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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6185840
(24)【登録日】2017年8月4日
(45)【発行日】2017年8月23日
(54)【発明の名称】太陽光発電装置及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 51/48 20060101AFI20170814BHJP
【ＦＩ】
H01L31/04 180
【請求項の数】2
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2013-532702(P2013-532702)
(86)(22)【出願日】2011年4月27日
(65)【公表番号】特表2013-539243(P2013-539243A)
(43)【公表日】2013年10月17日
(86)【国際出願番号】KR2011003126
(87)【国際公開番号】WO2012046936
(87)【国際公開日】20120412
【審査請求日】2014年4月28日
【審判番号】不服2016-13661(P2016-13661/J1)
【審判請求日】2016年9月12日
(31)【優先権主張番号】10-2010-0097057
(32)【優先日】2010年10月5日
(33)【優先権主張国】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】513276101
【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(72)【発明者】
【氏名】リー、ジン ウー
【合議体】
【審判長】
森林 克郎
【審判官】
松川 直樹
【審判官】
伊藤 昌哉
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１０−９８０６５号公報（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平６−１３２５５２号公報（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００９−５３２８８４号公報（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実開平３−１５４８号公報（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
米国特許出願公開第２００１／００３７８２３号明細書（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
A63F7/02
A63F5/04
H01L31/0392
H01L31/18-20
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に、絶縁体であってシリコンオキサイドを含む複数個のセパレーターを形成させるステップと、
前記セパレーターにより区切られた基板上の一方の領域に、前記セパレーターの一方の側面に接して第１裏面電極を、前記セパレーターにより区切られた基板上の他方の領域に、前記セパレーターの他方の側面に接して第２裏面電極を、それぞれ形成させるステップと、
前記第１裏面電極の上に、前記セパレーターの一方の側面に接して第１光吸収部を、前記第２裏面電極の上に、前記セパレーターの他方の側面に接して第２光吸収部を、それぞれ形成させるステップと、
前記セパレーターの上面と、前記第１光吸収部及び前記第２光吸収部の上面とが実質的に同一平面に配置されるように、前記セパレーターの上部を切断するステップと、を含み、
前記セパレーターの上面の粗さは、前記セパレーターの側面の粗さより大きく、
前記セパレーターは、幅が１０μｍ〜２００μｍであって、
前記裏面電極はモリブデンを含むことを特徴とする、太陽光発電装置の製造方法。
前記セパレーターにより区切られた基板上の一方の領域に、前記セパレーターの一方の側面に接して第１裏面電極を、前記セパレーターにより区切られた基板上の他方の領域に、前記セパレーターの他方の側面に接して第２裏面電極を、それぞれ形成させるステップと、
前記第１裏面電極の上に、前記セパレーターの一方の側面に接して第１光吸収部を、前記第２裏面電極の上に、前記セパレーターの他方の側面に接して第２光吸収部を、それぞれ形成させるステップと、
前記セパレーターの上面と、前記第１光吸収部及び前記第２光吸収部の上面とが実質的に同一平面に配置されるように、前記セパレーターの上部を切断するステップと、を含み、
前記セパレーターの上面の粗さは、前記セパレーターの側面の粗さより大きく、
前記セパレーターは、幅が１０μｍ〜２００μｍであって、
前記裏面電極はモリブデンを含むことを特徴とする、太陽光発電装置の製造方法。
【請求項2】
前記光吸収部の上に複数個のウィンドウを配置するステップをさらに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の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施例は、太陽光発電装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
最近、エネルギーの需要が増加することによって、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換させる太陽光発電装置に対する開発が進行されている。
【0003】
