 배치되고, 상기 광전극(115)과 인접한 위치에는 빛에 의해 여기되는 감광성 염료를 흡착한 반도체층(117)이 형성되며, 상기 반도체층(117)과 상대전극(125) 사이에는 전해질(150, 도 2)이 개재된다.
상기 수광면 기판(110)과 상대기판(120)은 실링 부재(130)를 개재하여 소정 간극을 사이에 두고 합착되고, 수광면 기판(110)과 상대기판(120) 사이로는 전해질(150)이 충진될 수 있다. 상기 실링 부재(130)는 전해질(150)을 포위하도록 전해질(150) 주위에 형성된다. 예를 들어, 상기 실링 부재(130)는 수광면 기판(110)과 상대기판(120)의 가장자리를 따라 형성되어 전해질(150)이 외부로 누출되지 않도록 전해질(150)을 실링할 수 있다.
상기 실링 부재(130)는 외부 에너지원(미도시)을 사용하여 양 기판(110,120) 사이에 기밀성 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 실링 부재(130)는 수광면 기판(110) 및 상대기판(120)의 주변을 따라 형성된 후, 레이저(미도시)의 조사에 따라 용융되어 수광면 기판(110) 및 상대기판(120) 사이에서 열 융착될 수 있다. 보다 구체적으로, 수광면 기판(110) 및 상대기판(120)을 서로에 대해 정렬시키는데, 실링 부재(130)가 수광면 기판(110) 및 상대기판(120)의 가장자리를 따라 개재되도록 수광면 기판(110) 및 상대기판(120)을 서로 마주하게 정렬시킨다. 그리고, 수광면 기판(110) 및 상대기판(120)을 통하여 레이저(미도시)를 조사하여 실링 부재(130)를 용융시킴으로써 양 기판(110,120) 사이에서 실링 부재(130)가 융착되도록 한다.
상기 실링 부재(130)는 레이저 흡수 물질(미도시)을 포함할 수 있고, 예를 들어, 레이저 흡수 물질을 포함한 유리 프릿 페이스트로 형성될 수 있다. 또는 상기 실링 부재(130)는 서로 다른 이종소재의 적층구조(미도시)를 포함할 수도 있는데, 예를 들어, 유리 프릿 페이스트와, 레이저 흡수 물질을 포함하는 유리 프릿 페이스트가 서로에 대해 적층된 구조를 포함할 수 있다. 상기 실링 부재(130)는 레이저의 조사에 따라 용융되었다가 냉각됨에 따라 수광면 기판(110)과 상대기판(120) 사이에서 고착되며 양 기판(110,120) 사이의 전해질(150)을 밀봉할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 실링 부재(130)의 형성은 다양한 다른 방법에 의할 수도 있음은 물론이다.
상기 수광면 기판(110)은 투명소재로 형성될 수 있고, 높은 광 투과율을 갖는 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 수광면 기판(110)은 유리소재의 글라스 기판이나 수지필름으로 형성될 수 있다. 수지필름(110)은 통상 가요성을 갖기 때문에 유연성이 요구되는 용도에 적합하다.
상기 광전극(115)은 광전변환소자의 음극으로 기능하며, 높은 개구율을 갖는 것이 바람직하다. 광전극(115)을 통하여 입사된 빛은 반도체층(117)에 흡착된 감광성 염료의 여기원으로 작용하므로, 허용되는 많은 빛을 입사사킴으로써 광전변환효율을 높일 수 있다.
상기 광전극(115)은 투명 도전막(111)과, 투명 도전막(111) 상에 형성된 제1 그리드 패턴(114)을 포함할 수 있다. 상기 투명 도전막(111)은 투명성과 전기 전도성을 겸비한 소재로 형성되며, 예를 들어, ITO, FTO, ATO 등의 TCO(Transparent Conducting Oxide)로 형성될 수 있다.
상기 제1 그리드 패턴(114)은 광전극(115)의 전기 저항을 낮추고, 광전변환작용에 따라 생성된 전자들을 수취하여 저 저항의 전류패스를 제공하는 배선으로 기능한다. 예를 들어, 상기 그리드 패턴(114)은 전기 전도성이 우수한 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al) 등의 금속소재로 형성될 수 있다.
도 1에서 볼 수 있듯이, 상기 제1 그리드 패턴(114)은 일 방향(Z1)을 따라 스트라이프 패턴으로 평행하게 연장되는 제1 휭거 전극(114a)들과, 상기 제1 휭거 전극(114a)들의 외측에서 제1 휭거 전극(114a)들을 가로지르는 방향(Z2)으로 연장되며 제1 휭거 전극(114a)들로부터 전자들을 취합하여 외부로 인출하는 제1 집전 전극(114c)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 휭거 전극(114a)은 제1 축(Z1)을 따라 연장될 수 있고, 상기 제1 집전 전극(114c)은 제1 축(Z1)과 교차하는 제2 축(Z2)을 따라 연장될 수 있다. 상기 집전 전극(114c)은 외부회로(미도시)와의 접속을 위한 단자를 제공할 수 있고, 외부회로(미도시)와의 전기적인 접점을 형성할 수 있다. 상기 집전 전극(114c)은 외부회로를 통하여 상대전극(125)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 휭거 전극(114a)은 실링 부재(130)에 의해 둘러싸인 광전변환영역 내에 형성되며, 대게 금속소재와 같은 불투명한 소재로 형성된다. 따라서, 휭거 전극(114a)이 점유하는 면적만큼 개구율이 낮아지며, 빛의 입사영역을 제한하게 되므로, 휭거 전극(114a)의 폭(W1a)은 상대적으로 좁게 제한될 수 있다.
