薄膜形太陽電池及びその製造方法
【課題】基板上に所定パターンで形成された第１電極；前記第１電極上に形成された第１半導体層；前記第１半導体層上に所定パターンで形成された第２電極；前記第２電極上に形成された第２半導体層；及び前記第２半導体層上に所定パターンで形成された第３電極を含み、前記第１電極と前記第３電極は電気的に連結される薄膜形太陽電池、及びその製造方法に関する。
【解決手段】第１電極、第１半導体層及び第２電極の組み合わせによって構成される第１太陽電池と、第２電極、第２半導体層及び第３電極の組み合わせによって構成される第２太陽電池が並列に連結される構成を持つことで、第１太陽電池及び第２太陽電池の間に電流マッチングのための工程が必要ではないながらも基板に入射された太陽光が第１太陽電池及び第２太陽電池それぞれに吸収されて全体薄膜形太陽電池の効率が増進される。
【解決手段】第１電極、第１半導体層及び第２電極の組み合わせによって構成される第１太陽電池と、第２電極、第２半導体層及び第３電極の組み合わせによって構成される第２太陽電池が並列に連結される構成を持つことで、第１太陽電池及び第２太陽電池の間に電流マッチングのための工程が必要ではないながらも基板に入射された太陽光が第１太陽電池及び第２太陽電池それぞれに吸収されて全体薄膜形太陽電池の効率が増進される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池(Solar Cell)に関するもので、より詳細には、薄膜形太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は半導体の性質を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。
【０００３】
太陽電池の構造及び原理について簡単に説明すると、太陽電池はＰ(Positive)形半導体とＮ(negative)形半導体を接合させたＰＮ接合構造をしている。このような構造の太陽電池に太陽光が入射されると、入射された太陽光が持っているエネルギーによって前記半導体内で正孔(hole)と電子(electron)が発生して、この際、ＰＮ接合で発生した電気場によって前記正孔(＋)はＰ形半導体側へ移動して、前記電子(−)はＮ形半導体側へ移動するようになって、電位が発生することで電力を生産することができる原理である。
【０００４】
このような太陽電池は基板形太陽電池と薄膜形太陽電池とに区分できる。
【０００５】
基板形太陽電池はシリコンのような半導体物質自体を基板として利用して太陽電池を製造するものであり、薄膜形太陽電池はガラスなどの基板上に薄膜の形態で半導体を形成して太陽電池を製造するものである。
【０００６】
基板形太陽電池は薄膜形太陽電池より効率が多少優れるが、工程上、厚さを最小化することに限界があり、高価な半導体基板を利用するから製造費用が上昇する短所がある。
【０００７】
薄膜形太陽電池は基板形太陽電池より効率が多少落ちるが、薄い厚さで製造することができ、低価の材料を利用できるから製造費用が減少される長所があって大量生産に適している。
【０００８】
以下、添付図面を参照しつつ、従来の薄膜形太陽電池について説明する。
【０００９】
図１ａは、従来の一実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図である。
【００１０】
図１ａに示すように、従来の一実施例による薄膜形太陽電池は、基板(１０)、前面電極層(２０)、半導体層(３０)、及び後面電極層(６０)で成り立つ。
【００１１】
前記前面電極層(２０)は太陽光が入射される面であるからＺｎＯのような透明な導電物質を利用して形成される。
【００１２】
前記半導体層(３０)は、シリコンのような半導体物質を利用して形成され、Ｐ形(Positive)半導体層、Ｉ形(Intrinsic)半導体層及びＮ形(Negetive)半導体層が順に積層された、いわゆるＰＩＮ構造で形成される。
【００１３】
前記後面電極層(６０)はＡｇ、Ａｌのような金属を利用して形成される。
【００１４】
しかしながら、図１ａに示す従来の薄膜形太陽電池は、前記半導体層(３０)を構成するシリコンのような半導体物質自体の光吸収係数が低いだけでなく、前記半導体層(３０)が数μｍ以下の薄膜で形成された単一ＰＩＮ構造で構成され、光吸収効率が落ちるから、高効率の太陽電池を具現することに限界がある。
【００１５】
したがって、前記半導体層(３０)を単一ＰＩＮ構造ではない複数のＰＩＮ構造で積層した太陽電池が考案された。
【００１６】
図１ｂは、従来の他の実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図であり、ＰＩＮ構造の半導体層を２層で積層した、いわゆるタンデム(tandem)構造の薄膜形太陽電池を示している。
【００１７】
図１ｂに示すように、従来の他の実施例による薄膜形太陽電池は、基板(１０)、前面電極層(２０)、第１半導体層(３０)、バッファー層(４０)、第２半導体層(５０)、及び後面電極層(６０)で構成される。
【００１８】
前記第１半導体層(３０)及び第２半導体層(５０)は、いずれも、Ｐ形(Positive)半導体層、Ｉ形(Intrinsic)半導体層及びＮ形(Negative)半導体層が順に積層したＰＩＮ構造で形成されて、前記第１半導体層(３０)及び第２半導体層(５０)の間にはトンネル接合を通じて正孔及び電子の移動を円滑にするためにバッファー層が形成される。
【００１９】
このように、図１ｂに示す従来の薄膜形太陽電池は、ＰＩＮ構造の第１半導体層(３０)及びＰＩＮ構造の第２半導体層(５０)を形成することで、２個の太陽電池が直列に連結されたような構造を持って太陽電池の開放電圧を高めることができるから、図１ａによる従来の薄膜形太陽電池に比べてより高効率を達成することができる長所がある。
【００２０】
しかしながら、図１ｂに示す従来の薄膜形太陽電池は、前記第１半導体層(３０)及び第２半導体層(５０)の間の電流マッチング(Current matching)のための工程が必要となるが、このような電流マッチングのための工程が非常にややこしくて、仮に電流マッチングが正確でない場合には高効率を達成することができない問題がある。
【００２１】
より具体的に説明すると、図１ｂのように２個の太陽電池が直列に連結される構造では、前記第１半導体層(３０)で生成された電子が前記第２半導体層(５０)へ移動するために前記第１半導体層(３０)及び第２半導体層(５０)の間でトンネリング過程を経なければならず、このようなトンネリングを最大化することで電流マッチングが実現するようになる。ここで、前記トンネリングを最大化するためには前記バッファー層(４０)の厚さ、前記第２半導体層(５０)のＰ層の厚さなどを最適化しなければならない。このような前記バッファー層(４０)の厚さ、及び前記第２半導体層(５０)のＰ層の厚さなどの最適化を行うためには作業員が多くの時間を投資して反復的な実験を行わなければならず、仮に前記バッファー層(４０)の厚さ及び前記第２半導体層(５０)のＰ層の厚さなどに対して最適化された寸法を得ることができない場合には、電流マッチングが正確に実現できず高効率の太陽電池を具現することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、前記のような従来の問題点を解決するために考案されるもので、本発明は電流マッチングのための工程を実行せずとも高効率を得ることができる薄膜形太陽電池及びその製造方法を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、前記目的を達成するために、基板上に所定パターンで形成された第１電極；前記第１電極上に形成された第１半導体層；前記第１半導体層に所定パターンで形成された第２電極；前記第２電極上に形成された第２半導体層；及び前記第２半導体層上に所定パターンで形成された第３電極を含み、前記第１電極と前記第３電極は電気的に連結されていることを特徴とする薄膜形太陽電池を提供する。
【００２４】
本発明は、または、基板上に所定間隔で離隔形成された複数個の第１電極；前記第１電極上に形成された第１半導体層；前記第１半導体層上に所定間隔で離隔形成された複数個の第２電極；前記第２電極上に形成された第２半導体層；前記第２半導体層上に所定間隔で離隔形成された複数個の第３電極を含み、前記第３電極は前記第１電極及び隣の前記第２電極と電気的に連結されたことを特徴とする薄膜形太陽電池を提供する。
【００２５】
本発明は、または、基板上に所定パターンの第１電極を形成する工程；前記第１電極上に第１半導体層を形成する工程；前記第１半導体層上に所定パターンの第２電極を形成する工程；前記第２電極上に第２半導体層を形成する工程；前記第１半導体層及び第２半導体層の所定領域を除去してコンタクト部を形成する工程；及び前記コンタクト部を通じて前記第１電極と電気的に連結される、所定パターンの第３電極を形成する工程を含む薄膜形太陽電池の製造方法を提供する。
【００２６】
本発明は、または、基板上に、所定間隔で離隔する複数個の第１電極を形成する工程；前記第１電極上に第１半導体層を形成する工程；前記第１半導体層上に、所定間隔で離隔する複数個の第２電極を形成する工程；前記第２電極上に第２半導体層を形成する工程；前記第１半導体層及び第２半導体層の所定領域を除去してコンタクト部を形成する工程；及び前記コンタクト部を通じて前記第１電極及び隣の前記第２電極と電気的に連結されて、所定間隔で離隔する複数個の第３電極を形成する工程を含む薄膜形太陽電池の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２７】
上述した本発明によると、次のような効果がある。
【００２８】
第１に、第１電極，ＰＩＮ構造の第１半導体層及び第２電極の組み合わせによって構成される第１太陽電池と、第２電極、ＮＩＰ構造の第２半導体層及び第３電極の組み合わせによって構成される第２太陽電池が並列に連結される構成を持つことで、第１太陽電池及び第２太陽電池の間に電流マッチング(Current Matching)のための工程が必要なくなる。したがって、電流マッチングのための工程が必要ないながらも、基板に入射された太陽光は第１太陽電池及び第２太陽電池それぞれに吸収されて全体の薄膜形太陽電池の効率が増進される効果を得ることができる。
【００２９】
第２に、薄膜形太陽電池を複数個の単位セルに分離して、それぞれの単位セルを直列に連結した構成を持つこととすれば、基板が大面積化されても電極の大きさを減らすことができ、それによって電極抵抗の増加を防止できて、太陽電池の効率が増進される効果を得ることができる。
【００３０】
第３に、第３電極下面に透明導電層を形成することとすれば、透明導電層を通過する太陽光が多様な角で散乱して、それによって第３電極で反射されて太陽電池内に再入射される光の比率が増加されることができて、太陽電池の効率が増進される効果を得ることができる。
【００３１】
第４に、第１太陽電池及び第２太陽電池で構造された薄膜形太陽電池上部に別途の第３太陽電池を構成したり、または、第１太陽電池及び第２太陽電池の組み合わせを上下二重に形成したりすれば、太陽電池の効率が増進される効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１ａ】従来の一実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図１ｂ】従来の他の一実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図２ａ】本発明の一実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図２ｂ】図２ａに示す薄膜形太陽電池の概略的な回路構成を示した図面である。
【図３ａ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図３ｂ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図４ａ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図４ｂ】図４ａに示す薄膜形太陽電池の概略的な回路構成を示した図面である。
【図５】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図６】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図７】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図８ａ】本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図８ｂ】本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図８ｃ】本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図８ｄ】本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図８ｅ】本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図８ｆ】本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図９ａ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図９ｂ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図９ｃ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図９ｄ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図９ｅ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図９ｆ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図９ｇ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図１０ａ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図１０ｂ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図１０ｃ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図１０ｄ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図１０ｅ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図１０ｆ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。
