薄膜太陽電池の製造方法
【課題】レーザを利用して単位セル別に反射物質層をパターニングする工程による短絡不良問題を改善し、薄膜太陽電池の光変換効率を向上させる。
【解決手段】基板上に複数の単位セルを区分する段階と；複数の単位セルで区分される基板上に複数の第１分離ラインにより単位セル別に対応する複数の透明導電層を形成する段階と；複数の透明導電層の上部に複数の第２分離ラインにより単位セル別に分離された光吸収層を形成する段階と；複数の第２分離ラインと離隔された一側に単位セル別に光吸収層を切断する第３分離ラインを形成する段階と；第３分離ラインと対応する位置にシルクスクリーンを装着して、導電性ペーストを塗布して反射物質層を形成する段階と；反射物質層を焼結して単位セル別に複数の反射電極を形成する段階を含むことを特徴とする。
【解決手段】基板上に複数の単位セルを区分する段階と；複数の単位セルで区分される基板上に複数の第１分離ラインにより単位セル別に対応する複数の透明導電層を形成する段階と；複数の透明導電層の上部に複数の第２分離ラインにより単位セル別に分離された光吸収層を形成する段階と；複数の第２分離ラインと離隔された一側に単位セル別に光吸収層を切断する第３分離ラインを形成する段階と；第３分離ラインと対応する位置にシルクスクリーンを装着して、導電性ペーストを塗布して反射物質層を形成する段階と；反射物質層を焼結して単位セル別に複数の反射電極を形成する段階を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜太陽電池の製造方法に係り、さらに詳細にはレーザを利用して各パターンを形成する過程で発生する短絡不良を未然に防止できる薄膜太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、薄膜太陽電池は、ｐ−ｎ接合で構成されたダイオードで、光吸収層として用いられる物質によって多様な種類に区分される。このような光吸収層としてシリコンを用いる太陽電池は、結晶質基板型の太陽電池と、非晶質の薄膜太陽電池とに区分される。それ以外に、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ２）やＣｄＴｅを利用する化合物薄膜太陽電池、III−Ｖ族太陽電池、染料感応太陽電池及び有機太陽電池が代表的な太陽電池と言える。
【０００３】
前述した多結晶シリコンを利用するバルク型結晶質太陽電池が主に使われているが、このような結晶質太陽電池は、高価なシリコン原料を多量に用いるだけでなく製造工程が複雑な関係で生産単価を上昇させる要因として作用している。
【０００４】
最近では、高価なシリコン基板の代わりに、ガラス、金属、プラスチックのような低価な基板上に薄膜状に太陽電池を製造することにより生産単価を減らそうという研究が行なわれている。
【０００５】
以下、添付した図面を参照して従来による薄膜太陽電池に対して説明する。
【０００６】
図１は、従来による薄膜太陽電池を概略的に示した断面図である。
【０００７】
図示したように、従来による薄膜太陽電池５は、ガラスやプラスチックで構成された基板１０と、基板１０の上部面に単位セルＣ別に形成された透明導電層３０と、透明導電層３０の上部面に順に形成されたｐ型非晶質シリコン層４０ａ、ｉ型非晶質シリコン層４０ｂ及びｎ型非晶質シリコン層４０ｃを含むｐ−ｉ−ｎ構造の光吸収層４０と、光吸収層４０の上部に単位セルＣ別に形成された反射電極５０を含む。
【０００８】
図面に詳細に提示しなかったが、透明導電層３０、光吸収層４０及び反射電極５０が形成された基板１０は、表面に高分子物質層（図示せず）及び接着層（図示せず）が順に形成された基板（図示せず）と対向合着される構造で形成される。
【０００９】
ここで、反射電極５０は反射率が優れたアルミニウム（Ａｌ）と銀（Ａｇ）を含む導電性物質グループのうち選択された一つで構成されるので、光吸収層４０を通過する光の散乱特性を極大化する機能をする。
【００１０】
前述した薄膜太陽電池５は基板１０を通過する光がｐ型非晶質シリコン層４０ａを透過してｉ型非晶質シリコン層４０ｂに吸収されて、ｉ型非晶質シリコン層４０ｂ内で非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）の光学的バンドギャップ（band gap）より大きいエネルギーを有する光によって電子と正孔を生成するようになる。このようなｉ型非晶質シリコン層４０ｂで発生された電子と正孔は、内部電界によりｐ型非晶質シリコン層４０ａとｎ型非晶質シリコン層４０ｃに収集されて、外部電極である透明導電層３０と反射電極５０を介して外部回路に供給される。これを介して、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換できるようになる。
【００１１】
以下、従来による薄膜太陽電池の製造方法を図面を参照してさらに具体的に説明する。
【００１２】
図２Ａないし図２Ｅは、従来による薄膜太陽電池の製造方法を工程順序に従って順次示した工程断面図である。
【００１３】
図２Ａに示したように、ガラスや金属材質で構成された基板１０上に単位セルＣ別に区分する段階を行う。次に、単位セルＣ別に区分された基板１０上にインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯｘ）、酸化亜鉛（ＺｎＯｘ）を含む透明な導電性酸化物質グループのうち選択された一つで透明導電物質層３２を形成する。透明導電物質層３２は５０００Å以上の厚さで形成することが好ましい。
【００１４】
透明導電物質層３２はスパターリング法を利用した蒸着工程により形成されることができる。また、透明な導電性酸化物質を含むゾル−ゲル溶液をスプレー方式で噴射して基板１０上に直接塗布またはプリンティングするスプレー法を利用することができる。
【００１５】
図２Ｂに示したように、透明導電物質層（図２Ａの３２）が形成された基板１０と離隔された上部に第１レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第１レーザ加工装置を利用した第１レーザカッティング工程で透明導電物質層をパターニングするようになれば、第１幅Ｗ１で設計された複数の第１分離ラインＳＬ１により等間隔を維持して離隔される透明導電層３０が単位セルＣ別に形成される。ここで、第１レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は１０６４ｎｍに設定することが好ましい。
【００１６】
このような第１レーザカッティング工程により透明導電層３０間の空間、すなわち第１分離ラインＳＬ１に対応した基板１０は外部に露出される。
【００１７】
図２Ｃに示したように、透明導電層３０が形成された基板１０上にｐ型シリコン層４０ａ、ｉ型シリコン層４０ｂ及びｎ型シリコン層４０ｃを順に積層してｐ−ｉ−ｎ構造の光吸収物質層（図示せず）を順次積層形成する。
【００１８】
次に、光吸収物質層が形成された基板１０と離隔された上部に第２レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第２レーザ加工装置を利用した第２レーザカッティング工程で光吸収物質層をパターニングするようになれば、第１分離ラインＳＬ１と離隔された一側に第２幅Ｗ２で設計された第２分離ラインＳＬ２により単位セルＣ別に分離された光吸収層４０がそれぞれ形成される。ここで、第２レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は５３２ｎｍに設定することが好ましい。
【００１９】
図２Ｄに示したように、光吸収層４０が形成された基板１０の上部に反射率が優れたアルミニウム（Ａｌ）と銀（Ａｇ）を含む導電性物質グループのうち選択された一つを蒸着して反射物質層５２を形成する。ここで、反射物質層５２はスパッタリング工程を介した蒸着工程を介して形成される。
