KR20090125675A

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Publication number: KR20090125675A
Application number: KR1020080066931A
Authority: KR
Inventors: 김선명; 강형동
Original assignee: 주성엔지니어링(주)
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2009-12-07
Anticipated expiration: 2028-07-10
Also published as: KR101457573B9; KR101457573B1

Abstract

Translated fromKorean

본 발명은 기판 위에 전면전극층, 광전변환부 및 후면전극층을 차례로 적층하는 공정; 상기 전면전극층, 광전변환부 및 후면전극층의 소정 영역을 제거하여 제1분리부를 형성하는 공정; 상기 광전변환부 및 후면전극층의 소정 영역을 제거하여 콘택부를 형성하는 공정; 상기 후면전극층의 소정 영역을 제거하여 제2분리부를 형성하는 공정; 및 상기 콘택부를 통해 상기 전면전극층과 후면전극층을 전기적으로 연결하는 금속층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법, 및 그 방법에 의해 제조된 박막형 태양전지에 관한 것으로서,The present invention is a step of sequentially stacking a front electrode layer, a photoelectric conversion unit and a back electrode layer on a substrate; Forming a first separator by removing predetermined regions of the front electrode layer, the photoelectric conversion part, and the back electrode layer; Forming a contact part by removing predetermined regions of the photoelectric conversion part and the back electrode layer; Removing a predetermined region of the back electrode layer to form a second separator; And a step of forming a metal layer electrically connecting the front electrode layer and the back electrode layer through the contact portion, and a thin film solar cell manufactured by the method.

본 발명에 따르면, 기판 위에 전면전극층, 광전변환부 및 후면전극층을 차례로 적층하고, 그 후에, 제1분리부, 콘택부 및 제2분리부를 형성하기 때문에, 종래와 같이 진공 증착 장비와 레이저 스크라이빙 장비를 교대로 반복 이용할 필요가 없어 제조 장비 구성이 단순하게 되고, 제조 공정 시간도 단축되어 생산성이 향상된다.According to the present invention, the front electrode layer, the photoelectric conversion unit and the rear electrode layer are sequentially stacked on the substrate, and then the first separation unit, the contact unit, and the second separation unit are formed. There is no need to alternately use the ice equipment, which simplifies the manufacturing equipment configuration and shortens the manufacturing process time, thereby improving productivity.

Description

Translated fromKorean

박막형 태양전지 및 그 제조방법{Thin film type Solar Cell, and Method for manufacturing the same}Thin film type solar cell and its manufacturing method {Thin film type Solar Cell, and Method for manufacturing the same}

본 발명은 박막형 태양전지(Solar Cell)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 복수 개의 단위셀이 직렬로 연결된 구조를 갖는 박막형 태양전지에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film solar cell, and more particularly, to a thin film solar cell having a structure in which a plurality of unit cells are connected in series.

태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다.Solar cells are devices that convert light energy into electrical energy using the properties of semiconductors.

태양전지의 구조 및 원리에 대해서 간단히 설명하면, 태양전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공(+)는 P형 반도체쪽으로 이동하고 상기 전자(-)는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생하게 됨으로써 전력을 생산할 수 있게 되는 원리이다.The structure and principle of the solar cell will be briefly described. The solar cell has a PN junction structure in which a P (positive) type semiconductor and a N (negative) type semiconductor are bonded to each other. Holes and electrons are generated in the semiconductor by the energy of the incident solar light. At this time, the holes (+) are moved toward the P-type semiconductor by the electric field generated in the PN junction. Negative (-) is the principle that the electric potential is generated by moving toward the N-type semiconductor to generate power.

이와 같은 태양전지는 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있 다.Such solar cells may be classified into a substrate type solar cell and a thin film type solar cell.

상기 기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 상기 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다.The substrate type solar cell is a solar cell manufactured using a semiconductor material such as silicon as a substrate, and the thin film type solar cell is a solar cell manufactured by forming a semiconductor in the form of a thin film on a substrate such as glass.

상기 기판형 태양전지는 상기 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수하기는 하지만, 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있고 고가의 반도체 기판을 이용하기 때문에 제조비용이 상승되는 단점이 있다.Although the substrate type solar cell is somewhat superior in efficiency to the thin film type solar cell, there is a limitation in minimizing the thickness in the process and the manufacturing cost is increased because an expensive semiconductor substrate is used.

상기 박막형 태양전지는 상기 기판형 태양전지에 비하여 효율이 다소 떨어지기는 하지만, 얇은 두께로 제조가 가능하고 저가의 재료를 이용할 수 있어 제조비용이 감소되는 장점이 있어 대량생산에 적합하다.Although the thin film type solar cell has a somewhat lower efficiency than the substrate type solar cell, the thin film solar cell is suitable for mass production because the thin film solar cell can be manufactured in a thin thickness and a low cost material can be used to reduce the manufacturing cost.

상기 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 전면전극을 형성하고, 상기 전면전극 위에 반도체층을 형성하고, 상기 반도체층 위에 후면전극을 형성하여 제조된다. 여기서, 상기 전면전극은 광이 입사되는 수광면을 형성하기 때문에 상기 전면전극으로는 ZnO와 같은 투명도전물이 이용되는데, 기판이 대면적화됨에 따라 상기 투명도전물의 저항으로 인해서 전력손실이 크게 되는 문제가 발생하게 된다.The thin film solar cell is manufactured by forming a front electrode on a substrate such as glass, a semiconductor layer on the front electrode, and a back electrode on the semiconductor layer. Here, since the front electrode forms a light receiving surface on which light is incident, a transparent conductive material such as ZnO is used as the front electrode. As the substrate becomes larger, the power loss is large due to the resistance of the transparent conductive material. Will occur.

따라서, 박막형 태양전지를 복수 개의 단위셀로 나누고 복수 개의 단위셀을 직렬로 연결하는 구조로 형성함으로써 투명도전물의 저항으로 의한 전력손실을 최소화하는 방법이 고안되었다.Accordingly, a method of minimizing power loss due to the resistance of the transparent conductive material has been devised by dividing the thin film type solar cell into a plurality of unit cells and connecting the plurality of unit cells in series.