【００３４】
［薄膜形太陽電池］
図２ａは、本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図である。
【００３５】
図２ａに示すように、本発明の一実施例による薄膜形太陽電池は、基板(１００)、第１電極(２００)、第１半導体層(３００)、第２電極(４００)、第２半導体層(５００)、及び第３電極(６００)を含んで成り立つ。
【００３６】
前記基板(１００)はガラスまたは透明なプラスチックを利用して形成する。
【００３７】
前記第１電極(２００)は前記基板(１００)上に所定パターンで形成される。前記第１電極(２００)は、太陽光が入射される面に形成されるので、ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、または、ITO(Indium Tin Oxide)などのような透明な導電物質を利用して形成できる。
【００３８】
前記第１電極(２００)は入射される太陽光が太陽電池内部にできるだけ吸収されるようにテクスチャリング(texturing)加工工程などを通じてその上面を凹凸構造で形成することが好ましい。前記テクスチャリング加工工程とは、物質表面をでこぼこな凹凸構造で形成して、まるで織物の表面みたいな形状に加工する工程で、フォトリソグラフィ法(photolithotraphy)を利用した蝕刻工程、化学溶液を利用した異方性蝕刻工程(anisotropic etching)、または機械的スクライビング(mechanical scribing)を利用した溝形成工程などを通じて実現できる。このようなテクスチャリング加工工程を前記第１電極(２００)に対して実行すると、入射される太陽光の散乱によって太陽電池内部に太陽光が吸収される比率が増加するようになって、太陽電池の効率が増進される効果がある。
【００３９】
前記第１半導体層(３００)は前記第１電極(２００)上に形成される。前記第１電極(２００)と第３電極(６００)が電気的に連結されるように前記第１半導体層(３００)の所定領域にはコンタクト部(７００)が形成される。
【００４０】
前記第１半導体層(３００)は、Ｐ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＮ形半導体層が順に積層されたＰＩＮ構造で形成される。このように前記第１半導体層(３００)がＰＩＮ構造で形成されると、Ｉ形半導体層がＰ形半導体層とＮ形半導体層によって空乏(depletion)になって内部に電気場が発生するようになり、太陽光によって生成される正孔及び電子が前記電気場によってドリフト(drift)される。そして、正孔はＰ形半導体層を通じて第１電極(２００)で収集され、電子はＮ形半導体層を通じて第２電極(４００)で収集される。
【００４１】
前記第２電極(４００)は前記第１半導体層(３００)上に所定パターンで形成される。前記第２電極(４００)は、ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、またはITO(Indium Tin Oxide)などのような透明な導電物質を利用して形成できる。前記第２電極(４００)は前記第１電極(２００)と第３電極(６００)の間に形成されて、上述したように第１半導体層(３００)で生成される電子を収集し、また、後述する第２半導体層(５００)で生成される電子を収集するようになる。
【００４２】
前記第２半導体層(５００)は前記第２電極(４００)上に形成される。前記第１電極(２００)と第３電極（６００）が電気的に連結できるように前記第２半導体層(５００)の所定領域にはコンタクト部(７００)が形成される。
【００４３】
前記第２半導体層(５００)はＮ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＰ形半導体層が順に積層されたＮＩＰ構造で形成される。このように前記第２半導体層(５００)がＮＩＰ構造で形成されると、太陽光によって生成される正孔はＰ形半導体層を通じて第３電極(６００)で収集され、電子はＮ形半導体層を通じて第２電極(４００)で収集される。
【００４４】
なお、前記第１半導体層(３００)はＰＩＮ構造の非晶質半導体物質で成り立ち、前記第２半導体層(５００)はＮＩＰ構造の微細結晶質半導体物質で成り立つこととしてもよい。
【００４５】
前記非晶質半導体物質は短波長の光をよく吸収して、前記微細結晶質半導体物質は長波長の光をよく吸収する特性があるから、非晶質半導体物質と微細結晶質半導体物質を組み合わせる場合、光吸収効率を増進することができる。また、非晶質半導体物質は長時間光にさらされる場合に劣化現象が加速される問題があり、非晶質半導体物質を太陽光が入射される面に形成して微細結晶質半導体物質をその反対面に形成する場合に太陽電池の劣化を減らせる効果がある。したがって、太陽光が入射される面に近い第１半導体層(３００)を非晶質半導体物質で形成して、太陽光が入射される面から遠い第２半導体層(５００)を微細結晶質半導体物質で形成できる。ただ、必ずこれに限定される必要はなく、前記第１半導体層(３００)として非晶質半導体/ゲルマニウム、微細結晶質半導体物質など多様に変更利用できるし、前記第２半導体層(５００)として非晶質半導体物質、非晶質半導体／ゲルマニウムなど多様に変更利用することができる。
【００４６】
または、前記第１半導体層(３００)がＮ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＰ形半導体層が順に積層されたＮＩＰ構造で形成されて、前記第２半導体層(５００)がＰ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＮ形半導体層が順に積層されたＰＩＮ構造で形成されることで、太陽光によって生成される正孔はＰ形半導体層を通じて第２電極(４００)で収集され、電子はＮ形半導体層を通じて第１電極(２００)及び第３電極(６００)で収集されるように構成することもできる。
【００４７】
前記第３電極(６００)は前記第２半導体層(５００)上に所定パターンで形成され、前記第１半導体層(３００)及び第２半導体層(５００)に揃っているコンタクト部(７００)を通じて前記第１電極(２００)と連結される。前記第３電極(６００)はAg、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属を利用して形成することができる。
【００４８】
上記のような本発明の一実施例による薄膜形太陽電池は、第１電極(２００)、第１半導体層(３００)及び第２電極(４００)の組み合あわせによって第１太陽電池が構成され、第２電極(４００)、第２半導体層(５００)及び第３電極(６００)の組み合わせによって第２太陽電池が構成され、第１電極(２００)及び第３電極(６００)が連結されることで、図２ｂのように、前記第１太陽電池と第２太陽電池が並列に連結される構成を持つ。したがって、第１太陽電池及び第２太陽電池の間に電流マッチング(Current Matching)のための工程が要求されない。
【００４９】
図３ａ及び図３ｂは、本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図であり、これは第３電極(６００)の下面に透明導電層(６５０)が追加に形成されることを除いて上述した図２ａによる薄膜形太陽電池と同様である。したがって、同様な構造に対しては同一の図面符号を付けて、同様な構造に対しては具体的な説明は省略する。
【００５０】
図３ａに示すように、前記透明導電層(６５０)は前記第２半導体層(５００)の上面に形成され、前記第１半導体層(３００)及び第２半導体層(５００)に揃っているコンタクト部(７００)を通じて前記第１電極(２００)と連結される。この場合、前記第３電極(６００)は前記透明導電層(６５０)を通じて第１電極(２００)と電気的に連結される。
【００５１】
図３ｂに示すように、前記透明導電層(６５０)は前記コンタクト部(７００)には形成されず、前記第２半導体層(５００)の上面だけに形成されてもよい。
【００５２】
前記透明導電層(６５０)は、ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、またはITO(Indium
Tin Oxide)などのような物質で形成されてよい。
【００５３】
このように、透明導電層(６５０)を形成することで、透明導電層(６５０)を通過する太陽光が多様な角で散乱して，それによって前記第３電極(６００)で反射されて太陽電池内に再入射される光の比率を増加させ、太陽電池の効率を向上することができる。
【００５４】
図４ａは、本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図であり、これは図２ａに示される薄膜形太陽電池を単位セルにして複数個の単位セルを直列に連結した薄膜形太陽電池に関する。したがって、同様な構成に対しては同一の図面符号を付けて、同様な構成に対しては具体的な説明は省略する。
【００５５】
図４ａに示すように、本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池は基板(１００)、第１電極(２００)、第１半導体層(３００)、第２電極(４００)、第２半導体層(５００)、及び第３電極(６００)を含んで成り立つ。
【００５６】
前記第１電極(２００)は前記基板(１００)上に所定間隔で複数個が離隔形成される。
【００５７】
前記第１半導体層(３００)は前記第１電極(２００)上に形成される。前記第１電極(２００)と第３電極(６００)が電気的に連結されるように、前記第１半導体層(３００)の所定領域にはコンタクト部(７００)が形成される。
【００５８】
前記第２電極(４００)は前記第１半導体層(３００)上に所定間隔で複数個が離隔形成される。
【００５９】
前記第２半導体層(５００)は前記第２電極(４００)上に形成される。前記第１電極(２００)と第３電極(６００)が電気的に連結されるように、前記第２半導体層(５００)の所定領域にはコンタクト部(７００)が形成される。
【００６０】
前記第１半導体層(３００)がＰ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＮ形半導体層が順に積層されたＰＩＮ構造で形成される場合には、前記第２半導体層(５００)はＮ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＰ形半導体層が順に積層されたＮＩＰ構造で形成され、前記第１半導体層(３００)がＮ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＰ形半導体層が順に積層されたＮＩＰ構造で形成される場合には、前記第２半導体層(５００)はＰ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＮ形半導体層が順に積層されたＰＩＮ構造で形成される。
【００６１】
前記第３電極(６００)は前記第２半導体層(５００)上に所定間隔で複数個が離隔形成される。前記第３電極(６００)は、前記第１半導体層(３００)及び第２半導体層(５００)に揃ったコンタクト部(７００)を通じて前記第１電極(２００)と連結され、また隣の単位セルの第２電極(４００)と連結される。
【００６２】
このような本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池は、次に述べるような構成上の特徴を備える。
【００６３】
第１に、複数個の単位セルそれぞれは第１電極(２００)、第１半導体層(３００)及び第２電極(４００)の組み合わせによる第１太陽電池、及び第２電極(４００)、第２半導体層(５００)及び第３電極(６００)の組み合わせによる第２太陽電池で成り立っており、前記第１電極(２００)及び第３電極(６００)が連結されることで、図４ｂに示されるように、それぞれの単位セル内で第１太陽電池と第２太陽電池が並列に連結される。したがって、第１太陽電池及び第２太陽電池の間に電流マッチング(Current Matching)のための工程が要求されない。
【００６４】
第２に、一つの単位セル内の第３電極(６００)が隣の単位セルの第２電極(４００)と連結されることで、図４ｂに示されるように、複数個の単位セルの間は直列に連結される。したがって、基板が大面積化されても電極の大きさを減らすことができるし、それによって電極抵抗の増加を防止できる。
【００６５】
一方、図示されていないが、図４ａの薄膜形太陽電池において、前記第３電極(６００)の下面に透明導電層を追加に形成できる。このような透明導電層の構成は図３ａ及び図３ｂによる薄膜形太陽電池に形成された透明導電層(６５０)を参照すれば容易に理解できる。
【００６６】
図５は、本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図であり，これは図２ａの薄膜形太陽電池の上面に別途の太陽電池が追加に構成されたものである。したがって、同様な構成に対しては同一の図面符号を付けて、同様な構成に対して具体的な説明は省略する。
【００６７】
図５に示すように、上述した図２ａの薄膜形太陽電池の上部、すなわち、第３電極(６００)の上部に絶縁層(８００)が形成され、前記絶縁層(８００)上に第４電極(８２０)が形成され、前記第４電極(８２０)上に第３半導体層(８４０)が形成され、前記第３半導体層(８４０)上に第５電極(８６０)が形成されている。したがって、前記第４電極(８２０)、第３半導体層(８４０)及び第５電極(８６０)の組み合わせによって第３太陽電池が構成される。