【００２０】
図２Ｅに示したように、光吸収層４０及び反射物質層（図２Ｄの５２）が形成された基板１０と離隔された上部に第３レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第３レーザ加工装置を利用した第３レーザカッティング工程で反射物質層と、反射物質層の下部に位置する光吸収層４０を一括してパターニングするようになれば、第１及び第２分離ラインＳＬ１、ＳＬ２と離隔された一側に第３幅Ｗ３で設計された第３分離ラインＳＬ３により単位セルＣ別に等間隔を維持して離隔される複数の反射電極５０がそれぞれ形成される。ここで、第３レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は５３２ｎｍに設定することが好ましい。
【００２１】
前述した第３レーザカッティング工程を介して第３分離ラインＳＬ３に対応した部分に位置する透明導電層３０が外部に露出される。
【００２２】
図面には詳細に提示しなかったが、第３レーザカッティング工程を行う場合、基板１０の最外廓縁に対応した部分ではレーザの焦点が合わなく単位セルＣ間の切断が完壁に行われない場合がたびたび発生している。このような問題を解決するために、第３レーザカッティング工程と垂直交差する方向で第４レーザカッティング工程をさらに行うこともできる。このような第４レーザカッティング工程は、反射物質層、光吸収層４０及び透明導電層３０を一括して切断する工程を介して基板１０の最外廓縁に対応する部分を絶縁させることができるようになる。ここで、第４レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は５３２ｎｍ及び１０６４ｎｍが全て用いられる。
【００２３】
以上で、従来による薄膜太陽電池を製作することができるようになる。
【００２４】
前述した薄膜太陽電池５において、光吸収層４０は溶融点が１０００℃以上のシリコン系列の物質からなるに対し、反射電極５０は金属物質のうちでも相対的に溶融点が６６０℃程度で非常に低いアルミニウムや銀を含む導電性物質グループのうち選択されたいずれか一つで形成している。
【００２５】
ここで、前述した第３レーザカッティング工程はレーザを利用して光吸収層４０と反射物質層を一括して切断する工程であって、レーザの照射時に瞬間的な熱が発生する。レーザの照射時発生した熱は反射物質層にそのまま伝達されて反射物質層が溶融される結果をもたらす。このような理由で反射電極５０と透明導電層３０が電気的に連結される短絡不良による光変換効率の低下問題が発生している。
【００２６】
これに対しては、添付した図面を参照して以下さらに詳細に説明する。
【００２７】
図３Ａは、図２ＥのＡ部分を拡大して示した断面図であって、図３Ｂは図３ＡのＢ部分に対応するシミュレーションである。
【００２８】
図３Ａ及び図３Ｂに示したように、基板１０上に透明導電層３０と光吸収層４０が単位セル（図２ＥのＣ）別に形成され、透明導電層３０及び光吸収層４０の上部には第３分離ラインＳＬ３を間に置いて反射電極５０が離隔形成される。
【００２９】
第３分離ラインＳＬ３はレーザを利用して金属物質層（図２Ｄの５２）と光吸収層４０を一括して切断する過程でレーザの照射による熱の発生で金属物質層が溶融されて、反射電極５０と光吸収層４０の下部面に位置する透明金属層３０が互いに電気的に連結される短絡不良を誘発することができる。このような短絡不良は基板１０上の任意の位置で発生するという側面で薄膜太陽電池の光変換効率を急激に阻害する要因として作用するようになる。
【００３０】
すなわち、光吸収層４０が一つの単位電池に分けられる構造に設計される薄膜太陽電池において、短絡不良により直列に連結することでなく並列に連結されたり、光吸収層４０で生成された電子とホールが再び再結合されてキャリアの濃度を減少させる要因として作用し、薄膜太陽電池の光変換効率を急激に阻害する問題が発生している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
本発明は前述した問題を解決するためになされたもので、レーザを利用して単位セル別に反射物質層をパターニングする工程による短絡不良問題を改善することにより薄膜太陽電池の光変換効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
前述した目的を達成するために、本発明による薄膜太陽電池の製造方法は、基板上に複数の単位セルを区分する段階と、前記複数の単位セルで区分される基板上に複数の第１分離ラインにより前記単位セル別に対応する複数の透明導電層を形成する段階と、前記複数の透明導電層の上部に複数の第２分離ラインにより前記単位セル別に分離された光吸収層を形成する段階と、前記複数の第２分離ラインと離隔された一側に前記単位セル別に光吸収層を切断する第３分離ラインを形成する段階と、前記第３分離ラインと対応する位置にシルクスクリーンを装着し、導電性ペーストを塗布して反射物質層を形成する段階と、前記反射物質層を焼結して単位セル別に複数の反射電極を形成する段階とを含む。
【００３３】
また、基板上に複数の単位セルを区分する段階と、前記複数の単位セルで区分される基板上に第１分離ラインにより前記単位セル別に対応する複数の透明導電層を形成する段階と、前記複数の透明導電層の上部に複数の第２分離ラインにより前記単位セル別に分離された光吸収層を形成する段階と、前記複数の第２分離ラインと離隔された一側に前記単位セル別に光吸収層を切断する第３分離ラインを形成する段階と、前記第３分離ラインと対応する位置にシルクスクリーンを装着し、液相の導電性物質が充填されたシリンジを利用して選択的に反射物質層を滴下する段階と、前記反射物質層を焼結して単位セル別に複数の反射電極を形成する段階とを含む。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、スクリーンプリンティングやインクジェットプリンティング方式を適用して反射電極と透明金属層間の短絡不良を未然に防止することにより、薄膜太陽電池の光変換効率を向上させることができ、真空蒸着工程の排除により工程単純化を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来による薄膜太陽電池を概略的に示した断面図。
【図２Ａ】従来による薄膜太陽電池の製造方法を工程順序に従って順次示すための工程断面図。
【図２Ｂ】図２Ａに続く工程断面図。
【図２Ｃ】図２Ｂに続く工程断面図。
【図２Ｄ】図２Ｃに続く工程断面図。
【図２Ｅ】図２Ｄに続く工程断面図。
【図３Ａ】図２ＥのＡ部分を拡大して示した断面図。
【図３Ｂ】図３ＡのＢ部分に対応するシミュレーション。
【図４Ａ】本発明の第１の実施の形態による薄膜太陽電池の製造方法を工程順序に従って順次示すための工程断面図。
【図４Ｂ】図４Ａに続く工程断面図。
【図４Ｃ】図４Ｂに続く工程断面図。
【図４Ｄ】図４Ｃに続く工程断面図。
【図４Ｅ】図４Ｄに続く工程断面図。
【図５Ａ】本発明の第２の実施の形態による薄膜太陽電池の製造方法を工程順序に従って順次示すための工程断面図。
【図５Ｂ】図５Ａに続く工程断面図。
【図５Ｃ】図５Ｂに続く工程断面図。
【図５Ｄ】図５Ｃに続く工程断面図。
【図５Ｅ】図５Ｄに続く工程断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
−−−第１の実施の形態−−−
【００３７】
本発明の第１の実施の形態は、スクリーンプリンティングを利用して反射電極を形成することを特徴とする。
【００３８】
以下、本発明の第１の実施の形態による薄膜太陽電池の製造方法について説明する。
【００３９】
図４Ａないし図４Ｅは、本発明の第１の実施の形態による薄膜太陽電池の製造方法を工程順序に従って順次示した工程断面図である。