特に、硝子基板、金属後面電極層、ｐ型ＣＩＧＳ系光吸収層、高抵抗バッファ層、ｎ型ウィンドウ層などを含む基板構造のｐｎヘテロ接合装置であるＣＩＧＳ系太陽光発電装置が広く使用されている。
【0004】
また、このような太陽光発電装置を製造するために、複数個のセルらで分離するためのパターニング工程が進行されなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、ショートが防止されて、向上した光-電変換効率を有する太陽光発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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第１裏面電極と、前記基板上に前記第１裏面電極と離隔されて配置される第２裏面電極と、及び前記第１裏面電極及び前記第２裏面電極の間に介されるセパレーターを含む。
【0007】
本発明に従う太陽光発電装置は、 基板と、前記基板上に配置される複数個のセパレーターらと、前記セパレーターらの間にそれぞれ配置される複数個の裏面電極らを含む。
【0008】
本発明に従う太陽光発電装置の製造方法は、基板上に複数個の犠牲セパレーターらを形成する段階と、前記基板上に前記犠牲セパレーターらの間にそれぞれ複数個の裏面電極らを形成する段階と、前記裏面電極ら上に複数個の光吸収部らを形成する段階と、前記犠牲セパレーターらの一部をとり除く段階と、及び前記犠牲セパレーターら及び前記光吸収部ら上にウィンドウ層を形成する段階と、を含む。
【発明の効果】
【0009】
本発明に従う太陽光発電装置は、裏面電極らの間にセパレーターを配置させるために、裏面電極らの間のショートを防止することができる。よって、実施例による太陽光発電装置は、向上した光−電変換効率を有することができる。
【0010】
また、実施例による太陽光発電装置の製造方法は、犠牲セパレーターを先ず形成して、犠牲セパレーターによって自動的に分離する裏面電極らを形成する。
【0011】
したがって、実施例による太陽光発電装置の製造方法は、裏面電極らを形成するために、導電層を別にパターニングする必要がない。
【0012】
したがって、実施例による太陽光発電装置の製造方法は、容易に太陽光発電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第１実施例に従う太陽電池パネルを示した平面図である。
【図3】本発明の第１実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図4】本発明の第１実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図5】本発明の第１実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図6】本発明の第１実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図7】本発明の第１実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図8】本発明の第１実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図9】本発明の第１実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図10】本発明の第１実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図11】本発明の第２実施例に従う太陽電池パネルを示した断面図である。
【図12】本発明の第２実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図13】本発明の第２実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図14】本発明の第２実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図15】本発明の第２実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図16】本発明の第２実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図17】本発明の第３実施例に従う太陽電池パネルを示した断面図である。
【図18】本発明の第３実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図19】本発明の第３実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図20】本発明の第３実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図21】本発明の第３実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【図22】本発明の第３実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
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。
【0016】
図１乃至図２を参照すると、太陽電池パネルは支持基板１００、複数個のセパレーターら２００、複数個の裏面電極ら３１０、３２０・・・、複数個の光吸収部ら４１０、４２０・・・、バッファ層５００、高抵抗バッファ層６００、ウィンドウ層７００及び複数個の接続部ら８００を含む。
【0017】