상기 집전 전극(114c)은 빛의 입사를 방해하지 않은 위치에 형성될 수 있고, 보다 구체적으로, 상기 집전 전극(114a)은 실링 부재(130)의 외측에 형성될 수 있다. 이렇게 집전 전극(114a)이 광전변환과 무관한 외부영역에 형성되므로, 집전 전극(114a)의 폭(W1c)을 상대적으로 넓게 형성함으로써 그리드 패턴(114)의 전체 전기 저항을 낮출 수 있다. 예를 들어, 집전 전극(114c)의 폭(W1c)은 실링 부재(130)에 의해 포위된 광전변환영역 내의 휭거 전극(114a)의 폭(W1a) 보다 넓게 형성될 수 있다. 즉, W1a > W1c 관계를 만족하도록 설계될 수 있다.
상기 제1 휭거 전극(114a)과 제1 집전 전극(114c) 사이에는 이들 사이를 이어주고 전기적인 연결을 매개하는 제1 연결 전극(114b)이 형성되어 있다. 상기 제1 연결 전극(114b)은 전체적으로 집전 전극(114c)이 연장되는 제2 축(Z2)과 교차하는 제1 축(Z1)을 따라 연장될 수 있고, 제1 집전 전극(114c)에 접속될 수 있다. 상기 제1 연결 전극(114b)은 제1 휭거 전극(114a)의 단부로부터 일 직선상으로 연장되지 않고, 제1 휭거 전극(114a)의 단부에서 제2 축(Z2) 방향으로 오프셋된 위치에서 제1 집전 전극(114c)을 향하여 연장된다.
상기 제1 연결 전극(114b)은 상대기판(120)의 제2 연결 전극(124b)과 겹치지 않도록 형성된다. 즉, 상기 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)은 서로에 대해 중첩되지 않도록 엇갈리는 경로를 통하여 각각의 제1, 제2 집전 전극(114c,124c)에 접속된다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)은, 각각의 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)으로부터 집전 전극(114c,124c)의 길이(Z2 방향)를 따라 서로 반대방향으로 오프셋된 위치에 형성된다. 즉, 상기 제1 연결 전극(114b)이 제1 휭거 전극(114a)의 말단으로부터 집전 전극(114c)이 연장되는 제2 축(Z2)을 따라 일 방향(ex. 제2 축 Z2의 부방향)으로 치우친 위치에 형성된다면, 제2 연결 전극(124b)은 제2 휭거 전극(124a)의 말단으로부터 제2 축(Z2)을 따라 반대 방향(ex. 제2 축 Z2의 정방향)으로 치우친 위치에 형성된다.
상기 제1 그리드 패턴(114)의 외 표면에는 보호층(미도시)이 더 형성될 수 있다. 상기 보호층은 그리드 패턴(114)이 전해질(150)과 접촉하여 반응함으로써 그리드 패턴(114)이 부식되는 등 전극 손상이 일어나는 것을 방지하는 기능을 한다. 상기 보호층은 전해질(150)과 반응하지 않는 물질로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 경화성 수지물질로 구성될 수 있다.
상기 반도체층(117)은, 예를 들어, Cd, Zn, In, Pb, Mo, W, Sb, Ti, Ag, Mn, Sn, Zr, Sr, Ga, Si, Cr 등의 금속 산화물로 형성될 수 있다. 상기 반도체층(117)은 감광성 염료를 흡착함으로써 광전변환효율을 높일 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체층(117)은 5nm~1000nm 입경의 반도체 입자를 분산시킨 페이스트를 전극(115)이 형성된 기판(110) 위에 도포한 후, 소정의 열 또는 압력을 적용한 가열 처리 또는 가압 처리를 거쳐 형성될 수 있다.
상기 반도체층(117)에 흡착된 감광성 염료는 수광면 기판(110)을 투과하여 입사된 빛을 흡수하고, 감광성 염료의 전자는 기저 상태로부터 여기 상태로 여기된다. 여기된 전자는 감광성 염료와 반도체층(117) 간의 전기적인 결합을 이용하여 반도체층(117)의 전도대로 전이된 후, 반도체층(117)을 통과하여, 광전극(115)에 도달하고, 광전극(115)을 통하여 외부로 인출됨으로써 외부회로(미도시)를 구동하는 구동전류를 형성하게 된다.
상기 반도체층(117)은 휭거 전극(114a)들 사이의 투명 도전막(111) 상에 형성될 수 있으며, 반도체층(117)으로부터 인출된 전자들은 반도체층(117)과 전기적으로 접촉된 투명 도전막(111)을 경유하여 휭거 전극(114a)으로 이동하고, 각 휭거 전극(114a)들로부터 전자들을 취합하는 집전 전극(114c)을 통하여 외부로 인출될 수 있다.