【００６８】
下部に入射される太陽光が前記第３太陽電池まで円滑に入射されるように、前記第３電極(６００)は透明な導電物質で成り立つことが好ましく、前記絶縁層(８００)も、SiO2、TiO2、SiNx、またはSiONなどの透明な絶縁物質で成り立つことが好ましい。また、前記第４電極(８２０)も透明な導電物質で成り立つことが好ましい。
【００６９】
前記第３半導体層(８４０)はＰＩＮ構造またはＮＩＰ構造で成り立ってよく、前記第５電極(８６０)は、Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属で成り立ってよい。
【００７０】
図６は、本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図であり、これは図４ａの薄膜形太陽電池の上部に別の太陽電池が追加に構成されたものである。したがって、同様な構成に対しては同一の図面符号を付けて、同様な構成に対して具体的な説明は省略する。
【００７１】
図６に示すように、上述した図４ａの薄膜形太陽電池の上部、すなわち、第３電極(６００)の上部に絶縁層(８００)が形成され、前記絶縁層(８００)上に第４電極(８２０)が形成され、前記第４電極(８２０)上に第３半導体層(８４０)が形成され、前記第３半導体層(８４０)上に第５電極(８６０)が形成される。したがって、前記第４電極(８２０)、第３半導体層(８４０)及び第５電極(８６０)の組み合わせのよって第３太陽電池が構成される。
【００７２】
下部に入射される太陽光が前記第３太陽電池まで円滑に入射されるように、前記第３電極(６００)は透明な導電物質で成り立つことが好ましい。前記絶縁層(８００)も、SiO2、TiO2、SiNx、またはSiONなどの透明な絶縁物質で成り立つことが好ましい。
【００７３】
前記第４電極(８２０)は透明導電物質で成り立ってよく、複数個が所定の間隔で離隔形成される。
【００７４】
前記第３半導体層(８４０)はＰＩＮ構造、またはＮＩＰ構造で成り立ってよく、所定の領域にコンタクト部(８４５)が揃って形成される。
【００７５】
前記第５電極(８６０)は、Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属で成り立ってよく、複数個が所定の間隔で離隔形成される。また、前記第５電極(８６０)は前記コンタクト部(８４５)を通じて隣の第４電極(８２０)と電気的に連結される。
【００７６】
したがって、図６によると、前記第４電極(８２０)、第３半導体層(８４０)及び第５電極(８６０)の組み合わせによって構成される第３太陽電池が、直列に連結されている複数個の単位セルで成り立つ。
【００７７】
図７は本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図であり、これは図４ａの薄膜形太陽電池が上下二重に形成される構造である。したがって、同様な構成に対しては同一の図面符号を付けて、同様な構成に対して具体的な説明は省略する。
【００７８】
図７に示すように、第３電極(６００)の上部に第３半導体層(８１０)が形成され、前記第３半導体層(８１０)上に第４電極(８３０)が形成され、前記第４電極(８３０)上に第４半導体層(８５０)が形成され、前記第４半導体層(８５０)上に第５電極(８７０)が形成される。
【００７９】
下部に入射される太陽光が上部まで円滑に入射されるように、前記第３電極(６００)は透明な導電物質で成り立つことが好ましい。
【００８０】
前記第３電極(６００)と第５電極(８７０)が電気的に連結されるように、前記第３半導体層(８１０)及び第４半導体層(８５０)の所定領域にはコンタクト部(７００)が形成される。
【００８１】
前記第４電極(８３０)は、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、またはITO(Indium Tin Oxide)などのような透明な導電物質で成り立ってよく、前記第３半導体層(８１０)及び第４半導体層(８５０)で生成された電子または正孔を収集することになる。前記第４電極(８３０)は隣の単位セル内の第５電極(８７０)と連結され、これにより複数個の単位セルが直列に連結されている。
【００８２】
前記第５電極(８７０)は、Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属で成り立ってよく、前記第３半導体層(８１０)及び第４半導体層(８５０)に揃ったコンタクト部(７００)を通じて前記第３電極(６００)と連結される。
【００８３】
図７の薄膜形太陽電池においては、第１電極(２００)、第１半導体層(３００)、及び第２電極(４００)の組み合わせによって第１太陽電池が構成され、第２電極(４００)、第２半導体層(５００)及び第３電極(６００)の組み合わせによって第２太陽電池が構成され、第３電極(６００)、第３半導体層(８１０)及び第４電極(８３０)の組み合わせによって第３太陽電池が構成され、第４電極(８３０)、第４半導体層(８５０)及び第５電極(８７０)の組み合わせによって第４太陽電池が構成される。
【００８４】
図７の薄膜形太陽電池において、前記第１半導体層(３００)がＰＩＮ構造で形成される場合、前記第２半導体層(５００)はＮＩＰ構造で形成されて、前記第３半導体層(８１０)はＰＩＮ構造で形成されて、前記第４半導体層(８５０)はＮＩＰ構造で形成される。そして、太陽光によって生成された電子は第２電極(４００)及び第４電極(８３０)で収集されて、太陽光によって生成された正孔は第１電極(２００)、第３電極(６００)、及び第５電極(８７０)で収集される。または、前記第１半導体層(３００)がＮＩＰ構造で形成される場合、前記第２半導体層(５００)はＰＩＮ構造で形成されて、前記第３半導体層(８１０)はＮＩＰ構造で形成されて、前記第４半導体層(８５０)はＰＩＮ構造で形成される。この場合、太陽光によって生成された正孔は第２電極(４００)及び第４電極(８３０)で収集されて、太陽光によって生成された電子は第１電極(２００)、第３電極(６００)、及び第５電極(８７０)で収集される。以上のように、図７の薄膜形太陽電池は上述した図４ａの薄膜形太陽電池が上下二重に形成された構造であるが、本発明はこれに限定されるわけではなく、図４ａの薄膜形太陽電池が上下三重以上に形成されることもできる。
【００８５】
［薄膜形太陽電池の製造方法］
図８ａ乃至図８ｆは、本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図であり、これは上述した図２ａに示す薄膜形太陽電池の製造工程に関する。
【００８６】
まず、図８ａに示すように、基板(１００)上に所定パターンの第１電極(２００)を形成する。
【００８７】
前記第１電極(２００)を形成する工程は、基板(１００)全面に、ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、またはITO(Indium Tin Oxide)などのような透明な導電物質をスパッタリング(Sputtering)法、またはＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Depositioin)法などを利用して積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定パターンの第１電極(２００)を形成する工程で成り立ってよい。
【００８８】
前記第１電極(２００）を形成する工程は、前記第１電極(２００)の表面を凹凸構造で形成するために、フォトリソグラフィ法(photolithotraphy)を利用する蝕刻工程、化学溶液を利用する異方性蝕刻工程(anisotropic etching)、または機械的スクライビング(mechanical scribing)を利用する溝形成工程などを利用するテクスチャリング(texturring)加工工程を含むことができる。
【００８９】
次は、図８ｂに示すように、前記第１電極(２００)上に第１半導体層(３００)を形成する。
【００９０】
前記第１半導体層(３００)を形成する工程は、シリコン系の非晶質半導体物質を、プラズマＣＶＤ法などを利用して、Ｐ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＮ形半導体層を順に積層したＰＩＮ構造に形成する工程で成り立ってよい。
【００９１】
次は、図８ｃに示すように、前記第１半導体層(３００)上に所定パターンの第２電極(４００)を形成する。
【００９２】
前記第２電極(４００)を形成する工程は、前記第１半導体層(３００)全面に、ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、またはITO(Indium Tin Oxide)などのような透明な導電物質をスパッタリング(Sputtering)法、またはＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Depositioin)法などを利用して積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定パターンの第２電極(４００)を形成する工程で成り立ってよい。
【００９３】
次は、図８ｄに示すように、前記第２電極(４００)上に第２半導体層(５００)を形成する。
【００９４】
前記第２半導体層(５００)を形成する工程は、シリコン系の非晶質半導体物質、微細結晶質半導体物質、または非晶質半導体/ゲルマニウムなどを、プラズマＣＶＤ法などを利用して、Ｎ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＰ形半導体層を順に積層したＮＩＰ構造に形成する工程で成り立ってよい。
【００９５】
次は、図８ｅに示すように、前記第１半導体層(３００)及び第２半導体層(５００)の所定領域を除去してコンタクト部(７００)を形成する。
【００９６】
前記コンタクト部(７００)を形成する工程では、レーザースクライビング工程を利用できる。この時、前記第１電極(２００)が露出されるように前記コンタクト部(７００)を形成する。
【００９７】
次は、図８ｆに示すように、前記コンタクト部(７００)を通じて前記第１電極（２００）と電気的に連結される所定パターンの第３電極(６００)を形成する。
【００９８】
前記第３電極(６００)を形成する工程は、Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属をスパッタリング(Sputtering)法などを利用して積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定パターンの第３電極(６００)を形成する工程で成り立ってよい。
【００９９】
前記第３電極(６００)を形成する工程は、Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属をペースト(paste)で準備した後、スクリーン印刷法(screen printing)、インクジェット印刷法(inkjet printing)、グラビア印刷法(gravure printing)、または微細接触印刷法(microcontact printing)のような印刷法を利用して所定のパターンの第３電極(６００)を直接に形成する工程で成り立ってもよい。
【０１００】
一方、前記第３電極(６００)を形成する前に透明導電層を積層することで、図３ａに示す薄膜形太陽電池を製造することもできる。すなわち、前記図８ｅのようにコンタクト部(７００)を形成した後、ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、またはITO(Indium Tin Oxide)などのような透明な導電物質をスパッタリング(Sputtering)法、またはＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Depositioin)法などを利用して積層して、続いて、Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属をスパッタリング(Sputtering)法などを利用して積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定パターンの透明導電層(６５０)及び第３電極(６００)を同時に形成することで、図３ａに示す薄膜形太陽電池を製造することができる。
【０１０１】
または、前記第３電極(６００)を形成する工程以後に、前記第３電極(６００)の上部に絶縁層(８００)を形成して、前記絶縁層(８００)上に第４電極(８２０)を形成して、前記第４電極(８２０)上に第３半導体層(８４０)を形成して、前記第３半導体層(８４０)上に第５電極(８６０)を形成することで、図５に示す薄膜形太陽電池を製造することができる。
【０１０２】
図９ａ乃至図９ｇは本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図であり、これは上述した図３ｂの薄膜形太陽電池の製造工程に関するものである。上述した実施例と同様な構成に対しては具体的な説明は省略する。
【０１０３】
まず、図９ａに示すように、基板(１００)上に所定パターンの第１電極(２００)を形成する。
【０１０４】
次に、図９ｂに示すように、前記第１電極(２００)上に第１半導体層(３００)を形成する。
【０１０５】
次に、図９ｃに示すように、前記第１半導体層(３００)上に所定パターンの第２電極(４００)を形成する。
【０１０６】
次に、図９ｄに示すように、前記第２電極(４００)上に第２半導体層(５００)を形成する。
【０１０７】
次に、図９ｅに示すように、前記第２半導体層(５００)上に透明導電層(６５０)を積層する。
【０１０８】
前記透明導電層(６５０)を積層する工程は、ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、またはITO(Indium Tin Oxide)などのような透明な導電物質に対してスパッタリング(Sputtering)法、またはＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Depositioin)法などを利用して行われる。