前記支持基板１００はプレート形状を有して、前記セパレーターら２００、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・、前記バッファ層５００、前記高抵抗バッファ層６００、前記ウィンドウ層７００及び前記接続部ら８００を支持する。
【0018】
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。
【0019】
前記セパレーターら２００は前記支持基板１００上に配置される。前記セパレーターら２００は前記支持基板１００の上面に接触する。さらに詳しくは、前記セパレーターら２００は前記支持基板１００と一体で形成されることができる。
【0020】
前記セパレーターら２００は第１方向に延長される形状を有する。さらに詳しくは、前記セパレーターら２００は前記第１方向に延長される棒形状を有することができる。前記セパレーターら２００はお互いに並んで、お互いに離隔されて、お互いに平行に配置されることができる。
【0021】
前記セパレーターら２００は絶縁体である。前記セパレーターら２００で使用される物質の例としては、シリコンオキサイド（ＳｉＯ２）などを挙げることができる。
【0022】
前記セパレーターら２００の幅は、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の間を絶縁することができる程度の幅を有することができる。例えば、前記セパレーターら２００の幅（Ｗ）はおよそ１０μｍ乃至およそ２００μｍであることがある。
【0023】
また、前記セパレーターら２００の高さ（Ｈ）は、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・の上面の高さに対応されることができる。すなわち、前記セパレーターら２００の高さ（Ｈ）は、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・の厚さ及び前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の厚さの和に対応されることができる。例えば、前記セパレーターら２００の高さ（Ｈ）は、およそ１μｍ乃至およそ３μｍであることがある。
【0024】
前記裏面電極ら３１０、３２０・・・は、前記支持基板１００上に配置される。また、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・は、前記支持基板１００の上面に直接配置されることができる。前記裏面電極ら３１０、３２０・・・及び前記支持基板１００の間に追加的な層がさらに形成されることができる。
【0025】
前記裏面電極ら３１０、３２０・・・は、前記セパレーターら２００の間にそれぞれ配置される。すなわち、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・及び前記セパレーターら２００は、お互いに交代に配置される。例えば、第１セルＣ１の裏面電極３１０及び第２セルＣ２の裏面電極３２０の間に一つのセパレーターが配置される。また、二つのセパレーターらの間に一つの裏面電極が配置される。
【0026】
前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の側面は、前記セパレーターら２００の側面に直接接触されることができる。
【0027】
前記裏面電極ら３１０、３２０・・・は、前記セパレーターら２００によってお互いに離隔される。すなわち、前記セパレーターら２００は前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の間に介されて、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・をお互いに離隔させる。すなわち、前記セパレーターら２００は、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・をお互いに分離するための分離部材である。
【0028】
前記裏面電極ら３１０、３２０・・・は導電体である。前記裏面電極ら３１０、３２０・・・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挙げることができる。前記裏面電極ら３１０、３２０・・・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。前記裏面電極ら３１０、３２０・・・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。
【0029】
前記光吸収部ら４１０、４２０・・・は、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・上に配置される。さらに詳しくは、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・は、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・にそれぞれ対応されて配置される。前記光吸収部ら４１０、４２０・・・は、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の上面に直接接触することができる。
【0030】
前記光吸収部ら４１０、４２０・・・は、前記セパレーターら２００の間にそれぞれ配置される。さらに詳しくは、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・及び前記セパレーターら２００はお互いに交代に配置される。前記光吸収部ら４１０、４２０・・・の側面は、前記セパレーターら２００の側面に直接接触されることができる。