【００４０】
図４Ａに示したように、ガラスや金属材質で構成された基板１１０上に単位セルＣ別に区分する段階を行う。次に、単位セルＣ別に区分された基板１１０上にインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯｘ）、酸化亜鉛（ＺｎＯｘ）を含む透明な導電性酸化物質グループのうち選択された一つで透明導電物質層１３２を形成する。透明導電物質層１３２は５０００Å以上の厚さで形成することが好ましい。
【００４１】
透明導電物質層１３２はスパターリング法を利用した蒸着工程により形成される。また、透明な導電性酸化物質を含むゾル−ゲル溶液をスプレー方式により噴射して基板１１０上に直接塗布またはプリンティングするスプレー法を利用することができる。
【００４２】
図４Ｂに示したように、透明導電物質層（図４Ａの１３２）が形成された基板１１０と離隔された上部に第１レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第１レーザ加工装置を利用した第１レーザカッティング工程で透明導電物質層をパターニングするようになれば、第１幅Ｗ１で設計された複数の第１分離ラインＳＬ１により等間隔を維持して離隔される透明導電層１３０が単位セルＣ別に形成される。ここで、第１レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は１０６４ｎｍに設定することが好ましい。
【００４３】
このような第１レーザカッティング工程により透明導電層１３０間の空間、すなわち第１分離ラインＳＬ１に対応した基板１１０は外部に露出される。
【００４４】
図４Ｃに示したように、透明導電層１３０が形成された基板１１０上に、ｐ型シリコン層１４０ａ、ｉ型シリコン層１４０ｂ及びｎ型シリコン層１４０ｃを順に積層してｐ−ｉ−ｎ構造の光吸収物質層（図示せず）を順次積層形成する。
【００４５】
次に、光吸収物質層が形成された基板１１０と離隔された上部に第２レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第２レーザ加工装置を利用した第２レーザカッティング工程で光吸収物質層をパターニングするようになれば、第１分離ラインＳＬ１と離隔された一側に第２幅Ｗ２で設計された第２分離ラインＳＬ２により単位セルＣ別に分離された光吸収層１４０がそれぞれ形成される。ここで、第２レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は５３２ｎｍに設定することが好ましい。
【００４６】
次に、第２分離ラインＳＬ２を含む光吸収層１４０が形成された基板１１０と離隔された上部に第３レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第３レーザ加工装置を利用した第３レーザカッティング工程で第２分離ラインＳＬ２と離隔された一側に対応した光吸収層１４０をパターニングするようになれば、単位セルＣ別に光吸収層１４０の一部分が除去された第３分離ラインＳＬ３が第２分離ラインＳＬ２と離隔された一側にそれぞれ対応形成される。
【００４７】
図４Ｄに示したように、第２分離ラインＳＬ２と第３分離ラインＳＬ３を含む光吸収層１４０と離隔された上部で第３分離ラインＳＬ３と対応する位置にシルクスクリーンＳＣを装着して、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）及びカドミウム（Ｃｄ）を含む導電性ペーストのうち選択されたいずれか一つを塗布して反射物質層１５２を形成する。ここで、導電性ペーストは粘性を確保するための一環で炭素系列の高分子物質からなるバインダーがさらに含まれることができる。
【００４８】
このような塗布工程は導電性ペーストをスクイズ（図示せず）で押し入れる方式で行われ、シルクスクリーンＳＣを除いた基板１１０上の全面に対応して均一に塗布するようになる。ここで、反射物質層１５２の粘度は５００〜５０，０００ｃｐの範囲に設定することが好ましい。特に、第３分離ラインＳＬ３は２０〜１００μｍの線幅で設計することが好ましい。
【００４９】
次に、反射物質層１５２を２００〜５００℃の範囲で焼結することを通じて炭素系列の高分子物質からなるバインダーを除去する段階を行う。
【００５０】
図４Ｅに示したように、前述した焼結工程を完了するようになれば、基板１１０上には第３分離ラインＳＬ３を除いた単位セルＣ別にアルミニウム、銀、銅、モリブデン、チタン及びカドミウムのうち選択されたいずれか一つで構成される反射電極１５０がそれぞれ形成される。
【００５１】
したがって、本発明の第１の実施の形態では、レーザを利用した切断工程の代わりにスクリーン印刷法を適用して選択的に反射電極１５０を形成することが可能である。すなわち、レーザを利用した切断工程が使われなく、レーザに比べて相対的に低温で工程が行われるので、反射電極１５０と透明導電層１３０が電気的に連結される短絡不良を未然に防止できる長所がある。したがって、薄膜太陽電池の光変換効率を向上させることができるようになる。
【００５２】
特に、ペースト状態の金属物質を塗布する方式で工程が行われるので、真空装備を利用した蒸着工程に比べて工程を単純化することができ、生産収率を改善することができる効果がある。
【００５３】
以上で、本発明の第１の実施の形態による薄膜太陽電池を製作することができる。
【００５４】
−−−第２の実施の形態−−−
【００５５】
本発明の第２の実施の形態は、インクジェットプリンティング方式で反射電極を形成することを特徴とする。
【００５６】
以下、添付した図面を参照して本発明の第２の実施の形態による薄膜太陽電池の製造方法について説明する。
【００５７】
図５Ａないし図５Ｅは、本発明の第２の実施の形態による薄膜太陽電池の製造方法を工程順序に従って順次示した工程断面図である。
【００５８】
図５Ａに示したように、ガラスや金属材質で構成された基板２１０上に単位セルＣ別に区分する段階を行う。次に、単位セルＣ別に区分された基板２１０上にインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯｘ）、酸化亜鉛（ＺｎＯｘ）を含む透明な導電性酸化物質グループのうち選択された一つで透明導電物質層２３２を形成する。透明導電物質層２３２は５０００Å以上の厚さで形成することが好ましい。
【００５９】
前記透明導電物質層２３２はスパターリング法を利用した蒸着工程により形成される。また、透明な導電性酸化物質を含むゾル−ゲル溶液をスプレー方式により噴射して基板２１０上に直接塗布またはプリンティングするスプレー法を利用することができる。
【００６０】
図５Ｂに示したように、前記透明導電物質層（図５Ａの２３２）が形成された基板２１０と離隔された上部に第１レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第１レーザ加工装置を利用した第１レーザカッティング工程で透明導電物質層をパターニングするようになれば、第１幅Ｗ１で設計された複数の第１分離ラインＳＬ１により等間隔を維持して離隔される透明導電層２３０が単位セルＣ別に形成される。ここで、第１レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は１０６４ｎｍに設定することが好ましい。
【００６１】
このような第１レーザカッティング工程により透明導電層２３０間の空間、すなわち第１分離ラインＳＬ１に対応した基板２１０は外部に露出される。
【００６２】
図５Ｃに示したように、透明導電層２３０が形成された基板２１０上にｐ型シリコン層２４０ａ、ｉ型シリコン層２４０ｂ及びｎ型シリコン層２４０ｃを順に積層してｐ−ｉ−ｎ構造の光吸収物質層（図示せず）を順次積層形成する。