예를 들어, 상기 반도체층(117)에 흡착되는 감광성 염료는 가시광 대역에서 흡수를 보이고, 광 여기 상태로부터 신속하게 반도체층(117)으로의 전자 이동을 야기하는 분자로 구성된다. 상기 감광성 염료는 액상, 반 고체의 겔 형상, 고체 형태 중의 어느 한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체층(117)에 흡착되는 감광성 염료로는 루테늄(ruthenium) 계의 감광성 염료가 사용될 수 있다. 소정의 감광성 염료를 포함하는 용액 속에 반도체층(117)이 형성된 기판(110)을 침지시키는 방식으로, 감광성 염료를 흡착한 반도체층(117)을 얻을 수 있다.
상기 전해질(150)로는 한 쌍의 산화제와 환원제를 포함하는 레독스(Redox) 전해질이 적용될 수 있고, 고체형 전해질, 겔상 전해질, 액체형 전해질 등이 모두 사용될 수 있다.
한편, 수광면 기판(110)과 마주하게 배치되는 상대기판(120)은 투명성을 특히 요구하지는 않지만, 광전변환효율을 높이기 위한 목적으로 양편에서 빛을 받을 수 있도록 투명소재로 형성될 수 있고, 수광면 기판(110)과 동일한 소재로 형성될 수 있다. 특히, 상기 광전변환소자가 창틀 등의 구조물에 설치되는 BIPV(Building integrated Photovoltaic) 용도로 활용되는 경우에는 실내로 유입되는 빛을 차단하지 않도록 광전변환소자의 양편으로 투명성을 갖는 것이 바람직하다.
상기 상대전극(120)은 광전변환소자의 양극으로 기능하며, 전해질(150)에 전자를 제공하는 환원촉매의 기능을 수행한다. 반도체층(117)에 흡착된 감광성 염료는 빛을 흡수하여 여기되고, 여기된 전자는 광전극(115)을 통하여 외부로 인출된다. 한편, 전자를 잃은 감광성 염료는 전해질(150)의 산화에 의해 제공되는 전자를 수취하여 다시 환원되고, 산화된 전해질(150)은 외부회로(미도시)를 거쳐서 상대전극(125)에 도달한 전자에 의해 다시 환원되고 광전변환소자의 작동과정이 완성된다.
보다 구체적으로, 상기 상대전극(125)은 투명 도전막(121)과, 상기 투명 도전막(121) 상에 형성된 촉매층(122)과, 상기 촉매층(122) 상의 제2 그리드 패턴(124)을 포함할 수 있다. 상기 투명 도전막(121)은 투명성과 전기 전도성을 겸비한 소재로 형성되며, 예를 들어, ITO, FTO, ATO 등의 TCO(Transparent Conducting Oxide)로 형성될 수 있다. 상기 촉매층(122)은 전해질(150)에 전자를 제공하는 환원 촉매기능을 갖는 소재로 형성되며, 예를 들어, 백금(Pt),금(Au),은(Ag),동(Cu),알루미늄(Al) 등의 금속이나, 산화주석 등의 금속 산화물 또는 그라파이트(graphite) 등의 카본계 물질로 구성될 수 있다.
상기 제2 그리드 패턴(124)은 상대전극(125)의 전기 저항을 낮추고 외부회로(미도시)를 통해 유입된 전자들을 수취하여 저 저항의 전류패스를 제공하는 배선으로 기능한다. 예를 들어, 상기 그리드 패턴(124)은 전기 전도성이 우수한 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al) 등의 금속소재로 형성될 수 있다.
상기 제2 그리드 패턴(124)은 일 방향(Z1)을 따라 스트라이프 패턴으로 평행하게 연장되는 제2 휭거 전극(124a)들과, 상기 제2 휭거 전극(124a)들의 외측에서 제2 휭거 전극(124a)들을 가로지르는 방향(Z2)으로 연장되는 제2 집전 전극(124c)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 휭거 전극(124a)은 제1 축(Z1)을 따라 연장될 수 있고, 상기 제2 집전 전극(124c)은 제1 축(Z1)과 교차하는 제2 축(Z2)을 따라 연장될 수 있다. 상기 집전 전극(124c)은 외부회로(미도시)와의 전기 접속을 위한 단자를 제공할 수 있고, 외부회로와의 전기적인 접점을 형성할 수 있다. 상기 집전 전극(124c)은 외부회로를 경유하여 광전극(114)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 휭거 전극(124a)은 실링 부재(130)에 의해 둘러싸인 광전변환영역 내에 형성되며, 금속소재와 같은 불투명한 소재로 형성되어 빛의 입사영역을 제한할 수 있으므로, 상기 휭거 전극(124a)의 폭(W2a)은 상대적으로 좁게 제한될 수 있다. 반면에, 상기 집전 전극(124c)은 빛의 입사를 방해하지 않은 외부영역에 형성되므로, 집전 전극(124c)의 폭(W2c)을 상대적으로 넓게 형성함으로써 전기 저항을 줄일 수 있다. 예를 들어, 집전 전극(124c)의 폭(W2c)은 휭거 전극(124a)의 폭(W2a) 보다 넓게 형성될 수 있다(W2c > W2a).
상기 제2 휭거 전극(124a)과 제2 집전 전극(124c) 사이에는 이들 사이를 이어주고 전기적인 연결을 매개하는 제2 연결 전극(124b)이 형성되어 있다. 상기 제2 연결 전극(124b)은 수광면 기판(110)의 제1 연결 전극(114b)과 겹치지 않도록 서로 엇갈리게 배치되어 있다. 예를 들어, 상기 제2 연결 전극(124b)은 상기 제2 휭거 전극(124a)의 단부로부터 제2 축(Z2)을 따라 오프셋된 위치에서 제2 집전 전극(124c)을 향하여 연장될 수 있다.