【0031】
前記光吸収部ら４１０、４２０・・・は、ｐ型半導体化合物を含む。さらに詳しくは、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・はＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族系化合物を含む。例えば、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・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。
【0032】
前記光吸収部ら４１０、４２０・・・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。
【0033】
前記バッファ層５００は前記光吸収部ら４１０、４２０・・・上に配置される。さらに詳しくは、前記バッファ層５００は、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・及び前記セパレーターら２００を覆うことができる。前記バッファ層５００は硫化カドミウム（ＣｄＳ）を含んで、前記バッファ層５００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。
【0034】
前記高抵抗バッファ層６００は、前記バッファ層５００上に配置される。前記高抵抗バッファ層６００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６００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。
【0035】
前記光吸収部ら４１０、４２０・・・、前記バッファ層５００及び前記高抵抗バッファ層６００には第１貫通溝らＴＨ１が形成される。前記第１貫通溝らＴＨ１は前記光吸収部ら４１０、４２０・・・を貫通する。また、前記第１貫通溝らＴＨ１は、前記裏面電極層２００の上面を露出するオープン領域である。
【0036】
前記第１貫通溝らＴＨ１は、前記セパレーターら２００に接して形成される。すなわち、前記第１貫通溝らＴＨ１は平面から見た時、前記セパレーターら２００の横に形成される。前記第１貫通溝らＴＨ１は、前記第１方向に延長される形状を有する。
【0037】
前記第１貫通溝らＴＨ１の幅は、およそ８０μｍ乃至およそ２００μｍであることがある。
【0038】
前記バッファ層５００は前記第１貫通溝らＴＨ１によって、複数個のバッファらで定義される。すなわち、前記バッファ層５００は前記第１貫通溝らＴＨ１によって、前記バッファらで区分される。
【0039】
前記高抵抗バッファ層６００は、前記第１貫通溝らＴＨ１によって、複数個の高抵抗バッファらで定義される。すなわち、前記高抵抗バッファ層６００は前記第１貫通溝らＴＨ１によって、前記高抵抗バッファらで区分される。
【0040】
前記ウィンドウ層７００は前記高抵抗バッファ層６００上に配置される。すなわち、前記ウィンドウ層７００は前記光吸収部ら４１０、４２０・・・及び前記セパレーターら２００上に配置される。前記ウィンドウ層７００は前記光吸収部ら４１０、４２０・・・及び前記セパレーターら２００を覆う。
【0041】
前記ウィンドウ層７００は透明であり、導電層である。また、前記ウィンドウ層７００の抵抗は、前記裏面電極層２００の抵抗より高い。前記ウィンドウ層７００はｎ型窓層である。
【0042】
前記ウィンドウ層７００は酸化物を含む。例えば、前記ウィンドウ層７００として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（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）などを挙げることができる。
【0043】
前記光吸収部ら４１０、４２０・・・、前記バッファ層５００、前記高抵抗バッファ層６００及び前記ウィンドウ層７００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、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・、前記バッファ層５００、前記高抵抗バッファ層６００及び前記ウィンドウ層７００を貫通する。
【0044】
前記第２貫通溝らＴＨ２は前記第１貫通溝らＴＨ１に接する位置に形成される。さらに詳しくは、前記第２貫通溝らＴＨ２は前記第１貫通溝らＴＨ１の隣に配置される。すなわち、平面から見た時、前記第２貫通溝らＴＨ２は前記第１貫通溝らＴＨ１の隣に並んで配置される。前記第２貫通溝らＴＨ２は前記第１方向に延長される形状を有することができる。
【0045】
前記第２貫通溝らＴＨ２は前記ウィンドウ層７００を貫通する。これによって、前記第２貫通溝らＴＨ２は前記ウィンドウ層７００を複数個のウィンドウらで区分する。この時、前記ウィンドウらは前記セパレーターら２００をそれぞれ覆う。
【0046】
前記ウィンドウらは前記裏面電極ら３１０、３２０・・・と対応される形状を有する。すなわち、前記ウィンドウらはストライプ形態で配置される。これとは異なるように、前記ウィンドウらはマトリックス形態で配置されることができる。
【0047】
また、前記第２貫通溝らＴＨ２によって、複数個のセルらＣ１、Ｃ２・・・が定義される。さらに詳しくは、前記第１貫通溝らＴＨ１及び前記第２貫通溝らＴＨ２によって、前記セルらＣ１、Ｃ２・・・が定義される。すなわち、前記第１貫通溝らＴＨ１及び前記第２貫通溝らＴＨ２によって、実施例による太陽光発電装置は、前記セルらＣ１、Ｃ２・・・で区分される。また、前記セルらＣ１、Ｃ２・・・は前記第１方向と交差する第２方向にお互いに連結される。すなわち、前記第２方向に前記セルらＣ１、Ｃ２・・・を通じて電流が流れる。