이하, 도면을 참조로 종래 복수 개의 단위셀이 직렬로 연결된 구조를 갖는 박막형 태양전지의 제조방법에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film solar cell having a structure in which a plurality of unit cells are connected in series will be described with reference to the drawings.

도 1a 내지 도 1g는 종래 복수 개의 단위셀이 직렬로 연결된 구조를 갖는 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.1A to 1G are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a thin film solar cell having a structure in which a plurality of conventional unit cells are connected in series.

우선, 도 1a에서 알 수 있듯이, 기판(10) 상에 ZnO와 같은 투명도전물을 이용하여 전면전극층(20a)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, thefront electrode layer 20a is formed on thesubstrate 10 using a transparent conductive material such as ZnO.

다음, 도 1b에서 알 수 있듯이, 상기 전면전극층(20a)의 소정 영역을 제거하여 제1분리부(25)를 형성한다. 그리하면, 상기 제1분리부(21)에 의해 이격되는 복수 개의 전면전극(20)이 형성된다.Next, as shown in FIG. 1B, thefirst separator 25 is formed by removing a predetermined region of thefront electrode layer 20a. Then, a plurality offront electrodes 20 spaced apart by the first separator 21 are formed.

다음, 도 1c에서 알 수 있듯이, 상기 전면전극(20)을 포함한 기판(10) 전면에 반도체층(30a)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1C, thesemiconductor layer 30a is formed on the entire surface of thesubstrate 10 including thefront electrode 20.

다음, 도 1d에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(30a)의 소정 영역을 제거하여 콘택부(35)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 1D, thecontact region 35 is formed by removing a predetermined region of thesemiconductor layer 30a.

다음, 도 1e에서 알 수 있듯이, 상기 기판(10) 전면에 후면전극층(50a)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1E, aback electrode layer 50a is formed on the entire surface of thesubstrate 10.

다음, 도 1f에서 알 수 있듯이, 상기 후면전극층(50a) 및 반도체층(30)의 소정 영역을 제거하여 제2분리부(55)를 형성한다. 그리하면, 상기 제2분리부(55)에 의해 이격되며, 상기 콘택부(35)를 통해 전면전극(20)과 연결되는 복수 개의 후면전극(50)이 형성된다. 이와 같이 콘택부(35)를 통해 전면전극(20)과 후면전극(50)이 연결됨으로써 복수 개의 단위셀이 직렬로 연결되는 구조를 갖게 된다.Next, as shown in FIG. 1F, predetermined regions of theback electrode layer 50a and thesemiconductor layer 30 are removed to form asecond separator 55. Then, a plurality ofrear electrodes 50 spaced apart by thesecond separation unit 55 and connected to thefront electrode 20 through thecontact unit 35 are formed. As such, thefront electrode 20 and therear electrode 50 are connected to each other through thecontact part 35 to have a structure in which a plurality of unit cells are connected in series.

그러나, 이와 같은 종래의 박막형 태양전지의 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional method of manufacturing a thin film solar cell has the following problems.

종래의 제조방법을 간략히 요약하면, 종래의 제조방법은 전면전극층(20a)을 형성하는 공정(도 1a 참조), 제1분리부(25)를 형성하는 공정(도 1b 참조), 반도체층(30a)을 형성하는 공정(도 1c 참조), 콘택부(35)를 형성하는 공정(도 1d 참조), 후면전극층(50a)을 형성하는 공정(도 1e 참조), 및 제2분리부(55)를 형성하는 공정(도 1f 참조)으로 이루어진다.Briefly summarizing the conventional manufacturing method, the conventional manufacturing method is a step of forming thefront electrode layer 20a (see FIG. 1A), a step of forming the first separation unit 25 (see FIG. 1B), and the semiconductor layer 30a. ) (See FIG. 1C), the process of forming the contact portion 35 (see FIG. 1D), the process of forming theback electrode layer 50a (see FIG. 1E), and thesecond separator 55. Forming step (see FIG. 1F).

이때, 상기 전면전극층(20a)을 형성하는 공정(도 1a 참조), 반도체층(30a)을 형성하는 공정(도 1c 참조), 및 후면전극층(50a)을 형성하는 공정(도 1e 참조)은 일반적으로 진공 증착 장비를 이용하여 수행하는 반면에, 상기 제1분리부(25)를 형성하는 공정(도 1b 참조), 콘택부(35)를 형성하는 공정(도 1d 참조), 및 제2분리부(55)를 형성하는 공정(도 1f 참조)은 대기압하에서 레이저 스크라이빙(Laser Scribing) 장비를 이용하여 수행하게 된다.In this case, the process of forming thefront electrode layer 20a (see FIG. 1A), the process of forming thesemiconductor layer 30a (see FIG. 1C), and the process of forming theback electrode layer 50a (see FIG. 1E) are generally performed. While using the vacuum deposition equipment, the process of forming the first separation unit 25 (see FIG. 1B), the process of forming the contact unit 35 (see FIG. 1D), and the second separation unit The process of forming 55 (see FIG. 1F) is performed using a laser scribing apparatus under atmospheric pressure.

따라서, 종래의 경우 박막형 태양전지를 완성하기 위해서는 기판(10)을 진공 증착 장비와 레이저 스크라이빙 장비에 교대로 반복 투입해야 하는데, 이로 인해서 제조 장비 구성이 복잡하게 되고 제조 공정 시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.Therefore, in the conventional case, in order to complete a thin-film solar cell, thesubstrate 10 should be repeatedly inputted to the vacuum deposition equipment and the laser scribing equipment alternately, which results in complicated manufacturing equipment and a long manufacturing process time. There is a falling problem.