상기 제2 연결 전극(124b)은 수광면 기판(110)의 제1 연결 전극(114b)과 겹치지 않도록 형성된다. 즉, 상기 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)은 서로에 대해 중첩되지 않도록 엇갈리는 경로를 통하여 각각의 제1, 제2 집전 전극(114c,124c)에 접속된다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)은, 각각의 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)으로부터 집전 전극(114c,124c)의 길이(Z2 방향)를 따라 서로 반대방향으로 오프셋된 위치에 형성된다. 즉, 상기 제1 연결 전극(114b)이 제1 휭거 전극(114a)의 말단으로부터 집전 전극(114c)이 연장되는 제2 축(Z2)을 따라 일 방향(ex. 제2 축 Z2의 부방향)으로 치우친 위치에 형성된다면, 제2 연결 전극(124b)은 제2 휭거 전극(124a)의 말단으로부터 제2 축(Z2)을 따라 반대 방향(ex. 제2 축 Z2의 정방향)으로 치우친 위치에 형성된다.
이렇게 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)을 서로 겹쳐지지 않도록 엇갈리게 배치함으로써 수광면 기판(110) 및 상대기판(120)으로부터의 양면 노광을 통하여 차광영역을 제거할 수 있다. 예를 들어, 광전변환소자를 구성하는 층상구조를 형성하기 위하여, 노광을 통한 패턴 형성이 적용될 수 있는데, 수광면 기판(110)으로부터 조사된 광은 수광면 기판(110)의 제1 연결 전극(114b)에 의해 가려지는 차광영역에 도달할 수 없고, 상대기판(120)으로부터 조사된 광은 상대기판(120)의 제2 연결 전극(124b)에 의해 가려지는 차광영역에 도달할 수 없다. 이때, 상기 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)을 서로 중첩되지 않도록 엇갈리게 배치하고, 수광면 기판(110) 및 상대기판(120)으로부터의 양면 노광을 수행함으로써 제1, 제2 연결 전극(114b,124b) 직하의 차광영역을 제거할 수 있다는 것이다.
한편, 광전변환소자를 밀봉하는 실링 부재(130)는 레이저의 조사에 따라 수광면 기판(110) 및 상대기판(120) 사이에서 열 융착될 수 있다. 광전변환소자의 봉착 과정에서는 수광면 기판(110) 및 상대기판(120) 사이에 개재된 실링 부재(130)에 대해 레이저(미도시)를 조사하여 실링 부재(130)를 통하여 양 기판(110,120)을 접합시킬 수 있다. 이때, 상대기판(120)으로부터의 레이저 조사를 통하여서는 상대기판(120)의 제2 연결 전극(124b)에 의한 차광영역으로 레이저가 도달될 수 없다. 이 경우, 반대방향인 수광면 기판(110)으로부터의 레이저 조사를 수행함으로써 제2 연결 전극(124b)의 차광영역으로 직접 레이저를 조사할 수 있다. 이와 같이, 수광면 기판(110) 및 상대기판(120)을 통한 양면 레이저 조사를 이용하여 실링 부재(130)의 충분한 용융을 유도하여 실링 품질을 향상시킬 수 있다.
도 4에는 도 1의 IV-IV 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다. 수광면 기판(110) 및 상대기판(120) 사이의 실링 부재(130)는 외부 에너지원을 사용하여 양 기판들(110,120) 사이에 고정될 수 있는데, 예를 들어, 레이저 용융에 의해 수광면 기판(110) 및 상대기판(120) 사이에서 융착될 수 있다. 보다 구체적으로, 광전변환소자의 봉착과정에서는 실링 부재(130)를 개재하고 수광면 기판(110) 및 상대기판(120)을 서로에 대해 마주보게 정렬시키고, 실링 부재(130)에 대해 레이저 조사를 수행한다. 이때, 수광면 기판(110)으로부터의 레이저 조사(L1)를 통하여서는 제1 연결 전극(114b)의 차광영역(A1)으로 충분한 용융 열이 전달되지 못할 수 있다. 이 경우, 반대방향인 상대기판(120)으로부터의 레이저 조사(L2)를 수행함으로써 제1 연결 전극(114b)의 차광영역(A1)으로 직접 레이저를 조사할 수 있다. 역으로, 상대기판(120)으로부터의 레이저 조사(L2)를 통하여 직접 레이저가 도달될 수 없는 제2 연결 전극(124b)의 차광영역(A2)은 수광면 기판(110)으로부터의 레이저 조사(L1)를 통하여 레이저가 조사될 수 있다. 이와 같이, 수광면 기판(110) 및 상대기판(120)을 통하여 양면 레이저 조사를 통하여 실링 부재(130)의 충분한 용융을 유도하여 실링 품질을 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 수광면 기판(110)으로부터 조사된 제1 레이저(L1)는 제1 연결 전극(114b)의 직하에 형성되며 가려지는 제1 차광 영역(A1)에 도달할 수 없다. 그러나, 상대기판(120)으로부터 조사된 제2 레이저(L2)는 제1 연결 전극(114b)과 엇갈리게 형성된 제2 연결 전극(124b)을 통하여 제1 차광 영역(A1)에 도달할 수 있다. 반대로, 상대기판(120)으로부터 조사된 제2 레이저(L2)는 제2 연결 전극(124b)의 직하에 형성되며 가려지는 제2 차광 영역(A2)에 도달할 수 없지만, 수광면 기판(110)으로부터 조사된 제1 레이저(L1)는 제2 연결 전극(124b)과 엇갈리게 형성된 제1 연결 전극(114b)을 통하여 제2 차광 영역(A2)에 도달할 수 있다.