【0048】
前記接続部ら８００は前記第１貫通溝らＴＨ１内側に配置される。前記接続部ら８００は前記ウィンドウ層７００から下方に延長されて、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・にそれぞれ接続される。例えば、前記接続部ら８００は前記第１セルＣ１のウィンドウから延長されて、前記第２セルＣ２の裏面電極２２０に接続される。
【0049】
したがって、前記接続部ら８００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８００はお互いに接するセルらＣ１、Ｃ２・・・にそれぞれ含まれたウィンドウと裏面電極を連結する。
【0050】
前記接続部ら８００は前記ウィンドウ層７００と一体で形成される。すなわち、前記接続部ら８００で使用される物質は、前記ウィンドウ層７００で使用される物質と等しい。
【0051】
前記セパレーターら２００によって、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・が分離するために、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の間で発生されることができるショートが防止される。すなわち、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の間に前記光吸収部ら４１０、４２０・・・で使用される物質である半導体化合物ではなく、絶縁体である前記セパレーターら２００が配置される時、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の間の絶縁特性がさらに向上する。
【0052】
また、絶縁体である前記セパレーターら２００が前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の間の絶縁特性を向上するために、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の間の間隔が細くなることがある。
【0053】
これによって、太陽光の入射を受けて電気エネルギーに変換させる有効領域の面積が増加されることができる。
【0054】
したがって、実施例による太陽電池パネルはショートなどを防止して、向上した電気的な特性を有することができる。
【0055】
また、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。
【0056】
図３ないし図１０は、実施例による太陽光発電装置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、前で説明した太陽光発電装置に対する説明を参考する。前で説明した太陽光発電装置に対する説明は、本製造方法に関する説明に本質的に結合されることができる。
【0057】
図３を参照すると、支持基板１００上に複数個の犠牲セパレーターら２０１が形成される。前記犠牲セパレーターら２０１は前記支持基板１００の上面に直接接触される。前記犠牲セパレーターら２０１は前記支持基板１００と一体で形成されることができる。
【0058】
前記犠牲セパレーターら２０１は絶縁体であり、前記犠牲セパレーターら２０１で使用されることができる物質の例としては硝子またはプラスチックなどを挙げることができる。
【0059】
前記犠牲セパレーターら２０１の幅（Ｗ）は、およそ１０μｍ乃至およそ１００μｍであることがある。前記犠牲セパレーターら２０１の高さ（Ｈ`）は、およそ１０μｍ乃至およそ５００μｍであることがある。より詳しくは、 前記犠牲セパレーターら２０１の高さ（Ｈ`）は、およそ２０μｍ乃至およそ３０μｍであることがある。
【0060】
図４を参照すると、前記支持基板１００上にモリブデンなどのような金属が蒸着される。これによって、前記支持基板１００上に複数個の裏面電極ら３１０、３２０・・・が形成される。
【0061】
すなわち、前記犠牲セパレーターら２０１によって、蒸着される金属層は自動的にパターニングされて、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・が前記犠牲セパレーターら２０１の間に形成される。前記裏面電極ら３１０、３２０・・・は、お互いに異なる工程条件で二つ以上の層らで形成されることができる。
【0062】
このように、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・は、前記犠牲セパレーターら２０１によって自動的にパターニングされて形成される。よって、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・を形成するために、レーザーパターニングのような複雑な工程が適用される必要がない。
【0063】
図５を参照すると、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・上に複数個の光吸収部ら４１０、４２０・・・が形成される。前記光吸収部ら４１０、４２０・・・は、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。
【0064】
