集積型薄膜太陽電池及びその製造方法
【課題】セルの無効面積を減少させ、基板の反転及び洗浄を必要とせず、基板を大気中に露出させない製造方法を提供する。
【解決手段】集積型薄膜太陽電池の製造方法は、所定間隔離隔されたトレンチが形成された基板を準備するステップと、前記トレンチのそれぞれの底面の一部及び一側面に、第１導電性物質で第１電極層を形成するステップと、前記第１電極層が形成されていないトレンチの一部分及び前記第１電極層上に太陽電池層を形成するステップと、前記太陽電池層上に第２導電性物質を斜めに蒸着し第２電極層を形成するステップと、前記第１電極層が露出されるように、前記トレンチに形成された太陽電池層をエッチングするステップと、前記露出された第１電極層と前記第２電極層とが、電気的に接続されるように、第３導電性物質を前記第２電極層上に斜めに蒸着し導電層を形成するステップと、を含む。
【解決手段】集積型薄膜太陽電池の製造方法は、所定間隔離隔されたトレンチが形成された基板を準備するステップと、前記トレンチのそれぞれの底面の一部及び一側面に、第１導電性物質で第１電極層を形成するステップと、前記第１電極層が形成されていないトレンチの一部分及び前記第１電極層上に太陽電池層を形成するステップと、前記太陽電池層上に第２導電性物質を斜めに蒸着し第２電極層を形成するステップと、前記第１電極層が露出されるように、前記トレンチに形成された太陽電池層をエッチングするステップと、前記露出された第１電極層と前記第２電極層とが、電気的に接続されるように、第３導電性物質を前記第２電極層上に斜めに蒸着し導電層を形成するステップと、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積型薄膜太陽電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽光エネルギーを直接電気に変換する半導体素子であり、これに使われる材料によって、大きくシリコン系、化合物系、有機物系に分類することができる。
【０００３】
そして、シリコン系太陽電池は、半導体の相(phase)によって、細部的に単結晶シリコン(single crystalline silicon; c-Si)、多結晶シリコン(polycrystalline silicon; poly-Si)、非晶質シリコン(amorphous silicon; a-Si:H)の太陽電池に分類される。
【０００４】
また、太陽電池は、半導体の厚さによって、バルク(基板)型太陽電池と薄膜型太陽電池とに分類され、薄膜型太陽電池は、半導体層の厚さが数１０μm乃至数μm以下の太陽電池である。
【０００５】
シリコン系太陽電池において、単結晶及び多結晶シリコン太陽電池は、バルク型に属し、非晶質シリコン太陽電池は、薄膜型に属する。
【０００６】
一方、化合物系太陽電池は、III-V族のＧａＡｓ（Gallium arsenide)とＩｎＰ（Indium Phosphide)などのバルク型とII-VI族のＣｄＴｅ（Cadmium Telluride)及びI-III-VI族のＣｕｌｎＳｅ2（CIS; Copper Indium Diselenide)などの薄膜型に分類され、有機物系太陽電池は、大きく有機分子型と有無機複合型とがある。その他に、色素増感型太陽電池があり、これら全てが薄膜型に属する。
【０００７】
このように、様々の種類の太陽電池のうちで、エネルギー変換効率が高く製造費用が相対的に安価であるバルク型シリコン太陽電池が、主に地上電力用として幅広く活用されてきている。
【０００８】
しかし、最近は、バルク型シリコン太陽電池の需要が急増することによって、原料が足りない現状にあり、価格が上昇していく傾向にある。よって、大規模の地上電力用太陽電池の低価化及び量産化の技術開発のためには、シリコン原料を現在の数１００分の１に節減し得る薄膜型太陽電池の開発が切実に求められている。
【０００９】
現在常用化されているa-Si:H薄膜太陽電池の集積化方法は、図１ａ乃至図１ｆに示す。まず、硝子基板１上に、透明電極層２を形成する。透明電極層２をレーザーパターニングするために、基板１を裏返してパターニングする。パターニング後、基板を再び裏返して残余物を洗浄乾燥し、薄膜太陽電池層３を蒸着する。薄膜太陽電池層３をパターニングするために、基板１をまた裏返してパターニングする。その後に、基板１をもう一度洗浄し得る。裏面電極層４を形成する。最後に、裏面電極層４のパターニングのために、基板１を裏返してパターニングする。そして、再びパターニングされた基板１を洗浄し得る。既存の常用化された集積化技術では、透明電極層２、薄膜太陽電池層３、裏面電極層４をパターニングするために、最低限３回のレーザーパターニングが必要である。各パターニングによって損失される面積とパターニング間の工程マージンによって、略２５０μm − ３００μmのセル間の無効間隔が生じ、これにより、単位セル面積の略３〜４％に該当する無効面積が生ずる。また、レーザーパターニングを大気中で行わなければならないため、大気露出による薄膜太陽電池の性能低下の問題、真空状態と大気状態とを行き交う繰り返し工程による生産性低下の問題、工程全体に清浄室(clean room)の施設が設けられなければならないなどの問題点がある。
【００１０】
既存の集積化技術で集積化された薄膜太陽電池から＋端子と−端子とを取り出すバスバー領域は、バスバー導線の幅が３mm−５mmであるため、それ以上の幅の領域を有さなければならない。薄膜太陽電池層と裏面電極層とを、幅３mm−５mm以上でパターニングするためには、数回のレーザーパターニング工程が必要である。レーザーパターニングの工程数が増えるということは、非常に非効率的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、既存の集積型薄膜太陽電池の製造時に伴う問題点であるセルの無効面積を減少させることを技術的課題とする。
【００１２】
また、本発明は、集積型薄膜太陽電池の製造時に、基板の反転及び洗浄を必要としないことを技術的課題とする。
【００１３】
また、集積型薄膜太陽電池の製造時に、基板を大気中に露出させないことを技術的課題とする。
【００１４】
また、本発明は、集積型薄膜太陽電池の製造時に、性能低下が発生されないようにすることを技術的課題とする。
【００１５】
また、本発明は、集積型薄膜太陽電池の製造時に、工程費用を節減することを技術的課題とする。
【００１６】
また、簡単な工程で、バスバー領域を形成することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の集積型薄膜太陽電池の製造方法は、所定間隔で離隔されたトレンチが形成された基板を準備するステップと、前記トレンチのそれぞれの底面の一部及び一側面に、第１導電性物質で第１電極層を形成するステップと、前記第１電極層が形成されていないトレンチの一部分及び前記第１電極層上に太陽電池層を形成するステップと、前記太陽電池層上に第２導電性物質を斜めに蒸着して第２電極層を形成するステップと、前記第１電極層が露出されるように、前記トレンチに形成された太陽電池層をエッチングするステップと、前記露出された第１電極層と前記第２電極層とが、電気的に接続されるように、第３導電性物質を前記第２電極層上に斜めに蒸着して導電層を形成するステップと、を含む。
【００１８】
本発明の集積型薄膜太陽電池は、所定間隔で離隔されたトレンチが形成された基板と、前記トレンチのそれぞれの底面の一部及び一側面に形成された第１電極層と、前記第１電極層の一部が露出されるように、前記基板及び前記第１電極層上に形成された太陽電池層と、前記太陽電池層上に形成された第２電極層と、前記露出された第１電極層と前記第２電極層とを電気的に接続するように、前記第２電極層上に形成された導電層と、を含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、集積型薄膜太陽電池の製造時、無効面積を減少させる効果がある。
【００２０】
本発明によると、集積型薄膜太陽電池の製造時に、基板の反転及び洗浄が不要であるという効果がある。
【００２１】
本発明によると、集積型薄膜太陽電池の製造時に、基板を大気中に露出させないという効果がある。
【００２２】
本発明によると、集積型薄膜太陽電池の製造時に、性能低下が発生されないという効果がある。
【００２３】
本発明は、集積型薄膜太陽電池の製造時に、工程費用が節減されるという効果がある。
【００２４】
本発明は、簡単な工程で、バスバー領域を形成するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１ａ】従来の技術による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図１ｂ】従来の技術による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図１ｃ】従来の技術による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図１ｄ】従来の技術による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図１ｅ】従来の技術による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図１ｆ】従来の技術による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ａ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｂ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｃ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｄ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｅ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｆ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｇ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｈ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｉ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｊ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｋ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図３ａ】本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図３ｂ】本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図３ｃ】本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図３ｄ】本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図３ｅ】本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図３ｆ】本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図３ｇ】本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ａ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ｂ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ｃ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ｄ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ｅ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ｆ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ｇ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ｈ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図５ａ】本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図５ｂ】本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図５ｃ】本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図５ｄ】本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図５ｅ】本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図５ｆ】本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図５ｇ】本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。
【００２７】
以下で説明される本発明の実施形態において、集積型薄膜太陽電池は、次のように製造される。
【００２８】
基板２００、３００、４００、５００が準備され、基板２００、３００、４００、５００には、所定間隔離隔されたトレンチ２０５ａ、２０５ｂ、３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ、４０５、４０６、５０５ａ、５０５ｂが形成される。
【００２９】
第１導電性物質で第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃがトレンチ２０５ａ、２０５ｂ、３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ、４０５、４０６、５０５ａ、５０５ｂのそれぞれの底面の一部及び一側面に形成される。
【００３０】
太陽電池層２３０、３２０、４２０、５２０が、第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが形成されていないトレンチ２０５ａ、２０５ｂ、３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ、４０５、４０６、５０５ａ、５０５ｂの一部分及び第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ上に形成される。
【００３１】
第２導電性物質が斜めに放出され太陽電池層２３０、３２０、４２０、５２０上に蒸着されて第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｂ´、３３０ｃ、３３０ｃ´、３３０ｄ、４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃが形成される。
【００３２】
第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが露出されるように、トレンチ２０５ａ、２０５ｂ、３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ、４０５、４０６、５０５ａ、５０５ｂに形成された太陽電池層２３０、３２０、４２０、５２０がエッチングされる。
【００３３】
露出された第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃと第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｂ´、３３０ｃ、３３０ｃ´、３３０ｄ、４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃとが、電気的に接続されるように、第３導電性物質が斜めに放出され第３導電性物質が第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｂ´、３３０ｃ、３３０ｃ´、３３０ｄ、４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃ上に蒸着され、導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｂ´、３４０ｃ、３４０ｃ´、３４０ｄ、４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃ、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃが形成される。
【００３４】
また、本発明の実施形態による集積型薄膜太陽電池は、基板２００、３００、４００、５００と、第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃと、太陽電池層２３０、３２０、４２０、５２０と、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｂ´、３３０ｃ、３３０ｃ´、３３０ｄ、４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃと、導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｂ´、３４０ｃ、３４０ｃ´、３４０ｄ、４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃ、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃと、を含む。
【００３５】
基板２００、３００、４００、５００には、所定間隔離隔されたトレンチ２０５ａ、２０５ｂ、３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ、４０５、４０６、５０５ａ、５０５ｂが形成される。
【００３６】
第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃは、トレンチ２０５ａ、２０５ｂ、３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ、４０５、４０６、５０５ａ、５０５ｂのそれぞれの底面の一部及び一側面に形成される。
【００３７】
太陽電池層２３０、３２０、４２０、５２０は、第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃの一部が露出されるように、基板２００、３００、４００、５００及び第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ上に形成される。
【００３８】
第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｂ´、３３０ｃ、３３０ｃ´、３３０ｄ、４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃは、太陽電池層２３０、３２０、４２０、５２０上に形成される。
【００３９】
導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｂ´、３４０ｃ、３４０ｃ´、３４０ｄ、４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃ、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃは、露出された第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃと、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｂ´、３３０ｃ、３３０ｃ´、３３０ｄ、４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃと、を電気的に接続するように、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｂ´、３３０ｃ、３３０ｃ´、３３０ｄ、４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃ上に形成される。
【００４０】
次に、このような本発明の実施形態による集積型薄膜太陽電池とその製造方法について図面を参照して詳しく説明する。
【００４１】
[実施形態１]
【００４２】
図２ａ乃至図２ｋは、本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示した図である。
【００４３】
