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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-06-04
(54)【発明の名称】太陽電池およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
   H10K 39/15 20230101AFI20240528BHJP
   H10K 30/88 20230101ALI20240528BHJP
   H10K 30/40 20230101ALI20240528BHJP
   H10K 39/12 20230101ALI20240528BHJP
   H01L 31/0747 20120101ALN20240528BHJP
【FI】
H10K39/15
H10K30/88
H10K30/40
H10K39/12
H01L31/06 455
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023572086
(86)(22)【出願日】2022-06-02
(85)【翻訳文提出日】2023-11-21
(86)【国際出願番号】 KR2022007804
(87)【国際公開番号】W WO2022255804
(87)【国際公開日】2022-12-08
(31)【優先権主張番号】10-2021-0071211
(32)【優先日】2021-06-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】510149600
【氏名又は名称】ジュソン エンジニアリング カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】キム ジェホ
【テーマコード(参考)】
5F251
【Fターム(参考)】
5F251AA02
5F251AA05
5F251AA11
5F251DA07
5F251JA04
5F251XA01
5F251XA61
(57)【要約】
本発明は、基板上に具備された太陽電池層、および前記太陽電池層上に具備された封止層を含んでなり、前記封止層は、ドーパント物質がドープされた金属酸化物またはドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物を含んでなり、前記金属酸化物又は金属酸化窒化物は、W、Nb及びSnからなる群から選択された少なくとも1つの金属を含んでなる太陽電池及びその製造方法を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に具備された太陽電池層、および
前記太陽電池層上に具備された封止層を含んでなり、
前記封止層が、ドーパント物質がドープされた金属酸化物またはドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物を含んでなり、
前記金属酸化物または前記金属酸化窒化物は、W、Nb、およびSnからなる群から選択された少なくとも1つの金属を含んでなる、太陽電池。
【請求項2】
前記封止層が、前記太陽電池層と接する第1封止層、および前記第1封止層上に形成され、前記太陽電池層と接しない第2封止層とを含んでなり、
前記ドーパント物質がドープされた金属酸化物または前記ドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物は、前記第2封止層内に含まれ、前記第1封止層は絶縁物質からなる、請求項1に記載の太陽電池。
【請求項3】
前記第2封止層が、互いに異なる物質の複数の層からなる、請求項2に記載の太陽電池。
【請求項4】
前記ドーパント物質が、前記金属酸化物または前記金属酸化窒化物内で酸化物を形成することができる物質を含んでなり、
前記ドーパント物質の酸化物の屈折率は、前記金属酸化物の屈折率又は前記金属窒化物の屈折率より低い、請求項1に記載の太陽電池。
【請求項5】
前記太陽電池層が、基板型太陽電池およびペロブスカイト太陽電池を含む、請求項1に記載の太陽電池。
【請求項6】
基板上に具備された太陽電池層、および
前記太陽電池層上に具備された封止層を含んでなり、
前記太陽電池層が、直列に連結した複数の単位セルを含んでなり、
前記封止層は、前記太陽電池層と接する第1封止層、および前記太陽電池層と接することなく前記第1封止層上に具備された第2封止層を含んでなり、
前記第1封止層と前記第2封止層は、互いに隣接する2つの単位セル間の領域を充たすように具備した太陽電池。
【請求項7】
前記太陽電池層が、第1分離部を挟んで離隔した複数の第1電極、前記複数の第1電極上に具備され、コンタクト部及び第2分離部を挟んで離隔した複数のペロブスカイト太陽電池、および前記複数のペロブスカイト太陽電池上に具備され、前記コンタクト部を介して前記第1電極と連結する複数の第2電極を含んでなり、
前記第1封止層と前記第2封止層は、前記第2分離部の内部を充たすように具備された、請求項6に記載の太陽電池。
【請求項8】
前記太陽電池層が、基板型太陽電池、前記基板型太陽電池上に具備されたペロブスカイト太陽電池、前記基板型太陽電池の下面に具備された第1電極、及び前記ペロブスカイト太陽電池の上面に具備された第2電極、および1つの単位セル内の前記第1電極と異なる1つの単位セル内の前記第2電極の間を連結する連結ラインを含んでなり、
前記第1封止層と前記第2封止層は、前記連結ラインと接する、請求項6に記載の太陽電池。
【請求項9】
前記太陽電池層が、コンタクト部を具備したペロブスカイト太陽電池、前記ペロブスカイト太陽電池上に具備され、複数のホールを具備したフィルム、及び前記複数のホール内に充たされた導電層を含んでなるバッファ層、前記バッファ層上に具備された基板型太陽電池、前記基板型太陽電池上に具備された電極、及び前記コンタクト部を介して1つの単位セルと異なる1つの単位セルを直列に連結する連結ラインを含んでなり、
前記第1封止層と前記第2封止層は、前記コンタクト部を充たすように具備された、請求項6に記載の太陽電池。
【請求項10】
前記基板と前記太陽電池層の間に具備されたバリア層をさらに含み、
前記封止層が、前記太陽電池層によって覆われずに露出した前記バリア層の端領域を覆うように具備された、請求項1に記載の太陽電池。
【請求項11】
前記基板と前記太陽電池層の間に具備されたバリア層をさらに含み、
前記封止層が、前記太陽電池層によって覆われずに露出した前記バリア層の端領域を覆うように具備された、請求項6に記載の太陽電池。
【請求項12】
前記封止層上に保護層をさらに具備した、請求項1に記載の太陽電池。
【請求項13】
前記封止層上に保護層をさらに具備した、請求項6に記載の太陽電池。
【請求項14】
基板上に太陽電池層を形成する工程、
前記太陽電池層上に封止層を形成する工程、および
前記封止層上に保護層を形成する工程を含み、
前記封止層は、ドーパント物質がドープされた金属酸化物またはドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物を含んでなり、
前記金属酸化物または金属酸化窒化物は、W、Nb、およびSnからなる群から選択された少なくとも1つの金属を含んでなる、太陽電池の製造方法。
【請求項15】
基板上に太陽電池層を形成する工程、
保護層の一面上に封止層を形成する工程、および
前記封止層を前記太陽電池層に接するようにしながら、前記封止層と前記保護層を前記太陽電池層の一面に加圧積層する工程とを含んでなり、
前記封止層は、ドーパント物質がドープされた金属酸化物またはドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物を含んでなり、
前記金属酸化物または金属酸化窒化物は、W、Nb、およびSnからなる群から選択された少なくとも1つの金属を含んでなる、太陽電池の製造方法。
【請求項16】
前記封止層が、前記太陽電池層と接する第1封止層、および前記第1封止層上に形成され、前記太陽電池層と接しない第2封止層を含んでなり、