例えば、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・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）の半導体化合物層を蒸着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。
【0065】
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、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・上に金属前駆体膜が形成される。
【0066】
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）の半導体化合物層が形成される。
【0067】
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。
【0068】
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系半導体化合物層が形成されることができる。
【0069】
このように形成された半導体化合物層は、前記犠牲セパレーターによって、自動的にパターニングされて、前記犠牲セパレーターら２０１の間に前記光吸収部ら４１０、４２０・・・がそれぞれ形成される。
【0070】
図６を参照すると、前記犠牲セパレーターら２０１の上部が切断されて、前記支持基板１００上にセパレーターら２００が形成される。前記犠牲セパレーターら２０１は機械的に切断することができる。これによって、前記セパレーターら２００の上面２１０は機械的な切り目であることができる。すなわち、前記セパレーターら２００の上面２１０の粗さは前記セパレーターら２００の側面の粗さより大きいことがある。
【0071】
前記セパレーターら２００の上面は、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・の上面のような平面に位置することができる。これによって、前記セパレーターら２００の高さは前記光吸収部ら４１０、４２０・・・の厚さ及び前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の厚さの和に対応されることができる。
【0072】
図７を参照すると、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、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・及び前記セパレーターら２００上に前記バッファ層５００が形成される。
【0073】
以後、前記バッファ層５００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６００が形成される。
【0074】
前記バッファ層５００及び前記高抵抗バッファ層６００は、低い厚さで蒸着される。例えば、前記バッファ層５００及び前記高抵抗バッファ層６００の厚さは、およそ１ｎｍ乃至およそ８０ｎｍである。
【0075】
図８を参照すると、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・、前記バッファ層５００及び前記高抵抗バッファ層６００の一部が除去されて、第１貫通溝らＴＨ１が形成される。
【0076】
前記第１貫通溝らＴＨ１が形成される位置は前記セパレーターら２００を基準にして定まる。例えば、光センサー１０を通じて前記セパレーターら２００の位置がセンシングできる。前記バッファ層５００及び前記高抵抗バッファ層６００の厚さは非常に薄く、前記バッファ層５００及び前記高抵抗バッファ層６００は高い透過率を有する。したがって、前記光センサ１０は前記光吸収部ら４１０、４２０・・・及び前記セパレーターら２００に光を照射して、前記セパレーターら２００の位置をセンシングすることができる。
【0077】
以後、前記セパレーターら２００から所定の間隔でチップなどのパターニング装置２０がアラインされた後、前記第１貫通溝らＴＨ１が形成されることができる。
【0078】
前記第１貫通溝らＴＨ１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。
【0079】
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、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・及び前記バッファ層５００はパターニングされることができる。
【0080】
この時、前記第１貫通溝らＴＨ１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１貫通溝らＴＨ１は、前記裏面電極層２００の上面の一部を露出するように形成される。
【0081】
図９を参照すると、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・上及び前記第１貫通溝らＴＨ１内側にウィンドウ層７００が形成される。すなわち、前記ウィンドウ層７００は、前記高抵抗バッファ層６００上及び前記第１貫通溝らＴＨ１内側に透明な導電物質が蒸着されて形成される。
【0082】
例えば、前記ウィンドウ層７００は、アルミニウムがドーピングされたジンクオキサイドが前記高抵抗バッファ層６００の上面及び前記第１貫通溝らＴＨ１の内側にスパッタリング工程によって蒸着されて形成されることができる。
【0083】
この時、前記第１貫通溝らＴＨ１内側に前記透明な導電物質が満たされて、前記ウィンドウ層７００は前記裏面電極層２００に直接接触するようになる。
【0084】