이와 같은 문제점에 대해서 보다 구체적으로 설명하면, 기판을 대기압하에서 진공 증착 장비 내로 투입하는 공정 시에는 외부의 공기가 진공 증착 장비 내부로 유입되는 것을 차단하기 위한 방안이 요구되는데, 일반적으로는 기판을 진공 증착 장비 내부로 직접 투입하지 않고 로드락 챔버(Load Rock Chamber)를 경유하도록 함으로써 외부의 공기가 진공 증착 장비 내부로 유입되지 않도록 하면서 기판을 진공 증착 장비 내부로 유입하게 된다.More specifically, this problem is required in the process of introducing the substrate into the vacuum deposition equipment under atmospheric pressure requires a method for blocking the outside air flow into the vacuum deposition equipment, generally the substrate vacuum The substrate is introduced into the vacuum deposition apparatus by preventing the outside air from flowing into the vacuum deposition apparatus by passing the load rock chamber without directly entering the deposition apparatus.

따라서, 종래와 같이 기판(10)을 진공 증착 장비와 레이저 스크라이빙 장비에 교대로 반복 투입하게 되면, 그만큼 로드락 챔버 등으로 인해 장비 구성이 복잡하게 되고, 또한 로드락 챔버를 경유하는 만큼 제조 공정 시간이 오래 걸리게 되는 문제점이 있다.Therefore, if thesubstrate 10 is repeatedly input to the vacuum deposition equipment and the laser scribing equipment alternately as in the prior art, the composition of the equipment is complicated due to the load lock chamber and the like, and manufactured by the load lock chamber. There is a problem that the process takes a long time.

본 발명은 전술한 종래의 박막형 태양전지의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서,The present invention is designed to solve the problems of the conventional thin-film solar cell described above,

본 발명은 필요한 증착 공정을 모두 수행하고 그 후에 스크라이빙 공정을 수행함으로써 기판을 진공 증착 장비와 레이저 스크라이빙 장비에 교대로 반복 투입하지 않도록 하여 제조 장비 구성이 단순하게 되고, 제조 공정 시간도 단축될 수 있는 박막형 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.According to the present invention, by performing all the necessary deposition processes and then performing a scribing process, the configuration of the manufacturing equipment is simplified by not repeatedly injecting the substrate into the vacuum deposition equipment and the laser scribing equipment. An object of the present invention is to provide a thin film solar cell and a method of manufacturing the same.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판 위에 전면전극층, 광전변환부 및 후면전극층을 차례로 적층하는 공정; 상기 전면전극층, 광전변환부 및 후면전극층의 소정 영역을 제거하여 제1분리부를 형성하는 공정; 상기 광전변환부 및 후면전극층의 소정 영역을 제거하여 콘택부를 형성하는 공정; 상기 후면전극층의 소정 영역을 제거하여 제2분리부를 형성하는 공정; 및 상기 콘택부를 통해 상기 전면전극층과 후면전극층을 전기적으로 연결하는 금속층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법을 제공한다.The present invention, in order to achieve the above object, a step of sequentially stacking a front electrode layer, a photoelectric conversion unit and a back electrode layer on a substrate; Forming a first separator by removing predetermined regions of the front electrode layer, the photoelectric conversion part, and the back electrode layer; Forming a contact part by removing predetermined regions of the photoelectric conversion part and the back electrode layer; Removing a predetermined region of the back electrode layer to form a second separator; And forming a metal layer electrically connecting the front electrode layer and the back electrode layer through the contact portion.

상기 광전변환부는 PIN구조의 반도체층으로 형성할 수 있다.The photoelectric conversion unit may be formed of a semiconductor layer having a PIN structure.

상기 광전변환부는 PIN구조의 제1반도체층, 상기 제1반도체층 상에 형성된 버퍼층, 및 상기 버퍼층 상에 형성된 PIN구조의 제2반도체층으로 형성할 수 있으며, 이때, 상기 제1반도체층은 비정질 반도체물질로 형성하고, 상기 버퍼층은 투명 도전물로 형성하고, 상기 제2반도체층은 미세결정질 반도체물질로 형성할 수 있다.The photoelectric conversion unit may be formed of a first semiconductor layer having a PIN structure, a buffer layer formed on the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer having a PIN structure formed on the buffer layer, wherein the first semiconductor layer is amorphous. The semiconductor layer may be formed of a semiconductor material, the buffer layer may be formed of a transparent conductive material, and the second semiconductor layer may be formed of a microcrystalline semiconductor material.

상기 금속층을 형성하는 공정 이전에 상기 제1분리부에 절연층을 형성하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.The method may further include forming an insulating layer on the first separation unit before forming the metal layer.

상기 광전변화부를 제1반도체층, 버퍼층, 및 제2반도체층으로 형성할 경우에 있어서, 상기 금속층을 형성하는 공정 이전에 상기 콘택부의 양 측면에 제2절연층을 형성하는 공정을 추가로 포함할 수 있으며, 이때, 상기 제2절연층은 상기 금속층과 상기 버퍼층 사이에 형성할 수 있다.In the case of forming the photoelectric change part as the first semiconductor layer, the buffer layer, and the second semiconductor layer, the method may further include forming a second insulating layer on both sides of the contact portion before forming the metal layer. In this case, the second insulating layer may be formed between the metal layer and the buffer layer.

상기 금속층은 상기 제1분리부에 의해 이격된 후면전극층 사이를 연결하도록 형성할 수 있다.The metal layer may be formed to connect between the rear electrode layers spaced by the first separator.

상기 콘택부는 상기 제1분리부와 상기 제2분리부 사이의 영역에 형성할 수 있다.The contact portion may be formed in a region between the first separator and the second separator.

상기 광전변환부와 후면전극층 사이에 투명도전층을 형성하는 공정을 추가로 포함하고, 상기 제1분리부, 콘택부 및 제2분리부 형성시 상기 투명도전층의 소정 영역도 함께 제거할 수 있다.The method may further include forming a transparent conductive layer between the photoelectric conversion unit and the back electrode layer, and may also remove a predetermined region of the transparent conductive layer when the first separation unit, the contact unit, and the second separation unit are formed.