図２ａ乃至図２ｋを参照すると、基板２００のトレンチ２０５ａ、２０５ｂ間の領域は、単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃである。また、基板２００上には、第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、太陽電池層２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、及びバスバー領域の導電性ペーストが形成されている。
【００４４】
図２ａを参照すると、単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃが定義されるように、所定間隔離隔されたトレンチ２０５ａ、２０５ｂが形成された基板２００が準備される。基板２００は、集積型薄膜太陽電池を構成する本体になる。基板２００は、光が一次的に入射する部分で、光の透過率が優れた透明絶縁性材質を使うのが良い。例えば、ソーダ石灰硝子、一般硝子、強化硝子のうち、選択されたいずれかの１つを使うことができる。その他に、ポリマー材質のポリマー基板、またはナノ複合体(nano composit)基板であり得る。ナノ複合体は、マトリックス相(matrix、連続相)の中にナノ粒子が分散相として分散されている系である。マトリックス相は、ポリマー、金属、またはセラミックであり得るし、ナノ粒子は、ポリマー、金属、またはセラミックであり得る。
【００４５】
基板２００上に、トレンチ２０５ａ、２０５ｂが形成される。トレンチ２０５ａ、２０５ｂによって、単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃが定義される。単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ上には、以後の工程によって、単位セルが形成される。トレンチは、硝子基板やポリマー基板、またはナノ複合体基板などを溶融させた状態で、硝子基板、またはポリマー基板、またはナノ複合体基板などが固まる前に、エンボス加工で形成されてストライプの形状を有する。この他に、溶融されていない前記基板に、トレンチ２０５ａ、２０５ｂを、ホットエンボス加工(hot-embossing)法を使って形成することもできる。
【００４６】
また、基板２００は、ガラス及びガラス上にコーティングされたポリマー材質の薄膜を含み、または、ガラス及びガラス上にコーティングされたナノ複合体材質の薄膜を含むことができる。この場合、ホットエンボス加工法を使ってポリマー、またはナノ複合体材質の薄膜にトレンチを形成することができる。尚、ガラス上にポリマー、またはナノ複合体材質の薄膜がコーティングされる過程において、エンボス加工法を使ってポリマー、またはナノ複合体材質の薄膜に、トレンチを形成することもできる。このとき、ポリマー、またはナノ複合体材質は、熱硬化性、またはＵＶ硬化性材質を含むことができる。
【００４７】
ガラス上にコーティングされたポリマー、またはナノ複合体材質の薄膜に、トレンチが形成されるため、ガラスに直接トレンチを形成するより、トレンチを容易に形成することができる。
【００４８】
また、トレンチ２０５ａ、２０５ｂは、エンボス加工、またはホットエンボス加工方法だけではなく、湿式エッチング、乾式エッチング、機械的加工、レーザーのような光学的加工のうち、いずれかの1つの方法によって形成することもできる。
【００４９】
前記で説明された基板の材質及びトレンチ形成方法は、以後に説明される実施形態２乃至実施形態４に共通的に適用することができる。
【００５０】
図２ａを参照すると、トレンチ２０５ａ、２０５ｂのそれぞれの一定領域、及びトレンチ２０５ａ、２０５ｂと隣接する単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃのそれぞれの一定領域上に、第１導電性物質で第１電極層２１０ａ、２１０ｂが形成される。トレンチ２０５ａ、２０５ｂのそれぞれの一定領域は、図２ａに示されたように、各トレンチの底面、一側面からなる領域である。
【００５１】
実施形態１で、第１電極層２１０ａ、２１０ｂは、隣接単位セルと電気的に直列接続するために形成されるだけでなく、単位セルで生成された電流が 隣接する他の単位セルに効率的に伝達されるようにする。以後に形成される別の電極層の形成に使われる透明電極物質の場合、金属物質に比べて抵抗が大きい。このような透明電極物質によって、単位セルで生成される電流が効率的に伝達されないため、薄膜太陽電池全体の効率が低くなることがある。このような薄膜太陽電池の効率が低くなることを防止するために、第１電極層は、別の電極層を成す透明電極物質に比べて抵抗が小さい金属物質で形成することができる。
【００５２】
したがって、本発明の実施形態１において、第１電極層２１０ａ、２１０ｂを形成するための第１導電性物質として、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)のうち、少なくとも１つを含むことができる。第１電極層２１０ａ、２１０ｂは、金属マスク(metal mask)を用いた蒸着法、インクジェット(ink jet)、ジェットスプレー(jet spray)、スクリーン印刷(screen printing)、ナノインプリント(nano imprint)、スタンピング(stamping)のうち、いずれかの１つの方法を用いて形成することができる。
【００５３】
図２ｂを参照すると、単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ上に、第１電極層２１０ａ、２１０ｂと異なる別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃが形成される。
【００５４】
別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、基板２００を通して太陽光が太陽電池層に入射できるように、透明導電性物質で形成することができる。これによって、別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、酸化亜鉛(Zinc Oxide; ZnO)、酸化錫(Tin Oxide; SnO2)、酸化インジウム錫(Indium Tin Oxide; ITO)のうち、少なくとも１つからなり得る。
【００５５】
別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、次のような方法で形成される。別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃを形成するための物質を含んだゾル-ゲル(sol-gel)溶液をインクのように使うプリンティング(printing)法を用いることにより、マスクを用いたフォトレジスター法やポリマーパターンを使わなくても、前記ゾル-ゲル溶液を単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ上に直接塗布して別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃを形成することができる。この場合、ローラーなどを使って、前記ゾル-ゲル溶液を単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ上に直接塗布することができるが、これに限定しない。一方、プリンティング法によって形成された別の電極層は抵抗の高い場合があるため、大気、または窒素のようなガス雰囲気で熱処理することがあり得る。
【００５６】
このような方法は、マスク作業によるエッチング工程なしで、帯状にパターン化された別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃを直接形成することが可能である。このように、プリンティング(printing)法を用いて別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃを形成すると、比較的工程が簡単であり、既存の工程のようにレーザーパターニングのための高価の装備が不要であるため、製造単価を節減することができる。
【００５７】
図２ｃを参照すると、第１電極層２１０ａ、２１０ｂが形成されていないトレンチ２０５ａ、２０５ｂの一部分、第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、及び別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ上に、太陽電池層２３０が形成される。
【００５８】
太陽電池層２３０は、光起電性物質からなる。太陽電池層２３０は、太陽光が入射するとき電流が生成される任意の物質で形成することができる。例えば、太陽電池層２３０は、シリコン系列、化合物系列、有機物系列、及び乾式色素増感系列の光起電性物質のうち、１つから形成され得る。このうち、シリコン系列の太陽電池は、非晶質シリコンの単一接合太陽電池(amorphous silicon（a-Si:H）single junction solar cell)、非晶質シリコンの多重接合太陽電池(a-Si:H/a-Si:H、a-Si:H/a-Si:H/a-Si:H multi-junction solar cell)、非晶質シリコンゲルマニウムの単一接合太陽電池(amorphous silicon-germanium（a-SiGe:H） single junction solar cell)、非晶質シリコン/非晶質シリコンゲルマニウムの二重接合太陽電池(a-Si:H/a-SiGe:H double junction solar cell)、非晶質シリコン/非晶質シリコンゲルマニウム/非晶質シリコンゲルマニウムの三重接合太陽電池(a-Si:H/a-SiGe:H/a-SiGe:H triple junction solar cell)、及び非晶質シリコン/マイクロ結晶シリコン(多結晶シリコン)の二重接合太陽電池(amorphous silicon/microcrystalline（poly）silicon double junction solar cell)のうち、１つを用いることができる。
【００５９】
このような実施形態１の太陽電池層は、実施形態２乃至実施形態４に共に適用することができる。
【００６０】
図２ｄを参照すると、第２導電性物質が斜めに放出されて（ＯＤ１）、第２導電性物質が太陽電池層２３０上に蒸着されることで、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃが形成される。
【００６１】
図２ｄに示されたように、トレンチ２０５ａ、２０５ｂ及び太陽電池層２３０が形成された基板２００上に、第２導電性物質が角度θ１で斜めに放出される。第２導電性物質が角度θ１ほど斜めに放出されると、蒸着の直進性によって、第２導電性物質が太陽電池層２３０上に蒸着される。基板２００上に形成されたトレンチ２０５ａ、２０５ｂと角度θ１とによって、トレンチ２０５ａ、２０５ｂに形成された太陽電池層２３０上の一部分ｅには、第２導電性物質が蒸着されない。この場合、電子ビーム、または熱蒸着などの蒸着法を用いるが、これに限定しない。
【００６２】
上述の方法によって、第２導電性物質で自己整列(self-alignment)された第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃが形成される。第２導電性物質は、透明導電性物質、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)のうち、少なくとも１つを含むことができる。このとき、透明導電性物質は、ZnO、SnO2、またはＩＴＯを含むことができる。このような第２導電性物質の成分は、実施形態２乃至実施形態４に適用することができる。
【００６３】
図２ｅを参照すると、第１電極層２１０ａ、２１０ｂが露出されるように、トレンチ２０５ａ、２０５ｂに形成された太陽電池層２３０がエッチングされる。
【００６４】
このとき、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃをマスクとして太陽電池層２３０が実質的に垂直方向にエッチングされる。ここで、エッチングされる部分は、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃが形成されていない太陽電池層２３０上の一部分ｅである。エッチング方法としては、反応性イオンエッチング法(Reactive Ion Etching; RIE)のようなドライエッチング工程を用いることが好ましいが、これに限定しない。
【００６５】
このように、自己整列された第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃによって、別のマスクを使わずに、太陽電池層２３０の微小エッチングが可能であるため、単位セル間の絶縁間隔を数μm乃至数十μmにすることができる。このような絶縁間隔は、既存のプラズマを用いた化学的気化加工法やレーザービームを用いたレーザーパターニング法などによって形成された単位セル間の絶縁間隔に比べて、数十乃至数百倍以上減らすことができ、薄膜太陽電池の有効面積を極大化することができる。
【００６６】
一方、上述の方法によって太陽電池層２３０がエッチングされて、単位セル領域上に太陽電池層パターン２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃが形成される。このように、太陽電池層２３０がエッチングされる工程を通して、トレンチ２０５ａ、２０５ｂに形成された第１電極層２１０ａ、２１０ｂが露出される。
【００６７】
このようなエッチング方法は、実施形態２乃至実施形態４に共に適用することができる。
【００６８】
図２ｆを参照すると、１つの単位セル領域(例えば; ２０１ｂ)に形成された別の電極層２２０ｂと接続される第１電極層２１０ａと、前記１つの単位セル領域２０１ｂに隣接した他の単位セル領域(例えば; ２０１ａ)上に形成された第２電極層２４０ａとが、電気的に接続されるように、第３導電性物質が第２電極層２４０ａ上に斜めに蒸着される（ＯＤ２）ことで、導電層２５０ａが形成される。これによって、トレンチ内部の第１電極層２１０ａと導電層２５０ａとが、互いに接続される。
【００６９】
エッチング工程を通して単位セル間に所定の絶縁間隔が形成された状態で、第２導電性物質を蒸着する方法と同じ蒸着法を用いて第３導電性物質を蒸着することができる。すなわち、電子ビーム、または熱蒸着器を使って第３導電性物質を角度θ２ほど斜めに放出させる（ＯＤ２）と、蒸着の直進性によって、エッチングによって露出された第１電極層２１０ａのうち一部分ｆを除いた他の部分に、第３導電性物質が蒸着される。これによって、導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃが形成される。このとき、第３導電性物質は、透明導電性物質、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)のうち、少なくとも１つを含むことができる。透明導電性物質は、ZnO、SnO2、またはＩＴＯを含むことができる。このような第３導電性物質の成分は、実施形態２乃至実施形態４に共に適用することができる。
【００７０】
導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃの形成によって、１つの単位セル領域(例えば;２０１ｂ)に形成された別の電極層２２０ｂと接続されている第１電極層２１０ａと、前記１つの単位セル領域に隣接した他の単位セル領域(例えば; ２０１ａ)に形成された第２電極層２４０ａとが、電気的に接続される。これによって、単位セル２０１ａ、２０１ｂは、電気的に直列接続される。
【００７１】
図２ｇ及び図２ｈを参照すると、集積化された薄膜太陽電池の基板の一定領域にある１つ以上のトレンチに、導電性ペーストが埋められることで、バスバー領域が形成される。このとき、図２ｈに示されたように、導電性ペーストが複数個のトレンチに埋められる場合、導電性ペーストが埋められるトレンチ間の間隔は、バスバー領域ではない太陽電池領域に該当するトレンチ間の間隔より小さくすることができる。すなわち、バスバー領域は電気を生成しないため、バスバー領域のトレンチ間の間隔は、電気を生成する太陽電池領域のトレンチ間の間隔より小さくできる。このようなバスバー領域の特徴は、以後に説明される実施形態２乃至実施形態４に共通的に適用することができる。
【００７２】
本発明の実施形態１では、基板の最外郭のトレンチとこれに隣接したトレンチ間の領域とが、バスバー領域であり得るし、バスバー領域は、３mm乃至５mmであり得る。このように、バスバー領域のトレンチには、前記の図２ａ乃至図２ｆのような工程が行われる。
【００７３】
バスバー領域に該当するトレンチが導電性ペーストで埋められた後、導電性ペースト上に、導電テープのようなバスバー(図示しない)が接着され、太陽電池層２３０ｃで生成された電流がバスバーを通して外部に流れる。
【００７４】
このようなバスバーは、集積化された薄膜太陽電池で生成された電力を効率的に外部に供給する。また、トレンチの個数によって、バスバー領域が変わり得るため、多様なバスバーの幅に対応することができ、バスバーと導電性ペーストとの接着力も増加できる。
【００７５】
導電性ペースト２６０は、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)のうち、少なくとも１つを含むことができる。導電性ペーストを埋める方法として、プリンティング法、インクジェット、ジェットスプレー、スクリーン印刷、ナノインプリント、またはスタンピング方法などが使われる。
【００７６】
このような方法は、マスク作業によるエッチング工程なしで、パターン化されたバスバー領域を低温工程で直接形成することが可能である。また、工程が比較的簡単であり、高価の装備が不要であるため、製造単価を節減することができる。本実施形態によってバスバー領域を形成すると、バスバー形成のためのレーザーパターニング工程が別に必要でなくなり、迅速かつ簡便にバスバー領域を形成できる。
【００７７】
一方、図２ｄに示された過程を通して、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃが形成された後、太陽電池層２３０のエッチングの前に、電極層の短絡を防止するための短絡防止層が形成され得る。すなわち、図２ｄ及び図２ｅに示されたように、自己整列された第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃによってエッチングが行われると、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃの端と第１電極層２１０ａ、２１０ｂとの間、または第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃの端と別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃとの間に短絡が発生し得る。
【００７８】
このような短絡の防止のため、図２ｉに示されるように、図２ｄの第２導電性物質が放出される一方の側と対向する側から短絡防止物質が角度θ３で斜めに放出されて、太陽電池層２３０及び第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ上に蒸着される。以後、図２ｊに示されるように、自己整列された第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ及び短絡防止層２６０によって、第１電極層２１０ａ、２１０ｂが露出されるように太陽電池層２３０がエッチングされる。
【００７９】
このとき、エッチングされる領域ｅ´は、図２ｄのエッチングされる領域ｅより小さく、短絡防止層２６０が、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃの端を覆うため、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃの端と第１電極層２１０ａ、２１０ｂとの間、または第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃの端と別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃとの間に短絡が防止される。短絡防止層２６０は、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃと同じ物質から成り得る。
【００８０】
以後、図２ｋに示されるように、第３導電性物質が斜めに放出され蒸着されることによって、導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃが形成される。図２ｊの導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ及びその形成過程は、図２ｆを通して説明されたため、省略される。
【００８１】