결론적으로 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)을 서로 중첩되지 않도록 엇갈리게 배치함으로써 수광면 기판(110) 및 상대기판(120)으로부터의 양면 조사를 통하여 실링 부재(130)의 전체 영역 상으로 레이저가 도달될 수 있도록 한다. 이와 달리, 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)이 서로 겹쳐지게 배치된다면, 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)과 겹쳐진 부분에 대해서는 조사 방향을 바꾸더라도 조사 광이 도달할 수 없게 된다.
도 3을 참조하여 연결 전극(114b,124b)의 접속구조를 보다 구체적으로 살펴보면 이하와 같다. 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)은 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)의 단부로부터 일 직선 상을 따라 연장되지 않는다. 즉, 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)은 각각의 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)으로부터 서로 반대방향으로 오프셋된 위치에서 제1, 제2 집전 전극(114c,124c)을 향하여 연장된다. 상기 제1 연결 전극(114b)과 제1 집전 전극(114c) 간의 제1 접점(P1)과, 제2 연결 전극(114b)과 제2 집전 전극(114c) 간의 제2 접점(P2)은, 집전 전극(114c,124c)의 길이(Z2 방향)를 따라 서로 이격된 위치에 형성된다. 상기 제1, 제2 접점(P1,P2)은, 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)의 중심선(C)과 집전 전극(114c,124c)이 만나는 중앙 위치로부터 집전 전극(114c,124c)의 길이(Z2 방향)를 따라 서로 반대 편에 배치된다. 예를 들어, 상기 제1 접점(P1)은 제1, 제2 휭거 전극(114b,124b)의 중심선(C)으로부터 집전 전극(114c,124c)이 연장되는 제2 축(Z2)의 부 방향으로 오프셋된 위치에 형성되며, 상기 제2 접점(P2)은 제1, 제2 휭거 전극(114b,124b)의 중심선으로부터 제2 축(Z2)의 정 방향으로 오프셋된 위치에 형성될 수 있다.
수광면 기판(110) 측의 제1 휭거 전극(114a)과, 상대기판(120) 측의 제2 휭거 전극(124a)은 서로 정렬된 위치에서 중첩되게 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)은 대게 불투명한 금속소재 등으로 형성되며, 실링 부재(130)에 의해 포위된 광전변환영역 내에 배치된다. 따라서, 상기 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)을 서로에 대해 정렬된 위치에 형성함으로써 수광면 기판(110) 및 상대기판(120)의 양면을 통하여 입사되는 빛의 개구율을 높일 수 있다. 특히, 수광면 기판(110) 및 상대기판(120)의 양면을 통하여 입사되는 빛을 이용하여 광전변환효율을 높이고자 한다면 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)을 정렬된 위치에 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 이와 달리, 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)이 서로 다른 위치에서 엇갈리게 형성된다면, 수광면 기판(110)과 상대기판(120)의 양면을 통한 개구율은 그만큼 감소하게 된다.
도 1을 참조하면, 상기 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)의 폭(W1b,W2b)은 상대적으로 넓게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)은 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)으로부터 일직선 상을 따라 최단거리로 집전 전극(114c,124c)에 연결되지 않는다. 이에 따라 광전변환작용을 통하여 생성된 전류의 패스가 길어질 수 있으므로, 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)의 폭(W1b,W2b)을 상대적으로 넓게 형성함으로써 전기 저항의 상승을 상쇄시킬 수 있다. 즉, 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)의 폭(W1b,W2b)은, 개구율을 고려하여 상대적으로 좁게 형성된 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)의 폭(W1a,W2a) 보다 넓게 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 광전변환소자의 분해 사시도이다. 도면을 참조하면, 광 전극(215)이 형성된 수광면 기판(210)과 상대전극(225)이 형성된 상대기판(220)이 서로 마주하게 배치되고, 상기 수광면 기판(210) 및 상대기판(220) 사이에 개재된 실링 부재(230)를 통하여 양 기판(210,220) 사이가 실링된다.
상기 광 전극(215)은 수광면 기판(210)에 형성된 투명 도전막(211)과, 상기 투명 도전막(211) 상에 형성된 제1 그리드 패턴(214)을 포함할 수 있다. 상기 투명 도전막(211) 상이면서 제1 그리드 패턴(214)과 인접한 위치에는 빛에 의해 여기되는 광감성 염료를 흡착한 반도체층(217)이 형성될 수 있다. 상기 제1 그리드 패턴(214)은 제1 축(Z1)을 따라 평행하게 연장되는 다수의 제1 휭거 전극(214a)들과, 상기 제1 휭거 전극(214a)들의 외측에서 제1 휭거 전극(214a)들과 교차하는 제2 축(Z2)을 따라 연장되는 제1 집전 전극(214c)을 포함한다. 그리고, 상기 제1 그리드 패턴(214)은 상기 제1 휭거 전극(214a)들과 제1 집전 전극(214c)을 전기적으로 이어주는 제1 연결 전극(214b)을 포함한다.