前記ドーパント物質がドープされた金属酸化物または前記ドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物は、前記第2封止層内に含まれ、前記第1封止層は絶縁物質からなる、請求項14に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項17】
前記封止層が、前記太陽電池層と接する第1封止層、および前記第1封止層上に形成され、前記太陽電池層と接しない第2封止層を含んでなり、
前記ドーパント物質がドープされた金属酸化物または前記ドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物は、前記第2封止層内に含まれ、前記第1封止層は絶縁物質からなる、請求項15に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項18】
前記ドーパント物質が、前記金属酸化物または前記金属酸化窒化物内で酸化物を形成することができる物質を含んでなり、
前記ドーパント物質の酸化物の屈折率が、前記金属酸化物の屈折率又は前記金属窒化物の屈折率より低い、請求項14に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項19】
前記ドーパント物質が、前記金属酸化物または前記金属酸化窒化物内で酸化物を形成することができる物質を含んでなり、
前記ドーパント物質の酸化物の屈折率が、前記金属酸化物の屈折率又は前記金属窒化物の屈折率より低い、請求項15に記載の太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、太陽電池に関し、より具体的には太陽電池の封止層に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ペロブスカイト化合物は、水分によって容易に酸化する問題がある。そのため、ペロブスカイト化合物を太陽電池の吸収層に適用したペロブスカイト太陽電池の場合、外部の酸素や水分によって前記吸収層が酸化して太陽電池の効率が低下するという問題がある。
【0003】
したがって、前記太陽電池の吸収層を外部の酸素や水分の浸透から保護するための封止層が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、前述した従来の問題点を解決するために考案されたものであり、本発明は、太陽電池の吸収層を外部の酸素や水分の浸透から効率的に保護できる封止層を具備した太陽電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記目的を達成するために、本発明は、基板上に具備された太陽電池層、および前記太陽電池層上に具備された封止層を含んでなり、前記封止層は、ドーパント物質がドープされた金属酸化物またはドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物を含んでなり、前記金属酸化物または金属酸化窒化物は、W、Nb及びSnからなる群から選択される少なくとも1つの金属を含んでなる太陽電池を提供する。
【0006】
前記封止層は、前記太陽電池層と接する第1封止層、および前記第1封止層上に形成され、前記太陽電池層と接しない第2封止層とを含んでなり、前記ドーパント物質がドープされた金属酸化物、または、前記ドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物は、前記第2封止層内に含まれ、前記第1封止層は、絶縁物質からなることができる。
【0007】
前記第2封止層は、互いに異なる物質の複数の層からなることができる。
【0008】
前記ドーパント物質は、前記金属酸化物または前記金属酸化窒化物内で酸化物を形成させることができる物質を含んでなり、前記ドーパント物質の酸化物の屈折率が、前記金属酸化物の屈折率または前記金属窒化物の屈折率より低いことがあり得る。
【0009】
前記太陽電池層は、基板型太陽電池およびペロブスカイト太陽電池を含むことができる。
【0010】
本発明はまた、基板上に具備された太陽電池層、および前記太陽電池層上に具備された封止層を含んでなり、前記太陽電池層は、直列に連結した複数の単位セルを含んでなり、前記封止層は、前記太陽電池層と接する第1封止層および前記太陽電池層と接することなく前記第1封止層上に具備された第2封止層を含んでなり、前記第1封止層と前記第2封止層は、互いに隣接する2つの単位セル間の領域を埋めるように構成された太陽電池を提供する。
【0011】
前記太陽電池層は、前記第1分離部を挟んで離隔した複数の第1電極、前記複数の第1電極上に具備され、コンタクト部及び第2分離部を挟んで離隔した複数のペロブスカイト太陽電池、および前記複数のペロブスカイト太陽電池上に具備され、前記コンタクト部を介して前記第1電極と接続する複数の第2電極を含んでなり、前記第1封止層と前記第2封止層は、前記第2分離部の内部を充たすように具備することができる。
【0012】
前記太陽電池層は、基板型太陽電池、前記基板型太陽電池上に具備されたペロブスカイト太陽電池、前記基板型太陽電池の下面に具備された第1電極、及び前記ペロブスカイト太陽電池の上面に具備された第2電極、および1つの単位セル内の前記第1電極と他の1つの単位セル内の第2電極の間を連結する連結ラインを含んでなり、前記第1封止層と前記第2封止層は、前記連結ラインと接することができる。
【0013】
前記太陽電池層は、コンタクト部を具備したペロブスカイト太陽電池、前記ペロブスカイト太陽電池上に具備され、複数のホールを具備したフィルム、及び前記複数のホール内に充たされた導電層を含んでなるバッファ層、前記バッファ層上に具備された基板型太陽電池、前記基板型太陽電池上に具備された電極、および前記コンタクト部を介して1つの単位セルと他の1つの単位セルとを直列に連結する連結ラインとを含んでなり、前記第1封止層と前記第2封止層は、前記コンタクト部を充たすように具備することができる。
【0014】
前記基板と前記太陽電池層の間に具備されたバリア層をさらに含み、前記封止層は、前記太陽電池層によって覆われずに露出した前記バリア層の端領域を覆うように具備することができる。
【0015】
前記封止層上に保護層をさらに具備することができる。
【0016】
本発明はまた、基板上に太陽電池層を形成する工程、前記太陽電池層上に封止層を形成する工程、および前記封止層上に保護層を形成する工程を含んでなり、前記封止層は、ドーパント物質がドープされた金属酸化物またはドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物を含んでなり、前記金属酸化物または金属酸化窒化物は、W、Nb、及びSnからなる群から選択される少なくとも1つの金属を含んでなる太陽電池の製造方法を提供する。
【0017】
本発明はまた、基板上に太陽電池層を形成する工程、保護層の一面上に封止層を形成する工程、および前記封止層を前記太陽電池層に接するようにしながら、前記封止層と前記保護層を前記太陽電池層の一面に加圧積層する工程を含んでなり、前記封止層は、ドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物またはドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物を含んでなり、前記金属酸化物または金属酸化窒化物が、W、Nb、およびSnからなる群から選択される少なくとも1つの金属を含んでなる太陽電池の製造方法を提供する。
【0018】
前記封止層は、前記太陽電池層と接する第1封止層、および前記第1封止層上に形成され、前記太陽電池層と接しない第2封止層を含んでなり、前記ドーパント物質がドープされた金属酸化物、または前記ドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物は、前記第2封止層内に含まれ、前記第1封止層は、絶縁物質からなることができる。
【0019】