このような短絡防止層２６０は、以後の実施形態２乃至実施形態４に適用可能である。
【００８２】
[実施形態２]
【００８３】
図３ａ乃至図３ｇは、本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示した図である。
【００８４】
図３ａ乃至図３ｇを参照すると、基板３００のトレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ間の領域は、単位セル領域３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃである。また、基板３００上には、溝３０５ｂ、３０５ｄ、第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、太陽電池層３２０、第２電極層３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ及び導電層３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、バスバー領域の導電性ペースト３５０が形成されている。図に示されていないが、溝３０５ｂ、３０５ｄは、単位セル領域３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃのそれぞれの所定領域に複数個形成されている。
【００８５】
図３ａを参照すると、単位セル領域３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃが定義されるように、所定間隔離隔されたトレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅと、隣接したトレンチ３０５ａ及び３０５ｃ、３０５ｃ及び３０５ｅ間に位置した溝３０５ｂ及び３０５ｄと、が形成された基板３００が準備される。
【００８６】
単位セル領域３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃのそれぞれの所定領域に、溝３０５ｂ、３０５ｄが形成される。溝３０５ｂ、３０５ｄは、以後の工程によって太陽光が透過する領域になる。一方、溝３０５ｂ、３０５ｄは、前記で説明された実施形態１のトレンチの形成方法と同じ方法で形成することができる。
【００８７】
本発明の実施形態２では、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅと溝３０５ｂ、３０５ｄとが予め形成された基板３００を使うこともでき、基板３００にトレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅと溝３０５ｂ、３０５ｄとが形成されるステップを含むこともできる。また、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅと溝３０５ｂ、３０５ｄとの形成は、同時に行うこともできる。
【００８８】
溝３０５ｂ、３０５ｄの幅は、図３ａに示されたように、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅの幅より小さく、溝３０５ｂ、３０５ｄの深さは、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅの深さと等しく形成し得る。または、示されていないが、溝３０５ｂ、３０５ｄの深さは、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅの深さより深く、溝３０５ｂ、３０５ｄの幅は、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅの幅と等しく形成し得る。このように形成する理由は、以後、第１、２及び３導電性物質を斜めに蒸着する工程を通して、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面に第１、２及び３導電性物質が蒸着されないようにするためである。このようにして、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面の第１、２及び３導電性物質を除去するためのエッチング工程が必要なくなる。従って、以後の工程で、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面に形成される太陽電池層のエッチング工程のみを行えば、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面を通して光が透過するようにできる。
【００８９】
図３ａを参照すると、第１導電性物質が一方の側から斜めに放出され（ＯＤ１）て、単位セル領域３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃが形成された基板３００のトレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅの底面の一部及び一側面に第１導電性物質が蒸着されることで、第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄが形成される。実施形態２の第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄは、実施形態１の第１電極層２１０ａ、２１０ｂと異なり、トレンチに隣接した基板表面上にも形成される。これによって、実施形態１の別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃが形成され得ないこともある。
【００９０】
第１導電性物質が、角度θ１で斜めに放出される（ＯＤ１）ると、蒸着の直進性によって、第１導電性物質が基板３００上に蒸着されて第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄが形成される。基板３００上に形成されたトレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ及び溝３０５ｂ、３０５ｄと角度θ１とによって、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅの一部分ｄと溝３０５ｂ、３０５ｄの底面d"とには、第１導電性物質が蒸着されない。この場合、電子ビーム、または熱蒸着などの蒸着法を用いるが、これに限定しない。
【００９１】
単位セル領域３０１ｂに形成された溝３０５ｂ、３０５ｄは、円形、多角形、または楕円形状を有することができ、単位セル領域上に均一に分布されている。
【００９２】
ここで、第１導電性物質は、酸化亜鉛(Zinc Oxide; ZnO)、酸化錫(Tin Oxide; SnO2)、酸化インジウム錫(Indium Tin Oxide; ITO)のうち、少なくとも１つを含むことができる。
【００９３】
図３ｂを参照すると、第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄが形成されていないトレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ及び溝３０５ｂ、３０５ｄの一部分と、第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄとに、太陽電池層３２０が形成される。
【００９４】
太陽電池層３２０は、光起電性物質からなる。太陽電池層３２０は、太陽光が入射するとき、電流が生成される任意の物質で形成することができる。
【００９５】
図３ｃを参照すると、第２導電性物質が前記一方の側と対向する他方の側から角度θ２で斜めに放出され（ＯＤ２）て、太陽電池層３２０上に蒸着されることで、第２電極層３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃが形成される。
【００９６】
基板３００上に形成されたトレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅと角度θ２とによって、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅに形成された太陽電池層３２０上の一部分ｅには、第２導電性物質が形成されない。この場合、電子ビーム、または熱蒸着などの蒸着法を用いるが、これに限定しない。一方、第２導電性物質が形成されていない一部分ｅは、以後の工程でエッチングされる部分である。溝３０５ｂ、３０５ｄの底面上に形成された太陽電池層３２０上ｅ"には、第２導電性物質が蒸着されない。
【００９７】
図３ｄを参照すると、第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄが露出されるように、前記トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅに形成された太陽電池層３２０がエッチングされる。また、溝３０５ｂ、３０５ｄを通して光が透過するように、溝３０５ｂ、３０５ｄに形成された太陽電池層３２０もエッチングされる。すなわち、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面ｅ"が露出されることで、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面ｅ"を通して光が透過できる。
【００９８】
このとき、第２電極層３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃをマスクとしで太陽電池層３２０が実質的に垂直方向にエッチングされる。エッチングされる部分は、第２導電性物質が形成されていない太陽電池層３２０上の一部分ｅと、第２導電性物質が蒸着されない溝３０５ｂ、３０５ｄの底面ｅ"上に形成された太陽電池層３２０とである。このように、自己整列された第２電極層３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃによって、第２電極層３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃがマスクとしで使われるため、別のマスクが不要である。
【００９９】
一方、上述の方法によって太陽電池層３２０がエッチングされることで、単位セル領域上に太陽電池層パターン３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃが形成される。このように太陽電池層３２０がエッチングされる工程を通して、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅに形成された第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄが露出される。また、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面ｅ"が露出される。トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ及び溝３０５ｂ、３０５ｄに形成された太陽電池層のエッチングは、実質的に同時に行うことができる。
【０１００】
図３ｅを参照すると、１つの単位セル領域(例えば; ３０１ｂ)に形成された第１電極層３１０ｂと、前記１つの単位セル領域３０１ｂに隣接した他の単位セル領域(例えば; ３０１ａ)に形成された第２電極層３３０ａとが、隣接した単位セル領域(例えば、３０１ｂ及び３０１ａ)間のトレンチ(例えば、３０５ａ)で電気的に接続されるように、第３導電性物質が斜めに放出されて、第２電極層(例えば、３３０ａ)上に蒸着される（ＯＤ３）ことで、導電層３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｂ´、３４０ｃ、３４０ｄが形成される。これによって、トレンチ(例えば、３０５ａ)内部の第１電極層(例えば、３１０ｂ)と導電層(例えば、３４０ａ)とが、互いに接続される。
【０１０１】
エッチング工程を通して単位セル間の所定の絶縁間隔が形成された状態で、第２導電性物質を蒸着する方法と同じ蒸着法を用いて、第３導電性物質が蒸着される。すなわち、電子ビーム、または熱蒸着器を使って第３導電性物質を角度θ３ほど斜めに放出させる（ＯＤ３）と、蒸着の直進性によって、エッチングによって露出された第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄのうち一部分ｆを除いた他の部分上に第３導電性物質が蒸着されて、導電層３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｂ´、３４０ｃ、３４０ｃ´、３４０ｄが形成される。このとき、前記で説明されたように、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面ｅ”には、第３導電性物質が蒸着されない。
【０１０２】
導電層３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｂ´、３４０ｃ、３４０ｃ´、３４０ｄの形成によって、１つの単位セル領域(例えば; ３０１ｂ)に形成された第１電極層３１０ｂは、１つの単位セル領域３０１ｂに隣接した他の単位セル領域(例えば; ３０１ａ)上に形成された第２電極層３３０ａと電気的に接続され、単位セル同士は電気的に直列接続される。
【０１０３】
図３ｆ及び図３ｇを参照すると、集積化された薄膜太陽電池の基板の両外郭のそれぞれに形成されたトレンチと、これに隣接した他のトレンチとを、導電性ペースト３５０で埋めてバスバー領域を形成する。バスバー領域及び導電性ペーストについては、前記の実施形態１を通して説明されたため、その詳細な説明は省略される。
【０１０４】
実施形態２のステップは、位置制御装置が必要なく、自己整列(self-alignment)によって行われるため、比較的簡単な工程で集積型薄膜太陽電池の製造が可能である。本実施形態による場合、光透過型(see-through type)の集積型薄膜太陽電池が完成される。本実施形態において、透明ポリマー、または透明ナノ複合体物質を基板３００として使うようになると、住宅や自動車のガラス窓に張り付けて使える柔軟な集積型薄膜太陽電池を作ることができる。
【０１０５】
[実施形態３]
【０１０６】
図４ａ乃至図４ｈは、本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【０１０７】
図４ａ乃至図４ｈを参照すると、基板４００にトレンチ４０５、４０６が形成され、トレンチ４０５、４０６のうち、トレンチ４０５によって単位セル領域４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃが定義される。トレンチ４０５は、実施形態１、２のトレンチと同じ機能を担当するが、トレンチ４０６は、単位セル領域４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃのそれぞれの所定領域に形成される。また、基板４００上には、第１電極層４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃ、太陽電池層４２０、太陽電池層内の中間層４２５、第２電極層４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、絶縁物質４４０、及び導電層４５０ａ、４５０ａ´、４５０ｂ、４５０ｂ´、４５０ｃが形成される。
【０１０８】
図４ａを参照すると、単位セル領域４０１ａ、４０１ｂが定義されるように、所定間隔離隔されたトレンチ４０５、４０６が形成された基板４００が準備される。多数個のトレンチ４０５は、単位セル領域４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃが定義されるように、基板４００上に形成される。単位セル領域４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ上には、以後の工程によって単位セルが形成される。単位セル領域４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃのそれぞれの所定領域にトレンチ４０６が形成され、以後の工程でトレンチ４０６は、絶縁物質で埋立てられる。
【０１０９】
図４ａを参照すると、第１導電性物質が斜めに放出され（ＯＤ１）て、基板４００のトレンチ４０５、４０６のそれぞれの底面の一部及び一側面に、第１導電性物質が蒸着される。これによって、第１電極層４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃが形成される。
【０１１０】
図４ａに示されるように、トレンチ４０５、４０６が形成された基板４００上に第１導電性物質が角度θ１で斜めに放出される（ＯＤ１）。これによって、蒸着の直進性によって、トレンチ４０５、４０６の一部分ｄには、第１導電性物質が蒸着されない。第１導電性物質の蒸着は、電子ビーム、または熱蒸着などの蒸着法で行うことができるが、これに限定しない。
【０１１１】
上述の方法によって、第１導電性物質の蒸着によって、第１電極層４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃが形成される。１つの単位セル領域において、トレンチ４０６によって第１電極層が２つの部分４１０ａ及び４１０ａ´、または４１０ｂ及び４１０ｂ´に分けられる。ここで、第１導電性物質は、酸化亜鉛(Zinc Oxide; ZnO)、酸化錫(Tin Oxide; SnO2)、酸化インジウム錫(Indium Tin Oxide; ITO)のうち、少なくとも１つであり得る。
【０１１２】
図４ｂを参照すると、第１電極層４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃが形成されていないトレンチ４０５、４０６の一部分及び第１電極層４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃ上に、太陽電池層４２０が形成される。太陽電池層４２０は、光起電性物質からなる。太陽電池層４２０は、太陽光が入射するとき、電流が生成される任意の物質で形成することができる。
【０１１３】
一方、多重接合セルの場合、薄膜太陽電池の効率向上のために、多重接合セルを構成する個々のセルの境界に、中間層４２５が形成され得る。中間層４２５は、導電性物質で形成することができる。例えば、中間層４２５は、金属酸化物、窒化ケイ素、ケイ素酸化物、炭化ケイ素、透明導電性酸化物のうち、１つを含むことができる。透明導電性酸化物は、酸化亜鉛(Zinc Oxide; ZnO)、酸化錫(Tin Oxide; SnO2)、酸化インジウム錫(Indium Tin Oxide; ITO)のうち、少なくとも１つを含むことができる。
【０１１４】
図４ｃを参照すると、第２導電性物質が角度θ２で斜めに放出され（ＯＤ２）て、第２導電性物質が太陽電池層４２０上に蒸着されることで、第２電極層４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃが形成される。第２導電性物質が傾斜蒸着されると、蒸着の直進性によって、トレンチ４０５、４０６に形成された太陽電池層４２０の一部分ｅには、第２導電性物質が蒸着されない。この場合、電子ビーム、または熱蒸着などの蒸着法を用いるが、これに限定しない。上述の方法によって、第２導電性物質で自己整列された第２電極層４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃが形成される。一方、太陽電池層４２０の一部分ｅは、以後の工程で蝕刻される。
【０１１５】
図４ｄを参照すると、第１電極層４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃが露出されるように、トレンチ４０５、４０６に形成された太陽電池層４２０がエッチングされる。このとき、第２電極層４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂをマスクとして、太陽電池層４２０が実質的に垂直方向にエッチングされる。エッチングされる部分は、第２導電性物質が形成されていない太陽電池層４２０の一部分ｅである。
【０１１６】
一方、上述の方法によって、太陽電池層４２０がエッチングされて単位セル領域上に太陽電池層パターンが形成される。このように、太陽電池層４２０がエッチングされる工程を通して、トレンチ４０５、４０６に形成された第１電極層４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃが露出される。
【０１１７】
図４ｅを参照すると、トレンチ４０５に隣接したトレンチ４０６に、絶縁物質４４０を埋める。ここで、絶縁物質４４０は、アルミニウム酸化物、シリコン酸化物、エナメル、またはこれらの混合物質を含むことができ、プリンティング法、インクジェット、ジェットスプレー、スクリーン印刷、ナノインプリント、またはスタンピング方法などによって、トレンチ４０６は埋められ得る。絶縁物質４４０をトレンチ４０６に埋める理由は、以後に詳しく説明される。