상기 광 전극(215)과 마주하게 배치된 상대전극(225)은 투명 도전막(221)과, 상기 투명 도전막(221) 상에 형성된 촉매층(222)과, 상기 촉매층(222) 상에 형성된 제2 그리드 패턴(225)을 포함할 수 있다. 상기 제2 그리드 패턴(225)은 제1 축(Z1)을 따라 평행하게 연장되는 다수의 제2 휭거 전극(225a)들과, 상기 제2 휭거 전극(225a)들의 외측에서 제2 휭거 전극(225a)들과 교차하는 제2 축(Z2)을 따라 연장되는 제2 집전 전극(225c)을 포함한다. 그리고, 상기 제2 그리드 패턴(225)은 상기 제2 휭거 전극(225a)들과 제2 집전 전극(225c)을 전기적으로 이어주는 제2 연결 전극(225b)을 포함한다.
상기 제1, 제2 연결 전극(214b,224b)은 서로에 대해 겹쳐지지 않도록 서로 엇갈린 위치에 배치된다. 즉, 제1, 제2 연결 전극(214b,224b)은 각자의 집전 전극(214c,224c)으로 곧바로 연결되는 직선상의 경로를 택하지 않고 우회 경로를 택하여 굴절된 형상으로 연장되되, 서로 겹쳐지지 않도록 예를 들어, 서로 반대 방향으로 굴절된 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 연결 전극(214b)은 제1 휭거 전극(214a)의 단부로부터 제2 축(Z2)을 따라 부 방향으로 치우치도록 굴절된 형상을 포함하고, 상기 제2 연결 전극(224b)은 제2 휭거 전극(224a)의 단부로부터 제2 축(Z2)을 따라 정 방향으로 치우치도록 굴절된 형상을 포함한다. 이와 같이, 제1, 제2 연결 전극(214b,224b)을 서로 엇갈리게 배치함으로써 수광면 기판(210) 및 상대기판(220)으로부터의 양면 노광을 통하여 조사 광이 도달하지 못하는 차광영역을 제거할 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 제1, 제2 연결 전극(214b,224b)의 배치구조를 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 제1, 제2 연결 전극(214b,224b)은 제1, 제2 휭거 전극(214a,224a)으로부터 일직선 상을 따라 연장되지 않으며, 서로 반대방향으로 굴절된 형상을 포함한다.
제1 연결 전극(214b)과 제1 집전 전극(214c) 간의 제1 접점(P1)과, 제2 연결 전극(224b)과 제2 집전 전극(224c) 간의 제2 접점(P2)은, 집전 전극(214c,224c)의 길이(Z2 방향)를 따라 서로 이격된 위치에 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 제1, 제2 접점(P1,P2)은 제1, 제2 휭거 전극(214a,224a)의 중심선(C)과 제1, 제2 집전 전극(214c,224c)이 만나는 중앙위치에 대해 서로 반대편으로 치우친 위치에 형성된다. 예를 들어, 상기 제1 접점(P1)은 상기 중심선(C)으로부터 제2 축(Z2)의 부 방향으로 치우친 위치에 형성되며, 상기 제2 접점(P2)은 상기 중심선(C)으로부터 제2 축(Z2)의 정 방향으로 치우친 위치에 형성된다.
상기 제1, 제2 휭거 전극(214a,224a)은 서로 겹쳐지도록 정렬된 위치에 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2 휭거 전극(214a,224a)은 대게 금속 등의 불투명한 소재로 형성되며, 실링 부재(230)에 의해 포위된 광전변환영역 내에 형성된다. 따라서, 제1, 제2 휭거 전극(214a,224a)을 서로에 대해 정렬된 위치에 형성함으로써 수광면 기판(210) 및 상대기판(220)의 양면을 통한 개구율을 향상시킬 수 있고, 수광면 기판(210) 및 상대기판(220)의 양면을 통하여 투입된 광을 이용하여 광전변환을 수행함으로써 광전변환효율을 향상시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제1, 제2 연결 전극(214b,224b)의 폭(W1b,W2b)은 상대적으로 넓게 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2 연결 전극(214b,224b)은, 제1, 제2 휭거 전극(214a,224a)의 단부로부터 최단거리를 통하여 집전 전극(214c,224c)에 접속되지 않는다. 상기 연결 전극(214b,224b)은 굴절된 형상으로 연장되어 집전 전극(214c,224c)에 접속되므로, 광전변환작용으로 생성된 전류의 패스가 길어질 수 있다. 이에, 제1, 제2 연결 전극(214b,224b)의 폭(W1b,W2b)을 상대적으로 넓게 형성함으로써 전기 저항의 상승을 상쇄시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 연결 전극(214b,224b)의 폭(W1b,W2b)은, 개구율을 고려하여 상대적으로 좁게 형성된 제1, 제2 휭거 전극(214a,224a)의 폭(W1a,W2a) 보다 넓게 형성될 수 있다.