【０１０９】
次に、図９ｆに示すように、前記透明導電層(６５０)、第１半導体層(３００)及び第２半導体層(５００)の所定領域を除去してコンタクト部(７００)を形成する。
【０１１０】
次に、図９ｇに示すように、前記コンタクト部(７００)を通じて前記第１電極(２００)と電気的に連結される所定パターンの第３電極(６００)を形成する。
【０１１１】
前記第３電極(６００)を形成する工程は、Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属をスパッタリング(Sputtering)法などを利用して積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定パターンの透明導電層(６５０)及び第３電極(６００)を同時に形成する工程で成り立ってよい。
【０１１２】
図１０ａ乃至図１０ｆは、本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図であり、これは上述した図４ａの薄膜形太陽電池の製造工程に関するものである。上述した実施例と同様な構成に対しては具体的な説明は省略する。
【０１１３】
まず、図１０ａに示すように、基板(１００)上に、所定間隔で離隔する複数個の第１電極(２００)を形成する。
【０１１４】
前記第１電極(２００）を形成する工程は、基板（１００）全面にスパッタリング(Sputtering)法、またはＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Depositioin)法などを利用して第１電極層を積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定領域の第１電極層を除去する工程で成り立ってよい。
【０１１５】
次に、図１０ｂに示すように、前記第１電極(２００)上に第１半導体層(３００)を形成する。
【０１１６】
次に、図１０ｃに示すように、前記第１半導体層(３００)上に、所定間隔で離隔する複数個の第２電極(４００)を形成する。
【０１１７】
前記第２電極(４００)を形成する工程は、前記第１半導体層(３００)上にスパッタリング(Sputtering)法、またはＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Depositioin)法などを利用して第２電極層を積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定領域の第２電極を除去する工程で成り立ってよい。
【０１１８】
次に、図１０ｄに示すように、前記第２電極(４００)上に第２半導体層(５００)を形成する。
【０１１９】
次に、図１０ｅに示すように、前記第１半導体層(３００)及び第２半導体層(５００)の所定領域を除去してコンタクト部(７００)を形成する。
【０１２０】
次に、図１０ｆに示すように、前記コンタクト部(７００)を通じて前記第１電極(２００)及び隣の単位セルの第２電極(４００)と電気的に連結されて、所定間隔で離隔する複数個の第３電極(６００)を形成する。
【０１２１】
前記第３電極(６００)を形成する工程は、スパッタリング(Sputtering)法などを利用して前記コンタクト部(７００)を含んだ基板全面に第３電極層を積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定領域の第３電極層を除去する工程で成り立ってよい。
【０１２２】
ここで、レーザースクライビング法を利用して所定領域の第３電極層を除去する際に、その下面の第２半導体層(５００)の所定領域も一緒に除去することで、第３電極(６００)を単位セル別により明確に分離することができる。
【０１２３】
一方、図示しなかったが、前記第３電極(６００)を形成する前に透明導電層を積層することで、第３電極(６００)下面に透明導電層が形成された薄膜形太陽電池を製造することもできる。この際、前記第３電極(６００)下面に透明導電層が形成された薄膜形太陽電池を製造するために、前記コンタクト部(７００)形成前に、前記第２半導体層(５００)上に透明導電層を積層して、その後、コンタクト部(７００)を形成することで、前記コンタクト部(７００)には透明導電層が形成されない構造の薄膜形太陽電池を得ることもできる。このような構造の薄膜形太陽電池の製造方法は、上述した図９ａ乃至図９ｇによる薄膜形太陽電池の製造工程を参照すると容易に理解できる。
【０１２４】
また、前記第３電極(６００)を形成する工程以後に、前記第３電極(６００)の上部に絶縁層(８００)を形成して、前記絶縁層(８００)上に所定間隔で離隔する第４電極(８２０)を形成して、前記第４電極(８２０)上に所定のコンタクト部(８４５)を備える第３半導体層(８４０)を形成して、前記第３半導体層(８４０)上に前記コンタクト部(８４５)を通じて隣の第４電極(８２０)と電気的に連結される第５電極(８６０)を形成することで、図６に示す薄膜形太陽電池を製造することができる。
【０１２５】
また、前記第３電極(６００)を形成する工程以後に、前記第３電極(６００)の上部に第３半導体層(８１０)を形成して、前記第３半導体層(８１０)上に所定間隔で離隔する第４電極(８３０)を形成して、第４電極(８３０)上に第４半導体層(８５０)を形成して、前記第３半導体層(８１０)及び第４半導体層(８５０)の所定領域を除去してコンタクト部(７００)を形成して、そして前記コンタクト部(７００)を通じて前記第３電極(６００)及び隣の単位セルの第４電極(８３０)と電気的に連結される第５電極(８７０)を形成することで、図７による薄膜形太陽電池を製造することができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１００ 基板、２００ 第１電極、３００ 第１半導体層、４００ 第２電極、５００ 第２半導体層、６００ 第３電極、７００，８４５ コンタクト部、８００ 絶縁層、８１０，８４０ 第３半導体層、８２０，８３０ 第４電極、８５０ 第４半導体層、８６０，８７０ 第５電極。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池(Solar Cell)に関するもので、より詳細には、薄膜形太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は半導体の性質を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。
【０００３】
太陽電池の構造及び原理について簡単に説明すると、太陽電池はＰ(Positive)形半導体とＮ(negative)形半導体を接合させたＰＮ接合構造をしている。このような構造の太陽電池に太陽光が入射されると、入射された太陽光が持っているエネルギーによって前記半導体内で正孔(hole)と電子(electron)が発生して、この際、ＰＮ接合で発生した電気場によって前記正孔(＋)はＰ形半導体側へ移動して、前記電子(−)はＮ形半導体側へ移動するようになって、電位が発生することで電力を生産することができる原理である。
【０００４】
このような太陽電池は基板形太陽電池と薄膜形太陽電池とに区分できる。
【０００５】
基板形太陽電池はシリコンのような半導体物質自体を基板として利用して太陽電池を製造するものであり、薄膜形太陽電池はガラスなどの基板上に薄膜の形態で半導体を形成して太陽電池を製造するものである。
【０００６】
基板形太陽電池は薄膜形太陽電池より効率が多少優れるが、工程上、厚さを最小化することに限界があり、高価な半導体基板を利用するから製造費用が上昇する短所がある。
【０００７】
薄膜形太陽電池は基板形太陽電池より効率が多少落ちるが、薄い厚さで製造することができ、低価の材料を利用できるから製造費用が減少される長所があって大量生産に適している。
【０００８】
以下、添付図面を参照しつつ、従来の薄膜形太陽電池について説明する。
【０００９】
図１ａは、従来の一実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図である。
【００１０】
図１ａに示すように、従来の一実施例による薄膜形太陽電池は、基板(１０)、前面電極層(２０)、半導体層(３０)、及び後面電極層(６０)で成り立つ。
【００１１】
前記前面電極層(２０)は太陽光が入射される面であるからＺｎＯのような透明な導電物質を利用して形成される。
【００１２】
前記半導体層(３０)は、シリコンのような半導体物質を利用して形成され、Ｐ形(Positive)半導体層、Ｉ形(Intrinsic)半導体層及びＮ形(Negetive)半導体層が順に積層された、いわゆるＰＩＮ構造で形成される。
【００１３】
前記後面電極層(６０)はＡｇ、Ａｌのような金属を利用して形成される。
【００１４】
しかしながら、図１ａに示す従来の薄膜形太陽電池は、前記半導体層(３０)を構成するシリコンのような半導体物質自体の光吸収係数が低いだけでなく、前記半導体層(３０)が数μｍ以下の薄膜で形成された単一ＰＩＮ構造で構成され、光吸収効率が落ちるから、高効率の太陽電池を具現することに限界がある。
【００１５】
したがって、前記半導体層(３０)を単一ＰＩＮ構造ではない複数のＰＩＮ構造で積層した太陽電池が考案された。
【００１６】
図１ｂは、従来の他の実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図であり、ＰＩＮ構造の半導体層を２層で積層した、いわゆるタンデム(tandem)構造の薄膜形太陽電池を示している。
【００１７】
図１ｂに示すように、従来の他の実施例による薄膜形太陽電池は、基板(１０)、前面電極層(２０)、第１半導体層(３０)、バッファー層(４０)、第２半導体層(５０)、及び後面電極層(６０)で構成される。
【００１８】
前記第１半導体層(３０)及び第２半導体層(５０)は、いずれも、Ｐ形(Positive)半導体層、Ｉ形(Intrinsic)半導体層及びＮ形(Negative)半導体層が順に積層したＰＩＮ構造で形成されて、前記第１半導体層(３０)及び第２半導体層(５０)の間にはトンネル接合を通じて正孔及び電子の移動を円滑にするためにバッファー層が形成される。
【００１９】
このように、図１ｂに示す従来の薄膜形太陽電池は、ＰＩＮ構造の第１半導体層(３０)及びＰＩＮ構造の第２半導体層(５０)を形成することで、２個の太陽電池が直列に連結されたような構造を持って太陽電池の開放電圧を高めることができるから、図１ａによる従来の薄膜形太陽電池に比べてより高効率を達成することができる長所がある。
【００２０】
しかしながら、図１ｂに示す従来の薄膜形太陽電池は、前記第１半導体層(３０)及び第２半導体層(５０)の間の電流マッチング(Current matching)のための工程が必要となるが、このような電流マッチングのための工程が非常にややこしくて、仮に電流マッチングが正確でない場合には高効率を達成することができない問題がある。
【００２１】
より具体的に説明すると、図１ｂのように２個の太陽電池が直列に連結される構造では、前記第１半導体層(３０)で生成された電子が前記第２半導体層(５０)へ移動するために前記第１半導体層(３０)及び第２半導体層(５０)の間でトンネリング過程を経なければならず、このようなトンネリングを最大化することで電流マッチングが実現するようになる。ここで、前記トンネリングを最大化するためには前記バッファー層(４０)の厚さ、前記第２半導体層(５０)のＰ層の厚さなどを最適化しなければならない。このような前記バッファー層(４０)の厚さ、及び前記第２半導体層(５０)のＰ層の厚さなどの最適化を行うためには作業員が多くの時間を投資して反復的な実験を行わなければならず、仮に前記バッファー層(４０)の厚さ及び前記第２半導体層(５０)のＰ層の厚さなどに対して最適化された寸法を得ることができない場合には、電流マッチングが正確に実現できず高効率の太陽電池を具現することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、前記のような従来の問題点を解決するために考案されるもので、本発明は電流マッチングのための工程を実行せずとも高効率を得ることができる薄膜形太陽電池及びその製造方法を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、前記目的を達成するために、基板上に所定パターンで形成された第１電極；前記第１電極上に形成された第１半導体層；前記第１半導体層に所定パターンで形成された第２電極；前記第２電極上に形成された第２半導体層；及び前記第２半導体層上に所定パターンで形成された第３電極を含み、前記第１電極と前記第３電極は電気的に連結されていることを特徴とする薄膜形太陽電池を提供する。
【００２４】
本発明は、または、基板上に所定間隔で離隔形成された複数個の第１電極；前記第１電極上に形成された第１半導体層；前記第１半導体層上に所定間隔で離隔形成された複数個の第２電極；前記第２電極上に形成された第２半導体層；前記第２半導体層上に所定間隔で離隔形成された複数個の第３電極を含み、前記第３電極は前記第１電極及び隣の前記第２電極と電気的に連結されたことを特徴とする薄膜形太陽電池を提供する。
【００２５】
本発明は、または、基板上に所定パターンの第１電極を形成する工程；前記第１電極上に第１半導体層を形成する工程；前記第１半導体層上に所定パターンの第２電極を形成する工程；前記第２電極上に第２半導体層を形成する工程；前記第１半導体層及び第２半導体層の所定領域を除去してコンタクト部を形成する工程；及び前記コンタクト部を通じて前記第１電極と電気的に連結される、所定パターンの第３電極を形成する工程を含む薄膜形太陽電池の製造方法を提供する。
【００２６】
本発明は、または、基板上に、所定間隔で離隔する複数個の第１電極を形成する工程；前記第１電極上に第１半導体層を形成する工程；前記第１半導体層上に、所定間隔で離隔する複数個の第２電極を形成する工程；前記第２電極上に第２半導体層を形成する工程；前記第１半導体層及び第２半導体層の所定領域を除去してコンタクト部を形成する工程；及び前記コンタクト部を通じて前記第１電極及び隣の前記第２電極と電気的に連結されて、所定間隔で離隔する複数個の第３電極を形成する工程を含む薄膜形太陽電池の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２７】