図１０を参照すると、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・、前記バッファ層５００、前記高抵抗バッファ層６００及び前記ウィンドウ層７００は、機械的なスクライビング工程などによってパターニングされる。これによって、前記第１貫通ホールＴＨ１にそれぞれ接して、第２貫通ホールＴＨ２が形成される。
【0085】
前記第２貫通溝らＴＨ２が形成される位置は前記セパレーターら２００を基準にして定まる。例えば、光センサー１０を通じて前記セパレーターら２００の位置がセンシングできる。前記バッファ層５００及び前記高抵抗バッファ層６００の厚さは非常に薄く、前記ウィンドウ層７００は高い透過率を有する。したがって、前記光センサ１０は前記光吸収部ら４１０、４２０・・・及び前記セパレーターら２００に光を照射して、前記セパレーターら２００の位置をセンシングすることができる。
【0086】
以後、前記セパレーターら２００から所定の間隔でチップなどのパターニング装置２０がアラインされた後、前記第２貫通溝らＴＨ２が形成されることができる。
【0087】
前記第２貫通溝らＴＨ２によって、前記ウィンドウ層７００に複数個のウィンドウら及び複数個のセルらＣ１、Ｃ２・・・が定義される。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。
【0088】
このように、レーザー工程などを適用しないで、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・が容易に形成されることができる。
【0089】
したがって、実施例による太陽電池パネルの製造方法は、容易に太陽電池パネルを提供することができる。
【0090】
特に、実施例による太陽電池パネルの製造方法は、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の間のショートを防止して、向上した光-電変換効率を有する太陽電池パネルを提供することができる。
【0091】
図１１は、本発明の第２実施例に従う太陽電池パネルを示した断面図である。本実施例で前述した太陽電池パネル及び製造方法を参照する。すなわち、前述した実施例に対する説明は変更された部分を除いては、本実施例に対する説明に本質的に結合できる。
【0092】
図１１を参照すると、セパレーターら２０２は、裏面電極ら３１０、３２０・・・の間に各々配置される。前記セパレーターら２０２の上面は前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の上面と同一な平面に配置されることができる。また、前記セパレーターら２０２の高さは前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の厚さと実質的に同一である。
【0093】
光吸収部ら４１０、４２０・・・は前記セパレーターら２０２を覆うことができる。すなわち、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・は、前記セパレーターら２０２の上面と直接接触できる。
【0094】
前記セパレーターら２０２の上面は前記裏面電極ら３１０、３２０・・・の上面と同一な平面に配置されるので、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・は前記裏面電極ら３１０、３２０・・・及び前記セパレーターら２０２上に容易に形成できる。すなわち、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・は段差のない平面に形成されることができるので、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・に発生するディフェクトが減少する。
【0095】
したがって、実施例に従う太陽電池パネルは向上した性能を有することができる。
【0096】
図１２ないし図１６は、本発明の第２実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図である。本製造方法において、前述した太陽電池パネルら及び製造方法を参照する。すなわち、前述した太陽電池パネルら及び製造方法に対する説明は変更された部分を除いては、本製造方法に対する説明に本質的に結合できる。
【0097】
図１２を参照すると、支持基板１００、１００上に複数個の犠牲セパレーターら２０３が形成される。
【0098】
図１３を参照すると、前記支持基板１００、１００上にモリブデンなどの金属が蒸着される。これによって、前記支持基板１００、１００上に複数個の裏面電極ら３１０、３２０・・・が形成される。
【0099】
図１４を参照すると、前記犠牲セパレーターら２０３の上部が切断され、前記支持基板１００、１００上にセパレーターら２０２が形成される。前記裏面電極ら３１０、３２０・・・はモリブデンなどの金属を含むため、前記支持基板１００に硬く密着されることができる。また、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・は機械的な衝撃などに強く、容易に損傷されない。
【0100】
したがって、前記犠牲セパレーターら２０３の上部は容易に切断されることができる。
【0101】
図１５を参照すると、前記セパレーターら２０２及び前記裏面電極ら３１０、３２０・・・上に光吸収層４００が形成される。前記光吸収層４００はスパッタリング工程または蒸発法などにより形成されることができる。
【0102】