본 발명은 또한, 기판 위에 제1분리부에 의해 이격 형성되는 전면전극; 상기 전면전극 위에서, 콘택부를 구비하여 형성되는 광전변환부; 상기 광전변환부 위에서, 제2분리부에 의해 이격 형성되며 상기 콘택부를 구비하여 형성되는 후면전극; 및 상기 콘택부를 통해 상기 전면전극과 후면전극을 전기적으로 연결시키는 금속층을 포함하여 이루어진 박막형 태양전지를 제공한다.The present invention also includes a front electrode spaced apart from the first separation portion on the substrate; A photoelectric conversion part formed on the front electrode with a contact part; A back electrode formed on the photoelectric conversion part, spaced apart by a second separation part, and including the contact part; And a metal layer electrically connecting the front electrode and the rear electrode through the contact part.

상기 광전변환부는 PIN구조의 반도체층으로 이루어질 수 있다.The photoelectric conversion unit may be formed of a semiconductor layer having a PIN structure.

상기 광전변환부는 PIN구조의 제1반도체층, 상기 제1반도체층 상에 형성된 버퍼층, 및 상기 버퍼층 상에 형성된 PIN구조의 제2반도체층으로 이루어질 수 있고, 이때, 상기 제1반도체층은 비정질 반도체물질로 이루어지고, 상기 버퍼층은 투명도전물로 이루어지고, 상기 제2반도체층은 미세결정질 반도체물질로 이루어질 수 있다.The photoelectric conversion unit may include a first semiconductor layer having a PIN structure, a buffer layer formed on the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer having a PIN structure formed on the buffer layer, wherein the first semiconductor layer is an amorphous semiconductor. It may be made of a material, the buffer layer may be made of a transparent conductive material, and the second semiconductor layer may be made of a microcrystalline semiconductor material.

상기 광전변환부 및 후면전극은 상기 제1분리부를 구비하여 형성되며, 이때, 상기 제1분리부에는 절연층이 형성되고, 상기 금속층은 상기 제1분리부에 의해 이격된 후면전극 사이를 연결할 수 있다.The photoelectric conversion unit and the back electrode are formed to include the first separation unit, wherein an insulating layer is formed on the first separation unit, and the metal layer can be connected between the rear electrodes spaced apart by the first separation unit. have.

상기 광전변화부가 제1반도체층, 버퍼층, 및 제2반도체층으로 이루어진 경우에 있어서, 상기 콘택부의 양 측면에 제2절연층이 형성될 수 있고, 이때, 상기 제2절연층은 상기 금속층과 상기 버퍼층 사이에 형성될 수 있다.When the photoelectric change part is formed of a first semiconductor layer, a buffer layer, and a second semiconductor layer, second insulating layers may be formed on both side surfaces of the contact part, wherein the second insulating layer is formed of the metal layer and the second insulating layer. It may be formed between the buffer layer.

상기 콘택부는 상기 제1분리부와 상기 제2분리부 사이의 영역에 형성될 수 있다.The contact portion may be formed in a region between the first separator and the second separator.

상기 광전변환부와 후면전극 사이에 상기 후면전극과 동일한 패턴의 투명도전층이 추가로 형성될 수 있다.A transparent conductive layer having the same pattern as that of the back electrode may be further formed between the photoelectric converter and the back electrode.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 기판 위에 전면전극층, 광전변환부 및 후면전극층을 차례로 적층하고, 그 후에, 제1분리부, 콘택부 및 제2분리부를 형성하기 때문에, 종래와 같이 진공 증착 장비와 레이저 스크라이빙 장비를 교대로 반복 이용할 필요가 없어 제조 장비 구성이 단순하게 되고, 제조 공정 시간도 단축되어 생 산성이 향상된다.According to the present invention as described above, since the front electrode layer, the photoelectric conversion unit and the rear electrode layer are sequentially stacked on the substrate, and then the first separation unit, the contact unit and the second separation unit are formed, the vacuum deposition apparatus and the conventional There is no need to alternately use laser scribing equipment, which simplifies manufacturing equipment construction and shortens the manufacturing process time, thus improving productivity.

이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

<박막형 태양전지 제조방법><Thin Film Solar Cell Manufacturing Method>

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 2a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 위에 전면전극층(200a), 광전변환부(300a), 투명도전층(400a) 및 후면전극층(500a)을 차례로 적층한다.First, as shown in FIG. 2A, thefront electrode layer 200a, thephotoelectric converter 300a, the transparentconductive layer 400a, and theback electrode layer 500a are sequentially stacked on thesubstrate 100.

상기 기판(100)으로는 유리 또는 투명한 플라스틱을 이용할 수 있다.Glass or transparent plastic may be used as thesubstrate 100.

상기 전면전극층(200a)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO₂, SnO₂:F, ITO(Indium Tin Oxide), 등과 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 적층할 수 있다.Thefront electrode layer 200a may be formed by sputtering or MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor) of a transparent conductive material such as ZnO, ZnO: B, ZnO: Al, SnO₂ , SnO₂ : F, Indium Tin Oxide (ITO), or the like. Lamination can be carried out using a deposition method or the like.

상기 전면전극층(200a)은 태양광이 입사되는 면이기 때문에 입사되는 태양광이 태양전지 내부로 최대한 흡수될 수 있도록 하는 것이 중요하며, 이를 위해서 상기 전면전극층(200a)에 텍스처(texturing) 가공공정을 추가로 수행할 수 있다. 상기 텍스처 가공공정이란 물질 표면을 울퉁불퉁한 요철구조로 형성하여 마치 직물의 표면과 같은 형상으로 가공하는 공정으로서, 포토리소그라피법(photolithography)을 이용한 식각공정, 화학용액을 이용한 이방성 식각공정(anisotropic etching), 또는 기계적 스크라이빙(mechanical scribing)을 이용한 홈 형성 공정 등을 통해 수행할 수 있다. 이와 같은 텍스처 가공공정을 상기 전면전극층(200a)에 수행할 경우 입사되는 태양광이 태양전지 외부로 반사되는 비율은 감소하게 되며, 그와 더불어 입사되는 태양광의 산란에 의해 태양전지 내부로 태양광이 흡수되는 비율은 증가하게 되어, 태양전지의 효율이 증진되는 효과가 있다.Since thefront electrode layer 200a is a surface on which the solar light is incident, it is important to allow the incident solar light to be absorbed to the inside of the solar cell as much as possible. It can be done further. The texture processing process is a process of forming a surface of a material with an uneven structure and processing it into a shape like a surface of a fabric. An etching process using a photolithography method and an anisotropic etching process using a chemical solution are performed. Or through a groove forming process using mechanical scribing. When such a texture processing process is performed on thefront electrode layer 200a, the ratio of incident solar light to the outside of the solar cell is reduced, and sunlight is emitted into the solar cell by scattering of incident solar light. The rate of absorption is increased, thereby increasing the efficiency of the solar cell.