【００６３】
次に、光吸収物質層が形成された基板２１０と離隔された上部に第２レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第２レーザ加工装置を利用した第２レーザカッティング工程で光吸収物質層をパターニングするようになれば、第１分離ラインＳＬ１と離隔された一側に第２幅Ｗ２で設計された第２分離ラインＳＬ２により単位セルＣ別に分離された光吸収層２４０がそれぞれ形成される。ここで、第２レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は５３２ｎｍに設定することが好ましい。
【００６４】
次に、第２分離ラインＳＬ２を含む光吸収層２４０が形成された基板２１０と離隔された上部に第３レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第３レーザ加工装置を利用した第３レーザカッティング工程で第２分離ラインＳＬ２と離隔された一側に対応した光吸収層２４０をパターニングするようになれば、単位セルＣ別に光吸収層２４０の一部分が除去された第３分離ラインＳＬ３が第２分離ラインＳＬ２と離隔された一側にそれぞれ対応形成される。
【００６５】
図５Ｄに示したように、第２分離ラインＳＬ２と第３分離ラインＳＬ３を含む光吸収層２４０と離隔された上部で第３分離ラインＳＬ３と対応する位置にシルクスクリーンＳＣを装着して、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）及びカドミウム（Ｃｄ）を含む液相の導電性物質のうち選択された一つを注入装置２７０を利用して選択的に滴下して反射物質層２５２を形成する。ここで、液相の導電性物質は炭素系列の高分子物質からなる分散剤をさらに含めることができる。
【００６６】
注入装置２７０は、図示していない貯蔵タンクから液相の導電性物質を供給を受ける供給管２７０ａと、供給管２７０ａからの液相の導電性物質を臨時保存するシリンジ２７０ｂと、シリンジ２７０ｂからの液相の導電性物質を適当な量で噴射するノズル２７０ｃを含む。
【００６７】
このような滴下工程は、液相の導電性物質をシリンジ２７０ｂを利用してシルクスクリーンＳＣを除いた基板２１０上の全面に対応して均一に滴下する方式を通じて単位セルＣ別に選択的に反射物質層２５２を順次形成することができる。ここで、反射物質層２５２の粘度は１〜３０ｃｐの範囲に設定することが好ましい。特に、第３分離ラインＳＬ３は２０〜５０μｍの線幅で設計することが好ましい。
【００６８】
次に、反射物質層２５２を２００〜５００℃の範囲で焼結することを通じて炭素系列の高分子物質からなる分散剤を除去する段階を行う。
【００６９】
図５Ｅに示したように、前述した焼結工程を完了するようになれば、基板２１０上には第３分離ラインＳＬ３を除いた単位セルＣ別にアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）及びカドミウム（Ｃｄ）のうち選択されたいずれか一つで構成される反射電極１５０がそれぞれ形成される。
【００７０】
したがって、本発明の第２の実施の形態では、レーザを利用した切断工程の代わりにインクジェット印刷法を適用して選択的に反射電極２５０を形成することが可能である。すなわち、レーザを利用した切断工程が使われなく、レーザに比べて相対的に低温で工程が行われるので、反射電極２５０と透明導電層２３０が電気的に連結される短絡不良を未然に防止できる長所がある。したがって、薄膜太陽電池の光変換効率を向上させることができるようになる。
【００７１】
特に、液相の金属物質を滴下する方式で工程が行われるので、真空装備を利用した蒸着工程に比べて工程を単純化することができ、生産収率を改善することができる効果がある。
【００７２】
上述した実施の形態では、単一接合構造の薄膜太陽電池に対して一貫して説明したが、これは一例に過ぎなくタンデム構造及びトリプル構造にも同じく適用することができることは、当業者において自明な事実であるので、その説明は省略するようにする。
【００７３】
したがって、本発明は、第１及び第２の実施の形態に限られるのではなく、本発明の精神及び思想を逸脱しない限度内で多様に変形及び変更することができるということは自明な事実である。
【符号の説明】
【００７４】
１１０：基板
Ｃ：単位セル
１３０：透明導電層
１４０：光吸収層
１５２：反射物質層
ＳＣ：シルクスクリーン
ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３：第１、第２、第３分離ライン
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３：第１、第２、第３幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜太陽電池の製造方法に係り、さらに詳細にはレーザを利用して各パターンを形成する過程で発生する短絡不良を未然に防止できる薄膜太陽電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、薄膜太陽電池は、ｐ−ｎ接合で構成されたダイオードで、光吸収層として用いられる物質によって多様な種類に区分される。このような光吸収層としてシリコンを用いる太陽電池は、結晶質基板型の太陽電池と、非晶質の薄膜太陽電池とに区分される。それ以外に、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ２）やＣｄＴｅを利用する化合物薄膜太陽電池、III−Ｖ族太陽電池、染料感応太陽電池及び有機太陽電池が代表的な太陽電池と言える。
【０００３】
前述した多結晶シリコンを利用するバルク型結晶質太陽電池が主に使われているが、このような結晶質太陽電池は、高価なシリコン原料を多量に用いるだけでなく製造工程が複雑な関係で生産単価を上昇させる要因として作用している。
【０００４】
最近では、高価なシリコン基板の代わりに、ガラス、金属、プラスチックのような低価な基板上に薄膜状に太陽電池を製造することにより生産単価を減らそうという研究が行なわれている。
【０００５】
以下、添付した図面を参照して従来による薄膜太陽電池に対して説明する。
【０００６】
図１は、従来による薄膜太陽電池を概略的に示した断面図である。
【０００７】
図示したように、従来による薄膜太陽電池５は、ガラスやプラスチックで構成された基板１０と、基板１０の上部面に単位セルＣ別に形成された透明導電層３０と、透明導電層３０の上部面に順に形成されたｐ型非晶質シリコン層４０ａ、ｉ型非晶質シリコン層４０ｂ及びｎ型非晶質シリコン層４０ｃを含むｐ−ｉ−ｎ構造の光吸収層４０と、光吸収層４０の上部に単位セルＣ別に形成された反射電極５０を含む。
【０００８】
図面に詳細に提示しなかったが、透明導電層３０、光吸収層４０及び反射電極５０が形成された基板１０は、表面に高分子物質層（図示せず）及び接着層（図示せず）が順に形成された基板（図示せず）と対向合着される構造で形成される。
【０００９】
ここで、反射電極５０は反射率が優れたアルミニウム（Ａｌ）と銀（Ａｇ）を含む導電性物質グループのうち選択された一つで構成されるので、光吸収層４０を通過する光の散乱特性を極大化する機能をする。
【００１０】
前述した薄膜太陽電池５は基板１０を通過する光がｐ型非晶質シリコン層４０ａを透過してｉ型非晶質シリコン層４０ｂに吸収されて、ｉ型非晶質シリコン層４０ｂ内で非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）の光学的バンドギャップ（band gap）より大きいエネルギーを有する光によって電子と正孔を生成するようになる。このようなｉ型非晶質シリコン層４０ｂで発生された電子と正孔は、内部電界によりｐ型非晶質シリコン層４０ａとｎ型非晶質シリコン層４０ｃに収集されて、外部電極である透明導電層３０と反射電極５０を介して外部回路に供給される。これを介して、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換できるようになる。