【０１１８】
図４ｆを参照すると、第３導電性物質が斜めに放出され（ＯＤ３）て、第３導電性物質が第２電極層４３０ａ、４３０ａ´ ４３０ｂ、４３０ｂ´ ４３０ｃ上に放出される（ＯＤ３）ことで、導電層４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃが形成される。これによって、トレンチ(例えば、４０５)内部の第１電極層(例えば、４１０ｂ)と導電層(例えば、４５０ａ)とが、互いに接続される。第１電極層(例えば、４１０ｂ)と導電層(例えば、４５０ａ)とが互いに接続されることで、１つの単位セル領域(例えば、４０１ｂ)の第１電極層(例えば、４１１ｂ)と、前記１つの単位セル領域に隣接した他の単位セル領域(例えば、４０１ａ)上に形成された第２電極層(例えば、４３０ａ)とが、電気的に接続される。このとき、絶縁物質４４０ａ、４４０ｂが埋められたトレンチ４０６と、絶縁物質４４０ａ、４４０ｂが埋められないトレンチ(例えば、４０５)との間の距離が短いほど、電流の生成されない無効面積が減る。
【０１１９】
エッチング工程を通して単位セル間の所定の絶縁間隔が形成された状態で、第２導電性物質を蒸着する方法と同じ蒸着法を用いて、第３導電性物質が蒸着される。すなわち、電子ビーム、または熱蒸着器を使って第３導電性物質を角度θ３ほど斜めに放出させる（ＯＤ３）と、蒸着の直進性によって、エッチング工程によって露出された第１電極層４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃのうち一部分ｆを除いた他の部分上に、第３導電性物質が蒸着される。第３導電性物質の蒸着によって、導電層４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃが形成される。
【０１２０】
導電層４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃの形成によって、１つの単位セル領域(例えば ４０１ｂ)上に形成された第１電極層(例えば ４１０ｂ)と、前記１つの単位セル領域４０１ｂに隣接した他の単位セル領域４０１ａ上に形成された第２電極層４３０ａ´とが 、電気的に接続され、これによって、単位セル同士は電気的に直列接続される。
【０１２１】
図４ｆとは異なり、トレンチ４０６に絶縁物質４４０ａ、４４０ｂが埋められないと、トレンチ４０６内に形成された第１電極層４１０ａ´と第２電極層４３０ａとが、導電層４５０ａを通して電気的に接続される。この場合、領域Ｒ２も領域Ｒ１と同様に太陽電池の機能を持つようになり、領域Ｒ２の太陽電池と領域Ｒ１の太陽電池とは、互いに直列接続される。
【０１２２】
このとき、領域Ｒ２が領域Ｒ１より小さいため、領域Ｒ２の太陽電池で発生した電流が、領域Ｒ１の太陽電池で発生した電流より小さい。これによって、直列接続された領域Ｒ１及び領域Ｒ２の太陽電池に流れる電流は、領域Ｒ２の太陽電池で発生した電流によって決定される。したがって、領域Ｒ２の太陽電池によって、全体の太陽電池の効率が悪くなる。
【０１２３】
しかし、本発明の実施形態３のように、絶縁物質４４０ａ、４４０ｂが埋められる場合、領域Ｒ２は、太陽電池の役目をしないため、全体の太陽電池の効率は悪化しない。
【０１２４】
一方、図４ｇ及び図４ｈに示されたように、１つ以上のトレンチに導電性ペースト４６０が埋められることで、バスバー領域が形成される。このようなバスバー領域に対する説明は、実施形態１を通して詳しく行われたため、省略される。
【０１２５】
[実施形態４]
【０１２６】
図５ａ乃至図５ｆは、本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示した図である。
【０１２７】
図５ａ乃至５ｆを参照すると、基板５００のトレンチ５０５ａ、５０５ｂ間の領域は、単位セル領域５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃである。また、基板５００上には、第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、太陽電池層５２０、第２電極層５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃ及び導電層５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃ、バスバー領域の導電性ペースト５５０が形成されている。
【０１２８】
図５ａを参照すると、単位セル領域５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃが定義されるように、所定間隔離隔されたトレンチ５０５ａ、５０５ｂが形成された基板５００が準備される。このとき、トレンチ５０５ａ、５０５ｂは、一方向に角度∠αほど傾くことができる。すなわち、本実施例４によるトレンチ５０５ａ、５０５ｂは、トレンチ５０５ａ、５０５ｂの側面が基板５００の水平方向に対して角度αほど一方向に傾くように形成される。これによって、実施形態２及び実施形態３では、第１電極層を形成するために、傾斜蒸着工程が行われたが、実施形態４では、傾斜蒸着をせず、スパッタリング法、電子ビーム、または熱蒸着などの方法によって、第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが形成され得る。単位セル領域５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ上には、以後の工程によって単位セルが形成される。
【０１２９】
図５ａを参照すると、基板５００のトレンチ５０５ａ、５０５ｂのそれぞれの底面の一部及び一側面に、第１導電性物質で第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが形成される。前記で説明されたように、傾斜蒸着工程をせず、第１導電性物質を基板５００上にスパッタリング(sputtering)法、電子ビーム、または熱蒸着のような多様な蒸着法を使って蒸着することができる。基板５００の垂直方向から、第１導電性物質を基板５００上に蒸着すると、一方向に傾いているトレンチ５０５ａ、５０５ｂによって、トレンチ５０５ａ、５０５ｂの一部分ｄには、第１導電性物質が蒸着されない。第１導電性物質は、酸化亜鉛(Zinc Oxide; ZnO)、酸化錫(Tin Oxide; SnO2)、酸化インジウム錫(Indium Tin Oxide; ITO)のうち、少なくとも１つを含むことができる。
【０１３０】
図５ｂを参照すると、第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが形成されていないトレンチ５０５ａ、５０５ｂの一部分及び第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ上に、太陽電池層５２０が形成される。太陽電池層５２０は、光起電性物質からなる。太陽電池層５２０は、太陽光が入射するとき、電流が生成される任意の物質で形成することができる。
【０１３１】
図５ｃを参照すると、第２導電性物質が斜めに放出され（ＯＤ１）て、第２導電性物質が太陽電池層５２０上に蒸着されて第２電極層５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃが形成される。第２導電性物質が角度θ１ほど斜めに放出される（ＯＤ１）と、蒸着の直進性によって、第２導電性物質が太陽電池層５２０上に蒸着される。第２導電性物質が斜めに蒸着されるため、トレンチ５０５ａ、５０５ｂに形成された太陽電池層５２０上の一部分ｅには、第２導電性物質が蒸着されない。第２導電性物質の蒸着は、電子ビーム、または熱蒸着などの蒸着法によって行うことができるが、これに限定しない。
【０１３２】
上述の方法によって、第２導電性物質の蒸着によって、自己整列された第２電極層５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃが形成される。一方、前記一部分ｅは、以後の工程でエッチングされる部分である。
【０１３３】
図５ｄを参照すると、第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが露出されるように、トレンチ５０５ａ、５０５ｂに形成された太陽電池層５２０がエッチングされる。すなわち、第２電極層５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃをマスクとして、太陽電池層５２０が実質的に垂直方向にエッチングされる。ここで、エッチングされる部分は、第２導電性物質が形成されていない太陽電池層５２０の一部分ｅである。
【０１３４】
上述の方法によって、太陽電池層５２０がエッチングされて単位セル領域上に太陽電池層パターン５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃが形成される。このように、太陽電池層５２０がエッチングされる工程を通して、トレンチ５０５ａ、５０５ｂに形成された第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが露出される。
【０１３５】
図５ｅを参照すると、１つの単位セル領域(例えば; ５０１ｂ)上に形成された第１電極層５１０ｂと、前記１つの単位セル領域５０１ｂに隣接した他の単位セル領域(例えば; ５０１ａ)上に形成された第２電極層５３０ａとが、電気的に接続されるように、第３導電性物質を第２電極層５３０ａ上に斜めに放出し（ＯＤ２）て導電層(例えば、５４０ａ)を形成する。これによって、トレンチ内部の第１電極層５１０ｂと導電層５４０ａとが、１つの単位セル領域５０１ｂと他の単位セル領域５０１ａとの間のトレンチ５０５ａで、互いに接続される。
【０１３６】
エッチング工程を通して単位セル間の所定の絶縁間隔が形成された状態で、第２導電性物質を蒸着する方法と同じ蒸着法を用いて、第３導電性物質が蒸着される。すなわち、電子ビーム、または熱蒸着器を使って第３導電性物質を角度θ２ほど斜めに蒸着させ（ＯＤ２）ると、蒸着の直進性によって、エッチング工程によって露出された第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ上に、第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃの一部分ｆを除いた部分に、第３導電性物質が蒸着される。これによって、導電層５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃが形成される。
【０１３７】
１つの単位セル領域(例えば、５０１ｂ)上に形成された第１電極層５１０ｂと、前記１つの単位セル領域５０１ｂに隣接した他の単位セル領域(例えば; ５０１ａ)上に形成された第２電極層５３０ａとが、電気的に接続され、単位セル同士は電気的に直列接続される。
【０１３８】
図５ｆ及び図５ｇを参照すると、集積化された薄膜太陽電池の基板上の両外郭に形成された各トレンチと、これに隣接した他のトレンチとを導電性ペースト５５０で埋めてバスバー領域を形成する。バスバー領域及び導電性ペーストについては、実施形態１を通して説明されたため、その詳細な説明は省略される。
【０１３９】
実施形態４のステップは、位置制御装置が必要なく、自己整列(self-alignment)によって行われるので、比較的簡単な工程で、集積型薄膜太陽電池の製造が可能である。
【０１４０】
一方、単位セル領域は、電流を生成できる最小単位であるため、前記で説明された実施形態１乃至実施形態４に限定されず、薄膜太陽電池のトレンチ形態によって、多様に設定されることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積型薄膜太陽電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽光エネルギーを直接電気に変換する半導体素子であり、これに使われる材料によって、大きくシリコン系、化合物系、有機物系に分類することができる。
【０００３】
そして、シリコン系太陽電池は、半導体の相(phase)によって、細部的に単結晶シリコン(single crystalline silicon; c-Si)、多結晶シリコン(polycrystalline silicon; poly-Si)、非晶質シリコン(amorphous silicon; a-Si:H)の太陽電池に分類される。
【０００４】
また、太陽電池は、半導体の厚さによって、バルク(基板)型太陽電池と薄膜型太陽電池とに分類され、薄膜型太陽電池は、半導体層の厚さが数１０μm乃至数μm以下の太陽電池である。
【０００５】
シリコン系太陽電池において、単結晶及び多結晶シリコン太陽電池は、バルク型に属し、非晶質シリコン太陽電池は、薄膜型に属する。
【０００６】
一方、化合物系太陽電池は、III-V族のＧａＡｓ（Gallium arsenide)とＩｎＰ（Indium Phosphide)などのバルク型とII-VI族のＣｄＴｅ（Cadmium Telluride)及びI-III-VI族のＣｕｌｎＳｅ2（CIS; Copper Indium Diselenide)などの薄膜型に分類され、有機物系太陽電池は、大きく有機分子型と有無機複合型とがある。その他に、色素増感型太陽電池があり、これら全てが薄膜型に属する。
【０００７】
このように、様々の種類の太陽電池のうちで、エネルギー変換効率が高く製造費用が相対的に安価であるバルク型シリコン太陽電池が、主に地上電力用として幅広く活用されてきている。
【０００８】
しかし、最近は、バルク型シリコン太陽電池の需要が急増することによって、原料が足りない現状にあり、価格が上昇していく傾向にある。よって、大規模の地上電力用太陽電池の低価化及び量産化の技術開発のためには、シリコン原料を現在の数１００分の１に節減し得る薄膜型太陽電池の開発が切実に求められている。
【０００９】
現在常用化されているa-Si:H薄膜太陽電池の集積化方法は、図１ａ乃至図１ｆに示す。まず、硝子基板１上に、透明電極層２を形成する。透明電極層２をレーザーパターニングするために、基板１を裏返してパターニングする。パターニング後、基板を再び裏返して残余物を洗浄乾燥し、薄膜太陽電池層３を蒸着する。薄膜太陽電池層３をパターニングするために、基板１をまた裏返してパターニングする。その後に、基板１をもう一度洗浄し得る。裏面電極層４を形成する。最後に、裏面電極層４のパターニングのために、基板１を裏返してパターニングする。そして、再びパターニングされた基板１を洗浄し得る。既存の常用化された集積化技術では、透明電極層２、薄膜太陽電池層３、裏面電極層４をパターニングするために、最低限３回のレーザーパターニングが必要である。各パターニングによって損失される面積とパターニング間の工程マージンによって、略２５０μm − ３００μmのセル間の無効間隔が生じ、これにより、単位セル面積の略３〜４％に該当する無効面積が生ずる。また、レーザーパターニングを大気中で行わなければならないため、大気露出による薄膜太陽電池の性能低下の問題、真空状態と大気状態とを行き交う繰り返し工程による生産性低下の問題、工程全体に清浄室(clean room)の施設が設けられなければならないなどの問題点がある。
【００１０】
既存の集積化技術で集積化された薄膜太陽電池から＋端子と−端子とを取り出すバスバー領域は、バスバー導線の幅が３mm−５mmであるため、それ以上の幅の領域を有さなければならない。薄膜太陽電池層と裏面電極層とを、幅３mm−５mm以上でパターニングするためには、数回のレーザーパターニング工程が必要である。レーザーパターニングの工程数が増えるということは、非常に非効率的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、既存の集積型薄膜太陽電池の製造時に伴う問題点であるセルの無効面積を減少させることを技術的課題とする。
【００１２】
また、本発明は、集積型薄膜太陽電池の製造時に、基板の反転及び洗浄を必要としないことを技術的課題とする。
【００１３】
また、集積型薄膜太陽電池の製造時に、基板を大気中に露出させないことを技術的課題とする。
【００１４】
また、本発明は、集積型薄膜太陽電池の製造時に、性能低下が発生されないようにすることを技術的課題とする。
【００１５】
また、本発明は、集積型薄膜太陽電池の製造時に、工程費用を節減することを技術的課題とする。
【００１６】
また、簡単な工程で、バスバー領域を形成することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の集積型薄膜太陽電池の製造方法は、所定間隔で離隔されたトレンチが形成された基板を準備するステップと、前記トレンチのそれぞれの底面の一部及び一側面に、第１導電性物質で第１電極層を形成するステップと、前記第１電極層が形成されていないトレンチの一部分及び前記第１電極層上に太陽電池層を形成するステップと、前記太陽電池層上に第２導電性物質を斜めに蒸着して第２電極層を形成するステップと、前記第１電極層が露出されるように、前記トレンチに形成された太陽電池層をエッチングするステップと、前記露出された第１電極層と前記第２電極層とが、電気的に接続されるように、第３導電性物質を前記第２電極層上に斜めに蒸着して導電層を形成するステップと、を含む。
【００１８】
本発明の集積型薄膜太陽電池は、所定間隔で離隔されたトレンチが形成された基板と、前記トレンチのそれぞれの底面の一部及び一側面に形成された第１電極層と、前記第１電極層の一部が露出されるように、前記基板及び前記第１電極層上に形成された太陽電池層と、前記太陽電池層上に形成された第２電極層と、前記露出された第１電極層と前記第２電極層とを電気的に接続するように、前記第２電極層上に形成された導電層と、を含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、集積型薄膜太陽電池の製造時、無効面積を減少させる効果がある。
【００２０】
本発明によると、集積型薄膜太陽電池の製造時に、基板の反転及び洗浄が不要であるという効果がある。
【００２１】
本発明によると、集積型薄膜太陽電池の製造時に、基板を大気中に露出させないという効果がある。
【００２２】
本発明によると、集積型薄膜太陽電池の製造時に、性能低下が発生されないという効果がある。
【００２３】
本発明は、集積型薄膜太陽電池の製造時に、工程費用が節減されるという効果がある。
【００２４】
本発明は、簡単な工程で、バスバー領域を形成するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１ａ】従来の技術による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図１ｂ】従来の技術による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図１ｃ】従来の技術による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図１ｄ】従来の技術による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図１ｅ】従来の技術による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図１ｆ】従来の技術による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ａ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｂ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｃ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｄ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｅ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｆ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｇ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｈ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｉ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｊ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図２ｋ】本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図３ａ】本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図３ｂ】本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図３ｃ】本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図３ｄ】本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図３ｅ】本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図３ｆ】本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図３ｇ】本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ａ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ｂ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ｃ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ｄ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ｅ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ｆ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ｇ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図４ｈ】本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図５ａ】本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図５ｂ】本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図５ｃ】本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図５ｄ】本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図５ｅ】本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図５ｆ】本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【図５ｇ】本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。