상기 광전변환부(300a)는 실리콘계 반도체물질을 플라즈마 CVD법 등을 이용하여 적층할 수 있으며, P형 반도체층, I형 반도체층 및 N형 반도체층이 순서대로 적층된 PIN구조로 형성할 수 있다. 이와 같이 상기 광전변환부(300a)를 PIN구조로 형성하게 되면, I형 반도체층이 P형 반도체층과 N형 반도체층에 의해 공핍(depletion)이 되어 내부에 전기장이 발생하게 되고, 태양광에 의해 생성되는 정공 및 전자가 상기 전기장에 의해 드리프트(drift)되어 각각 P형 반도체층 및 N형 반도체층에서 수집되게 된다. 한편, 상기 광전변환부(300a)를 PIN구조로 형성할 경우에는 P형 반도체층을 먼저 형성하고, 그 후에 I형 반도체층 및 N형 반도체층을 순서대로 형성하는 것이 바람직한데, 그 이유는 일반적으로 정공의 드리프트 이동도(drift mobility)가 전자의 드리프트 이동도에 의해 낮기 때문에 입사광에 의한 수집효율을 극대화하기 위해서 P형 반도체층을 수광면에 가깝게 형성하기 위함이다.Thephotoelectric conversion unit 300a may deposit a silicon-based semiconductor material using a plasma CVD method, or the like, and may have a PIN structure in which a P-type semiconductor layer, an I-type semiconductor layer, and an N-type semiconductor layer are sequentially stacked. . When thephotoelectric conversion unit 300a is formed in the PIN structure as described above, the I-type semiconductor layer is depleted by the P-type semiconductor layer and the N-type semiconductor layer, and an electric field is generated therein. The holes and electrons generated by the drift are drift by the electric field and are collected in the P-type semiconductor layer and the N-type semiconductor layer, respectively. On the other hand, in the case where thephotoelectric conversion unit 300a has a PIN structure, it is preferable to first form a P-type semiconductor layer, and then form an I-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer in order. As the drift mobility of the holes is low due to the drift mobility of the electrons, the P-type semiconductor layer is formed to be close to the light receiving surface in order to maximize the collection efficiency due to incident light.

상기 투명도전층(400a)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, Ag와 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 적층할 수 있다. 상기 투명도전층(400a)은 생략하는 것도 가능하지 만, 태양전지의 효율증진을 위해서는 상기 투명도전층(400a)을 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 투명도전층(400a)을 형성하게 되면 상기 광전변환부(300a)를 투과한 태양광이 투명도전층(400a)을 통과하면서 산란을 통해 다양한 각으로 진행하게 되어 상기 후면전극층(500a)에서 반사되어 광전변환부(300a)로 재입사되는 광의 비율이 증가될 수 있기 때문이다.The transparentconductive layer 400a may be laminated by using a transparent conductive material such as ZnO, ZnO: B, ZnO: Al, or Ag using a sputtering method or a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. The transparentconductive layer 400a may be omitted, but it is preferable to form the transparentconductive layer 400a in order to increase efficiency of the solar cell. That is, when the transparentconductive layer 400a is formed, sunlight passing through thephotoelectric conversion unit 300a passes through the transparentconductive layer 400a and progresses through various angles through scattering, thereby reflecting off theback electrode layer 500a. This is because the ratio of light that is reincident to thephotoelectric conversion unit 300a may increase.

상기 후면전극층(500a)은 Ag, Al, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu 등과 같은 금속을 스퍼터링(Sputtering)법 등을 이용하여 적층할 수 있으며, 경우에 따라서 스크린 인쇄법을 이용하여 적층할 수도 있다.Theback electrode layer 500a may be formed by sputtering or the like, such as Ag, Al, Ag + Mo, Ag + Ni, Ag + Cu, or the like, and may be laminated using screen printing. You may.

다음, 도 2b에서 알 수 있듯이, 제1분리부(250), 콘택부(350), 및 제2분리부(550)를 형성하여, 전면전극(200), 광전변환부(300), 투명도전층(400), 및 후면전극(500)을 완성한다.Next, as shown in FIG. 2B, thefirst separator 250, thecontact unit 350, and thesecond separator 550 are formed to form thefront electrode 200, thephotoelectric converter 300, and the transparent conductive layer. 400, and therear electrode 500 is completed.

상기 제1분리부(250)는 상기 전면전극(200)을 소정 간격으로 이격시켜 박막 태양전지를 단위셀로 분리하는 역할을 하는 것으로서, 상기 제1분리부(250)는 상기 전면전극층(200a), 광전변환부(300a), 투명도전층(400a) 및 후면전극층(500a)의 소정 영역을 제거하여 형성한다.Thefirst separator 250 serves to separate the thin film solar cell into unit cells by separating thefront electrode 200 at predetermined intervals, and thefirst separator 250 is thefront electrode layer 200a. Thephotoelectric converter 300a, the transparentconductive layer 400a, and theback electrode layer 500a may be formed by removing predetermined regions.