前記ドーパント物質は、前記金属酸化物または前記金属酸化窒化物内で酸化物を形成させることができる物質を含んでなり、前記ドーパント物質の酸化物の屈折率が、前記金属酸化物の屈折率または前記金属窒化物の屈折率より低いことがあり得る。
【発明の効果】
【0020】
以上のような本発明によれば、次のような効果がある。
【0021】
本発明の一実施例によれば、封止層がドーパント物質がドープされた金属酸化物またはドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物を含んでなり、前記金属酸化物または金属酸化窒化物は、W、Nb、およびSnからなる群から選択された少なくとも1つの金属を含んでなることにより、封止層による光透過率の低下を防止しながらも、太陽電池内部に外部の酸素や水分が浸透することを効率的に防止することができる。
【0022】
本発明の一実施例によれば、封止層が太陽電池層と接する第1封止層、および前記太陽電池層と接することなく前記第1封止層上に具備された第2封止層を含んでなり、前記第1封止層と前記第2封止層は、互いに隣接する2つの単位セル間の領域を埋めるように具備されることにより、単位セル間の領域を通じて外部の酸素や水分が浸透することを効率的に防止することができる。
【0023】
本発明の他の実施例によれば、封止層を太陽電池層の上面に直接に蒸着せずに保護層の上面に蒸着した後、前記太陽電池層の上面に積層するので、前記封止層の蒸着工程中に前記太陽電池層の損傷の懸念がなく、前記封止層の蒸着工程を高温範囲で行うことができる利点があり、それにより、より緻密な膜質の封止層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図1】本発明の一実施例による太陽電池の概略的な断面図である。
図2A図2Aは、本発明の一実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図1による太陽電池の製造方法に関するものである。
図2B図2Bは、本発明の一実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図1による太陽電池の製造方法に関するものである。
図2C図2Cは、本発明の一実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図1による太陽電池の製造方法に関するものである。
図3A図3Aは、本発明の他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、これは、前述した図1による太陽電池の製造方法に関するものである。
図3B図3Bは、本発明の他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、これは、前述した図1による太陽電池の製造方法に関するものである。
図3C図3Cは、本発明の他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、これは、前述した図1による太陽電池の製造方法に関するものである。
図4】本発明の他の実施例による太陽電池の概略的な断面図である。
図5A図5Aは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図4による太陽電池の製造方法に関するものである。
図5B図5Bは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図4による太陽電池の製造方法に関するものである。
図5C図5Cは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図4による太陽電池の製造方法に関するものである。
図6A図6Aは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図4による太陽電池の製造方法に関するものである。
図6B図6Bは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図4による太陽電池の製造方法に関するものである。
図6C図6Cは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図4による太陽電池の製造方法に関するものである。
図7】本発明のまた他の実施例による太陽電池の概略的な断面図である。
図8A図8Aは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図7による太陽電池の製造方法に関するものである。
図8B図8Bは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図7による太陽電池の製造方法に関するものである。
図8C図8Cは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図7による太陽電池の製造方法に関するものである。
図9A図9Aは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図7による太陽電池の製造方法に関するものである。
図9B図9Bは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図7による太陽電池の製造方法に関するものである。
図9C図9Cは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、前述した図7による太陽電池の製造方法に関するものである。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本発明の利点および特徴、ならびにそれらを達成する方法は、添付の図と共に詳細に後述される実施例を参照することによって明らかになるであろう。しかしながら、本発明は、以下に開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる様々な形態で具現されるものであり、単に本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に、発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は特許請求の範囲によって定義されるだけである。
【0026】
本発明の実施例を説明するための図に開示された形状、大きさ、比率、角度、数などは例示的なものであり、本発明が図に示された事項に限定されるものではない。明細書全体にわたって、同じ参照番号は同じ構成要素を指す。また、本発明の説明において、関連する公知技術に対する具体的な説明が、本発明の要旨を不必要に曖昧にし得ると判断される場合、その詳細な説明は省略する。本発明上で言及する「含む」、「有する」、「からなる」などが使用される場合、「~のみ」が使用されない限り、他の部分が追加され得る。構成要素を単数で表現した場合に、特に明示的な記載事項がない限り、複数を含む場合を含む。
【0027】
構成要素を解釈するにおいて、別途の明示的な記載がなくても、誤差範囲を含むものと解釈する。
【0028】
位置関係に対する説明である場合、例えば、「~上に」、「~上部に」、「~下部に」、「~横に」などで2つの部分の位置関係が説明される場合、「すぐ」または「直接」が使用されていない限り、2つの部分の間に1つ以上の他の部分が位置することもできる。
【0029】
時間関係に対する説明の場合、例えば、「~後に」、「~に続き」、「~の次に」、「~前に」などで時間的先後関係が説明される場合、「すぐ」または「直接」が使用されていない限り、連続的でない場合も含むことができる。
【0030】
第1、第2などは、様々な構成要素を説明するために使用されるが、これらの構成要素は、これらの用語によって限定されない。これらの用語は、単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用されるものである。したがって、以下で言及される第1構成要素は、本発明の技術的思想内で第2構成要素でもあり得る。