【００２７】
以下で説明される本発明の実施形態において、集積型薄膜太陽電池は、次のように製造される。
【００２８】
基板２００、３００、４００、５００が準備され、基板２００、３００、４００、５００には、所定間隔離隔されたトレンチ２０５ａ、２０５ｂ、３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ、４０５、４０６、５０５ａ、５０５ｂが形成される。
【００２９】
第１導電性物質で第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃがトレンチ２０５ａ、２０５ｂ、３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ、４０５、４０６、５０５ａ、５０５ｂのそれぞれの底面の一部及び一側面に形成される。
【００３０】
太陽電池層２３０、３２０、４２０、５２０が、第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが形成されていないトレンチ２０５ａ、２０５ｂ、３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ、４０５、４０６、５０５ａ、５０５ｂの一部分及び第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ上に形成される。
【００３１】
第２導電性物質が斜めに放出され太陽電池層２３０、３２０、４２０、５２０上に蒸着されて第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｂ´、３３０ｃ、３３０ｃ´、３３０ｄ、４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃが形成される。
【００３２】
第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが露出されるように、トレンチ２０５ａ、２０５ｂ、３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ、４０５、４０６、５０５ａ、５０５ｂに形成された太陽電池層２３０、３２０、４２０、５２０がエッチングされる。
【００３３】
露出された第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃと第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｂ´、３３０ｃ、３３０ｃ´、３３０ｄ、４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃとが、電気的に接続されるように、第３導電性物質が斜めに放出され第３導電性物質が第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｂ´、３３０ｃ、３３０ｃ´、３３０ｄ、４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃ上に蒸着され、導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｂ´、３４０ｃ、３４０ｃ´、３４０ｄ、４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃ、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃが形成される。
【００３４】
また、本発明の実施形態による集積型薄膜太陽電池は、基板２００、３００、４００、５００と、第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃと、太陽電池層２３０、３２０、４２０、５２０と、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｂ´、３３０ｃ、３３０ｃ´、３３０ｄ、４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃと、導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｂ´、３４０ｃ、３４０ｃ´、３４０ｄ、４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃ、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃと、を含む。
【００３５】
基板２００、３００、４００、５００には、所定間隔離隔されたトレンチ２０５ａ、２０５ｂ、３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ、４０５、４０６、５０５ａ、５０５ｂが形成される。
【００３６】
第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃは、トレンチ２０５ａ、２０５ｂ、３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ、４０５、４０６、５０５ａ、５０５ｂのそれぞれの底面の一部及び一側面に形成される。
【００３７】
太陽電池層２３０、３２０、４２０、５２０は、第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃの一部が露出されるように、基板２００、３００、４００、５００及び第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ上に形成される。
【００３８】
第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｂ´、３３０ｃ、３３０ｃ´、３３０ｄ、４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃは、太陽電池層２３０、３２０、４２０、５２０上に形成される。
【００３９】
導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｂ´、３４０ｃ、３４０ｃ´、３４０ｄ、４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃ、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃは、露出された第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄ、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃと、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｂ´、３３０ｃ、３３０ｃ´、３３０ｄ、４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃと、を電気的に接続するように、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｂ´、３３０ｃ、３３０ｃ´、３３０ｄ、４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃ上に形成される。
【００４０】
次に、このような本発明の実施形態による集積型薄膜太陽電池とその製造方法について図面を参照して詳しく説明する。
【００４１】
[実施形態１]
【００４２】
図２ａ乃至図２ｋは、本発明の実施形態１による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示した図である。
【００４３】
図２ａ乃至図２ｋを参照すると、基板２００のトレンチ２０５ａ、２０５ｂ間の領域は、単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃである。また、基板２００上には、第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、太陽電池層２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、及びバスバー領域の導電性ペーストが形成されている。
【００４４】
図２ａを参照すると、単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃが定義されるように、所定間隔離隔されたトレンチ２０５ａ、２０５ｂが形成された基板２００が準備される。基板２００は、集積型薄膜太陽電池を構成する本体になる。基板２００は、光が一次的に入射する部分で、光の透過率が優れた透明絶縁性材質を使うのが良い。例えば、ソーダ石灰硝子、一般硝子、強化硝子のうち、選択されたいずれかの１つを使うことができる。その他に、ポリマー材質のポリマー基板、またはナノ複合体(nano composit)基板であり得る。ナノ複合体は、マトリックス相(matrix、連続相)の中にナノ粒子が分散相として分散されている系である。マトリックス相は、ポリマー、金属、またはセラミックであり得るし、ナノ粒子は、ポリマー、金属、またはセラミックであり得る。
【００４５】
基板２００上に、トレンチ２０５ａ、２０５ｂが形成される。トレンチ２０５ａ、２０５ｂによって、単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃが定義される。単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ上には、以後の工程によって、単位セルが形成される。トレンチは、硝子基板やポリマー基板、またはナノ複合体基板などを溶融させた状態で、硝子基板、またはポリマー基板、またはナノ複合体基板などが固まる前に、エンボス加工で形成されてストライプの形状を有する。この他に、溶融されていない前記基板に、トレンチ２０５ａ、２０５ｂを、ホットエンボス加工(hot-embossing)法を使って形成することもできる。
【００４６】
また、基板２００は、ガラス及びガラス上にコーティングされたポリマー材質の薄膜を含み、または、ガラス及びガラス上にコーティングされたナノ複合体材質の薄膜を含むことができる。この場合、ホットエンボス加工法を使ってポリマー、またはナノ複合体材質の薄膜にトレンチを形成することができる。尚、ガラス上にポリマー、またはナノ複合体材質の薄膜がコーティングされる過程において、エンボス加工法を使ってポリマー、またはナノ複合体材質の薄膜に、トレンチを形成することもできる。このとき、ポリマー、またはナノ複合体材質は、熱硬化性、またはＵＶ硬化性材質を含むことができる。
【００４７】
ガラス上にコーティングされたポリマー、またはナノ複合体材質の薄膜に、トレンチが形成されるため、ガラスに直接トレンチを形成するより、トレンチを容易に形成することができる。
【００４８】
また、トレンチ２０５ａ、２０５ｂは、エンボス加工、またはホットエンボス加工方法だけではなく、湿式エッチング、乾式エッチング、機械的加工、レーザーのような光学的加工のうち、いずれかの1つの方法によって形成することもできる。
【００４９】
前記で説明された基板の材質及びトレンチ形成方法は、以後に説明される実施形態２乃至実施形態４に共通的に適用することができる。
【００５０】
図２ａを参照すると、トレンチ２０５ａ、２０５ｂのそれぞれの一定領域、及びトレンチ２０５ａ、２０５ｂと隣接する単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃのそれぞれの一定領域上に、第１導電性物質で第１電極層２１０ａ、２１０ｂが形成される。トレンチ２０５ａ、２０５ｂのそれぞれの一定領域は、図２ａに示されたように、各トレンチの底面、一側面からなる領域である。
【００５１】
実施形態１で、第１電極層２１０ａ、２１０ｂは、隣接単位セルと電気的に直列接続するために形成されるだけでなく、単位セルで生成された電流が 隣接する他の単位セルに効率的に伝達されるようにする。以後に形成される別の電極層の形成に使われる透明電極物質の場合、金属物質に比べて抵抗が大きい。このような透明電極物質によって、単位セルで生成される電流が効率的に伝達されないため、薄膜太陽電池全体の効率が低くなることがある。このような薄膜太陽電池の効率が低くなることを防止するために、第１電極層は、別の電極層を成す透明電極物質に比べて抵抗が小さい金属物質で形成することができる。
【００５２】
したがって、本発明の実施形態１において、第１電極層２１０ａ、２１０ｂを形成するための第１導電性物質として、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)のうち、少なくとも１つを含むことができる。第１電極層２１０ａ、２１０ｂは、金属マスク(metal mask)を用いた蒸着法、インクジェット(ink jet)、ジェットスプレー(jet spray)、スクリーン印刷(screen printing)、ナノインプリント(nano imprint)、スタンピング(stamping)のうち、いずれかの１つの方法を用いて形成することができる。
【００５３】
図２ｂを参照すると、単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ上に、第１電極層２１０ａ、２１０ｂと異なる別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃが形成される。
【００５４】
別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、基板２００を通して太陽光が太陽電池層に入射できるように、透明導電性物質で形成することができる。これによって、別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、酸化亜鉛(Zinc Oxide; ZnO)、酸化錫(Tin Oxide; SnO2)、酸化インジウム錫(Indium Tin Oxide; ITO)のうち、少なくとも１つからなり得る。
【００５５】
別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、次のような方法で形成される。別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃを形成するための物質を含んだゾル-ゲル(sol-gel)溶液をインクのように使うプリンティング(printing)法を用いることにより、マスクを用いたフォトレジスター法やポリマーパターンを使わなくても、前記ゾル-ゲル溶液を単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ上に直接塗布して別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃを形成することができる。この場合、ローラーなどを使って、前記ゾル-ゲル溶液を単位セル領域２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ上に直接塗布することができるが、これに限定しない。一方、プリンティング法によって形成された別の電極層は抵抗の高い場合があるため、大気、または窒素のようなガス雰囲気で熱処理することがあり得る。
【００５６】
このような方法は、マスク作業によるエッチング工程なしで、帯状にパターン化された別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃを直接形成することが可能である。このように、プリンティング(printing)法を用いて別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃを形成すると、比較的工程が簡単であり、既存の工程のようにレーザーパターニングのための高価の装備が不要であるため、製造単価を節減することができる。
【００５７】
図２ｃを参照すると、第１電極層２１０ａ、２１０ｂが形成されていないトレンチ２０５ａ、２０５ｂの一部分、第１電極層２１０ａ、２１０ｂ、及び別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ上に、太陽電池層２３０が形成される。
【００５８】
太陽電池層２３０は、光起電性物質からなる。太陽電池層２３０は、太陽光が入射するとき電流が生成される任意の物質で形成することができる。例えば、太陽電池層２３０は、シリコン系列、化合物系列、有機物系列、及び乾式色素増感系列の光起電性物質のうち、１つから形成され得る。このうち、シリコン系列の太陽電池は、非晶質シリコンの単一接合太陽電池(amorphous silicon（a-Si:H）single junction solar cell)、非晶質シリコンの多重接合太陽電池(a-Si:H/a-Si:H、a-Si:H/a-Si:H/a-Si:H multi-junction solar cell)、非晶質シリコンゲルマニウムの単一接合太陽電池(amorphous silicon-germanium（a-SiGe:H） single junction solar cell)、非晶質シリコン/非晶質シリコンゲルマニウムの二重接合太陽電池(a-Si:H/a-SiGe:H double junction solar cell)、非晶質シリコン/非晶質シリコンゲルマニウム/非晶質シリコンゲルマニウムの三重接合太陽電池(a-Si:H/a-SiGe:H/a-SiGe:H triple junction solar cell)、及び非晶質シリコン/マイクロ結晶シリコン(多結晶シリコン)の二重接合太陽電池(amorphous silicon/microcrystalline（poly）silicon double junction solar cell)のうち、１つを用いることができる。
【００５９】
このような実施形態１の太陽電池層は、実施形態２乃至実施形態４に共に適用することができる。
【００６０】
図２ｄを参照すると、第２導電性物質が斜めに放出されて（ＯＤ１）、第２導電性物質が太陽電池層２３０上に蒸着されることで、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃが形成される。
【００６１】
図２ｄに示されたように、トレンチ２０５ａ、２０５ｂ及び太陽電池層２３０が形成された基板２００上に、第２導電性物質が角度θ１で斜めに放出される。第２導電性物質が角度θ１ほど斜めに放出されると、蒸着の直進性によって、第２導電性物質が太陽電池層２３０上に蒸着される。基板２００上に形成されたトレンチ２０５ａ、２０５ｂと角度θ１とによって、トレンチ２０５ａ、２０５ｂに形成された太陽電池層２３０上の一部分ｅには、第２導電性物質が蒸着されない。この場合、電子ビーム、または熱蒸着などの蒸着法を用いるが、これに限定しない。