상기 콘택부(350)는 상기 전면전극(200)과 후면전극(500)을 전기적으로 연결하는 연결 통로로서 박막 태양전지의 단위셀 간을 직렬로 연결할 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로서, 상기 콘택부(350)는 상기 광전변환부(300a), 투명도전층(400a) 및 후면전극층(500a)의 소정 영역을 제거하여 형성한다. 또한, 상기 콘택부(350)는 상기 제1분리부(250)와 제2분리부(550) 사이의 영역에 형성한다.Thecontact unit 350 serves as a connection path for electrically connecting thefront electrode 200 and therear electrode 500 to connect unit cells of a thin film solar cell in series. 350 is formed by removing predetermined regions of thephotoelectric conversion part 300a, the transparentconductive layer 400a, and theback electrode layer 500a. In addition, thecontact portion 350 is formed in a region between thefirst separator 250 and thesecond separator 550.

상기 제2분리부(550)는 상기 후면전극(500)을 소정 간격으로 이격시켜 박막 태양전지를 단위셀로 분리하는 역할을 하는 것으로서, 상기 제2분리부(550)는 상기 투명도전층(400a) 및 후면전극층(500a)의 소정 영역을 제거하여 형성한다.Thesecond separator 550 separates the thin film solar cell into unit cells by separating therear electrode 500 at predetermined intervals, and thesecond separator 550 is the transparentconductive layer 400a. And removing a predetermined region of theback electrode layer 500a.

상기 제1분리부(250), 콘택부(350) 및 제2분리부(550)는 레이저 스크라이빙 공정을 이용하여 형성할 수 있으며, 서로 간에 특별한 공정 순서가 요하지 않는다. 즉, 상기 제1분리부(250), 콘택부(350) 및 제2분리부(550) 중 어느 하나를 먼저 형성하고, 그 이후에 나머지 두 개를 차례로 형성하면 되고, 레이저 스크라이빙 장비의 구조 변경을 통해서 상기 제1분리부(250), 콘택부(350) 및 제2분리부(550) 중 어느 두 개를 동시에 형성하거나 아니면 세 개를 동시에 형성할 수 있을 경우 공정시간 단축에 유리하게 된다.Thefirst separator 250, thecontact unit 350, and thesecond separator 550 may be formed using a laser scribing process, and a special process sequence is not required. That is, one of thefirst separator 250, thecontact unit 350, and thesecond separator 550 may be formed first, and then the remaining two may be sequentially formed. In the case of forming two or more of thefirst separation unit 250, thecontact portion 350 and thesecond separation unit 550 at the same time or three can be formed at the same time through the structural change, it is advantageous to shorten the process time do.

다음, 도 2c에서 알 수 있듯이, 상기 제1분리부(250)에 제1절연층(600)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2C, a first insulatinglayer 600 is formed in thefirst separator 250.

상기 제1절연층(600)은 단위셀로 분리된 전면전극(200)들이 후술하는 공정에서 서로 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위해 형성하는 것이다. 구체적으로 설명하면, 후술하는 도 2d공정에서는 상기 콘택부(350)를 통해 상기 전면전극(200)과 후면전극(500)을 전기적으로 연결하기 위해서 금속층(700)을 형성하게 되는데, 이때 금속층(700)이 상기 제1분리부(250) 내로 침투하게 되면 단위셀로 분리된 전면전극(200)들이 상기 금속층(700)에 의해 전기적으로 연결되어 쇼트가 발생하게 된다.The first insulatinglayer 600 is formed to prevent thefront electrodes 200 separated into unit cells from being electrically connected to each other in a process to be described later. Specifically, in the process of FIG. 2D to be described later, themetal layer 700 is formed to electrically connect thefront electrode 200 and therear electrode 500 through thecontact portion 350. In this case, the metal layer 700 ) Penetrates into thefirst separator 250, thefront electrodes 200 separated into unit cells are electrically connected by themetal layer 700, and a short is generated.

따라서, 단위셀로 분리된 전면전극(200)들이 금속층(700)에 의해 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위해서 금속층(700) 형성 전에 제1분리부(250)에 제1절연층(600)을 형성하는 것이다. 한편, 상기 제1절연층(600)은 단위셀로 분리된 전면전극(200)들이 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위한 것이기 때문에, 반드시 상기 제1분리부(250)의 내부 전체에 제1절연층(600)을 형성할 필요는 없으며, 상기 제1분리부(250) 내부에서 상기 전면전극(200)과 동일한 높이 이상으로 제1절연층(600)을 형성하면 된다.Therefore, in order to prevent thefront electrodes 200 separated into unit cells from being electrically connected by themetal layer 700, the first insulatinglayer 600 is formed in thefirst separation unit 250 before themetal layer 700 is formed. It is. On the other hand, since the first insulatinglayer 600 is to prevent thefront electrodes 200 separated into unit cells from being electrically connected to each other, the first insulatinglayer 600 must be formed in the entire interior of thefirst separator 250. It is not necessary to form the 600, and the first insulatinglayer 600 may be formed inside thefirst separator 250 at the same height or higher than thefront electrode 200.

다음, 도 2d에서 알 수 있듯이, 상기 콘택부(350)를 통해 상기 전면전극(200)과 후면전극(500)을 전기적으로 연결하는 금속층(700)을 형성한다.Next, as can be seen in Figure 2d, through thecontact portion 350 to form ametal layer 700 for electrically connecting thefront electrode 200 and therear electrode 500.

상기 금속층(700)은 상기 전면전극(200)과 후면전극(500)을 전기적으로 연결함으로써 박막 태양전지의 단위셀 간을 직렬로 연결하는 것이다.Themetal layer 700 connects the unit cells of the thin film solar cell in series by electrically connecting thefront electrode 200 and therear electrode 500.

한편, 상기 제1분리부(250)는 전면전극(200)을 단위셀로 분리하는 것이지만, 공정상 상기 제1분리부(250)에 의해 후면전극(500) 또한 분리되어 이격되며, 이와 같이 제1분리부(250)에 의해 이격된 후면전극(500)을 상기 금속층(700)을 통해 연결함으로써 하나의 단위셀 내에서 후면전극(500) 전체가 전기적으로 연결될 수 있다.Meanwhile, thefirst separator 250 separates thefront electrode 200 into unit cells, but in the process, theback electrode 500 is also separated and spaced apart by thefirst separator 250. By connecting therear electrode 500 spaced apart by thefirst separator 250 through themetal layer 700, the entirerear electrode 500 may be electrically connected in one unit cell.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도로서, 이는 탠덤(Tandem)구조의 박막형 태양전지의 제조공정에 관한 것이다. 전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a thin film solar cell according to another embodiment of the present invention, which relates to a manufacturing process of a tandem thin film solar cell. The same reference numerals are given to the same elements as in the above-described embodiment, and detailed descriptions of the same elements will be omitted.