上述した本発明によると、次のような効果がある。
【００２８】
第１に、第１電極，ＰＩＮ構造の第１半導体層及び第２電極の組み合わせによって構成される第１太陽電池と、第２電極、ＮＩＰ構造の第２半導体層及び第３電極の組み合わせによって構成される第２太陽電池が並列に連結される構成を持つことで、第１太陽電池及び第２太陽電池の間に電流マッチング(Current Matching)のための工程が必要なくなる。したがって、電流マッチングのための工程が必要ないながらも、基板に入射された太陽光は第１太陽電池及び第２太陽電池それぞれに吸収されて全体の薄膜形太陽電池の効率が増進される効果を得ることができる。
【００２９】
第２に、薄膜形太陽電池を複数個の単位セルに分離して、それぞれの単位セルを直列に連結した構成を持つこととすれば、基板が大面積化されても電極の大きさを減らすことができ、それによって電極抵抗の増加を防止できて、太陽電池の効率が増進される効果を得ることができる。
【００３０】
第３に、第３電極下面に透明導電層を形成することとすれば、透明導電層を通過する太陽光が多様な角で散乱して、それによって第３電極で反射されて太陽電池内に再入射される光の比率が増加されることができて、太陽電池の効率が増進される効果を得ることができる。
【００３１】
第４に、第１太陽電池及び第２太陽電池で構造された薄膜形太陽電池上部に別途の第３太陽電池を構成したり、または、第１太陽電池及び第２太陽電池の組み合わせを上下二重に形成したりすれば、太陽電池の効率が増進される効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１ａ】従来の一実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図１ｂ】従来の他の一実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図２ａ】本発明の一実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図２ｂ】図２ａに示す薄膜形太陽電池の概略的な回路構成を示した図面である。
【図３ａ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図３ｂ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図４ａ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図４ｂ】図４ａに示す薄膜形太陽電池の概略的な回路構成を示した図面である。
【図５】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図６】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図７】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池を概略的に示した断面図である。
【図８ａ】本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図８ｂ】本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図８ｃ】本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図８ｄ】本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図８ｅ】本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図８ｆ】本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図９ａ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図９ｂ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図９ｃ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図９ｄ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図９ｅ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図９ｆ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図９ｇ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図１０ａ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図１０ｂ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図１０ｃ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図１０ｄ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図１０ｅ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【図１０ｆ】本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。
【００３４】
［薄膜形太陽電池］
図２ａは、本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図である。
【００３５】
図２ａに示すように、本発明の一実施例による薄膜形太陽電池は、基板(１００)、第１電極(２００)、第１半導体層(３００)、第２電極(４００)、第２半導体層(５００)、及び第３電極(６００)を含んで成り立つ。
【００３６】
前記基板(１００)はガラスまたは透明なプラスチックを利用して形成する。
【００３７】
前記第１電極(２００)は前記基板(１００)上に所定パターンで形成される。前記第１電極(２００)は、太陽光が入射される面に形成されるので、ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、または、ITO(Indium Tin Oxide)などのような透明な導電物質を利用して形成できる。
【００３８】
前記第１電極(２００)は入射される太陽光が太陽電池内部にできるだけ吸収されるようにテクスチャリング(texturing)加工工程などを通じてその上面を凹凸構造で形成することが好ましい。前記テクスチャリング加工工程とは、物質表面をでこぼこな凹凸構造で形成して、まるで織物の表面みたいな形状に加工する工程で、フォトリソグラフィ法(photolithotraphy)を利用した蝕刻工程、化学溶液を利用した異方性蝕刻工程(anisotropic etching)、または機械的スクライビング(mechanical scribing)を利用した溝形成工程などを通じて実現できる。このようなテクスチャリング加工工程を前記第１電極(２００)に対して実行すると、入射される太陽光の散乱によって太陽電池内部に太陽光が吸収される比率が増加するようになって、太陽電池の効率が増進される効果がある。
【００３９】
前記第１半導体層(３００)は前記第１電極(２００)上に形成される。前記第１電極(２００)と第３電極(６００)が電気的に連結されるように前記第１半導体層(３００)の所定領域にはコンタクト部(７００)が形成される。
【００４０】
前記第１半導体層(３００)は、Ｐ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＮ形半導体層が順に積層されたＰＩＮ構造で形成される。このように前記第１半導体層(３００)がＰＩＮ構造で形成されると、Ｉ形半導体層がＰ形半導体層とＮ形半導体層によって空乏(depletion)になって内部に電気場が発生するようになり、太陽光によって生成される正孔及び電子が前記電気場によってドリフト(drift)される。そして、正孔はＰ形半導体層を通じて第１電極(２００)で収集され、電子はＮ形半導体層を通じて第２電極(４００)で収集される。
【００４１】
前記第２電極(４００)は前記第１半導体層(３００)上に所定パターンで形成される。前記第２電極(４００)は、ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、またはITO(Indium Tin Oxide)などのような透明な導電物質を利用して形成できる。前記第２電極(４００)は前記第１電極(２００)と第３電極(６００)の間に形成されて、上述したように第１半導体層(３００)で生成される電子を収集し、また、後述する第２半導体層(５００)で生成される電子を収集するようになる。
【００４２】
前記第２半導体層(５００)は前記第２電極(４００)上に形成される。前記第１電極(２００)と第３電極（６００）が電気的に連結できるように前記第２半導体層(５００)の所定領域にはコンタクト部(７００)が形成される。
【００４３】
前記第２半導体層(５００)はＮ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＰ形半導体層が順に積層されたＮＩＰ構造で形成される。このように前記第２半導体層(５００)がＮＩＰ構造で形成されると、太陽光によって生成される正孔はＰ形半導体層を通じて第３電極(６００)で収集され、電子はＮ形半導体層を通じて第２電極(４００)で収集される。
【００４４】
なお、前記第１半導体層(３００)はＰＩＮ構造の非晶質半導体物質で成り立ち、前記第２半導体層(５００)はＮＩＰ構造の微細結晶質半導体物質で成り立つこととしてもよい。
【００４５】
前記非晶質半導体物質は短波長の光をよく吸収して、前記微細結晶質半導体物質は長波長の光をよく吸収する特性があるから、非晶質半導体物質と微細結晶質半導体物質を組み合わせる場合、光吸収効率を増進することができる。また、非晶質半導体物質は長時間光にさらされる場合に劣化現象が加速される問題があり、非晶質半導体物質を太陽光が入射される面に形成して微細結晶質半導体物質をその反対面に形成する場合に太陽電池の劣化を減らせる効果がある。したがって、太陽光が入射される面に近い第１半導体層(３００)を非晶質半導体物質で形成して、太陽光が入射される面から遠い第２半導体層(５００)を微細結晶質半導体物質で形成できる。ただ、必ずこれに限定される必要はなく、前記第１半導体層(３００)として非晶質半導体/ゲルマニウム、微細結晶質半導体物質など多様に変更利用できるし、前記第２半導体層(５００)として非晶質半導体物質、非晶質半導体／ゲルマニウムなど多様に変更利用することができる。
【００４６】
または、前記第１半導体層(３００)がＮ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＰ形半導体層が順に積層されたＮＩＰ構造で形成されて、前記第２半導体層(５００)がＰ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＮ形半導体層が順に積層されたＰＩＮ構造で形成されることで、太陽光によって生成される正孔はＰ形半導体層を通じて第２電極(４００)で収集され、電子はＮ形半導体層を通じて第１電極(２００)及び第３電極(６００)で収集されるように構成することもできる。
【００４７】
前記第３電極(６００)は前記第２半導体層(５００)上に所定パターンで形成され、前記第１半導体層(３００)及び第２半導体層(５００)に揃っているコンタクト部(７００)を通じて前記第１電極(２００)と連結される。前記第３電極(６００)はAg、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属を利用して形成することができる。
【００４８】
上記のような本発明の一実施例による薄膜形太陽電池は、第１電極(２００)、第１半導体層(３００)及び第２電極(４００)の組み合あわせによって第１太陽電池が構成され、第２電極(４００)、第２半導体層(５００)及び第３電極(６００)の組み合わせによって第２太陽電池が構成され、第１電極(２００)及び第３電極(６００)が連結されることで、図２ｂのように、前記第１太陽電池と第２太陽電池が並列に連結される構成を持つ。したがって、第１太陽電池及び第２太陽電池の間に電流マッチング(Current Matching)のための工程が要求されない。
【００４９】
図３ａ及び図３ｂは、本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図であり、これは第３電極(６００)の下面に透明導電層(６５０)が追加に形成されることを除いて上述した図２ａによる薄膜形太陽電池と同様である。したがって、同様な構造に対しては同一の図面符号を付けて、同様な構造に対しては具体的な説明は省略する。
【００５０】
図３ａに示すように、前記透明導電層(６５０)は前記第２半導体層(５００)の上面に形成され、前記第１半導体層(３００)及び第２半導体層(５００)に揃っているコンタクト部(７００)を通じて前記第１電極(２００)と連結される。この場合、前記第３電極(６００)は前記透明導電層(６５０)を通じて第１電極(２００)と電気的に連結される。
【００５１】
図３ｂに示すように、前記透明導電層(６５０)は前記コンタクト部(７００)には形成されず、前記第２半導体層(５００)の上面だけに形成されてもよい。
【００５２】
前記透明導電層(６５０)は、ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、またはITO(Indium
Tin Oxide)などのような物質で形成されてよい。
【００５３】
このように、透明導電層(６５０)を形成することで、透明導電層(６５０)を通過する太陽光が多様な角で散乱して，それによって前記第３電極(６００)で反射されて太陽電池内に再入射される光の比率を増加させ、太陽電池の効率を向上することができる。