【００６２】
上述の方法によって、第２導電性物質で自己整列(self-alignment)された第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃが形成される。第２導電性物質は、透明導電性物質、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)のうち、少なくとも１つを含むことができる。このとき、透明導電性物質は、ZnO、SnO2、またはＩＴＯを含むことができる。このような第２導電性物質の成分は、実施形態２乃至実施形態４に適用することができる。
【００６３】
図２ｅを参照すると、第１電極層２１０ａ、２１０ｂが露出されるように、トレンチ２０５ａ、２０５ｂに形成された太陽電池層２３０がエッチングされる。
【００６４】
このとき、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃをマスクとして太陽電池層２３０が実質的に垂直方向にエッチングされる。ここで、エッチングされる部分は、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃが形成されていない太陽電池層２３０上の一部分ｅである。エッチング方法としては、反応性イオンエッチング法(Reactive Ion Etching; RIE)のようなドライエッチング工程を用いることが好ましいが、これに限定しない。
【００６５】
このように、自己整列された第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃによって、別のマスクを使わずに、太陽電池層２３０の微小エッチングが可能であるため、単位セル間の絶縁間隔を数μm乃至数十μmにすることができる。このような絶縁間隔は、既存のプラズマを用いた化学的気化加工法やレーザービームを用いたレーザーパターニング法などによって形成された単位セル間の絶縁間隔に比べて、数十乃至数百倍以上減らすことができ、薄膜太陽電池の有効面積を極大化することができる。
【００６６】
一方、上述の方法によって太陽電池層２３０がエッチングされて、単位セル領域上に太陽電池層パターン２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃが形成される。このように、太陽電池層２３０がエッチングされる工程を通して、トレンチ２０５ａ、２０５ｂに形成された第１電極層２１０ａ、２１０ｂが露出される。
【００６７】
このようなエッチング方法は、実施形態２乃至実施形態４に共に適用することができる。
【００６８】
図２ｆを参照すると、１つの単位セル領域(例えば; ２０１ｂ)に形成された別の電極層２２０ｂと接続される第１電極層２１０ａと、前記１つの単位セル領域２０１ｂに隣接した他の単位セル領域(例えば; ２０１ａ)上に形成された第２電極層２４０ａとが、電気的に接続されるように、第３導電性物質が第２電極層２４０ａ上に斜めに蒸着される（ＯＤ２）ことで、導電層２５０ａが形成される。これによって、トレンチ内部の第１電極層２１０ａと導電層２５０ａとが、互いに接続される。
【００６９】
エッチング工程を通して単位セル間に所定の絶縁間隔が形成された状態で、第２導電性物質を蒸着する方法と同じ蒸着法を用いて第３導電性物質を蒸着することができる。すなわち、電子ビーム、または熱蒸着器を使って第３導電性物質を角度θ２ほど斜めに放出させる（ＯＤ２）と、蒸着の直進性によって、エッチングによって露出された第１電極層２１０ａのうち一部分ｆを除いた他の部分に、第３導電性物質が蒸着される。これによって、導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃが形成される。このとき、第３導電性物質は、透明導電性物質、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)のうち、少なくとも１つを含むことができる。透明導電性物質は、ZnO、SnO2、またはＩＴＯを含むことができる。このような第３導電性物質の成分は、実施形態２乃至実施形態４に共に適用することができる。
【００７０】
導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃの形成によって、１つの単位セル領域(例えば;２０１ｂ)に形成された別の電極層２２０ｂと接続されている第１電極層２１０ａと、前記１つの単位セル領域に隣接した他の単位セル領域(例えば; ２０１ａ)に形成された第２電極層２４０ａとが、電気的に接続される。これによって、単位セル２０１ａ、２０１ｂは、電気的に直列接続される。
【００７１】
図２ｇ及び図２ｈを参照すると、集積化された薄膜太陽電池の基板の一定領域にある１つ以上のトレンチに、導電性ペーストが埋められることで、バスバー領域が形成される。このとき、図２ｈに示されたように、導電性ペーストが複数個のトレンチに埋められる場合、導電性ペーストが埋められるトレンチ間の間隔は、バスバー領域ではない太陽電池領域に該当するトレンチ間の間隔より小さくすることができる。すなわち、バスバー領域は電気を生成しないため、バスバー領域のトレンチ間の間隔は、電気を生成する太陽電池領域のトレンチ間の間隔より小さくできる。このようなバスバー領域の特徴は、以後に説明される実施形態２乃至実施形態４に共通的に適用することができる。
【００７２】
本発明の実施形態１では、基板の最外郭のトレンチとこれに隣接したトレンチ間の領域とが、バスバー領域であり得るし、バスバー領域は、３mm乃至５mmであり得る。このように、バスバー領域のトレンチには、前記の図２ａ乃至図２ｆのような工程が行われる。
【００７３】
バスバー領域に該当するトレンチが導電性ペーストで埋められた後、導電性ペースト上に、導電テープのようなバスバー(図示しない)が接着され、太陽電池層２３０ｃで生成された電流がバスバーを通して外部に流れる。
【００７４】
このようなバスバーは、集積化された薄膜太陽電池で生成された電力を効率的に外部に供給する。また、トレンチの個数によって、バスバー領域が変わり得るため、多様なバスバーの幅に対応することができ、バスバーと導電性ペーストとの接着力も増加できる。
【００７５】
導電性ペースト２６０は、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)のうち、少なくとも１つを含むことができる。導電性ペーストを埋める方法として、プリンティング法、インクジェット、ジェットスプレー、スクリーン印刷、ナノインプリント、またはスタンピング方法などが使われる。
【００７６】
このような方法は、マスク作業によるエッチング工程なしで、パターン化されたバスバー領域を低温工程で直接形成することが可能である。また、工程が比較的簡単であり、高価の装備が不要であるため、製造単価を節減することができる。本実施形態によってバスバー領域を形成すると、バスバー形成のためのレーザーパターニング工程が別に必要でなくなり、迅速かつ簡便にバスバー領域を形成できる。
【００７７】
一方、図２ｄに示された過程を通して、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃが形成された後、太陽電池層２３０のエッチングの前に、電極層の短絡を防止するための短絡防止層が形成され得る。すなわち、図２ｄ及び図２ｅに示されたように、自己整列された第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃによってエッチングが行われると、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃの端と第１電極層２１０ａ、２１０ｂとの間、または第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃの端と別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃとの間に短絡が発生し得る。
【００７８】
このような短絡の防止のため、図２ｉに示されるように、図２ｄの第２導電性物質が放出される一方の側と対向する側から短絡防止物質が角度θ３で斜めに放出されて、太陽電池層２３０及び第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ上に蒸着される。以後、図２ｊに示されるように、自己整列された第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ及び短絡防止層２６０によって、第１電極層２１０ａ、２１０ｂが露出されるように太陽電池層２３０がエッチングされる。
【００７９】
このとき、エッチングされる領域ｅ´は、図２ｄのエッチングされる領域ｅより小さく、短絡防止層２６０が、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃの端を覆うため、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃの端と第１電極層２１０ａ、２１０ｂとの間、または第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃの端と別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃとの間に短絡が防止される。短絡防止層２６０は、第２電極層２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃと同じ物質から成り得る。
【００８０】
以後、図２ｋに示されるように、第３導電性物質が斜めに放出され蒸着されることによって、導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃが形成される。図２ｊの導電層２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ及びその形成過程は、図２ｆを通して説明されたため、省略される。
【００８１】
このような短絡防止層２６０は、以後の実施形態２乃至実施形態４に適用可能である。
【００８２】
[実施形態２]
【００８３】
図３ａ乃至図３ｇは、本発明の実施形態２による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示した図である。
【００８４】
図３ａ乃至図３ｇを参照すると、基板３００のトレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ間の領域は、単位セル領域３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃである。また、基板３００上には、溝３０５ｂ、３０５ｄ、第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、太陽電池層３２０、第２電極層３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ及び導電層３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、バスバー領域の導電性ペースト３５０が形成されている。図に示されていないが、溝３０５ｂ、３０５ｄは、単位セル領域３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃのそれぞれの所定領域に複数個形成されている。
【００８５】
図３ａを参照すると、単位セル領域３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃが定義されるように、所定間隔離隔されたトレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅと、隣接したトレンチ３０５ａ及び３０５ｃ、３０５ｃ及び３０５ｅ間に位置した溝３０５ｂ及び３０５ｄと、が形成された基板３００が準備される。
【００８６】
単位セル領域３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃのそれぞれの所定領域に、溝３０５ｂ、３０５ｄが形成される。溝３０５ｂ、３０５ｄは、以後の工程によって太陽光が透過する領域になる。一方、溝３０５ｂ、３０５ｄは、前記で説明された実施形態１のトレンチの形成方法と同じ方法で形成することができる。
【００８７】
本発明の実施形態２では、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅと溝３０５ｂ、３０５ｄとが予め形成された基板３００を使うこともでき、基板３００にトレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅと溝３０５ｂ、３０５ｄとが形成されるステップを含むこともできる。また、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅと溝３０５ｂ、３０５ｄとの形成は、同時に行うこともできる。
【００８８】
溝３０５ｂ、３０５ｄの幅は、図３ａに示されたように、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅの幅より小さく、溝３０５ｂ、３０５ｄの深さは、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅの深さと等しく形成し得る。または、示されていないが、溝３０５ｂ、３０５ｄの深さは、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅの深さより深く、溝３０５ｂ、３０５ｄの幅は、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅの幅と等しく形成し得る。このように形成する理由は、以後、第１、２及び３導電性物質を斜めに蒸着する工程を通して、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面に第１、２及び３導電性物質が蒸着されないようにするためである。このようにして、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面の第１、２及び３導電性物質を除去するためのエッチング工程が必要なくなる。従って、以後の工程で、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面に形成される太陽電池層のエッチング工程のみを行えば、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面を通して光が透過するようにできる。
【００８９】
図３ａを参照すると、第１導電性物質が一方の側から斜めに放出され（ＯＤ１）て、単位セル領域３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃが形成された基板３００のトレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅの底面の一部及び一側面に第１導電性物質が蒸着されることで、第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄが形成される。実施形態２の第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄは、実施形態１の第１電極層２１０ａ、２１０ｂと異なり、トレンチに隣接した基板表面上にも形成される。これによって、実施形態１の別の電極層２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃが形成され得ないこともある。
【００９０】
第１導電性物質が、角度θ１で斜めに放出される（ＯＤ１）ると、蒸着の直進性によって、第１導電性物質が基板３００上に蒸着されて第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄが形成される。基板３００上に形成されたトレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ及び溝３０５ｂ、３０５ｄと角度θ１とによって、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅの一部分ｄと溝３０５ｂ、３０５ｄの底面d"とには、第１導電性物質が蒸着されない。この場合、電子ビーム、または熱蒸着などの蒸着法を用いるが、これに限定しない。
【００９１】
単位セル領域３０１ｂに形成された溝３０５ｂ、３０５ｄは、円形、多角形、または楕円形状を有することができ、単位セル領域上に均一に分布されている。
【００９２】
ここで、第１導電性物質は、酸化亜鉛(Zinc Oxide; ZnO)、酸化錫(Tin Oxide; SnO2)、酸化インジウム錫(Indium Tin Oxide; ITO)のうち、少なくとも１つを含むことができる。
【００９３】
図３ｂを参照すると、第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄが形成されていないトレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ及び溝３０５ｂ、３０５ｄの一部分と、第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｂ´、３１０ｃ、３１０ｃ´、３１０ｄとに、太陽電池層３２０が形成される。
【００９４】
太陽電池層３２０は、光起電性物質からなる。太陽電池層３２０は、太陽光が入射するとき、電流が生成される任意の物質で形成することができる。
【００９５】
図３ｃを参照すると、第２導電性物質が前記一方の側と対向する他方の側から角度θ２で斜めに放出され（ＯＤ２）て、太陽電池層３２０上に蒸着されることで、第２電極層３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃが形成される。
【００９６】
基板３００上に形成されたトレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅと角度θ２とによって、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅに形成された太陽電池層３２０上の一部分ｅには、第２導電性物質が形成されない。この場合、電子ビーム、または熱蒸着などの蒸着法を用いるが、これに限定しない。一方、第２導電性物質が形成されていない一部分ｅは、以後の工程でエッチングされる部分である。溝３０５ｂ、３０５ｄの底面上に形成された太陽電池層３２０上ｅ"には、第２導電性物質が蒸着されない。
【００９７】
図３ｄを参照すると、第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄが露出されるように、前記トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅに形成された太陽電池層３２０がエッチングされる。また、溝３０５ｂ、３０５ｄを通して光が透過するように、溝３０５ｂ、３０５ｄに形成された太陽電池層３２０もエッチングされる。すなわち、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面ｅ"が露出されることで、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面ｅ"を通して光が透過できる。
【００９８】
このとき、第２電極層３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃをマスクとしで太陽電池層３２０が実質的に垂直方向にエッチングされる。エッチングされる部分は、第２導電性物質が形成されていない太陽電池層３２０上の一部分ｅと、第２導電性物質が蒸着されない溝３０５ｂ、３０５ｄの底面ｅ"上に形成された太陽電池層３２０とである。このように、自己整列された第２電極層３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃによって、第２電極層３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃがマスクとしで使われるため、別のマスクが不要である。
【００９９】
一方、上述の方法によって太陽電池層３２０がエッチングされることで、単位セル領域上に太陽電池層パターン３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃが形成される。このように太陽電池層３２０がエッチングされる工程を通して、トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅに形成された第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄが露出される。また、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面ｅ"が露出される。トレンチ３０５ａ、３０５ｃ、３０５ｅ及び溝３０５ｂ、３０５ｄに形成された太陽電池層のエッチングは、実質的に同時に行うことができる。