우선, 도 3a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 위에 전면전극층(200a), 광전변환 부(300a), 투명도전층(400a) 및 후면전극층(500a)을 차례로 적층한다.First, as shown in FIG. 3A, thefront electrode layer 200a, thephotoelectric conversion unit 300a, the transparentconductive layer 400a, and theback electrode layer 500a are sequentially stacked on thesubstrate 100.

상기 광전변환부(300a)를 적층하는 공정은 제1반도체층(310a)을 적층하고, 상기 제1반도체층(310a) 상에 버퍼층(320a)을 적층하고, 그리고 상기 버퍼층(320a) 상에 제2반도체층(330a)을 적층하는 공정으로 이루어진다.The process of stacking thephotoelectric conversion unit 300a may include stacking afirst semiconductor layer 310a, stacking abuffer layer 320a on thefirst semiconductor layer 310a, and forming afirst semiconductor layer 310a on thebuffer layer 320a. It consists of the process of laminating | stacking the 2semiconductor layer 330a.

상기 제1반도체층(310a)은 PIN구조의 비정질 반도체물질로 이루어지고, 상기 제2반도체층(330a)은 미세결정질 반도체물질로 이루어질 수 있다.Thefirst semiconductor layer 310a may be made of an amorphous semiconductor material having a PIN structure, and thesecond semiconductor layer 330a may be made of a microcrystalline semiconductor material.

상기 비정질 반도체물질은 단파장의 광을 잘 흡수하고 상기 미세결정질 반도체물질은 장파장의 광을 잘 흡수하는 특성이 있기 때문에, 비정질 반도체물질과 미세결정질 반도체물질을 조합하여 광전변환부(300a)를 형성함으로써 광흡수효율이 증진될 수 있다. 또한, 비정질 반도체물질은 장시간 빛에 노출될 경우 열화현상이 가속되는 문제가 있는데, 비정질 반도체물질을 태양광이 입사되는 면에 형성하고 미세결정질 반도체물질을 그 반대면에 형성할 경우 태양전지의 열화를 줄일 수 있는 효과가 있다. 따라서, 태양광이 입사되는 면에서 가까운 제1반도체층(310a)을 비정질 반도체물질로 형성하고, 태양광이 입사되는 면에서 먼 제2반도체층(330a)을 미세결정질 반도체물질로 형성할 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제2반도체층(330a)으로서 비정질 반도체물질, 비정질실리콘/게르마늄 물질 등 다양하게 변경 이용할 수도 있다.Since the amorphous semiconductor material absorbs light of short wavelength well and the microcrystalline semiconductor material absorbs light of long wavelength well, thephotoelectric conversion unit 300a is formed by combining the amorphous semiconductor material and the microcrystalline semiconductor material. Light absorption efficiency can be improved. In addition, the amorphous semiconductor material has a problem that the degradation phenomenon is accelerated when exposed to light for a long time, when the amorphous semiconductor material is formed on the side where the sunlight is incident and the microcrystalline semiconductor material is formed on the opposite side of the solar cell deterioration There is an effect to reduce. Therefore, thefirst semiconductor layer 310a close to the surface where the sunlight is incident may be formed of an amorphous semiconductor material, and thesecond semiconductor layer 330a far from the surface where the sunlight is incident may be formed of the microcrystalline semiconductor material. . However, the present invention is not limited thereto, and thesecond semiconductor layer 330a may be modified in various ways, such as an amorphous semiconductor material and an amorphous silicon / germanium material.

상기 버퍼층(320a)은 상기 제1반도체층(310a)과 제2반도체층(330a) 사이에 형성되어, 상기 제1반도체층(310a)과 제2반도체층(330a) 사이에서 터널접합을 통해 정공 및 전자의 이동을 원활히 하는 역할을 한다. 즉, 상기 제1반도체층(310a)에서 생성된 전자가 상기 제2반도체층(330a)으로 이동하기 위해서는 상기 제1반도체층(310a) 및 제2반도체층(330a) 사이에서 터널링 과정을 거처야 하며, 이를 위해서 버퍼층(320a)을 형성하는 것이다. 상기 버퍼층(320a)은 ZnO와 같은 투명한 도전물질을 이용하여 형성한다.Thebuffer layer 320a is formed between thefirst semiconductor layer 310a and thesecond semiconductor layer 330a to form holes through the tunnel junction between thefirst semiconductor layer 310a and thesecond semiconductor layer 330a. And it serves to facilitate the movement of the electron. That is, in order for the electrons generated in thefirst semiconductor layer 310a to move to thesecond semiconductor layer 330a, a tunneling process must be performed between thefirst semiconductor layer 310a and thesecond semiconductor layer 330a. To this end, thebuffer layer 320a is formed. Thebuffer layer 320a is formed using a transparent conductive material such as ZnO.

다음, 도 3b에서 알 수 있듯이, 제1분리부(250), 콘택부(350), 및 제2분리부(550)를 형성하여, 전면전극(200), 광전변환부(300), 투명도전층(400), 및 후면전극(500)을 완성한다.Next, as shown in FIG. 3B, thefirst separator 250, thecontact unit 350, and thesecond separator 550 are formed to form thefront electrode 200, thephotoelectric converter 300, and the transparent conductive layer. 400, and therear electrode 500 is completed.

다음, 도 3c에서 알 수 있듯이, 상기 제1분리부(250)에 제1절연층(600)을 형성하고, 상기 콘택부(350)의 양 측면에 제2절연층(650)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3C, the first insulatinglayer 600 is formed on thefirst separator 250, and the second insulatinglayer 650 is formed on both sides of thecontact portion 350.