【0031】
本発明のいくつかの実施例の各々の特徴は、部分的または全体的に互いに結合または組み合わせ可能であり、技術的に様々な連動および駆動が可能であり、各実施例は互いに対して独立して実施することもでき、連関関係で一緒に実施することもできる。
【0032】
以下、図を参照して本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。
【0033】
図1は、本発明の一実施例による太陽電池の概略断面図である。
【0034】
図1から分かるように、本発明の一実施例による太陽電池は、基板100、バリア層200、太陽電池層300、封止層400、及び保護層500を含んでなる。
【0035】
基板100は、硬い物質から構成することもでき、柔軟な物質から構成することもできる。例えば、前記基板100は、ガラスまたはプラスチックからなることができる。
【0036】
前記バリア層200は、前記基板100の一面、例えば上面上に形成される。前記バリア層200は、前記基板100に含まれた物質が前記太陽電池層300に拡散するのを防止する役割を果たすとともに、外部の水分や酸素が前記基板100を介して前記太陽電池層300への浸透を防止する役割をする。前記バリア層200は、前記基板100の上面全体に形成することができる。
【0037】
このようなバリア層200は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、アルミニウムなどの金属酸化物、およびアルミニウムなどの金属窒化物などの無機絶縁物からなることができ、化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition;CVD)または原子層堆積法(Atomic Layer Deposition;ALD)などの薄膜蒸着工程によって形成することができる。前記バリア層200は、省略することもできる。
【0038】
前記太陽電池層300は、前記バリア層200の一面、例えば上面上に形成される。
【0039】
前記太陽電池層300は、第1電極301、第1導電性電荷伝達層302、光吸収層303、第2導電性電荷伝達層304、第2電極305、第1端子306、および第2端子307を含んでなる。前記第1導電性電荷伝達層302、光吸収層303、及び第2導電性電荷伝達層304の組み合わせにより、ペロブスカイト太陽電池が構成される。
【0040】
前記第1電極301は、前記バリア層200の一面、例えば上面上に形成されている。前記第1電極301は、金属酸化物などの透明導電物質からなることができる。複数の第1電極301は、第1分離部(P1)を挟んで互いに離隔している。また、前記バリア層200の両端には、前記第1電極301を具備しないことがあり得る。すなわち、最外郭に位置する第1電極301の端部は、前記バリア層200の端部より内側に位置し、それにより太陽電池の構成要素と外部の他の構成との間の電気的接続が遮断され得る。前記第1分離部(P1)では、前記第1電極301が構成されないので、前記バリア層200の上面が露出することができる。
【0041】
前記第1導電性電荷伝達層302は、前記第1電極301の一面、例えば上面上に形成されている。前記第1導電性電荷伝達層302は、前記第1分離部(P1)を充たすように形成され、前記第1導電性電荷伝達層302の下面は、前記バリア層200の上面と接することができる。また、複数の第1導電性電荷伝達層302は、コンタクト部(P2)および第2分離部(P3)を挟んで離隔することができる。最外郭に位置する第1導電性電荷伝達層302の端部は、最外郭に位置する第1電極301の端部より内側に位置することができ、それによって最外郭に位置する前記第1電極301の端部は、外部に露出することができる。
【0042】
前記光吸収層303は、前記第1導電性電荷伝達層302の一面、例えば上面上に形成されている。複数の光吸収層303は、前記コンタクト部(P2)および前記第2分離部(P3)を挟んで離隔することができる。最外郭に位置する光吸収層303の端部は、最外郭に位置する第1導電性電荷伝達層302の端部と一致するようにパターン形成することができる。したがって、最外郭に位置する光吸収層303の端部は、最外郭に位置する前記第1電極301の端部より内側に位置することができ、それによって最外郭に位置する前記第1電極301の端部は、外部に露出することができる。前記光吸収層303は、当技術分野で公知のペロブスカイト化合物からなる。
【0043】
前記第2導電性電荷伝達層304は、前記光吸収層303の一面、例えば上面上に形成されている。複数の第2導電性電荷伝達層304は、前記コンタクト部(P2)および前記第2分離部(P3)を挟んで離隔することができる。最外郭に位置する第2導電性電荷伝達層304の端部は、最外郭に位置する光吸収層303の端部と一致するようにパターン形成することができる。したがって、最外郭に位置する第2導電性電荷伝達層304の端部は、最外郭に位置する第1電極301の端部より内側に位置することができ、それによって最外郭に位置する第1電極301の端部は、外部に露出することができる。
【0044】
前記第1導電性電荷伝達層302が電子輸送層からなる場合、前記第2導電性電荷伝達層304は、正孔輸送層からなり、前記第1導電性電荷伝達層302は、正孔輸送層からなる場合、前記第2導電性電荷伝達層304は電子輸送層からなる。
【0045】
前記電子輸送層は、BCP(Bathocuproine)、C60、またはPCBM(Phenyl-C61-butyric acid methyl ester)などの当業界で公知の様々なN型有機物、ZnO、c-TiO/mp-TiO、SnO、またはIZOなどの当技術分野で公知の様々なN型金属酸化物、およびその他の当技術分野で公知の様々なN型有機または無機物を含んでなることができる。
【0046】
前記正孔輸送層は、Spiro-MeO-TAD、Spiro-TTB、ポリアニリン、ポリピノール、ポリ-3,4-エチレンジオキシチオフェン-ポリスチレンスルホネート(PEDOT-PSS)、またはポリ-[ビス(4-フェニル)(2,4,6-トリメチルフェニル)アミン](PTAA)、ポリ(3-ヘキシルチオフェン-2,5-ジイル)(P3HT)等のような当技術分野で公知の様々なP型有機物、Ni酸化物、Mo酸化物または、V酸化物、W酸化物、Cu酸化物などの当技術分野で公知の様々なP型金属酸化物、およびその他の当技術分野で公知の様々なP型有機または無機物を含んでなることができる。
【0047】
前記第2電極305は、前記第2導電性電荷伝達層304の一面、例えば上面上に形成されている。複数の第2電極305は、前記第2分離部(P3)を挟んで離隔することができる。前記前記第1電極301、第1導電性電荷伝達層302、光吸収層303、第2導電性電荷伝達層304、及び第2電極305の積層構造によって、単位セルが構成されるが、ここで、1つの単位セル内の前記第2電極305は、前記コンタクト部(P2)を介してそれに隣接する他の単位セル内の前記第1電極301と連結し、それによって複数の単位セルが直列に連結することができる。前記第2電極305は、金属物質で形成することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【0048】
最外郭に位置する第2電極305の端部は、最外郭に位置する第2導電性電荷伝達層304の端部と一致するようにパターン形成することができる。したがって、最外郭に位置する第2電極305の端部は、最外郭に位置する第1電極301の端部より内側に位置することができ、それによって最外郭に位置する第1電極301の端部は、外部に露出することができる。
【0049】
前記第1端子306は一側、例えば左側の最外郭に位置する単位セル内の第1電極301の上面上に形成することができ、前記第2端子307は他側、例えば右側の最外郭に位置する単位セル内の第2電極305の上面上に形成することができる。
【0050】