図１６を参照すると、前記光吸収層４００上にバッファ層５００及び高抵抗バッファ層６００が順次に形成される。以後、前記光吸収層４００、前記バッファ層５００、及び前記高抵抗バッファ層６００に第１貫通溝らＴＨ１が形成される。これによって、前記光吸収層４００は複数個の光吸収部ら４１０、４２０・・・に区分される。
【0103】
以後、前記高抵抗バッファ層６００上にウィンドウ層７００が形成され、前記ウィンドウ層７００、前記高抵抗バッファ層６００、前記バッファ層５００、及び前記光吸収層４００に第２貫通溝らＴＨ２が形成される。これによって、複数個のセルらが区分される。
【0104】
前述したように、裏面電極ら３１０、３２０・・・が形成された後、前記犠牲セパレーターら２０３が切断される。これによって、前記犠牲セパレーターら２０３を切断する過程で発生する損傷が最小化できる。すなわち、前記犠牲セパレーターら２０３を切断する工程が前記光吸収層４００を形成する工程の前に進行されるので、前記光吸収層４００の損傷が最小化できる。
【0105】
また、前記光吸収層４００は前記犠牲セパレーターら２０３及び前記裏面電極ら３１０、３２０・・・上に段差のない面に形成される。これによって、実施例に従う太陽電池パネルの製造方法は前記光吸収層４００のディフェクトを最小化することができる。
【0106】
このように、実施例に従う太陽電池パネルの製造方法は向上した性能を有する太陽電池パネルを容易に提供することができる。
【0107】
図１７は、本発明の第３実施例に従う太陽電池パネルを示した断面図である。図１８ないし図２２は、本発明の第３実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程を示した図である。本太陽電池パネル及び製造方法において、前述した太陽電池パネルら及び製造方法を参照する。すなわち、前述した太陽電池パネルら及び製造方法に対する説明は変更された部分を除いては、本実施例に対する説明に本質的に結合できる。
【0108】
図１７を参照すると、セパレーターら２０４及び支持基板１００は一体に形成されることができる。すなわち、前記セパレーターら２０４及び前記支持基板１００は同一な物質で形成され、互いに一体化することができる。
【0109】
前記支持基板１００はナトリウムを含むソーダライムガラス基板でありうる。また、前記セパレーターら２０４もナトリウムを含むことができる。すなわち、前記セパレーターら２０４もソーダライムガラスで形成されることができる。
【0110】
これによって、前記支持基板１００及び前記セパレーターに含まれたナトリウムは前記光吸収層４００に容易に伝達できる。
【0111】
したがって、本実施例に従う太陽電池パネルは向上した性能を有し、容易に製造されることができる。
【0112】
本実施例に従う太陽電池パネルを製造する過程は、次の通りである。
【0113】
図１８を参照すると、支持基板１００上に加熱された熱線ら３０が配置される。前記熱線は第１方向に延長される。以後、前記支持基板１００のうち、前記熱線ら３０に接触された部分及びその周囲の領域は前記熱線ら３０によって加熱される。これによって、前記支持基板１００の一部が溶融される。
【0114】
図１９を参照すると、前記熱線ら３０は前記支持基板１００に対して上昇する。これによって、前記溶融された部分は前記熱線に沿って隆起される。以後、前記溶融された部分は冷却され、前記支持基板１００と一体化した犠牲セパレーターら２０５が形成される。
【0115】
図２０を参照すると、前記支持基板１００上にモリブデンなどの金属が蒸着され、複数個の裏面電極ら３１０、３２０・・・が形成される。前記裏面電極ら３１０、３２０・・・は前記犠牲セパレーターら２０５による自動パターンによって形成される。
【0116】
以後、前記裏面電極ら３１０、３２０・・・上にＩ族系−ＩＩＩ族系−ＶＩ族系半導体化合物が蒸着され、複数個の光吸収部ら４１０、４２０・・・が形成される。前記光吸収部ら４１０、４２０・・・は前記犠牲セパレーターら２０５による自動パターンによって形成される。
【0117】
図２１を参照すると、前記犠牲セパレーターら２０５の上部は切断され、セパレーターら２０４が形成される。
【0118】
図２２を参照すると、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・上にバッファ層５００及び高抵抗バッファ層６００が順次に形成され、前記光吸収部ら４１０、４２０・・・、前記バッファ層５００、及び前記高抵抗バッファ層６００に第１貫通溝らＴＨ１が形成される。
【0119】
以後、前記高抵抗バッファ層６００上にウィンドウ層７００が形成され、前記ウィンドウ層７００、前記高抵抗バッファ層６００、前記バッファ層５００、及び前記光吸収層４００に第３貫通溝らＴＨ１が形成される。
【0120】
このように、前記犠牲セパレーターら２０３は前記熱線ら３０によって容易に形成されることができる。したがって、実施例に従う太陽電池パネルの製造方法は向上した性能を有する太陽電池パネルを容易に提供することができる。
【0121】
本実施例らに従う太陽電池パネルは、太陽光を電気エネルギーに変換させる太陽光発電装置に該当する。すなわち、本実施例の構造は他の形態の太陽光発電装置に変形されて適用されることができる。
【0122】
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。
【0123】
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点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。
【産業上の利用可能性】
【0124】
本発明に従う太陽光発電装置及びその製造方法は、太陽光発電分野に用いられる。