【０１００】
図３ｅを参照すると、１つの単位セル領域(例えば; ３０１ｂ)に形成された第１電極層３１０ｂと、前記１つの単位セル領域３０１ｂに隣接した他の単位セル領域(例えば; ３０１ａ)に形成された第２電極層３３０ａとが、隣接した単位セル領域(例えば、３０１ｂ及び３０１ａ)間のトレンチ(例えば、３０５ａ)で電気的に接続されるように、第３導電性物質が斜めに放出されて、第２電極層(例えば、３３０ａ)上に蒸着される（ＯＤ３）ことで、導電層３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｂ´、３４０ｃ、３４０ｄが形成される。これによって、トレンチ(例えば、３０５ａ)内部の第１電極層(例えば、３１０ｂ)と導電層(例えば、３４０ａ)とが、互いに接続される。
【０１０１】
エッチング工程を通して単位セル間の所定の絶縁間隔が形成された状態で、第２導電性物質を蒸着する方法と同じ蒸着法を用いて、第３導電性物質が蒸着される。すなわち、電子ビーム、または熱蒸着器を使って第３導電性物質を角度θ３ほど斜めに放出させる（ＯＤ３）と、蒸着の直進性によって、エッチングによって露出された第１電極層３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄのうち一部分ｆを除いた他の部分上に第３導電性物質が蒸着されて、導電層３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｂ´、３４０ｃ、３４０ｃ´、３４０ｄが形成される。このとき、前記で説明されたように、溝３０５ｂ、３０５ｄの底面ｅ”には、第３導電性物質が蒸着されない。
【０１０２】
導電層３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｂ´、３４０ｃ、３４０ｃ´、３４０ｄの形成によって、１つの単位セル領域(例えば; ３０１ｂ)に形成された第１電極層３１０ｂは、１つの単位セル領域３０１ｂに隣接した他の単位セル領域(例えば; ３０１ａ)上に形成された第２電極層３３０ａと電気的に接続され、単位セル同士は電気的に直列接続される。
【０１０３】
図３ｆ及び図３ｇを参照すると、集積化された薄膜太陽電池の基板の両外郭のそれぞれに形成されたトレンチと、これに隣接した他のトレンチとを、導電性ペースト３５０で埋めてバスバー領域を形成する。バスバー領域及び導電性ペーストについては、前記の実施形態１を通して説明されたため、その詳細な説明は省略される。
【０１０４】
実施形態２のステップは、位置制御装置が必要なく、自己整列(self-alignment)によって行われるため、比較的簡単な工程で集積型薄膜太陽電池の製造が可能である。本実施形態による場合、光透過型(see-through type)の集積型薄膜太陽電池が完成される。本実施形態において、透明ポリマー、または透明ナノ複合体物質を基板３００として使うようになると、住宅や自動車のガラス窓に張り付けて使える柔軟な集積型薄膜太陽電池を作ることができる。
【０１０５】
[実施形態３]
【０１０６】
図４ａ乃至図４ｈは、本発明の実施形態３による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示す図である。
【０１０７】
図４ａ乃至図４ｈを参照すると、基板４００にトレンチ４０５、４０６が形成され、トレンチ４０５、４０６のうち、トレンチ４０５によって単位セル領域４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃが定義される。トレンチ４０５は、実施形態１、２のトレンチと同じ機能を担当するが、トレンチ４０６は、単位セル領域４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃのそれぞれの所定領域に形成される。また、基板４００上には、第１電極層４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃ、太陽電池層４２０、太陽電池層内の中間層４２５、第２電極層４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃ、絶縁物質４４０、及び導電層４５０ａ、４５０ａ´、４５０ｂ、４５０ｂ´、４５０ｃが形成される。
【０１０８】
図４ａを参照すると、単位セル領域４０１ａ、４０１ｂが定義されるように、所定間隔離隔されたトレンチ４０５、４０６が形成された基板４００が準備される。多数個のトレンチ４０５は、単位セル領域４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃが定義されるように、基板４００上に形成される。単位セル領域４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ上には、以後の工程によって単位セルが形成される。単位セル領域４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃのそれぞれの所定領域にトレンチ４０６が形成され、以後の工程でトレンチ４０６は、絶縁物質で埋立てられる。
【０１０９】
図４ａを参照すると、第１導電性物質が斜めに放出され（ＯＤ１）て、基板４００のトレンチ４０５、４０６のそれぞれの底面の一部及び一側面に、第１導電性物質が蒸着される。これによって、第１電極層４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃが形成される。
【０１１０】
図４ａに示されるように、トレンチ４０５、４０６が形成された基板４００上に第１導電性物質が角度θ１で斜めに放出される（ＯＤ１）。これによって、蒸着の直進性によって、トレンチ４０５、４０６の一部分ｄには、第１導電性物質が蒸着されない。第１導電性物質の蒸着は、電子ビーム、または熱蒸着などの蒸着法で行うことができるが、これに限定しない。
【０１１１】
上述の方法によって、第１導電性物質の蒸着によって、第１電極層４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃが形成される。１つの単位セル領域において、トレンチ４０６によって第１電極層が２つの部分４１０ａ及び４１０ａ´、または４１０ｂ及び４１０ｂ´に分けられる。ここで、第１導電性物質は、酸化亜鉛(Zinc Oxide; ZnO)、酸化錫(Tin Oxide; SnO2)、酸化インジウム錫(Indium Tin Oxide; ITO)のうち、少なくとも１つであり得る。
【０１１２】
図４ｂを参照すると、第１電極層４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃが形成されていないトレンチ４０５、４０６の一部分及び第１電極層４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃ上に、太陽電池層４２０が形成される。太陽電池層４２０は、光起電性物質からなる。太陽電池層４２０は、太陽光が入射するとき、電流が生成される任意の物質で形成することができる。
【０１１３】
一方、多重接合セルの場合、薄膜太陽電池の効率向上のために、多重接合セルを構成する個々のセルの境界に、中間層４２５が形成され得る。中間層４２５は、導電性物質で形成することができる。例えば、中間層４２５は、金属酸化物、窒化ケイ素、ケイ素酸化物、炭化ケイ素、透明導電性酸化物のうち、１つを含むことができる。透明導電性酸化物は、酸化亜鉛(Zinc Oxide; ZnO)、酸化錫(Tin Oxide; SnO2)、酸化インジウム錫(Indium Tin Oxide; ITO)のうち、少なくとも１つを含むことができる。
【０１１４】
図４ｃを参照すると、第２導電性物質が角度θ２で斜めに放出され（ＯＤ２）て、第２導電性物質が太陽電池層４２０上に蒸着されることで、第２電極層４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃが形成される。第２導電性物質が傾斜蒸着されると、蒸着の直進性によって、トレンチ４０５、４０６に形成された太陽電池層４２０の一部分ｅには、第２導電性物質が蒸着されない。この場合、電子ビーム、または熱蒸着などの蒸着法を用いるが、これに限定しない。上述の方法によって、第２導電性物質で自己整列された第２電極層４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂ、４３０ｂ´、４３０ｃが形成される。一方、太陽電池層４２０の一部分ｅは、以後の工程で蝕刻される。
【０１１５】
図４ｄを参照すると、第１電極層４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃが露出されるように、トレンチ４０５、４０６に形成された太陽電池層４２０がエッチングされる。このとき、第２電極層４３０ａ、４３０ａ´、４３０ｂをマスクとして、太陽電池層４２０が実質的に垂直方向にエッチングされる。エッチングされる部分は、第２導電性物質が形成されていない太陽電池層４２０の一部分ｅである。
【０１１６】
一方、上述の方法によって、太陽電池層４２０がエッチングされて単位セル領域上に太陽電池層パターンが形成される。このように、太陽電池層４２０がエッチングされる工程を通して、トレンチ４０５、４０６に形成された第１電極層４１０ａ、４１０ａ´、４１０ｂ、４１０ｂ´、４１０ｃが露出される。
【０１１７】
図４ｅを参照すると、トレンチ４０５に隣接したトレンチ４０６に、絶縁物質４４０を埋める。ここで、絶縁物質４４０は、アルミニウム酸化物、シリコン酸化物、エナメル、またはこれらの混合物質を含むことができ、プリンティング法、インクジェット、ジェットスプレー、スクリーン印刷、ナノインプリント、またはスタンピング方法などによって、トレンチ４０６は埋められ得る。絶縁物質４４０をトレンチ４０６に埋める理由は、以後に詳しく説明される。
【０１１８】
図４ｆを参照すると、第３導電性物質が斜めに放出され（ＯＤ３）て、第３導電性物質が第２電極層４３０ａ、４３０ａ´ ４３０ｂ、４３０ｂ´ ４３０ｃ上に放出される（ＯＤ３）ことで、導電層４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃが形成される。これによって、トレンチ(例えば、４０５)内部の第１電極層(例えば、４１０ｂ)と導電層(例えば、４５０ａ)とが、互いに接続される。第１電極層(例えば、４１０ｂ)と導電層(例えば、４５０ａ)とが互いに接続されることで、１つの単位セル領域(例えば、４０１ｂ)の第１電極層(例えば、４１１ｂ)と、前記１つの単位セル領域に隣接した他の単位セル領域(例えば、４０１ａ)上に形成された第２電極層(例えば、４３０ａ)とが、電気的に接続される。このとき、絶縁物質４４０ａ、４４０ｂが埋められたトレンチ４０６と、絶縁物質４４０ａ、４４０ｂが埋められないトレンチ(例えば、４０５)との間の距離が短いほど、電流の生成されない無効面積が減る。
【０１１９】
エッチング工程を通して単位セル間の所定の絶縁間隔が形成された状態で、第２導電性物質を蒸着する方法と同じ蒸着法を用いて、第３導電性物質が蒸着される。すなわち、電子ビーム、または熱蒸着器を使って第３導電性物質を角度θ３ほど斜めに放出させる（ＯＤ３）と、蒸着の直進性によって、エッチング工程によって露出された第１電極層４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃのうち一部分ｆを除いた他の部分上に、第３導電性物質が蒸着される。第３導電性物質の蒸着によって、導電層４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃが形成される。
【０１２０】
導電層４５０ａ、４５０ｂ、４５０ｃの形成によって、１つの単位セル領域(例えば ４０１ｂ)上に形成された第１電極層(例えば ４１０ｂ)と、前記１つの単位セル領域４０１ｂに隣接した他の単位セル領域４０１ａ上に形成された第２電極層４３０ａ´とが 、電気的に接続され、これによって、単位セル同士は電気的に直列接続される。
【０１２１】
図４ｆとは異なり、トレンチ４０６に絶縁物質４４０ａ、４４０ｂが埋められないと、トレンチ４０６内に形成された第１電極層４１０ａ´と第２電極層４３０ａとが、導電層４５０ａを通して電気的に接続される。この場合、領域Ｒ２も領域Ｒ１と同様に太陽電池の機能を持つようになり、領域Ｒ２の太陽電池と領域Ｒ１の太陽電池とは、互いに直列接続される。
【０１２２】
このとき、領域Ｒ２が領域Ｒ１より小さいため、領域Ｒ２の太陽電池で発生した電流が、領域Ｒ１の太陽電池で発生した電流より小さい。これによって、直列接続された領域Ｒ１及び領域Ｒ２の太陽電池に流れる電流は、領域Ｒ２の太陽電池で発生した電流によって決定される。したがって、領域Ｒ２の太陽電池によって、全体の太陽電池の効率が悪くなる。
【０１２３】
しかし、本発明の実施形態３のように、絶縁物質４４０ａ、４４０ｂが埋められる場合、領域Ｒ２は、太陽電池の役目をしないため、全体の太陽電池の効率は悪化しない。
【０１２４】
一方、図４ｇ及び図４ｈに示されたように、１つ以上のトレンチに導電性ペースト４６０が埋められることで、バスバー領域が形成される。このようなバスバー領域に対する説明は、実施形態１を通して詳しく行われたため、省略される。
【０１２５】
[実施形態４]
【０１２６】
図５ａ乃至図５ｆは、本発明の実施形態４による集積型薄膜太陽電池の製造方法を示した図である。
【０１２７】
図５ａ乃至５ｆを参照すると、基板５００のトレンチ５０５ａ、５０５ｂ間の領域は、単位セル領域５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃである。また、基板５００上には、第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、太陽電池層５２０、第２電極層５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃ及び導電層５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃ、バスバー領域の導電性ペースト５５０が形成されている。
【０１２８】
図５ａを参照すると、単位セル領域５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃが定義されるように、所定間隔離隔されたトレンチ５０５ａ、５０５ｂが形成された基板５００が準備される。このとき、トレンチ５０５ａ、５０５ｂは、一方向に角度∠αほど傾くことができる。すなわち、本実施例４によるトレンチ５０５ａ、５０５ｂは、トレンチ５０５ａ、５０５ｂの側面が基板５００の水平方向に対して角度αほど一方向に傾くように形成される。これによって、実施形態２及び実施形態３では、第１電極層を形成するために、傾斜蒸着工程が行われたが、実施形態４では、傾斜蒸着をせず、スパッタリング法、電子ビーム、または熱蒸着などの方法によって、第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが形成され得る。単位セル領域５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ上には、以後の工程によって単位セルが形成される。
【０１２９】
図５ａを参照すると、基板５００のトレンチ５０５ａ、５０５ｂのそれぞれの底面の一部及び一側面に、第１導電性物質で第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが形成される。前記で説明されたように、傾斜蒸着工程をせず、第１導電性物質を基板５００上にスパッタリング(sputtering)法、電子ビーム、または熱蒸着のような多様な蒸着法を使って蒸着することができる。基板５００の垂直方向から、第１導電性物質を基板５００上に蒸着すると、一方向に傾いているトレンチ５０５ａ、５０５ｂによって、トレンチ５０５ａ、５０５ｂの一部分ｄには、第１導電性物質が蒸着されない。第１導電性物質は、酸化亜鉛(Zinc Oxide; ZnO)、酸化錫(Tin Oxide; SnO2)、酸化インジウム錫(Indium Tin Oxide; ITO)のうち、少なくとも１つを含むことができる。
【０１３０】
図５ｂを参照すると、第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが形成されていないトレンチ５０５ａ、５０５ｂの一部分及び第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ上に、太陽電池層５２０が形成される。太陽電池層５２０は、光起電性物質からなる。太陽電池層５２０は、太陽光が入射するとき、電流が生成される任意の物質で形成することができる。
【０１３１】
図５ｃを参照すると、第２導電性物質が斜めに放出され（ＯＤ１）て、第２導電性物質が太陽電池層５２０上に蒸着されて第２電極層５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃが形成される。第２導電性物質が角度θ１ほど斜めに放出される（ＯＤ１）と、蒸着の直進性によって、第２導電性物質が太陽電池層５２０上に蒸着される。第２導電性物質が斜めに蒸着されるため、トレンチ５０５ａ、５０５ｂに形成された太陽電池層５２０上の一部分ｅには、第２導電性物質が蒸着されない。第２導電性物質の蒸着は、電子ビーム、または熱蒸着などの蒸着法によって行うことができるが、これに限定しない。
【０１３２】
上述の方法によって、第２導電性物質の蒸着によって、自己整列された第２電極層５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃが形成される。一方、前記一部分ｅは、以後の工程でエッチングされる部分である。
【０１３３】
図５ｄを参照すると、第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが露出されるように、トレンチ５０５ａ、５０５ｂに形成された太陽電池層５２０がエッチングされる。すなわち、第２電極層５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃをマスクとして、太陽電池層５２０が実質的に垂直方向にエッチングされる。ここで、エッチングされる部分は、第２導電性物質が形成されていない太陽電池層５２０の一部分ｅである。
【０１３４】
上述の方法によって、太陽電池層５２０がエッチングされて単位セル領域上に太陽電池層パターン５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃが形成される。このように、太陽電池層５２０がエッチングされる工程を通して、トレンチ５０５ａ、５０５ｂに形成された第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃが露出される。
【０１３５】
図５ｅを参照すると、１つの単位セル領域(例えば; ５０１ｂ)上に形成された第１電極層５１０ｂと、前記１つの単位セル領域５０１ｂに隣接した他の単位セル領域(例えば; ５０１ａ)上に形成された第２電極層５３０ａとが、電気的に接続されるように、第３導電性物質を第２電極層５３０ａ上に斜めに放出し（ＯＤ２）て導電層(例えば、５４０ａ)を形成する。これによって、トレンチ内部の第１電極層５１０ｂと導電層５４０ａとが、１つの単位セル領域５０１ｂと他の単位セル領域５０１ａとの間のトレンチ５０５ａで、互いに接続される。
【０１３６】
エッチング工程を通して単位セル間の所定の絶縁間隔が形成された状態で、第２導電性物質を蒸着する方法と同じ蒸着法を用いて、第３導電性物質が蒸着される。すなわち、電子ビーム、または熱蒸着器を使って第３導電性物質を角度θ２ほど斜めに蒸着させ（ＯＤ２）ると、蒸着の直進性によって、エッチング工程によって露出された第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ上に、第１電極層５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃの一部分ｆを除いた部分に、第３導電性物質が蒸着される。これによって、導電層５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃが形成される。
【０１３７】
１つの単位セル領域(例えば、５０１ｂ)上に形成された第１電極層５１０ｂと、前記１つの単位セル領域５０１ｂに隣接した他の単位セル領域(例えば; ５０１ａ)上に形成された第２電極層５３０ａとが、電気的に接続され、単位セル同士は電気的に直列接続される。
【０１３８】
図５ｆ及び図５ｇを参照すると、集積化された薄膜太陽電池の基板上の両外郭に形成された各トレンチと、これに隣接した他のトレンチとを導電性ペースト５５０で埋めてバスバー領域を形成する。バスバー領域及び導電性ペーストについては、実施形態１を通して説明されたため、その詳細な説明は省略される。