【００１１】
以下、従来による薄膜太陽電池の製造方法を図面を参照してさらに具体的に説明する。
【００１２】
図２Ａないし図２Ｅは、従来による薄膜太陽電池の製造方法を工程順序に従って順次示した工程断面図である。
【００１３】
図２Ａに示したように、ガラスや金属材質で構成された基板１０上に単位セルＣ別に区分する段階を行う。次に、単位セルＣ別に区分された基板１０上にインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯｘ）、酸化亜鉛（ＺｎＯｘ）を含む透明な導電性酸化物質グループのうち選択された一つで透明導電物質層３２を形成する。透明導電物質層３２は５０００Å以上の厚さで形成することが好ましい。
【００１４】
透明導電物質層３２はスパターリング法を利用した蒸着工程により形成されることができる。また、透明な導電性酸化物質を含むゾル−ゲル溶液をスプレー方式で噴射して基板１０上に直接塗布またはプリンティングするスプレー法を利用することができる。
【００１５】
図２Ｂに示したように、透明導電物質層（図２Ａの３２）が形成された基板１０と離隔された上部に第１レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第１レーザ加工装置を利用した第１レーザカッティング工程で透明導電物質層をパターニングするようになれば、第１幅Ｗ１で設計された複数の第１分離ラインＳＬ１により等間隔を維持して離隔される透明導電層３０が単位セルＣ別に形成される。ここで、第１レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は１０６４ｎｍに設定することが好ましい。
【００１６】
このような第１レーザカッティング工程により透明導電層３０間の空間、すなわち第１分離ラインＳＬ１に対応した基板１０は外部に露出される。
【００１７】
図２Ｃに示したように、透明導電層３０が形成された基板１０上にｐ型シリコン層４０ａ、ｉ型シリコン層４０ｂ及びｎ型シリコン層４０ｃを順に積層してｐ−ｉ−ｎ構造の光吸収物質層（図示せず）を順次積層形成する。
【００１８】
次に、光吸収物質層が形成された基板１０と離隔された上部に第２レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第２レーザ加工装置を利用した第２レーザカッティング工程で光吸収物質層をパターニングするようになれば、第１分離ラインＳＬ１と離隔された一側に第２幅Ｗ２で設計された第２分離ラインＳＬ２により単位セルＣ別に分離された光吸収層４０がそれぞれ形成される。ここで、第２レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は５３２ｎｍに設定することが好ましい。
【００１９】
図２Ｄに示したように、光吸収層４０が形成された基板１０の上部に反射率が優れたアルミニウム（Ａｌ）と銀（Ａｇ）を含む導電性物質グループのうち選択された一つを蒸着して反射物質層５２を形成する。ここで、反射物質層５２はスパッタリング工程を介した蒸着工程を介して形成される。
【００２０】
図２Ｅに示したように、光吸収層４０及び反射物質層（図２Ｄの５２）が形成された基板１０と離隔された上部に第３レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第３レーザ加工装置を利用した第３レーザカッティング工程で反射物質層と、反射物質層の下部に位置する光吸収層４０を一括してパターニングするようになれば、第１及び第２分離ラインＳＬ１、ＳＬ２と離隔された一側に第３幅Ｗ３で設計された第３分離ラインＳＬ３により単位セルＣ別に等間隔を維持して離隔される複数の反射電極５０がそれぞれ形成される。ここで、第３レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は５３２ｎｍに設定することが好ましい。
【００２１】
前述した第３レーザカッティング工程を介して第３分離ラインＳＬ３に対応した部分に位置する透明導電層３０が外部に露出される。
【００２２】
図面には詳細に提示しなかったが、第３レーザカッティング工程を行う場合、基板１０の最外廓縁に対応した部分ではレーザの焦点が合わなく単位セルＣ間の切断が完壁に行われない場合がたびたび発生している。このような問題を解決するために、第３レーザカッティング工程と垂直交差する方向で第４レーザカッティング工程をさらに行うこともできる。このような第４レーザカッティング工程は、反射物質層、光吸収層４０及び透明導電層３０を一括して切断する工程を介して基板１０の最外廓縁に対応する部分を絶縁させることができるようになる。ここで、第４レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は５３２ｎｍ及び１０６４ｎｍが全て用いられる。
【００２３】
以上で、従来による薄膜太陽電池を製作することができるようになる。
【００２４】
前述した薄膜太陽電池５において、光吸収層４０は溶融点が１０００℃以上のシリコン系列の物質からなるに対し、反射電極５０は金属物質のうちでも相対的に溶融点が６６０℃程度で非常に低いアルミニウムや銀を含む導電性物質グループのうち選択されたいずれか一つで形成している。
【００２５】
ここで、前述した第３レーザカッティング工程はレーザを利用して光吸収層４０と反射物質層を一括して切断する工程であって、レーザの照射時に瞬間的な熱が発生する。レーザの照射時発生した熱は反射物質層にそのまま伝達されて反射物質層が溶融される結果をもたらす。このような理由で反射電極５０と透明導電層３０が電気的に連結される短絡不良による光変換効率の低下問題が発生している。
【００２６】
これに対しては、添付した図面を参照して以下さらに詳細に説明する。
【００２７】
図３Ａは、図２ＥのＡ部分を拡大して示した断面図であって、図３Ｂは図３ＡのＢ部分に対応するシミュレーションである。
【００２８】
図３Ａ及び図３Ｂに示したように、基板１０上に透明導電層３０と光吸収層４０が単位セル（図２ＥのＣ）別に形成され、透明導電層３０及び光吸収層４０の上部には第３分離ラインＳＬ３を間に置いて反射電極５０が離隔形成される。
【００２９】
第３分離ラインＳＬ３はレーザを利用して金属物質層（図２Ｄの５２）と光吸収層４０を一括して切断する過程でレーザの照射による熱の発生で金属物質層が溶融されて、反射電極５０と光吸収層４０の下部面に位置する透明金属層３０が互いに電気的に連結される短絡不良を誘発することができる。このような短絡不良は基板１０上の任意の位置で発生するという側面で薄膜太陽電池の光変換効率を急激に阻害する要因として作用するようになる。
【００３０】
すなわち、光吸収層４０が一つの単位電池に分けられる構造に設計される薄膜太陽電池において、短絡不良により直列に連結することでなく並列に連結されたり、光吸収層４０で生成された電子とホールが再び再結合されてキャリアの濃度を減少させる要因として作用し、薄膜太陽電池の光変換効率を急激に阻害する問題が発生している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
本発明は前述した問題を解決するためになされたもので、レーザを利用して単位セル別に反射物質層をパターニングする工程による短絡不良問題を改善することにより薄膜太陽電池の光変換効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