도 7에는 도 5의 VII-VII 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다. 수광면 기판(210) 및 상대기판(220)의 봉착단계에서는, 양 기판(210,220) 사이의 실링 부재(230)에 대해 외부 에너지원을 적용하여 양 기판(210,220)들을 서로 마주하게 접합시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 실링 부재(230)는 레이저 용융에 의해 수광면 기판(210) 및 상대기판(220) 사이에서 융착될 수 있다. 이때, 수광면 기판(210)으로부터 조사된 제1 레이저(L1)는 제1 연결 전극(214b)의 직하에 형성되며 가려지는 제1 차광 영역(A1)에 도달할 수 없다. 그러나, 상대기판(220)으로부터 조사된 제2 레이저(L2)는 제1 연결 전극(214b)과 엇갈리게 형성된 제2 연결 전극(224b)을 통하여 제1 차광 영역(A1)에 도달할 수 있다. 반대로, 상대기판(220)으로부터 조사된 제2 레이저(L2)는 제2 연결 전극(224b)의 직하에 형성되며 가려지는 제2 차광 영역(A2)에 도달할 수 없지만, 수광면 기판(210)으로부터 조사된 제1 레이저(L1)는 제2 연결 전극(224b)과 엇갈리게 형성된 제1 연결 전극(214b)을 통하여 제2 차광 영역(A2)에 도달할 수 있다.
결론적으로 제1, 제2 연결 전극(214b,224b)을 서로 중첩되지 않도록 엇갈리게 배치함으로써 수광면 기판(210) 및 상대기판(220)으로부터의 양면 조사를 통하여 실링 부재(230)의 전체 영역 상으로 레이저가 도달될 수 있도록 한다. 이와 달리, 제1, 제2 연결 전극(214b,224b)이 서로 겹쳐지게 배치된다면, 제1, 제2 연결 전극(214b,224b)이 겹쳐진 부분에 대해서는 조사 방향을 바꾸더라도 조사 광이 도달할 수 없게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 광전변환소자의 제조방법에 대해 설명하기로 하되, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 광 전극(115)이 형성된 수광면 기판(110)과, 상대전극(125)이 형성된 상대기판(120)을 준비한다. 보다 구체적으로, 수광면 기판(110)상에 투명 도전막(111), 제1 그리드 패턴(114)을 형성하고, 광 전극(115)과 전기적으로 연결된 반도체층(117)을 형성한다. 그리고, 상대기판(120)상에 투명 도전막(121), 촉매층(122), 그리고 제2 그리드 패턴(124)을 형성한다. 수광면 기판(110) 및 상대기판(120) 측의 각 기능층(115,117,125)은 적정의 성막 공정을 통하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, 포토리소그래피, 스크린 프린팅, 스퍼터링 등 다양한 공지의 성막 공정이 적용될 수 있다.
상기 제1, 제2 그리드 패턴(114,124)을 형성하는 단계에서는, 제1 축(Z1)을 따라 평행하게 연장되는 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)들과, 상기 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)들의 외측에서 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)들과 교차하는 제2 축(Z2)을 따라 연장되는 제1, 제2 집전 전극(114c,124c)을 형성할 수 있고, 이와 함께 상기 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)들과 제1, 제2 집전 전극(114c,124c)을 전기적으로 이어주는 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)을 형성할 수 있다. 이들 휭거 전극(114a,124a), 연결 전극(114b,124b) 및 집전 전극(114c,124c)은 적정의 하지층(예를 들어, 투명 도전막 111, 또는 촉매층 122) 상에서 일괄적으로 형성될 수 있으며 일체적으로 성형될 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 연결 전극(114b,124b)은 서로 겹쳐지지 않도록 엇갈리게 배치될 수 있는데, 예를 들어, 제1, 제2 휭거 전극(114a,124a)의 단부에서 서로 반대편으로 오프셋된 위치에서 각자의 제1, 제2 집전 전극(114c,124c)을 향하여 연장될 수 있다. 한편, 상기 수광면 기판(110)과 상대기판(120)의 적어도 어느 일 기판에는 전해질 주입구(미도시)가 형성될 수 있다.
다음에, 수광면 기판(110)과 상대기판(120)을 서로 마주하게 배치하고 양 기판(110,120) 사이의 가장자리를 따라 실링 부재(130)를 배치한다. 예를 들어, 상기 실링 부재(130)로서 레이저 흡수 물질을 포함하는 유리 프릿 페이스트(미도시)를 기판(110)의 가장자리를 따라 형성한 후, 수광면 기판(110)으로부터 제1 레이저(L1, 도 4)를 투입하고, 레이저의 조사방향을 전환하여 상대기판(120)으로부터 제2 레이저(L2)를 투입함으로써 실링 부재(130)를 수광면 기판(110) 및 상대기판 (120)사이에 접합시킬 수 있다.
제1, 제2 연결 전극(114b,124b)을 서로 엇갈리게 배치하고 수광면 기판(110) 및 상대기판(120)의 양면으로부터 레이저(L1,L2)를 조사함으로써 실링 부재(130)가 양 기판(110,120) 사이에서 견고하게 고착될 수 있고, 실링 부재(130)에 의한 실링 품질이 향상될 수 있다.