【０１３９】
実施形態４のステップは、位置制御装置が必要なく、自己整列(self-alignment)によって行われるので、比較的簡単な工程で、集積型薄膜太陽電池の製造が可能である。
【０１４０】
一方、単位セル領域は、電流を生成できる最小単位であるため、前記で説明された実施形態１乃至実施形態４に限定されず、薄膜太陽電池のトレンチ形態によって、多様に設定されることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔で離隔されたトレンチが形成された基板を準備するステップと、
前記トレンチのそれぞれの底面の一部及び一側面に、第１導電性物質で第１電極層を形成するステップと、
前記第１電極層が形成されていないトレンチの一部分及び前記第１電極層上に太陽電池層を形成するステップと、
第２導電性物質を斜めに放出して、前記太陽電池層上に前記第２導電性物質を蒸着して第２電極層を形成するステップと、
前記第１電極層が露出されるように、前記トレンチに形成された太陽電池層をエッチングするステップと、
前記露出された第１電極層と前記第２電極層とが、電気的に接続されるように、第３導電性物質を斜めに放出して、前記第３導電性物質を前記第２電極層上に斜めに蒸着して導電層を形成するステップと、
を含む集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記第１電極層は、単位セル領域に形成された別の電極層と接続されることを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記別の電極層は、プリンティング法で形成されることを特徴とする、請求項２に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記第１電極層の抵抗は、前記別の電極層の抵抗より小さいことを特徴とする、請求項２に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記第２電極層をマスクとして、前記太陽電池層をエッチングすることを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記太陽電池層をエッチングした後、前記トレンチと隣接した他のトレンチに、絶縁物質を埋めるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記太陽電池層内部に、中間層が形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記トレンチのうち、１つ以上のトレンチに導電性ペーストが埋められることを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記導電性ペーストが埋められるトレンチ間の間隔は、太陽電池領域のトレンチ間の間隔より小さいことを特徴とする、請求項８に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記トレンチは、一方向に傾いたことを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記基板は、硝子基板、ポリマー基板、ナノ複合体基板のうち、いずれかの１つであり、
前記硝子基板、または前記ポリマー基板、または前記ナノ複合体基板を溶融させた状態で、前記硝子基板、または前記ポリマー基板、または前記ナノ複合体基板が固まる前に、エンボス加工で前記トレンチを形成することを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記基板は、硝子基板、ポリマー基板、ナノ複合体基板のうち、いずれかの１つであり、
前記硝子基板、またはポリマー基板、またはナノ複合体基板に、ホットエンボス加工法で前記トレンチを形成することを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記基板は、ガラス及び前記ガラス上にコーティングされたポリマー、またはナノ複合体材質の薄膜を含み、
ホットエンボス加工法を使って、前記ポリマー、または前記ナノ複合体材質の薄膜にトレンチを形成することを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記基板は、ガラス及び前記ガラス上にコーティングされたポリマー、またはナノ複合体材質の薄膜を含み、
前記ガラス上に、前記ポリマー、または前記ナノ複合体材質の薄膜がコーティングされる過程において、エンボス加工法を使って、前記ポリマー、または前記ナノ複合体材質の薄膜にトレンチを形成することを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
１つの単位セル領域に形成された前記第１電極層と、前記１つの単位セル領域に隣接した他の単位セル領域に形成された前記第２電極層とが、前記導電層によって電気的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記基板には、前記隣接したトレンチ間に位置した溝が形成され、
前記太陽電池層のエッチング時、前記溝に形成された太陽電池層がエッチングされることを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記溝の幅は、前記トレンチの幅より小さく、前記溝の深さは、前記トレンチの深さと等しいことを特徴とする、請求項１６に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
前記溝の深さは、前記トレンチの深さより深く、前記溝の幅は、前記トレンチの幅と等しいことを特徴とする、請求項１６に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
前記溝に形成された太陽電池層のエッチングを通して、前記溝の底面が露出されることを特徴とする、請求項１６に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２０】
所定間隔で離隔されたトレンチが形成された基板と、
前記トレンチのそれぞれの底面の一部及び一側面に形成された第１電極層と、
前記第１電極層の一部が露出されるように、前記基板及び前記第１電極層上に形成された太陽電池層と、
前記太陽電池層上に形成された第２電極層と、
前記露出された第１電極層と前記第２電極層とを電気的に接続するように、前記第２電極層上に形成された導電層と、
を含む集積型薄膜太陽電池。
【請求項２１】
単位セル領域に形成され前記第１電極層と接続される別の電極層をさらに含むことを特徴とする、請求項２０に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２２】
前記トレンチと隣接したトレンチとに埋められた絶縁物質をさらに含むことを特徴とする、請求項２０に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２３】
前記太陽電池層内部に形成された中間層をさらに含むことを特徴とする、請求項２２に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２４】
前記導電性ペーストが埋められるトレンチ間の間隔は、太陽電池領域のトレンチ間の間隔より小さいことを特徴とする、請求項２２に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２５】
前記トレンチは、一方向に傾いていることを特徴とする、請求項２２に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２６】
前記基板には、前記隣接したトレンチ間に位置した溝が形成され、前記溝の底面が露出されることを特徴とする、請求項２０に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２７】
前記溝の幅は、前記トレンチの幅より小さく、前記溝の深さは、前記トレンチの深さと等しいことを特徴とする、請求項２６に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２８】
前記溝の深さは、前記トレンチの深さより深く、前記溝の幅は、前記トレンチの幅と等しいことを特徴とする、請求項２６に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２９】
前記トレンチのうち、１つ以上のトレンチに導電性ペーストが埋められることを特徴とする、請求項２０に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項３０】
前記導電性ペーストが埋められるトレンチ間の間隔は、太陽電池領域のトレンチ間の間隔より小さいことを特徴とする、請求項２９に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項３１】
１つの単位セル領域に形成された前記第１電極層と、前記１つの単位セル領域に隣接した他の単位セル領域に形成された前記第２電極層とが、前記導電層によって電気的に接続されることを特徴とする、請求項２０に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項１】
所定間隔で離隔されたトレンチが形成された基板を準備するステップと、
前記トレンチのそれぞれの底面の一部及び一側面に、第１導電性物質で第１電極層を形成するステップと、
前記第１電極層が形成されていないトレンチの一部分及び前記第１電極層上に太陽電池層を形成するステップと、
第２導電性物質を斜めに放出して、前記太陽電池層上に前記第２導電性物質を蒸着して第２電極層を形成するステップと、
前記第１電極層が露出されるように、前記トレンチに形成された太陽電池層をエッチングするステップと、
前記露出された第１電極層と前記第２電極層とが、電気的に接続されるように、第３導電性物質を斜めに放出して、前記第３導電性物質を前記第２電極層上に斜めに蒸着して導電層を形成するステップと、
を含む集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記第１電極層は、単位セル領域に形成された別の電極層と接続されることを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記別の電極層は、プリンティング法で形成されることを特徴とする、請求項２に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記第１電極層の抵抗は、前記別の電極層の抵抗より小さいことを特徴とする、請求項２に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記第２電極層をマスクとして、前記太陽電池層をエッチングすることを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記太陽電池層をエッチングした後、前記トレンチと隣接した他のトレンチに、絶縁物質を埋めるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記太陽電池層内部に、中間層が形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記トレンチのうち、１つ以上のトレンチに導電性ペーストが埋められることを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記導電性ペーストが埋められるトレンチ間の間隔は、太陽電池領域のトレンチ間の間隔より小さいことを特徴とする、請求項８に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記トレンチは、一方向に傾いたことを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記基板は、硝子基板、ポリマー基板、ナノ複合体基板のうち、いずれかの１つであり、
前記硝子基板、または前記ポリマー基板、または前記ナノ複合体基板を溶融させた状態で、前記硝子基板、または前記ポリマー基板、または前記ナノ複合体基板が固まる前に、エンボス加工で前記トレンチを形成することを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記基板は、硝子基板、ポリマー基板、ナノ複合体基板のうち、いずれかの１つであり、
前記硝子基板、またはポリマー基板、またはナノ複合体基板に、ホットエンボス加工法で前記トレンチを形成することを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記基板は、ガラス及び前記ガラス上にコーティングされたポリマー、またはナノ複合体材質の薄膜を含み、
ホットエンボス加工法を使って、前記ポリマー、または前記ナノ複合体材質の薄膜にトレンチを形成することを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記基板は、ガラス及び前記ガラス上にコーティングされたポリマー、またはナノ複合体材質の薄膜を含み、
前記ガラス上に、前記ポリマー、または前記ナノ複合体材質の薄膜がコーティングされる過程において、エンボス加工法を使って、前記ポリマー、または前記ナノ複合体材質の薄膜にトレンチを形成することを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
１つの単位セル領域に形成された前記第１電極層と、前記１つの単位セル領域に隣接した他の単位セル領域に形成された前記第２電極層とが、前記導電層によって電気的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記基板には、前記隣接したトレンチ間に位置した溝が形成され、
前記太陽電池層のエッチング時、前記溝に形成された太陽電池層がエッチングされることを特徴とする、請求項１に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記溝の幅は、前記トレンチの幅より小さく、前記溝の深さは、前記トレンチの深さと等しいことを特徴とする、請求項１６に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
前記溝の深さは、前記トレンチの深さより深く、前記溝の幅は、前記トレンチの幅と等しいことを特徴とする、請求項１６に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
前記溝に形成された太陽電池層のエッチングを通して、前記溝の底面が露出されることを特徴とする、請求項１６に記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２０】
所定間隔で離隔されたトレンチが形成された基板と、
前記トレンチのそれぞれの底面の一部及び一側面に形成された第１電極層と、
前記第１電極層の一部が露出されるように、前記基板及び前記第１電極層上に形成された太陽電池層と、
前記太陽電池層上に形成された第２電極層と、
前記露出された第１電極層と前記第２電極層とを電気的に接続するように、前記第２電極層上に形成された導電層と、
を含む集積型薄膜太陽電池。
【請求項２１】
単位セル領域に形成され前記第１電極層と接続される別の電極層をさらに含むことを特徴とする、請求項２０に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２２】
前記トレンチと隣接したトレンチとに埋められた絶縁物質をさらに含むことを特徴とする、請求項２０に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２３】
前記太陽電池層内部に形成された中間層をさらに含むことを特徴とする、請求項２２に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２４】
前記導電性ペーストが埋められるトレンチ間の間隔は、太陽電池領域のトレンチ間の間隔より小さいことを特徴とする、請求項２２に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２５】
前記トレンチは、一方向に傾いていることを特徴とする、請求項２２に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２６】
前記基板には、前記隣接したトレンチ間に位置した溝が形成され、前記溝の底面が露出されることを特徴とする、請求項２０に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２７】
前記溝の幅は、前記トレンチの幅より小さく、前記溝の深さは、前記トレンチの深さと等しいことを特徴とする、請求項２６に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２８】
前記溝の深さは、前記トレンチの深さより深く、前記溝の幅は、前記トレンチの幅と等しいことを特徴とする、請求項２６に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項２９】
前記トレンチのうち、１つ以上のトレンチに導電性ペーストが埋められることを特徴とする、請求項２０に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項３０】
前記導電性ペーストが埋められるトレンチ間の間隔は、太陽電池領域のトレンチ間の間隔より小さいことを特徴とする、請求項２９に記載の集積型薄膜太陽電池。
【請求項３１】
１つの単位セル領域に形成された前記第１電極層と、前記１つの単位セル領域に隣接した他の単位セル領域に形成された前記第２電極層とが、前記導電層によって電気的に接続されることを特徴とする、請求項２０に記載の集積型薄膜太陽電池。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図１ｄ】
【図１ｅ】
【図１ｆ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図２ｅ】
【図２ｆ】
【図２ｇ】
【図２ｈ】
【図２ｉ】
【図２ｊ】
【図２ｋ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図３ｅ】
【図３ｆ】
【図３ｇ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図４ｅ】
【図４ｆ】
【図４ｇ】
【図４ｈ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図５ｅ】
【図５ｆ】
【図５ｇ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図１ｄ】
【図１ｅ】
【図１ｆ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図２ｅ】
【図２ｆ】
【図２ｇ】
【図２ｈ】
【図２ｉ】
【図２ｊ】
【図２ｋ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図３ｅ】
【図３ｆ】
【図３ｇ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図４ｅ】
【図４ｆ】
【図４ｇ】
【図４ｈ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図５ｅ】
【図５ｆ】
【図５ｇ】
【公開番号】特開２０１０−２７８４４１（Ｐ２０１０−２７８４４１Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２１０４７（Ｐ２０１０−１２１０４７）
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（５１０１１４７８９）韓国鉄鋼株式会社 (6)
【出願人】（５９２１２７１４９）韓国科学技術院 (129)
【氏名又は名称原語表記】ＫＯＲＥＡ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
【住所又は居所原語表記】３７３−１，Ｇｕｓｕｎｇ−ｄｏｎｇ，Ｙｕｓｅｏｎｇ−ｋｕ，Ｄａｅｊｅｏｎ ３０５−７０１ ＫＲ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（５１０１１４７８９）韓国鉄鋼株式会社 (6)
【出願人】（５９２１２７１４９）韓国科学技術院 (129)
【氏名又は名称原語表記】ＫＯＲＥＡ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
【住所又は居所原語表記】３７３−１，Ｇｕｓｕｎｇ−ｄｏｎｇ，Ｙｕｓｅｏｎｇ−ｋｕ，Ｄａｅｊｅｏｎ ３０５−７０１ ＫＲ
【Ｆターム（参考）】
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