例えば、前記第1端子306は、直列に連結した複数の単位セルの(-)端子として機能することができ、前記第2端子307は、直列に連結した複数の単位セルの(+)端子として機能することができる。
【0051】
前記封止層400は、前記太陽電池層300の一面、例えば上面上に形成される。前記封止層400によって外部の水分や酸素が、前記太陽電池層300に浸透することを防止することができる。したがって、前記封止層400は、前記太陽電池層300の上面全体を覆うように形成されるとともに、外部に露出した前記バリア層200の両端の上面も覆うように形成される。
【0052】
前記封止層400は、単位セルの側面を覆うように形成されるので、単位セルの側面を通って外部の水分や酸素が、単位セルの内部に浸透することを防止することができる。具体的には、前記封止層400は、最外郭の単位セルの側面を覆い、隣接する2つの単位セルの間の領域に具備された第2分離部(P3)の内部を充たすように形成されることにより、全ての単位セルの側面を覆うように形成することができる。また、前記封止層400は、最外郭の単位セルの露出した第1電極301の上面と側面を覆い、また、前記第1端子306と前記第2端子307の上面と側面を覆う。
【0053】
前記封止層400は、第1封止層410および第2封止層420を含んでなることができる。前記第1封止層410は、前記太陽電池層300上で前記太陽電池層300と接するように形成され、前記第2封止層420は、前記第1封止層410上に形成され、前記太陽電池層300とは接しないことがあり得る。
【0054】
前記第1封止層410と前記第2封止層420は、最外郭単位セルの側面を覆い、隣接する2つの単位セル間の領域に具備された第2分離部(P3)の内部を充たすように形成され、最外郭の単位セルの露出した第1電極301の上面と側面を覆い、前記第1端子306と前記第2端子307の上面と側面を覆い、また、露出した前記バリア層200の上面を覆う。
【0055】
ここで、前記第1封止層410は、複数の単位セルのそれぞれにおいて、第1電極301の側面と上面、第1導電性電荷伝達層302の側面、光吸収層303の側面、第2導電性電荷伝達層304の側面、及び第2電極305の側面と上面と接し、また、第1端子306の側面と上面、及び第2端子307の側面と上面と接し、また、バリア層200の上面と接することができる。前記第1封止層410は、窒化シリコンまたは酸化シリコンなどの絶縁物質からなることによって、各単位セルの側面を絶縁することができる。前記第1封止層410は、化学気相成長法(CVD)または原子層堆積法(ATOM)などの薄膜蒸着工程によって形成することができる。
【0056】
前記第2封止層420は、前記前記太陽電池層300と接しないため、たとえ伝導性のある物質を用いても、各単位セルの側面でショートが発生する問題はなく、したがって、前記第2封止層420の物質としては、水分や酸素の浸透を防止できる最適な物質を用いることができる。
【0057】
前記第2封止層420は、金属酸化物または金属酸化窒化物を含んでなることができる。前記金属酸化物は、W、Nb、及びSnからなる群から選択された少なくとも1つの金属の酸化物からなることができ、前記金属酸化窒化物は、W、Nb、及びSnからなる群から選択された少なくとも1つの金属の酸化窒化物からなることができる。例えば、前記金属酸化物は、WO、NbO、およびSnOからなる群から選択することができる。また、前記金属酸化窒化物は、WOxNy、NbOxNy、およびSnOxNyからなる群から選択することができる。前記x及びyは、それぞれ0より大きい。
【0058】
前記第2封止層420は、ドーパント物質がドープされた金属酸化物またはドーパント物質がドープされた金属酸化窒化物を含んでなることができる。このように、前記第2封止層420がドーパント物質をさらに含む場合、光透過率が向上し、太陽電池の効率を向上させることができる。前記ドーパント物質は、前記金属酸化物または金属酸化窒化物中に酸化物を形成させることができる物質を含むことができる。ここで、前記ドーパント物質の酸化物の屈折率が、前記金属酸化物の屈折率または前記金属窒化物の屈折率より低いことが、前記第2封止層420の光透過率を向上させることができ好ましい。ある物質の屈折率が低い場合、反射が減少し、光透過率が向上し得る。前記ドーパント物質の例としては、SiまたはAlを挙げることができる。
【0059】
前記第2封止層420は、互いに異なる物質からなる第1層421および第2層422を含む複数の層からなることができる。このような第2封止層420は、化学気相成長法(CVD)または原子層堆積法(ALD)などの薄膜蒸着工程によって形成することができ、ここで、各々のソース物質をチャンバ内部に供給しながら、酸素またはオゾンプラズマ処理を行うことができる。
【0060】
前記保護層500は、前記封止層400の一面、例えば上面上に形成される。前記保護層500は、前記封止層400の上面全体を覆うように形成することができる。前記保護層500は、ガラスまたはプラスチックからなることができる。
【0061】
図2A図2Cは、本発明の一実施例による太陽電池の製造工程図であり、これは、前述した図1による太陽電池の製造方法に関するものである。したがって、同じ構成に対する反復説明は、省略することにする。
【0062】
まず、図2Aから分かるように、基板100の一面、例えば上面上に前記バリア層200を形成し、前記前記バリア層200の一面、例えば上面上に前記太陽電池層300を形成する。
【0063】
前記太陽電池層300は、まず、前記バリア層200の一面上に第1電極301用の薄膜層を形成した後、レーザースクライビング工程を通じて前記薄膜層の所定領域を除去して、第1分離部(P1)を形成することにより、複数の前記第1電極301を形成し、その後、前記第1電極301上に第1導電性電荷伝達層302、光吸収層303及び第2導電性電荷伝達層304を順に形成し、その後、レーザースクライビング工程を通じて前記第1導電性電荷伝達層302、光吸収層303及び第2導電性電荷伝達層304の所定領域を除去してコンタクト部(P2)を形成し、その後、前記第2導電性電荷伝達層304上に第2電極305用の薄膜層を形成した後、レーザースクライビング工程を通じて前記薄膜層の所定領域を除去して、第2分離部(P3)を形成することにより、前記コンタクト部(P2)を介して前記第1電極301と連結する第2電極305を形成し、その後、一側の最外郭の第1電極301上に第1端子306を形成し、他側の最外郭の第2電極305上に第1端子307を形成する工程によって得ることができる。
【0064】
ここで、前記第1導電性電荷伝達層302、光吸収層303及び第2導電性電荷伝達層304は、蒸着工程で形成することもでき、コーティング工程で形成することもできる。
【0065】
次に、図2Bから分かるように、前記太陽電池層300の一面上に、例えば上面上に第1封止層410と第2封止層420を含む封止層400を形成する。
【0066】
前記第1封止層410と第2封止層420の具体的な構成は、図1と同様であるので、反復する説明は省略することにする。
【0067】
次に、図2Cから分かるように、前記封止層400の一面上に、例えば上面上に保護層500を形成する。
【0068】
図3A図3Cは、本発明の他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、これは、前述した図1による太陽電池の製造方法に関するものである。したがって、同じ構成に対する反復説明は省略することにする。
【0069】
まず、図3Aから分かるように、基板100の一面、例えば上面上にバリア層200を形成し、前記バリア層200の一面、例えば上面上に太陽電池層300を形成する。
【0070】
図3Aの工程は、前述した図2Aの工程と同様であるので、反復する説明は省略することにする。
【0071】
次に、図3Bから分かるように、保護層500の一面に第2封止層420を形成し、前記第2封止層420の一面上に第1封止層410を形成することにより、前記保護層500の一面上に封止層400を形成する。
【0072】