前述した目的を達成するために、本発明による薄膜太陽電池の製造方法は、基板上に複数の単位セルを区分する段階と、前記複数の単位セルで区分される基板上に複数の第１分離ラインにより前記単位セル別に対応する複数の透明導電層を形成する段階と、前記複数の透明導電層の上部に複数の第２分離ラインにより前記単位セル別に分離された光吸収層を形成する段階と、前記複数の第２分離ラインと離隔された一側に前記単位セル別に光吸収層を切断する第３分離ラインを形成する段階と、前記第３分離ラインと対応する位置にシルクスクリーンを装着し、導電性ペーストを塗布して反射物質層を形成する段階と、前記反射物質層を焼結して単位セル別に複数の反射電極を形成する段階とを含む。
【００３３】
また、基板上に複数の単位セルを区分する段階と、前記複数の単位セルで区分される基板上に第１分離ラインにより前記単位セル別に対応する複数の透明導電層を形成する段階と、前記複数の透明導電層の上部に複数の第２分離ラインにより前記単位セル別に分離された光吸収層を形成する段階と、前記複数の第２分離ラインと離隔された一側に前記単位セル別に光吸収層を切断する第３分離ラインを形成する段階と、前記第３分離ラインと対応する位置にシルクスクリーンを装着し、液相の導電性物質が充填されたシリンジを利用して選択的に反射物質層を滴下する段階と、前記反射物質層を焼結して単位セル別に複数の反射電極を形成する段階とを含む。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、スクリーンプリンティングやインクジェットプリンティング方式を適用して反射電極と透明金属層間の短絡不良を未然に防止することにより、薄膜太陽電池の光変換効率を向上させることができ、真空蒸着工程の排除により工程単純化を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来による薄膜太陽電池を概略的に示した断面図。
【図２Ａ】従来による薄膜太陽電池の製造方法を工程順序に従って順次示すための工程断面図。
【図２Ｂ】図２Ａに続く工程断面図。
【図２Ｃ】図２Ｂに続く工程断面図。
【図２Ｄ】図２Ｃに続く工程断面図。
【図２Ｅ】図２Ｄに続く工程断面図。
【図３Ａ】図２ＥのＡ部分を拡大して示した断面図。
【図３Ｂ】図３ＡのＢ部分に対応するシミュレーション。
【図４Ａ】本発明の第１の実施の形態による薄膜太陽電池の製造方法を工程順序に従って順次示すための工程断面図。
【図４Ｂ】図４Ａに続く工程断面図。
【図４Ｃ】図４Ｂに続く工程断面図。
【図４Ｄ】図４Ｃに続く工程断面図。
【図４Ｅ】図４Ｄに続く工程断面図。
【図５Ａ】本発明の第２の実施の形態による薄膜太陽電池の製造方法を工程順序に従って順次示すための工程断面図。
【図５Ｂ】図５Ａに続く工程断面図。
【図５Ｃ】図５Ｂに続く工程断面図。
【図５Ｄ】図５Ｃに続く工程断面図。
【図５Ｅ】図５Ｄに続く工程断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
−−−第１の実施の形態−−−
【００３７】
本発明の第１の実施の形態は、スクリーンプリンティングを利用して反射電極を形成することを特徴とする。
【００３８】
以下、本発明の第１の実施の形態による薄膜太陽電池の製造方法について説明する。
【００３９】
図４Ａないし図４Ｅは、本発明の第１の実施の形態による薄膜太陽電池の製造方法を工程順序に従って順次示した工程断面図である。
【００４０】
図４Ａに示したように、ガラスや金属材質で構成された基板１１０上に単位セルＣ別に区分する段階を行う。次に、単位セルＣ別に区分された基板１１０上にインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯｘ）、酸化亜鉛（ＺｎＯｘ）を含む透明な導電性酸化物質グループのうち選択された一つで透明導電物質層１３２を形成する。透明導電物質層１３２は５０００Å以上の厚さで形成することが好ましい。
【００４１】
透明導電物質層１３２はスパターリング法を利用した蒸着工程により形成される。また、透明な導電性酸化物質を含むゾル−ゲル溶液をスプレー方式により噴射して基板１１０上に直接塗布またはプリンティングするスプレー法を利用することができる。
【００４２】
図４Ｂに示したように、透明導電物質層（図４Ａの１３２）が形成された基板１１０と離隔された上部に第１レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第１レーザ加工装置を利用した第１レーザカッティング工程で透明導電物質層をパターニングするようになれば、第１幅Ｗ１で設計された複数の第１分離ラインＳＬ１により等間隔を維持して離隔される透明導電層１３０が単位セルＣ別に形成される。ここで、第１レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は１０６４ｎｍに設定することが好ましい。
【００４３】
このような第１レーザカッティング工程により透明導電層１３０間の空間、すなわち第１分離ラインＳＬ１に対応した基板１１０は外部に露出される。
【００４４】
図４Ｃに示したように、透明導電層１３０が形成された基板１１０上に、ｐ型シリコン層１４０ａ、ｉ型シリコン層１４０ｂ及びｎ型シリコン層１４０ｃを順に積層してｐ−ｉ−ｎ構造の光吸収物質層（図示せず）を順次積層形成する。
【００４５】
次に、光吸収物質層が形成された基板１１０と離隔された上部に第２レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第２レーザ加工装置を利用した第２レーザカッティング工程で光吸収物質層をパターニングするようになれば、第１分離ラインＳＬ１と離隔された一側に第２幅Ｗ２で設計された第２分離ラインＳＬ２により単位セルＣ別に分離された光吸収層１４０がそれぞれ形成される。ここで、第２レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は５３２ｎｍに設定することが好ましい。
【００４６】
次に、第２分離ラインＳＬ２を含む光吸収層１４０が形成された基板１１０と離隔された上部に第３レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第３レーザ加工装置を利用した第３レーザカッティング工程で第２分離ラインＳＬ２と離隔された一側に対応した光吸収層１４０をパターニングするようになれば、単位セルＣ別に光吸収層１４０の一部分が除去された第３分離ラインＳＬ３が第２分離ラインＳＬ２と離隔された一側にそれぞれ対応形成される。
【００４７】
図４Ｄに示したように、第２分離ラインＳＬ２と第３分離ラインＳＬ３を含む光吸収層１４０と離隔された上部で第３分離ラインＳＬ３と対応する位置にシルクスクリーンＳＣを装着して、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）及びカドミウム（Ｃｄ）を含む導電性ペーストのうち選択されたいずれか一つを塗布して反射物質層１５２を形成する。ここで、導電性ペーストは粘性を確保するための一環で炭素系列の高分子物質からなるバインダーがさらに含まれることができる。
【００４８】
このような塗布工程は導電性ペーストをスクイズ（図示せず）で押し入れる方式で行われ、シルクスクリーンＳＣを除いた基板１１０上の全面に対応して均一に塗布するようになる。ここで、反射物質層１５２の粘度は５００〜５０，０００ｃｐの範囲に設定することが好ましい。特に、第３分離ラインＳＬ３は２０〜１００μｍの線幅で設計することが好ましい。
【００４９】
次に、反射物質層１５２を２００〜５００℃の範囲で焼結することを通じて炭素系列の高分子物質からなるバインダーを除去する段階を行う。
【００５０】