【００５４】
図４ａは、本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図であり、これは図２ａに示される薄膜形太陽電池を単位セルにして複数個の単位セルを直列に連結した薄膜形太陽電池に関する。したがって、同様な構成に対しては同一の図面符号を付けて、同様な構成に対しては具体的な説明は省略する。
【００５５】
図４ａに示すように、本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池は基板(１００)、第１電極(２００)、第１半導体層(３００)、第２電極(４００)、第２半導体層(５００)、及び第３電極(６００)を含んで成り立つ。
【００５６】
前記第１電極(２００)は前記基板(１００)上に所定間隔で複数個が離隔形成される。
【００５７】
前記第１半導体層(３００)は前記第１電極(２００)上に形成される。前記第１電極(２００)と第３電極(６００)が電気的に連結されるように、前記第１半導体層(３００)の所定領域にはコンタクト部(７００)が形成される。
【００５８】
前記第２電極(４００)は前記第１半導体層(３００)上に所定間隔で複数個が離隔形成される。
【００５９】
前記第２半導体層(５００)は前記第２電極(４００)上に形成される。前記第１電極(２００)と第３電極(６００)が電気的に連結されるように、前記第２半導体層(５００)の所定領域にはコンタクト部(７００)が形成される。
【００６０】
前記第１半導体層(３００)がＰ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＮ形半導体層が順に積層されたＰＩＮ構造で形成される場合には、前記第２半導体層(５００)はＮ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＰ形半導体層が順に積層されたＮＩＰ構造で形成され、前記第１半導体層(３００)がＮ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＰ形半導体層が順に積層されたＮＩＰ構造で形成される場合には、前記第２半導体層(５００)はＰ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＮ形半導体層が順に積層されたＰＩＮ構造で形成される。
【００６１】
前記第３電極(６００)は前記第２半導体層(５００)上に所定間隔で複数個が離隔形成される。前記第３電極(６００)は、前記第１半導体層(３００)及び第２半導体層(５００)に揃ったコンタクト部(７００)を通じて前記第１電極(２００)と連結され、また隣の単位セルの第２電極(４００)と連結される。
【００６２】
このような本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池は、次に述べるような構成上の特徴を備える。
【００６３】
第１に、複数個の単位セルそれぞれは第１電極(２００)、第１半導体層(３００)及び第２電極(４００)の組み合わせによる第１太陽電池、及び第２電極(４００)、第２半導体層(５００)及び第３電極(６００)の組み合わせによる第２太陽電池で成り立っており、前記第１電極(２００)及び第３電極(６００)が連結されることで、図４ｂに示されるように、それぞれの単位セル内で第１太陽電池と第２太陽電池が並列に連結される。したがって、第１太陽電池及び第２太陽電池の間に電流マッチング(Current Matching)のための工程が要求されない。
【００６４】
第２に、一つの単位セル内の第３電極(６００)が隣の単位セルの第２電極(４００)と連結されることで、図４ｂに示されるように、複数個の単位セルの間は直列に連結される。したがって、基板が大面積化されても電極の大きさを減らすことができるし、それによって電極抵抗の増加を防止できる。
【００６５】
一方、図示されていないが、図４ａの薄膜形太陽電池において、前記第３電極(６００)の下面に透明導電層を追加に形成できる。このような透明導電層の構成は図３ａ及び図３ｂによる薄膜形太陽電池に形成された透明導電層(６５０)を参照すれば容易に理解できる。
【００６６】
図５は、本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図であり，これは図２ａの薄膜形太陽電池の上面に別途の太陽電池が追加に構成されたものである。したがって、同様な構成に対しては同一の図面符号を付けて、同様な構成に対して具体的な説明は省略する。
【００６７】
図５に示すように、上述した図２ａの薄膜形太陽電池の上部、すなわち、第３電極(６００)の上部に絶縁層(８００)が形成され、前記絶縁層(８００)上に第４電極(８２０)が形成され、前記第４電極(８２０)上に第３半導体層(８４０)が形成され、前記第３半導体層(８４０)上に第５電極(８６０)が形成されている。したがって、前記第４電極(８２０)、第３半導体層(８４０)及び第５電極(８６０)の組み合わせによって第３太陽電池が構成される。
【００６８】
下部に入射される太陽光が前記第３太陽電池まで円滑に入射されるように、前記第３電極(６００)は透明な導電物質で成り立つことが好ましく、前記絶縁層(８００)も、SiO2、TiO2、SiNx、またはSiONなどの透明な絶縁物質で成り立つことが好ましい。また、前記第４電極(８２０)も透明な導電物質で成り立つことが好ましい。
【００６９】
前記第３半導体層(８４０)はＰＩＮ構造またはＮＩＰ構造で成り立ってよく、前記第５電極(８６０)は、Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属で成り立ってよい。
【００７０】
図６は、本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図であり、これは図４ａの薄膜形太陽電池の上部に別の太陽電池が追加に構成されたものである。したがって、同様な構成に対しては同一の図面符号を付けて、同様な構成に対して具体的な説明は省略する。
【００７１】
図６に示すように、上述した図４ａの薄膜形太陽電池の上部、すなわち、第３電極(６００)の上部に絶縁層(８００)が形成され、前記絶縁層(８００)上に第４電極(８２０)が形成され、前記第４電極(８２０)上に第３半導体層(８４０)が形成され、前記第３半導体層(８４０)上に第５電極(８６０)が形成される。したがって、前記第４電極(８２０)、第３半導体層(８４０)及び第５電極(８６０)の組み合わせのよって第３太陽電池が構成される。
【００７２】
下部に入射される太陽光が前記第３太陽電池まで円滑に入射されるように、前記第３電極(６００)は透明な導電物質で成り立つことが好ましい。前記絶縁層(８００)も、SiO2、TiO2、SiNx、またはSiONなどの透明な絶縁物質で成り立つことが好ましい。
【００７３】
前記第４電極(８２０)は透明導電物質で成り立ってよく、複数個が所定の間隔で離隔形成される。
【００７４】
前記第３半導体層(８４０)はＰＩＮ構造、またはＮＩＰ構造で成り立ってよく、所定の領域にコンタクト部(８４５)が揃って形成される。
【００７５】
前記第５電極(８６０)は、Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属で成り立ってよく、複数個が所定の間隔で離隔形成される。また、前記第５電極(８６０)は前記コンタクト部(８４５)を通じて隣の第４電極(８２０)と電気的に連結される。
【００７６】
したがって、図６によると、前記第４電極(８２０)、第３半導体層(８４０)及び第５電極(８６０)の組み合わせによって構成される第３太陽電池が、直列に連結されている複数個の単位セルで成り立つ。
【００７７】
図７は本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の概略的な断面図であり、これは図４ａの薄膜形太陽電池が上下二重に形成される構造である。したがって、同様な構成に対しては同一の図面符号を付けて、同様な構成に対して具体的な説明は省略する。
【００７８】
図７に示すように、第３電極(６００)の上部に第３半導体層(８１０)が形成され、前記第３半導体層(８１０)上に第４電極(８３０)が形成され、前記第４電極(８３０)上に第４半導体層(８５０)が形成され、前記第４半導体層(８５０)上に第５電極(８７０)が形成される。
【００７９】
下部に入射される太陽光が上部まで円滑に入射されるように、前記第３電極(６００)は透明な導電物質で成り立つことが好ましい。
【００８０】
前記第３電極(６００)と第５電極(８７０)が電気的に連結されるように、前記第３半導体層(８１０)及び第４半導体層(８５０)の所定領域にはコンタクト部(７００)が形成される。
【００８１】
前記第４電極(８３０)は、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、またはITO(Indium Tin Oxide)などのような透明な導電物質で成り立ってよく、前記第３半導体層(８１０)及び第４半導体層(８５０)で生成された電子または正孔を収集することになる。前記第４電極(８３０)は隣の単位セル内の第５電極(８７０)と連結され、これにより複数個の単位セルが直列に連結されている。
【００８２】
前記第５電極(８７０)は、Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属で成り立ってよく、前記第３半導体層(８１０)及び第４半導体層(８５０)に揃ったコンタクト部(７００)を通じて前記第３電極(６００)と連結される。
【００８３】
図７の薄膜形太陽電池においては、第１電極(２００)、第１半導体層(３００)、及び第２電極(４００)の組み合わせによって第１太陽電池が構成され、第２電極(４００)、第２半導体層(５００)及び第３電極(６００)の組み合わせによって第２太陽電池が構成され、第３電極(６００)、第３半導体層(８１０)及び第４電極(８３０)の組み合わせによって第３太陽電池が構成され、第４電極(８３０)、第４半導体層(８５０)及び第５電極(８７０)の組み合わせによって第４太陽電池が構成される。
【００８４】
図７の薄膜形太陽電池において、前記第１半導体層(３００)がＰＩＮ構造で形成される場合、前記第２半導体層(５００)はＮＩＰ構造で形成されて、前記第３半導体層(８１０)はＰＩＮ構造で形成されて、前記第４半導体層(８５０)はＮＩＰ構造で形成される。そして、太陽光によって生成された電子は第２電極(４００)及び第４電極(８３０)で収集されて、太陽光によって生成された正孔は第１電極(２００)、第３電極(６００)、及び第５電極(８７０)で収集される。または、前記第１半導体層(３００)がＮＩＰ構造で形成される場合、前記第２半導体層(５００)はＰＩＮ構造で形成されて、前記第３半導体層(８１０)はＮＩＰ構造で形成されて、前記第４半導体層(８５０)はＰＩＮ構造で形成される。この場合、太陽光によって生成された正孔は第２電極(４００)及び第４電極(８３０)で収集されて、太陽光によって生成された電子は第１電極(２００)、第３電極(６００)、及び第５電極(８７０)で収集される。以上のように、図７の薄膜形太陽電池は上述した図４ａの薄膜形太陽電池が上下二重に形成された構造であるが、本発明はこれに限定されるわけではなく、図４ａの薄膜形太陽電池が上下三重以上に形成されることもできる。
【００８５】
［薄膜形太陽電池の製造方法］
図８ａ乃至図８ｆは、本発明の一実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図であり、これは上述した図２ａに示す薄膜形太陽電池の製造工程に関する。
【００８６】
まず、図８ａに示すように、基板(１００)上に所定パターンの第１電極(２００)を形成する。
【００８７】
前記第１電極(２００)を形成する工程は、基板(１００)全面に、ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、またはITO(Indium Tin Oxide)などのような透明な導電物質をスパッタリング(Sputtering)法、またはＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Depositioin)法などを利用して積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定パターンの第１電極(２００)を形成する工程で成り立ってよい。
【００８８】
前記第１電極(２００）を形成する工程は、前記第１電極(２００)の表面を凹凸構造で形成するために、フォトリソグラフィ法(photolithotraphy)を利用する蝕刻工程、化学溶液を利用する異方性蝕刻工程(anisotropic etching)、または機械的スクライビング(mechanical scribing)を利用する溝形成工程などを利用するテクスチャリング(texturring)加工工程を含むことができる。
【００８９】
次は、図８ｂに示すように、前記第１電極(２００)上に第１半導体層(３００)を形成する。
【００９０】
前記第１半導体層(３００)を形成する工程は、シリコン系の非晶質半導体物質を、プラズマＣＶＤ法などを利用して、Ｐ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＮ形半導体層を順に積層したＰＩＮ構造に形成する工程で成り立ってよい。
【００９１】
次は、図８ｃに示すように、前記第１半導体層(３００)上に所定パターンの第２電極(４００)を形成する。
【００９２】
前記第２電極(４００)を形成する工程は、前記第１半導体層(３００)全面に、ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、またはITO(Indium Tin Oxide)などのような透明な導電物質をスパッタリング(Sputtering)法、またはＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Depositioin)法などを利用して積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定パターンの第２電極(４００)を形成する工程で成り立ってよい。