次に、図3Cから分かるように、前記第1封止層410を前記太陽電池層300と接するようにしながら、前記封止層400と前記保護層500を前記太陽電池層300の上面上に加圧積層して、図1のような太陽電池を完成する。
【0073】
前述の図2A図2Cによる方法は、封止層400を太陽電池層300の上面上に直接蒸着形成するので、前記封止層400の蒸着工程中に前記太陽電池層300の損傷を防止するために、前記封止層400の蒸着工程を80~150℃の低温範囲で行うことが好ましい。
【0074】
これに対して、図3A図3Cによる方法は、封止層400を太陽電池層300の上面上に直接に蒸着せずに前記保護層500の上面上に蒸着するので、前記封止層400の蒸着工程中に前記太陽電池層300損傷の恐れがなく、前記封止層400の蒸着工程をより高温範囲、例えば150~250℃の範囲で行うことができる利点があり、それにより、さらに緻密な膜質の封止層400を形成することができる。
【0075】
図4は、本発明の他の実施例による太陽電池の概略的な断面図である。
【0076】
図4から分かるように、本発明の他の実施例による太陽電池は、基板100、バリア層200、太陽電池層300、封止層400、及び保護層500を含んでなる。
【0077】
前記基板100と前記バリア層200は、前述と同じであるので、反復する説明は省略することにする。
【0078】
前記太陽電池層300は、基板型太陽電池310、ペロブスカイト太陽電池320、第1電極301、第2電極305、及び連結ライン340を含んでなる。
【0079】
前記基板型太陽電池310は、半導体基板311、第1半導体層312、第2半導体層313、第3半導体層314、第4半導体層315、第1透明電極層316および第2透明電極層317を含んでなる。
【0080】
前記半導体基板311は、N型半導体ウエハからなることができる。前記半導体基板311の一面と他面、具体的には上面と下面は凹凸構造で形成することができる。それによって、前記半導体基板311の一面上に積層される複数の層、および前記半導体基板311の他面上に積層される複数の層は、前記半導体基板311の凹凸構造に対応する凹凸構造で積層することができる。ただし、前記半導体基板311の一面と他面のうちのいずれか1つの面にのみ凹凸構造を形成することも可能であり、前記半導体基板311の一面と他面の両方に凹凸構造を形成しないこともあり得る。
【0081】
前記第1半導体層312は、前記半導体基板311の一面、例えば上面に形成される。前記第1半導体層312は、化学気相成長法(CVD)や原子層堆積法(ATOM)などの薄膜蒸着工程により形成され、真性半導体層、例えば真性非晶質シリコン層からなることができる。ただし、場合によっては、前記第1半導体層312が微量のドーパント、例えば微量のn型ドーパントがドープされた半導体層、例えば微量のn型ドーパントがドープされた非晶質シリコン層からなることもできる。
【0082】
前記第2半導体層313は、前記第1半導体層312の一面、例えば上面上に形成される。前記第2半導体層313は、薄膜蒸着工程を通じて形成され、前記半導体基板311または前記第1半導体層312と同じ極性である、例えば、n型半導体層からなることができる。前記第2半導体層313は、n型非晶質シリコン層からなることができる。
【0083】
前記第3半導体層314は、前記半導体基板311の他面、例えば下面に形成される。前記第3半導体層314は、薄膜蒸着工程を通じて形成され、真性半導体層、例えば真性非晶質シリコン層からなることができる。ただし、場合によっては、前記第3半導体層314が微量のドーパント、例えば微量のp型ドーパントがドープされた非晶質シリコン層からなることもできる。ここで、前記第3半導体層314にドープされたドーパントの極性は、前記第1半導体層312にドープされたドーパントの極性とは反対である。
【0084】
前記第4半導体層315は、前記第3半導体層314の他面、例えば下面に形成される。前記第4半導体層315は、薄膜蒸着工程を通じて形成され、所定のドーパントがドープされた半導体層からなることができる。ここで、前記第4半導体層315にドープされたドーパントの極性は、前記第2半導体層313にドープされたドーパントの極性と反対である。前記第4半導体層315は、p型非晶質シリコン層からなることができる。
【0085】
前記第1透明電極層316は、前記第2半導体層313の一面、例えば上面に形成される。前記第1透明電極層316は、化学気相成長法(CVD)、原子層堆積法(ALD)、または物理気相成長法(PVD)などの薄膜蒸着工程を通じて形成される。ここで、前記第1透明電極層316は、前記基板型太陽電池310と前記ペロブスカイト太陽電池320の間のバッファ層として機能することができ、前記基板型太陽電池310と前記ペロブスカイト太陽電池320間に別途のバッファ層は必要としない。ただし、図に示していないが、前記基板型太陽電池310と前記ペロブスカイト太陽電池320の間に別途のバッファ層を追加することも可能である。
【0086】
前記第2透明電極層317は、前記第4半導体層315の他面、例えば下面に形成される。前記第2透明電極層317は、化学気相成長法(CVD)、原子層堆積法(ALD)、または物理気相成長法(PVD)などの薄膜蒸着工程を介して形成することもできる。
【0087】
前記ペロブスカイト太陽電池320は、第1導電性電荷伝達層302、光吸収層303、および第2導電性電荷伝達層304を含んでなる。
【0088】
前記第1導電性電荷伝達層302、光吸収層303、及び第2導電性電荷伝達層304の具体的な構成は、前述と同様であるため、反復する説明は省略することにする。
【0089】
前記第1電極301は、前記基板型太陽電池310の第2透明電極層317の他面、例えば下面に形成され、前記第2電極305は、ペロブスカイト太陽電池320の第2導電性電荷伝達層304の一面、例えば上面に形成される。前記第1電極301と前記第2電極305は、太陽電池内部に太陽光が入射できるように所定のパターンで形成することができる。
【0090】
前記基板型太陽電池310、ペロブスカイト太陽電池320、第1電極301、及び第2電極305の組み合わせによって、図4に係る太陽電池の単位セルが構成される。
【0091】
前記連結ライン340は、前記基板型太陽電池310、ペロブスカイト太陽電池320、第1電極301、及び第2電極305の組み合わせからなる複数の単位セルを直列に連結する役割をする。
【0092】
前記連結ライン340は、1つの単位セルの第1電極301およびそれと隣接する他の単位セルの第2電極305との間を電気的に接続し、それによって、前記連結ライン340は、互いに隣接する単位セル間の領域に具備される。
【0093】
前記封止層400は、前記太陽電池層300の一面、例えば上面に形成される。前述の実施例と同様に、前記封止層400は、前記太陽電池層300の上面全体を覆うように形成されるとともに、外部に露出した前記バリア層200の上面も覆うように形成される。
【0094】
前記封止層400は、単位セルの側面を覆うように形成されるので、単位セルの側面を通じて外部の水分や酸素が単位セルの内部に浸透することを防止することができる。具体的には、前記封止層400は、最外郭の単位セルの側面を覆い、それとともに隣接する2つの単位セル間の領域を埋めるように形成されるので、全ての単位セルの側面を覆うように形成することができる。
【0095】
したがって、前記封止層400は、前記基板型太陽電池310の側面を覆うように形成され、具体的には、前記半導体基板311、第1半導体層312、第2半導体層313、第3半導体層314、第4半導体層315、第1透明電極層316および第2透明電極層317のそれぞれの側面を覆うように形成される。また、前記封止層400は、前記ペロブスカイト太陽電池320の側面を覆うように形成され、具体的には、前記第1導電性電荷伝達層302、光吸収層303、及び第2導電性電荷伝達層304のそれぞれの側面を覆うように形成される。また、前記封止層400は、隣接する2つの単位セル間の領域に具備された前記連結ライン340と接するように形成される。
【0096】