図４Ｅに示したように、前述した焼結工程を完了するようになれば、基板１１０上には第３分離ラインＳＬ３を除いた単位セルＣ別にアルミニウム、銀、銅、モリブデン、チタン及びカドミウムのうち選択されたいずれか一つで構成される反射電極１５０がそれぞれ形成される。
【００５１】
したがって、本発明の第１の実施の形態では、レーザを利用した切断工程の代わりにスクリーン印刷法を適用して選択的に反射電極１５０を形成することが可能である。すなわち、レーザを利用した切断工程が使われなく、レーザに比べて相対的に低温で工程が行われるので、反射電極１５０と透明導電層１３０が電気的に連結される短絡不良を未然に防止できる長所がある。したがって、薄膜太陽電池の光変換効率を向上させることができるようになる。
【００５２】
特に、ペースト状態の金属物質を塗布する方式で工程が行われるので、真空装備を利用した蒸着工程に比べて工程を単純化することができ、生産収率を改善することができる効果がある。
【００５３】
以上で、本発明の第１の実施の形態による薄膜太陽電池を製作することができる。
【００５４】
−−−第２の実施の形態−−−
【００５５】
本発明の第２の実施の形態は、インクジェットプリンティング方式で反射電極を形成することを特徴とする。
【００５６】
以下、添付した図面を参照して本発明の第２の実施の形態による薄膜太陽電池の製造方法について説明する。
【００５７】
図５Ａないし図５Ｅは、本発明の第２の実施の形態による薄膜太陽電池の製造方法を工程順序に従って順次示した工程断面図である。
【００５８】
図５Ａに示したように、ガラスや金属材質で構成された基板２１０上に単位セルＣ別に区分する段階を行う。次に、単位セルＣ別に区分された基板２１０上にインジウム−スズ−オキサイド（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯｘ）、酸化亜鉛（ＺｎＯｘ）を含む透明な導電性酸化物質グループのうち選択された一つで透明導電物質層２３２を形成する。透明導電物質層２３２は５０００Å以上の厚さで形成することが好ましい。
【００５９】
前記透明導電物質層２３２はスパターリング法を利用した蒸着工程により形成される。また、透明な導電性酸化物質を含むゾル−ゲル溶液をスプレー方式により噴射して基板２１０上に直接塗布またはプリンティングするスプレー法を利用することができる。
【００６０】
図５Ｂに示したように、前記透明導電物質層（図５Ａの２３２）が形成された基板２１０と離隔された上部に第１レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第１レーザ加工装置を利用した第１レーザカッティング工程で透明導電物質層をパターニングするようになれば、第１幅Ｗ１で設計された複数の第１分離ラインＳＬ１により等間隔を維持して離隔される透明導電層２３０が単位セルＣ別に形成される。ここで、第１レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は１０６４ｎｍに設定することが好ましい。
【００６１】
このような第１レーザカッティング工程により透明導電層２３０間の空間、すなわち第１分離ラインＳＬ１に対応した基板２１０は外部に露出される。
【００６２】
図５Ｃに示したように、透明導電層２３０が形成された基板２１０上にｐ型シリコン層２４０ａ、ｉ型シリコン層２４０ｂ及びｎ型シリコン層２４０ｃを順に積層してｐ−ｉ−ｎ構造の光吸収物質層（図示せず）を順次積層形成する。
【００６３】
次に、光吸収物質層が形成された基板２１０と離隔された上部に第２レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第２レーザ加工装置を利用した第２レーザカッティング工程で光吸収物質層をパターニングするようになれば、第１分離ラインＳＬ１と離隔された一側に第２幅Ｗ２で設計された第２分離ラインＳＬ２により単位セルＣ別に分離された光吸収層２４０がそれぞれ形成される。ここで、第２レーザカッティング工程時に用いられるレーザの波長帯は５３２ｎｍに設定することが好ましい。
【００６４】
次に、第２分離ラインＳＬ２を含む光吸収層２４０が形成された基板２１０と離隔された上部に第３レーザ加工装置（図示せず）を位置させて、第３レーザ加工装置を利用した第３レーザカッティング工程で第２分離ラインＳＬ２と離隔された一側に対応した光吸収層２４０をパターニングするようになれば、単位セルＣ別に光吸収層２４０の一部分が除去された第３分離ラインＳＬ３が第２分離ラインＳＬ２と離隔された一側にそれぞれ対応形成される。
【００６５】
図５Ｄに示したように、第２分離ラインＳＬ２と第３分離ラインＳＬ３を含む光吸収層２４０と離隔された上部で第３分離ラインＳＬ３と対応する位置にシルクスクリーンＳＣを装着して、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）及びカドミウム（Ｃｄ）を含む液相の導電性物質のうち選択された一つを注入装置２７０を利用して選択的に滴下して反射物質層２５２を形成する。ここで、液相の導電性物質は炭素系列の高分子物質からなる分散剤をさらに含めることができる。
【００６６】
注入装置２７０は、図示していない貯蔵タンクから液相の導電性物質を供給を受ける供給管２７０ａと、供給管２７０ａからの液相の導電性物質を臨時保存するシリンジ２７０ｂと、シリンジ２７０ｂからの液相の導電性物質を適当な量で噴射するノズル２７０ｃを含む。
【００６７】
このような滴下工程は、液相の導電性物質をシリンジ２７０ｂを利用してシルクスクリーンＳＣを除いた基板２１０上の全面に対応して均一に滴下する方式を通じて単位セルＣ別に選択的に反射物質層２５２を順次形成することができる。ここで、反射物質層２５２の粘度は１〜３０ｃｐの範囲に設定することが好ましい。特に、第３分離ラインＳＬ３は２０〜５０μｍの線幅で設計することが好ましい。
【００６８】
次に、反射物質層２５２を２００〜５００℃の範囲で焼結することを通じて炭素系列の高分子物質からなる分散剤を除去する段階を行う。
【００６９】
図５Ｅに示したように、前述した焼結工程を完了するようになれば、基板２１０上には第３分離ラインＳＬ３を除いた単位セルＣ別にアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）及びカドミウム（Ｃｄ）のうち選択されたいずれか一つで構成される反射電極１５０がそれぞれ形成される。
【００７０】
したがって、本発明の第２の実施の形態では、レーザを利用した切断工程の代わりにインクジェット印刷法を適用して選択的に反射電極２５０を形成することが可能である。すなわち、レーザを利用した切断工程が使われなく、レーザに比べて相対的に低温で工程が行われるので、反射電極２５０と透明導電層２３０が電気的に連結される短絡不良を未然に防止できる長所がある。したがって、薄膜太陽電池の光変換効率を向上させることができるようになる。
【００７１】
特に、液相の金属物質を滴下する方式で工程が行われるので、真空装備を利用した蒸着工程に比べて工程を単純化することができ、生産収率を改善することができる効果がある。
【００７２】
上述した実施の形態では、単一接合構造の薄膜太陽電池に対して一貫して説明したが、これは一例に過ぎなくタンデム構造及びトリプル構造にも同じく適用することができることは、当業者において自明な事実であるので、その説明は省略するようにする。
【００７３】
したがって、本発明は、第１及び第２の実施の形態に限られるのではなく、本発明の精神及び思想を逸脱しない限度内で多様に変形及び変更することができるということは自明な事実である。
【符号の説明】
【００７４】
１１０：基板
Ｃ：単位セル
１３０：透明導電層
１４０：光吸収層
１５２：反射物質層
ＳＣ：シルクスクリーン
ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３：第１、第２、第３分離ライン