【００９３】
次は、図８ｄに示すように、前記第２電極(４００)上に第２半導体層(５００)を形成する。
【００９４】
前記第２半導体層(５００)を形成する工程は、シリコン系の非晶質半導体物質、微細結晶質半導体物質、または非晶質半導体/ゲルマニウムなどを、プラズマＣＶＤ法などを利用して、Ｎ形半導体層、Ｉ形半導体層、及びＰ形半導体層を順に積層したＮＩＰ構造に形成する工程で成り立ってよい。
【００９５】
次は、図８ｅに示すように、前記第１半導体層(３００)及び第２半導体層(５００)の所定領域を除去してコンタクト部(７００)を形成する。
【００９６】
前記コンタクト部(７００)を形成する工程では、レーザースクライビング工程を利用できる。この時、前記第１電極(２００)が露出されるように前記コンタクト部(７００)を形成する。
【００９７】
次は、図８ｆに示すように、前記コンタクト部(７００)を通じて前記第１電極（２００）と電気的に連結される所定パターンの第３電極(６００)を形成する。
【００９８】
前記第３電極(６００)を形成する工程は、Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属をスパッタリング(Sputtering)法などを利用して積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定パターンの第３電極(６００)を形成する工程で成り立ってよい。
【００９９】
前記第３電極(６００)を形成する工程は、Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属をペースト(paste)で準備した後、スクリーン印刷法(screen printing)、インクジェット印刷法(inkjet printing)、グラビア印刷法(gravure printing)、または微細接触印刷法(microcontact printing)のような印刷法を利用して所定のパターンの第３電極(６００)を直接に形成する工程で成り立ってもよい。
【０１００】
一方、前記第３電極(６００)を形成する前に透明導電層を積層することで、図３ａに示す薄膜形太陽電池を製造することもできる。すなわち、前記図８ｅのようにコンタクト部(７００)を形成した後、ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、またはITO(Indium Tin Oxide)などのような透明な導電物質をスパッタリング(Sputtering)法、またはＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Depositioin)法などを利用して積層して、続いて、Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属をスパッタリング(Sputtering)法などを利用して積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定パターンの透明導電層(６５０)及び第３電極(６００)を同時に形成することで、図３ａに示す薄膜形太陽電池を製造することができる。
【０１０１】
または、前記第３電極(６００)を形成する工程以後に、前記第３電極(６００)の上部に絶縁層(８００)を形成して、前記絶縁層(８００)上に第４電極(８２０)を形成して、前記第４電極(８２０)上に第３半導体層(８４０)を形成して、前記第３半導体層(８４０)上に第５電極(８６０)を形成することで、図５に示す薄膜形太陽電池を製造することができる。
【０１０２】
図９ａ乃至図９ｇは本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図であり、これは上述した図３ｂの薄膜形太陽電池の製造工程に関するものである。上述した実施例と同様な構成に対しては具体的な説明は省略する。
【０１０３】
まず、図９ａに示すように、基板(１００)上に所定パターンの第１電極(２００)を形成する。
【０１０４】
次に、図９ｂに示すように、前記第１電極(２００)上に第１半導体層(３００)を形成する。
【０１０５】
次に、図９ｃに示すように、前記第１半導体層(３００)上に所定パターンの第２電極(４００)を形成する。
【０１０６】
次に、図９ｄに示すように、前記第２電極(４００)上に第２半導体層(５００)を形成する。
【０１０７】
次に、図９ｅに示すように、前記第２半導体層(５００)上に透明導電層(６５０)を積層する。
【０１０８】
前記透明導電層(６５０)を積層する工程は、ZnO、ZnO:B、ZnO:Al、SnO2、SnO2:F、またはITO(Indium Tin Oxide)などのような透明な導電物質に対してスパッタリング(Sputtering)法、またはＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Depositioin)法などを利用して行われる。
【０１０９】
次に、図９ｆに示すように、前記透明導電層(６５０)、第１半導体層(３００)及び第２半導体層(５００)の所定領域を除去してコンタクト部(７００)を形成する。
【０１１０】
次に、図９ｇに示すように、前記コンタクト部(７００)を通じて前記第１電極(２００)と電気的に連結される所定パターンの第３電極(６００)を形成する。
【０１１１】
前記第３電極(６００)を形成する工程は、Ag、Al、Ag+Mo、Ag+Ni、Ag+Cuのような金属をスパッタリング(Sputtering)法などを利用して積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定パターンの透明導電層(６５０)及び第３電極(６００)を同時に形成する工程で成り立ってよい。
【０１１２】
図１０ａ乃至図１０ｆは、本発明の他の実施例による薄膜形太陽電池の製造工程を示した断面図であり、これは上述した図４ａの薄膜形太陽電池の製造工程に関するものである。上述した実施例と同様な構成に対しては具体的な説明は省略する。
【０１１３】
まず、図１０ａに示すように、基板(１００)上に、所定間隔で離隔する複数個の第１電極(２００)を形成する。
【０１１４】
前記第１電極(２００）を形成する工程は、基板（１００）全面にスパッタリング(Sputtering)法、またはＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Depositioin)法などを利用して第１電極層を積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定領域の第１電極層を除去する工程で成り立ってよい。
【０１１５】
次に、図１０ｂに示すように、前記第１電極(２００)上に第１半導体層(３００)を形成する。
【０１１６】
次に、図１０ｃに示すように、前記第１半導体層(３００)上に、所定間隔で離隔する複数個の第２電極(４００)を形成する。
【０１１７】
前記第２電極(４００)を形成する工程は、前記第１半導体層(３００)上にスパッタリング(Sputtering)法、またはＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Depositioin)法などを利用して第２電極層を積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定領域の第２電極を除去する工程で成り立ってよい。
【０１１８】
次に、図１０ｄに示すように、前記第２電極(４００)上に第２半導体層(５００)を形成する。
【０１１９】
次に、図１０ｅに示すように、前記第１半導体層(３００)及び第２半導体層(５００)の所定領域を除去してコンタクト部(７００)を形成する。
【０１２０】
次に、図１０ｆに示すように、前記コンタクト部(７００)を通じて前記第１電極(２００)及び隣の単位セルの第２電極(４００)と電気的に連結されて、所定間隔で離隔する複数個の第３電極(６００)を形成する。
【０１２１】
前記第３電極(６００)を形成する工程は、スパッタリング(Sputtering)法などを利用して前記コンタクト部(７００)を含んだ基板全面に第３電極層を積層した後、レーザースクライビング法を利用して所定領域の第３電極層を除去する工程で成り立ってよい。
【０１２２】
ここで、レーザースクライビング法を利用して所定領域の第３電極層を除去する際に、その下面の第２半導体層(５００)の所定領域も一緒に除去することで、第３電極(６００)を単位セル別により明確に分離することができる。
【０１２３】
一方、図示しなかったが、前記第３電極(６００)を形成する前に透明導電層を積層することで、第３電極(６００)下面に透明導電層が形成された薄膜形太陽電池を製造することもできる。この際、前記第３電極(６００)下面に透明導電層が形成された薄膜形太陽電池を製造するために、前記コンタクト部(７００)形成前に、前記第２半導体層(５００)上に透明導電層を積層して、その後、コンタクト部(７００)を形成することで、前記コンタクト部(７００)には透明導電層が形成されない構造の薄膜形太陽電池を得ることもできる。このような構造の薄膜形太陽電池の製造方法は、上述した図９ａ乃至図９ｇによる薄膜形太陽電池の製造工程を参照すると容易に理解できる。
【０１２４】
また、前記第３電極(６００)を形成する工程以後に、前記第３電極(６００)の上部に絶縁層(８００)を形成して、前記絶縁層(８００)上に所定間隔で離隔する第４電極(８２０)を形成して、前記第４電極(８２０)上に所定のコンタクト部(８４５)を備える第３半導体層(８４０)を形成して、前記第３半導体層(８４０)上に前記コンタクト部(８４５)を通じて隣の第４電極(８２０)と電気的に連結される第５電極(８６０)を形成することで、図６に示す薄膜形太陽電池を製造することができる。
【０１２５】
また、前記第３電極(６００)を形成する工程以後に、前記第３電極(６００)の上部に第３半導体層(８１０)を形成して、前記第３半導体層(８１０)上に所定間隔で離隔する第４電極(８３０)を形成して、第４電極(８３０)上に第４半導体層(８５０)を形成して、前記第３半導体層(８１０)及び第４半導体層(８５０)の所定領域を除去してコンタクト部(７００)を形成して、そして前記コンタクト部(７００)を通じて前記第３電極(６００)及び隣の単位セルの第４電極(８３０)と電気的に連結される第５電極(８７０)を形成することで、図７による薄膜形太陽電池を製造することができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１００ 基板、２００ 第１電極、３００ 第１半導体層、４００ 第２電極、５００ 第２半導体層、６００ 第３電極、７００，８４５ コンタクト部、８００ 絶縁層、８１０，８４０ 第３半導体層、８２０，８３０ 第４電極、８５０ 第４半導体層、８６０，８７０ 第５電極。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に所定パターンで形成された第１電極；
前記第１電極上に形成された第１半導体層；
前記第１半導体層上に所定パターンで形成された第２電極；
前記第２電極上に形成された第２半導体層；及び
前記第２半導体層上に所定パターンで形成された第３電極を含み、
前記第１電極と前記第３電極は電気的に連結されることを特徴とする、薄膜形太陽電池。
【請求項２】
前記第１半導体層及び第２半導体層の所定領域にはコンタクト部が形成されていて、前記第３電極は前記コンタクト部を通じて前記第１電極と連結することを特徴とする、請求項１に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項３】
前記第３電極の上部に形成された絶縁層；
前記絶縁層上に形成された第４電極；
前記第４電極上に形成された第３半導体層；及び
前記第３半導体層上に形成された第５電極をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項４】
基板上に所定間隔で離隔形成された複数個の第１電極；
前記第１電極上に形成された第１半導体層；
前記第１半導体層上に所定間隔で離隔形成された複数個の第２電極；
前記第２電極上に形成された第２半導体層；
前記第２半導体層上に所定間隔で離隔形成された複数個の第３電極を含み、
前記第３電極は前記第１電極及び隣の前記第２電極と電気的に連結することを特徴とする、薄膜形太陽電池。
【請求項５】
前記第１半導体層及び第２半導体層の所定領域にはコンタクト部が形成されていて、前記第３電極は前記コンタクト部を通じて前記第１電極及び隣の前記第２電極と連結されることを特徴とする、請求項４に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項６】
前記第３電極の上部に形成された絶縁層；
前記絶縁層上に所定間隔で離隔形成された第４電極；
前記第４電極上に形成されて、所定のコンタクト部を備える第３半導体層；及び
前記コンタクト部を通じて前記第４電極と連結されて、所定間隔で離隔形成された第５電極をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項７】
前記第３電極の上部に形成された第３半導体層；
前記第３半導体層上に所定間隔で離隔形成された複数個の第４電極；
前記第４電極上に形成された第４半導体層；及び
前記第４半導体層上に所定間隔で離隔形成された第５電極をさらに含み、
前記第３半導体層及び第４半導体層の所定領域にはコンタクト部が形成されていて、前記第５電極は前記第３半導体層及び第４半導体層の所定領域に形成されたコンタクト部を通じて前記第３電極及び隣の前記第４電極と連結されることを特徴とする、請求項４に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項８】
前記第３電極下面に透明導電層がさらに形成されたことを特徴とする、請求項１または請求項４に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項９】
前記透明導電層が前記コンタクト部内に形成されたことを特徴とする、請求項８に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項１０】