前記封止層400は、具体的には図に示していないが、前述した実施例と同様に、第1封止層410および第2封止層420を含んでなることができ、ここで、前記第1封止層410は、前記太陽電池層300上で前記太陽電池層300と接するように形成され、前記第2封止層420は、前記第1封止層410上に形成され、前記太陽電池層300とは接しないことがあり得る。前記第1封止層410および第2封止層420のそれぞれは、2つの単位セル間の領域を埋めるように形成され、それぞれの具体的な構成は前述した実施例と同様であるため、反復する説明は省略することにする。
【0097】
前記保護層500は、前記封止層400の一面、例えば上面上に形成される。前記保護層500は、前記封止層400の上面全体を覆うように形成することができる。
【0098】
図5A図5Cは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、これは、前述した図4による太陽電池の製造方法に関するものである。したがって、同じ構成の反復する説明は省略することにする。
【0099】
まず、図5Aから分かるように、基板100の一面、例えば上面上にバリア層200を形成し、前記バリア層200の一面、例えば上面上に太陽電池層300を形成する。
【0100】
前記太陽電池層300は、基板型太陽電池310を形成し、前記基板型太陽電池310上にペロブスカイト太陽電池320を形成し、前記基板型太陽電池310の下面に第1電極301を形成し、前記ペロブスカイト太陽電池320の上面に第2電極305を形成し、1つの単位セルの第1電極301と他の1つの単位セルの第2電極305を連結ライン340に連結する工程を通じて形成することができる。このように形成された太陽電池層300は、前記バリア層200の上面上に積層することができる。
【0101】
前記基板型太陽電池310は、半導体基板311の上面上に第1半導体層312を形成し、前記第1半導体層312の上面上に第2半導体層313を形成し、前記半導体基板311の下面上に第3半導体層314を形成し、前記第3半導体層314の下面上に第4半導体層315を形成し、前記第2半導体層313の上面上に第1透明電極層316を形成し、そして前記第4半導体層315の下面上に第2透明電極層317を形成する工程により形成することができるが、必ずしもそれに限定されるわけではない。
【0102】
前記ペロブスカイト太陽電池320は、前記第1透明電極層316上に第1導電性電荷伝達層302、光吸収層303及び第2導電性電荷伝達層304を順に形成する工程を通して形成することができる。
【0103】
次に、図5Bから分かるように、前記太陽電池層300の一面上に、例えば上面上に封止層400を形成する。
【0104】
次に、図5Cから分かるように、前記封止層400の一面上に、例えば上面上に保護層500を形成する。
【0105】
図6A図6Cは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、これは、前述した図4による太陽電池の製造方法に関するものである。したがって、同じ構成の反復する説明は省略することにする。
【0106】
まず、図6Aから分かるように、基板100の一面、例えば上面上にバリア層200を形成し、前記バリア層200の一面、例えば上面上に太陽電池層300を形成する。
【0107】
図6Aの工程は、前述した図5Aの工程と同様であるので、反復する説明は省略することにする。
【0108】
次に、図6Bから分かるように、保護層500の一面上に封止層400を形成する。具体的には図に示していないが、前述した図3Bと同様に保護層500の一面上に第2封止層420を形成し、前記第2封止層420の一面上に第1封止層410を形成することにより、前記保護層500の一面上に封止層400を形成することができる。
【0109】
次に、図6Cから分かるように、前記封止層400を前記太陽電池層300と接するようにしながら、前記封止層400と前記保護層500を前記太陽電池層300の上面に加圧積層して図4のような太陽電池を完成する。
【0110】
図7は、本発明のまた他の実施例による太陽電池の概略的な断面図である。
【0111】
図7から分かるように、本発明のまた他の実施例による太陽電池は、基板100、バリア層200、太陽電池層300、封止層400、及び保護層500を含んでなる。
【0112】
前記基板100と前記バリア層200は、前述したのと同じであるので、反復する説明は省略することにする。
【0113】
前記太陽電池層300は、ペロブスカイト太陽電池320、バッファ層330、基板型太陽電池310、電極309、および連結ライン340を含んでなる。
【0114】
前記ペロブスカイト太陽電池320は、前記バリア層200の上面上に順に形成された第1導電性電荷伝達層302、光吸収層303、及び第2導電性電荷伝達層304を含んでなる。
【0115】
ここで、前記ペロブスカイト太陽電池320には分離部(P)が形成され、前記分離部(P)によって複数の単位セルを区分することができる。本実施例における単位セルは、前記ペロブスカイト太陽電池320、バッファ層330、基板型太陽電池310、及び電極309の組み合わせによってなることができる。
【0116】
前記分離部(P)は、前記ペロブスカイト太陽電池320を構成する第1導電性電荷伝達層302、光吸収層303、及び第2導電性電荷伝達層304の所定の領域を除去して形成する。前記分離部(P)は、一次スクライビング工程、特にレーザースクライビング工程を介して形成することができる。前記分離部(P)が形成された領域では、前記バリア層200の上面が露出する。
【0117】
また、前記ペロブスカイト太陽電池320には、コンタクト部(C)が形成されている。
【0118】
前記コンタクト部(C)は、前記分離部(P)と離隔する。前記コンタクト部(C)は、前記光吸収層303および第2導電性電荷伝達層304の所定領域を除去して形成する。前記コンタクト部(C)は、互いに隣接する2つの単位セル間を直列に連結するためのものである。前記コンタクト部(C)は、二次スクライビング工程、特にレーザースクライビング工程を介して形成することができる。前記コンタクト部(C)が形成された領域では、前記第1導電性電荷伝達層302の上面が露出する。
【0119】
前記バッファ層330は、前記ペロブスカイト太陽電池320と前記基板型太陽電池310の間に形成されている。すなわち、前記バッファ層330は、前記ペロブスカイト太陽電池320の上面および前記基板型太陽電池310の下面に形成されている。前記バッファ層330は、単位セル毎に個別に形成されている。前記バッファ層330は、前記コンタクト部(C)と重畳しないように形成することにより、前記バッファ層330によって前記コンタクト部(C)を覆うことなく露出するようにする。
【0120】
前記バッファ層330は、フィルム331および導電層332を含んでなる。
【0121】
前記フィルム331は、複数のホールを具備していて、前記導電層332は、前記複数のホールの内部を充たしている。前記フィルム331は、有機高分子化合物からなることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。前記複数のホールは、前記フィルム331を貫通するように形成され、前記導電層332も前記フィルム331を貫通するように形成することができる。したがって、前記導電層332は、前記ペロブスカイト太陽電池320の最上面、例えば第2導電性電荷伝達層304と接し、さらに、前記基板型太陽電池310の最下面、例えば、第4半導体層315と接することができる。前記複数のホールおよび前記導電層332は、平面図上で横方向および縦方向に延びた格子構造からなることができる。
【0122】
前記基板型太陽電池310は、前記バッファ層320の一面、例えば上面上に形成されている。
【0123】