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３：第１、第２、第３幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の単位セルを区分する段階と；
前記複数の単位セルで区分される基板上に複数の第１分離ラインにより前記単位セル別に対応する複数の透明導電層を形成する段階と；
前記複数の透明導電層の上部に複数の第２分離ラインにより前記単位セル別に分離された光吸収層を形成する段階と；
前記複数の第２分離ラインと離隔された一側に前記単位セル別に光吸収層を切断する第３分離ラインを形成する段階と；
前記第３分離ラインと対応する位置にシルクスクリーンを装着し、導電性ペーストを塗布して反射物質層を形成する段階と；
前記反射物質層を焼結して単位セル別に複数の反射電極を形成する段階と
を含む薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記導電性ペーストは、アルミニウム、銀、銅、モリブデン、チタン及びカドミウムのうち選択されたいずれか一つと、炭素を含む高分子物質系列のバインダーとで構成されることを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記反射物質層を焼結する段階において、その温度は２００〜５００℃の範囲で行われる
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記反射物質層の粘度は、５００〜５０，０００ｃｐの範囲である
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記第３分離ラインの線幅は、２０〜１００μｍの範囲である
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項６】
基板上に複数の単位セルを区分する段階と；
前記複数の単位セルで区分される基板上に第１分離ラインにより前記単位セル別に対応する複数の透明導電層を形成する段階と；
前記複数の透明導電層の上部に複数の第２分離ラインにより前記単位セル別に分離された光吸収層を形成する段階と；
前記複数の第２分離ラインと離隔された一側に前記単位セル別に光吸収層を切断する第３分離ラインを形成する段階と；
前記第３分離ラインと対応する位置にシルクスクリーンを装着し、液相の導電性物質が充填されたシリンジを利用して選択的に反射物質層を滴下する段階と；
前記反射物質層を焼結して単位セル別に複数の反射電極を形成する段階と
を含む薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記液相の導電性物質は、アルミニウム、銀、銅、モリブデン、チタン及びカドミウムのうち選択されたいずれか一つと、炭素を含む高分子物質系列の分散剤とで構成される
ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記反射物質層を焼結する段階において、その温度は２００〜５００℃の範囲で行われる
ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記反射物質層の粘度は、１〜３０ｃｐの範囲である
ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記第３分離ラインの線幅は、２０〜５０μｍの範囲である
ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１】
基板上に複数の単位セルを区分する段階と；
前記複数の単位セルで区分される基板上に複数の第１分離ラインにより前記単位セル別に対応する複数の透明導電層を形成する段階と；
前記複数の透明導電層の上部に複数の第２分離ラインにより前記単位セル別に分離された光吸収層を形成する段階と；
前記複数の第２分離ラインと離隔された一側に前記単位セル別に光吸収層を切断する第３分離ラインを形成する段階と；
前記第３分離ラインと対応する位置にシルクスクリーンを装着し、導電性ペーストを塗布して反射物質層を形成する段階と；
前記反射物質層を焼結して単位セル別に複数の反射電極を形成する段階と
を含む薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記導電性ペーストは、アルミニウム、銀、銅、モリブデン、チタン及びカドミウムのうち選択されたいずれか一つと、炭素を含む高分子物質系列のバインダーとで構成されることを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記反射物質層を焼結する段階において、その温度は２００〜５００℃の範囲で行われる
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記反射物質層の粘度は、５００〜５０，０００ｃｐの範囲である
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記第３分離ラインの線幅は、２０〜１００μｍの範囲である
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項６】
基板上に複数の単位セルを区分する段階と；
前記複数の単位セルで区分される基板上に第１分離ラインにより前記単位セル別に対応する複数の透明導電層を形成する段階と；
前記複数の透明導電層の上部に複数の第２分離ラインにより前記単位セル別に分離された光吸収層を形成する段階と；
前記複数の第２分離ラインと離隔された一側に前記単位セル別に光吸収層を切断する第３分離ラインを形成する段階と；
前記第３分離ラインと対応する位置にシルクスクリーンを装着し、液相の導電性物質が充填されたシリンジを利用して選択的に反射物質層を滴下する段階と；
前記反射物質層を焼結して単位セル別に複数の反射電極を形成する段階と
を含む薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記液相の導電性物質は、アルミニウム、銀、銅、モリブデン、チタン及びカドミウムのうち選択されたいずれか一つと、炭素を含む高分子物質系列の分散剤とで構成される
ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記反射物質層を焼結する段階において、その温度は２００〜５００℃の範囲で行われる
ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記反射物質層の粘度は、１〜３０ｃｐの範囲である
ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記第３分離ラインの線幅は、２０〜５０μｍの範囲である
ことを特徴とする請求項６に記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【公開番号】特開２０１０−１７７６６３（Ｐ２０１０−１７７６６３Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９２４５５（Ｐ２００９−２９２４５５）
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（５０１４２６０４６）エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（５０１４２６０４６）エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド (732)
【Ｆターム（参考）】
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