前記第１半導体層がＰＩＮ構造で形成されて前記第２半導体層がＮＩＰ構造で形成されている、または、前記第１半導体層がＮＩＰ構造で形成されて前記第２半導体層がＰＩＮ構造で形成されていることを特徴とする、請求項１または請求項４に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項１１】
基板上に所定パターンの第１電極を形成する工程；
前記第１電極上に第１半導体層を形成する工程；
前記第１半導体層上に所定パターンの第２電極を形成する工程；
前記第２電極上に第２半導体層を形成する工程；
前記第１半導体層及び第２半導体層の所定領域を除去してコンタクト部を形成する工程；及び
前記コンタクト部を通じて前記第１電極と電気的に連結される、所定パターンの第３電極を形成する工程を含む薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記第３電極の上部に絶縁層を形成する工程；
前記絶縁層上に第４電極を形成する工程；
前記第４電極上に第３半導体層を形成する工程；及び
前記第３半導体層上に第５電極を形成する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
基板上に、所定間隔で離隔する複数個の第１電極を形成する工程；
前記第１電極上に第１半導体層を形成する工程；
前記第１半導体層上に、所定間隔で離隔する複数個の第２電極を形成する工程；
前記第２電極上に第２半導体層を形成する工程；
前記第１半導体層及び第２半導体層の所定領域を除去してコンタクト部を形成する工程；及び
前記コンタクト部を通じて前記第１電極及び隣の前記第２電極と電気的に連結されて、所定間隔で離隔する複数個の第３電極を形成する工程を含む薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記第３電極の上部に絶縁層を形成する工程；
前記絶縁層上に所定間隔で離隔する第４電極を形成する工程；
前記第４電極上に所定のコンタクト部を備える第３半導体層を形成する工程；及び
前記第３半導体層に形成されたコンタクト部を通じて前記第４電極と連結され、所定間隔で離隔する第５電極を形成する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記第３電極上に第３半導体層を形成する工程；
前記第３半導体層上に、所定間隔で離隔する複数個の第４電極を形成する工程；
前記第４電極上に第４半導体を形成する工程；
前記第３半導体層及び第４半導体層の所定領域を除去してコンタクト部を形成する工程；及び
前記第３半導体層及び第４半導体層の所定領域を除去して形成されたコンタクト部を通じて前記第３電極及び隣の前記第４電極と電気的に連結され、所定間隔で離隔する複数個の第５電極を形成する工程を含む、請求項１３に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記コンタクト部を形成する工程以前に前記第２半導体層上に透明導電層を積層する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１１または請求項１３に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記コンタクト部を形成する工程以後に、前記第３電極下面に透明導電層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１１または請求項１３に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
前記複数個の第３電極を形成する工程は、前記コンタクト部を含む基板全面に第３電極層を形成する工程、及び前記第３電極層の所定領域を除去する工程を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
前記第３電極層の所定領域を除去する工程では、前記第３電極層下部の第２半導体層の所定領域を一緒に除去することを特徴とする、請求項１８に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項２０】
前記第１半導体層を形成する工程はＰＩＮ構造で形成する工程であって前記第２半導体層を形成する工程はＮＩＰ構造で形成する工程である、または、前記第１半導体層を形成する工程はＮＩＰ構造で形成する工程であって前記第２半導体層を形成する工程はＰＩＮ構造で形成する工程であることを特徴とする、請求項１１または請求項１３に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１】
基板上に所定パターンで形成された第１電極；
前記第１電極上に形成された第１半導体層；
前記第１半導体層上に所定パターンで形成された第２電極；
前記第２電極上に形成された第２半導体層；及び
前記第２半導体層上に所定パターンで形成された第３電極を含み、
前記第１電極と前記第３電極は電気的に連結されることを特徴とする、薄膜形太陽電池。
【請求項２】
前記第１半導体層及び第２半導体層の所定領域にはコンタクト部が形成されていて、前記第３電極は前記コンタクト部を通じて前記第１電極と連結することを特徴とする、請求項１に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項３】
前記第３電極の上部に形成された絶縁層；
前記絶縁層上に形成された第４電極；
前記第４電極上に形成された第３半導体層；及び
前記第３半導体層上に形成された第５電極をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項４】
基板上に所定間隔で離隔形成された複数個の第１電極；
前記第１電極上に形成された第１半導体層；
前記第１半導体層上に所定間隔で離隔形成された複数個の第２電極；
前記第２電極上に形成された第２半導体層；
前記第２半導体層上に所定間隔で離隔形成された複数個の第３電極を含み、
前記第３電極は前記第１電極及び隣の前記第２電極と電気的に連結することを特徴とする、薄膜形太陽電池。
【請求項５】
前記第１半導体層及び第２半導体層の所定領域にはコンタクト部が形成されていて、前記第３電極は前記コンタクト部を通じて前記第１電極及び隣の前記第２電極と連結されることを特徴とする、請求項４に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項６】
前記第３電極の上部に形成された絶縁層；
前記絶縁層上に所定間隔で離隔形成された第４電極；
前記第４電極上に形成されて、所定のコンタクト部を備える第３半導体層；及び
前記コンタクト部を通じて前記第４電極と連結されて、所定間隔で離隔形成された第５電極をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項７】
前記第３電極の上部に形成された第３半導体層；
前記第３半導体層上に所定間隔で離隔形成された複数個の第４電極；
前記第４電極上に形成された第４半導体層；及び
前記第４半導体層上に所定間隔で離隔形成された第５電極をさらに含み、
前記第３半導体層及び第４半導体層の所定領域にはコンタクト部が形成されていて、前記第５電極は前記第３半導体層及び第４半導体層の所定領域に形成されたコンタクト部を通じて前記第３電極及び隣の前記第４電極と連結されることを特徴とする、請求項４に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項８】
前記第３電極下面に透明導電層がさらに形成されたことを特徴とする、請求項１または請求項４に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項９】
前記透明導電層が前記コンタクト部内に形成されたことを特徴とする、請求項８に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項１０】
前記第１半導体層がＰＩＮ構造で形成されて前記第２半導体層がＮＩＰ構造で形成されている、または、前記第１半導体層がＮＩＰ構造で形成されて前記第２半導体層がＰＩＮ構造で形成されていることを特徴とする、請求項１または請求項４に記載の薄膜形太陽電池。
【請求項１１】
基板上に所定パターンの第１電極を形成する工程；
前記第１電極上に第１半導体層を形成する工程；
前記第１半導体層上に所定パターンの第２電極を形成する工程；
前記第２電極上に第２半導体層を形成する工程；
前記第１半導体層及び第２半導体層の所定領域を除去してコンタクト部を形成する工程；及び
前記コンタクト部を通じて前記第１電極と電気的に連結される、所定パターンの第３電極を形成する工程を含む薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記第３電極の上部に絶縁層を形成する工程；
前記絶縁層上に第４電極を形成する工程；
前記第４電極上に第３半導体層を形成する工程；及び
前記第３半導体層上に第５電極を形成する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
基板上に、所定間隔で離隔する複数個の第１電極を形成する工程；
前記第１電極上に第１半導体層を形成する工程；
前記第１半導体層上に、所定間隔で離隔する複数個の第２電極を形成する工程；
前記第２電極上に第２半導体層を形成する工程；
前記第１半導体層及び第２半導体層の所定領域を除去してコンタクト部を形成する工程；及び
前記コンタクト部を通じて前記第１電極及び隣の前記第２電極と電気的に連結されて、所定間隔で離隔する複数個の第３電極を形成する工程を含む薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記第３電極の上部に絶縁層を形成する工程；
前記絶縁層上に所定間隔で離隔する第４電極を形成する工程；
前記第４電極上に所定のコンタクト部を備える第３半導体層を形成する工程；及び
前記第３半導体層に形成されたコンタクト部を通じて前記第４電極と連結され、所定間隔で離隔する第５電極を形成する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記第３電極上に第３半導体層を形成する工程；
前記第３半導体層上に、所定間隔で離隔する複数個の第４電極を形成する工程；
前記第４電極上に第４半導体を形成する工程；
前記第３半導体層及び第４半導体層の所定領域を除去してコンタクト部を形成する工程；及び
前記第３半導体層及び第４半導体層の所定領域を除去して形成されたコンタクト部を通じて前記第３電極及び隣の前記第４電極と電気的に連結され、所定間隔で離隔する複数個の第５電極を形成する工程を含む、請求項１３に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記コンタクト部を形成する工程以前に前記第２半導体層上に透明導電層を積層する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１１または請求項１３に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記コンタクト部を形成する工程以後に、前記第３電極下面に透明導電層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１１または請求項１３に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
前記複数個の第３電極を形成する工程は、前記コンタクト部を含む基板全面に第３電極層を形成する工程、及び前記第３電極層の所定領域を除去する工程を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
前記第３電極層の所定領域を除去する工程では、前記第３電極層下部の第２半導体層の所定領域を一緒に除去することを特徴とする、請求項１８に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【請求項２０】
前記第１半導体層を形成する工程はＰＩＮ構造で形成する工程であって前記第２半導体層を形成する工程はＮＩＰ構造で形成する工程である、または、前記第１半導体層を形成する工程はＮＩＰ構造で形成する工程であって前記第２半導体層を形成する工程はＰＩＮ構造で形成する工程であることを特徴とする、請求項１１または請求項１３に記載の薄膜形太陽電池の製造方法。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図８ｄ】
【図８ｅ】
【図８ｆ】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図９ｃ】
【図９ｄ】
【図９ｅ】
【図９ｆ】
【図９ｇ】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１０ｃ】
【図１０ｄ】
【図１０ｅ】
【図１０ｆ】
【図１ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図８ｄ】
【図８ｅ】
【図８ｆ】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図９ｃ】
【図９ｄ】
【図９ｅ】
【図９ｆ】
【図９ｇ】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１０ｃ】
【図１０ｄ】
【図１０ｅ】
【図１０ｆ】
【公開番号】特開２０１０−４５３３２（Ｐ２０１０−４５３３２Ａ）
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４５０５８（Ｐ２００９−１４５０５８）
【出願日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（５０４２１０６５１）チュサン エンジニアリング コー リミテッド (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（５０４２１０６５１）チュサン エンジニアリング コー リミテッド (7)
【Ｆターム（参考）】
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