이후, 미도시된 전해질 주입구를 통하여 전해질(150, 도 2)을 주입한다. 예를 들어, 전해질 주입구는 수광면 기판(110) 및 상대기판(120) 중 어느 일 기판에 형성될 수 있으며, 전해질 주입이 완료된 후, 전해질 주입구를 밀봉함으로써 광전변환소자가 완성된다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
110,210 : 수광면 기판 111,121,211,212 : 투명 도전막
114,124,214,224 : 그리드 패턴 114a,124a,214a,224a : 휭거 전극
114b,124b,214b,224b : 연결 전극 114c,124c,214c,224c : 집전 전극
115,215 : 광전극 125,225 : 상대전극
117,217 : 반도체층 120 : 상대기판
122,222 : 촉매층 124 : 상대전극
130 : 실링 부재 150 : 전해질
W1a,W2a : 휭거 전극의 폭 W1b,W2b : 연결 전극의 폭
W1c,W2c : 집전 전극의 폭
P1,P2 : 제1, 제2 접점 C : 제1, 제2 휭거 전극의 중심선
A1,A2 : 제1, 제2 차광 영역

Claims (19)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판과 마주하게 배치되는 제2 기판;
    상기 제1 기판상에 형성되는 것으로, 제1 휭거 전극과, 상기 제1 휭거 전극의 외측에서 교차하는 방향으로 연장되는 제1 집전 전극과, 상기 제1 휭거 전극과 제1 집전 전극을 이어주는 제1 연결 전극을 포함하는 제1 그리드 패턴; 및
    상기 제2 기판상에 형성되는 것으로, 제2 휭거 전극과, 상기 제2 휭거 전극의 외측에서 교차하는 방향으로 연장되는 제2 집전 전극과, 상기 제2 휭거 전극과 제2 집전 전극을 이어주는 제2 연결 전극을 포함하는 제2 그리드 패턴;을 포함하고,
    상기 제1 연결 전극과 제2 연결 전극은 서로에 대해 겹치지 않도록 엇갈리게 형성되는 것을 특징으로 하는 광전변환소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 휭거 전극은 제1 축을 따라 연장되고,
    상기 제1, 제2 집전 전극은 상기 제1 축과 교차하는 제2 축을 따라 연장되며,
    상기 제1, 제2 연결 전극은 전체적으로 상기 제1 축을 따라 연장되어 제1, 제2 집전 전극에 연결되는 것을 특징으로 하는 광전변환소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 연결 전극은, 상기 제1, 제2 휭거 전극으로부터 상기 제2 축을 따라 서로 반대방향으로 치우친 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 광전변환소자.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 연결 전극은, 상기 제1, 제2 휭거 전극으로부터 상기 제2 축을 따라 서로 반대방향으로 치우치도록 굴절된 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전변환소자.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 연결 전극과 제1 집전 전극 간의 제1 접점과, 상기 제2 연결 전극과 제2 집전 전극 간의 제2 접점은 상기 제2 축을 따라 서로 다른 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 광전변환소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 휭거 전극은 서로에 대해 겹쳐지는 정렬된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 광전변환소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 연결 전극은 상기 제1, 제2 휭거 전극보다 광폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광전변환소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 집전 전극은 상기 제1, 제2 휭거 전극보다 광폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광전변환소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 연결 전극을 가로질러 연장되며, 상기 제1, 제2 기판 사이를 밀봉시키는 실링 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전변환소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1, 제2 휭거 전극은 상기 실링 부재에 의해 둘러싸인 광전변환영역 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 광전변환소자.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1, 제2 집전 전극은 상기 실링 부재에 의해 둘러싸인 광전변환영역의 외곽에 형성되는 것을 특징으로 하는 광전변환소자.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 실링 부재는 레이저 흡수 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전변환소자.
  13. 제1 기판상에 제1 그리드 패턴을 형성하는 단계;
    제2 기판상에 제2 그리드 패턴을 형성하는 단계;
    실링 부재를 개재하여 상기 제1, 제2 기판을 서로 마주보게 정렬 배치하는 단계;
    상기 제1 기판으로부터 조사 광을 투입하여 상기 실링 부재를 제1, 제2 기판들 사이에 접합시키는 단계; 및
    상기 제2 기판으로부터 조사 광을 투입하여 상기 실링 부재를 제1, 제2 기판들 사이에 접합시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전변환소자의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1, 제2 그리드 패턴을 형성하는 단계는,
    제1, 제2 휭거 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1, 제2 휭거 전극의 외측에서 교차하는 방향으로 연장되는 제1, 제2 집전 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제1, 제2 휭거 전극과 제1, 제2 집전 전극을 이어주는 제1, 제2 연결 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전변환소자의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1, 제2 연결 전극은 서로에 대해 겹쳐지지 않도록 엇갈리게 형성되는 것을 특징으로 하는 광전변환소자의 제조방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1, 제2 휭거 전극은 제1 축을 따라 형성되고,
    상기 제1, 제2 집전 전극은 상기 제1 축과 교차하는 제2 축을 따라 형성되며,
    상기 제1, 제2 연결 전극은 전체적으로 상기 제1 방향을 따라 연장되어 제1, 제2 집전 전극에 연결되는 것을 특징으로 하는 광전변환소자의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1, 제2 연결 전극은, 상기 제1, 제2 휭거 전극으로부터 상기 제2 축을 따라 서로 반대방향으로 치우치게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광전변환소자의 제조방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1, 제2 연결 전극은, 상기 제1, 제2 휭거 전극으로부터 상기 제2 축을 따라 서로 반대방향으로 치우치도록 굴절된 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전변환소자의 제조방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 조사 광은 레이저를 포함하고,
    상기 실링 부재는 레이저 흡수 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전변환소자의 제조방법.
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