前記基板型太陽電池310は、半導体基板311、第1半導体層312、第2半導体層313、第3半導体層314、及び第4半導体層315を含んでなる。前記第1半導体層312、第2半導体層313、第3半導体層314、及び第4半導体層315の具体的な構成は、前述した図4と同様であるので、反復する説明は省略することにする。一方、図に示していないが、前述した図4と同様に、前記第2半導体層313の上面に第1透明電極層316を追加で形成し、前記第4半導体層315の下面に第2透明電極層317を追加で形成することもできる。
【0124】
前記電極309は、前記基板型太陽電池310の一面、例えば上面上に形成されている。前記電極309は、太陽光が太陽電池内部に進入できるように所定のパターンで形成することができる。本実施例では、前記ペロブスカイト太陽電池320の第1導電性電荷伝達層302が単位セルの下部電極として機能し、前記電極309が単位セルの上部電極として機能することができる。
【0125】
前記連結ライン340は、前記ペロブスカイト太陽電池320、バッファ層330、基板型太陽電池310、及び電極309の組み合わせからなる複数の単位セル間を直列に連結する役割をする。
【0126】
前記連結ライン340は、1つの単位セルの第1導電性電荷伝達層302およびそれに隣接する他の単位セルの電極309との間を電気的に連結し、それによって、前記連結ライン340は、互いに隣接する単位セル間の領域に具備される。
【0127】
前記封止層400は、前記太陽電池層300の一面、例えば上面上に形成される。前述した実施例と同様に、前記封止層400は、前記太陽電池層300の上面全体を覆うように形成され、同時に外部に露出した前記バリア層200の上面も覆うように形成される。
【0128】
前記封止層400は、単位セルの側面を覆うように形成されているので、単位セルの側面を通って外部の水分や酸素が単位セルの内部に浸透することを防止することができる。具体的には、前記封止層400は、最外郭の単位セルの側面を覆い、それとともに隣接する2つの単位セル間の領域を埋めるように形成されるので、全ての単位セルの側面を覆うように形成することができる。
【0129】
したがって、前記封止層400は、前記基板型太陽電池310の側面を覆うように形成され、具体的には、前記半導体基板311、第1半導体層312、第2半導体層313、第3半導体層314および第4半導体層315のそれぞれの側面を覆うように形成される。また、前記封止層400は、前記ペロブスカイト太陽電池320の側面を覆うように形成され、具体的には、前記第1導電性電荷伝達層302、光吸収層303、及び第2導電性電荷伝達層304のそれぞれの側面を覆うように形成される。また、前記封止層400は、バッファ層320の側面を覆うように形成される。また、前記封止層400は、隣接する2つの単位セル間の領域に具備された前記連結ライン340と接するように形成される。特に、前記封止層400は、前記コンタクト部(C)を充たすように形成される。また、前記封止層400は、前記分離部(P)を充たすように形成することができる。
【0130】
前記封止層400は、具体的には示していないが、前述した実施例と同様に、第1封止層410と第2封止層420を含んでなることができ、ここで前記第1封止層410は、前記太陽電池層300上で前記太陽電池層300と接するように形成され、前記第2封止層420は、前記第1封止層410上に形成され、前記太陽電池層300とは接しないことがあり得る。前記第1封止層410および第2封止層420のそれぞれは、2つの単位セル間の領域を埋めるように形成され、それぞれの具体的な構成は前述の実施例と同様であるため、反復する説明は省略することにする。
【0131】
前記保護層500は、前記封止層400の一面、例えば上面上に形成される。前記保護層500は、前記封止層400の上面全体を覆うように形成することができる。
【0132】
図8A図8Cは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、これは、前述した図7による太陽電池の製造方法に関するものである。したがって、同じ構成の反復する説明は省略することにする。
【0133】
まず、図8Aから分かるように、基板100の一面、例えば上面上にバリア層200を形成し、前記バリア層200の一面、例えば上面上に太陽電池層300を形成する。
【0134】
前記太陽電池層300は、ペロブスカイト太陽電池320を形成し、前記ペロブスカイト太陽電池320上にバッファ層330を形成し、前記バッファ層330上に基板型太陽電池310を形成し、前記基板型太陽電池310上に電極309を形成し、1つの単位セルの第1導電性電荷伝達層302とは異なる1つの単位セルの電極309を連結ライン340に連結する工程を通じて形成することができる。
【0135】
前記ペロブスカイト太陽電池320は、前記バリア層200上に第1導電性電荷伝達層302、光吸収層303及び第2導電性電荷伝達層304を順に形成し、一次スクライビング工程を通じて分離部(P)を形成し、二次スクライビング工程を通じてコンタクト部(C)を形成する工程を通じて形成することができる。
【0136】
前記バッファ層330は、前記ペロブスカイト太陽電池320上に複数のホールを具備したフィルム331を形成し、前記複数のホール内部に導電層332を充たす工程を通じて形成することができる。
【0137】
前記基板型太陽電池310は、半導体基板311の上面上に第1半導体層312を形成し、前記第1半導体層312の上面上に第2半導体層313を形成し、前記半導体基板311の下面上に第3半導体層314を形成し、前記第3半導体層314の下面上に第4半導体層315を形成する工程を通じて形成することができ、形成された前記基板型太陽電池310は、前記バッファ層330上に積層することができる。
【0138】
次に、図8Bから分かるように、前記太陽電池層300の一面上に、例えば上面上に封止層400を形成する。
【0139】
次に、図8Cから分かるように、前記封止層400の一面上に、例えば上面上に保護層500を形成する。
【0140】
図9A図9Cは、本発明のまた他の実施例による太陽電池の製造工程図であり、これは、前述した図7による太陽電池の製造方法に関するものである。したがって、同じ構成の反復する説明は省略することにする。
【0141】
まず、図9Aから分かるように、基板100の一面、例えば上面上にバリア層200を形成し、前記バリア層200の一面、例えば上面上に太陽電池層300を形成する。
【0142】
図9Aの工程は、前述した図8Aの工程と同様であるので、反復する説明は省略することにする。
【0143】
次に、図9Bから分かるように、保護層500の一面上に封止層400を形成する。具体的には図に示していないが、前述した図3Bと同様に保護層500の一面上に第2封止層420を形成し、前記第2封止層420の一面上に第1封止層410を形成することにより、前記保護層500の一面上に封止層400を形成することができる。
【0144】
次に、図9Cから分かるように、前記封止層400を前記太陽電池層300と接するようにしながら、前記封止層400と前記保護層500を前記太陽電池層300の上面に加圧積層して、図4のような太陽電池を完成する。
【0145】
以上、添付の図を参照して本発明の実施例をさらに詳細に説明したが、本発明は必ずしもこのような実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想から逸脱しない範囲内で多様に変形して実施することができる。したがって、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。したがって、以上で記述した実施例はすべての点で例示的なものであり、限定的なものではないと理解されなければならない。本発明の保護範囲は、請求の範囲によって解釈されなければならず、それと同等の範囲内にあるすべての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されなければならない。
図1
図2A
図2B
図2C
図3A
図3B
図3C
図4
図5A
図5B
図5C
図6A
図6B
図6C
図7
図8A
図8B
図8C
図9A
図9B
図9C
【国際調査報告】