상기 제1절연층(600)은 단위셀로 분리된 전면전극(200)들이 후술하는 도 3d 공정에서 금속층(700)에 의해 서로 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위해 형성하는 것임은 전술한 바와 동일하다.The first insulatinglayer 600 is formed to prevent thefront electrodes 200 separated into unit cells from being electrically connected to each other by themetal layer 700 in FIG. 3D. .

상기 제2절연층(650)은 후술하는 도 3d공정에서 금속층(700)과 버퍼층(320)이 전기적으로 연결되어 쇼트가 발생하는 것을 차단하는 역할을 하는 것이다. 즉, 도 4d공정에서 금속층(700)이 전면전극(200)과 이웃하는 후면전극(500)을 전기적으로 연결시킬 때, 상기 금속층(700)이 상기 광전변환부(300) 내의 투명한 도전물질로 이루어진 버퍼층(320)과 접촉하게 되면 쇼트가 발생하게 되므로, 금속층(700)과 버퍼층(320)이 접촉하는 것을 차단하기 위해서 제2절연층(650)을 형성하는 것이다.The secondinsulating layer 650 serves to block the short circuit by electrically connecting themetal layer 700 and thebuffer layer 320 in FIG. 3D. That is, when themetal layer 700 electrically connects thefront electrode 200 and the neighboringrear electrode 500 in FIG. 4D, themetal layer 700 is made of a transparent conductive material in thephotoelectric conversion unit 300. Since a short is generated when it comes in contact with thebuffer layer 320, the second insulatinglayer 650 is formed to prevent themetal layer 700 and thebuffer layer 320 from contacting each other.

따라서, 상기 제2절연층(650)은 상기 콘택부(350)의 양 측면, 즉 상기 콘택부(350) 내에서 상기 버퍼층(320)과 접촉하도록 형성함으로써, 결과적으로 도 3d공 정 이후에 상기 금속층(700)과 버퍼층(320) 사이에 제2절연층(650)이 형성되도록 한다.Accordingly, the second insulatinglayer 650 is formed to contact thebuffer layer 320 in both sides of thecontact portion 350, that is, in thecontact portion 350, and as a result, the second insulatinglayer 650 may be formed after the process of FIG. 3D. The secondinsulating layer 650 is formed between themetal layer 700 and thebuffer layer 320.

다음, 도 3d에서 알 수 있듯이, 상기 콘택부(350)를 통해 상기 전면전극(200)과 후면전극(500)을 전기적으로 연결하는 금속층(700)을 형성한다.Next, as can be seen in Figure 3d, through thecontact portion 350 to form ametal layer 700 for electrically connecting thefront electrode 200 and therear electrode 500.

<박막형 태양전지><Thin Film Solar Cell>

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지는 기판(100), 전면전극(200), 광전변환부(300), 투명도전층(400), 후면전극(500), 제1절연층(600) 및 금속층(700)을 포함하여 이루어진다.As can be seen in Figure 4, the thin-film solar cell according to an embodiment of the present invention, thesubstrate 100, thefront electrode 200, thephotoelectric conversion unit 300, the transparentconductive layer 400, therear electrode 500, 1, the insulatinglayer 600 and themetal layer 700 are included.

상기 전면전극(200)은 상기 기판(100) 위에 형성되며, 제1분리부(250)에 의해 이격 형성된다. 상기 전면전극(200)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO₂, SnO₂:F, ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질로 이루어질 수 있으며, 태양광의 흡수율을 증진시키기 위해서 그 표면이 요철구조로 형성될 수 있다.Thefront electrode 200 is formed on thesubstrate 100 and is spaced apart by thefirst separator 250. Thefront electrode 200 may be made of a transparent conductive material such as ZnO, ZnO: B, ZnO: Al, SnO₂ , SnO₂ : F, ITO (Indium Tin Oxide), and the like to improve the absorption rate of sunlight. It may be formed in this uneven structure.

상기 광전변환부(300)는 상기 전면전극(200) 위에 형성되며, 제1분리부(250) 및 콘택부(350)를 구비하여 형성된다. 상기 광전변환부(300)는 P형 반도체층, I형 반도체층 및 N형 반도체층이 순서대로 적층된 PIN구조의 실리콘계 반도체물질로 이루어질 수 있다.Thephotoelectric conversion part 300 is formed on thefront electrode 200 and includes afirst separation part 250 and acontact part 350. Thephotoelectric conversion unit 300 may be formed of a silicon-based semiconductor material having a PIN structure in which a P-type semiconductor layer, an I-type semiconductor layer, and an N-type semiconductor layer are sequentially stacked.

상기 투명도전층(400)은 상기 광전변환부(300) 위에 형성되며, 상기 후면전극(500)과 동일한 패턴으로 형성된다. 상기 투명도전층(400)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, Ag와 같은 투명한 도전물질로 이루어질 수 있으며, 경우에 따라서 생략할 수도 있다.The transparentconductive layer 400 is formed on thephotoelectric converter 300 and is formed in the same pattern as theback electrode 500. The transparentconductive layer 400 may be made of a transparent conductive material such as ZnO, ZnO: B, ZnO: Al, Ag, or may be omitted in some cases.

상기 후면전극(500)은 상기 투명도전층(400) 위에 형성되며, 제2분리부(550)에 의해 이격 형성된다. 하나의 단위셀을 구성하는 하나의 후면전극(500)은 제1분리부(250) 및 콘택부(350)에 의해서 이격된 모습을 보이지만, 상기 금속층(700)에 의해서 전기적으로 연결된 구조를 이룬다. 상기 후면전극(500)은 Ag, Al, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu 등과 같은 금속으로 이루어질 수 있다.Theback electrode 500 is formed on the transparentconductive layer 400, and is spaced apart by thesecond separator 550. Oneback electrode 500 constituting one unit cell may be spaced apart by thefirst separator 250 and thecontact unit 350, but may have an electrically connected structure by themetal layer 700. Theback electrode 500 may be made of metal such as Ag, Al, Ag + Mo, Ag + Ni, Ag + Cu, or the like.

상기 제1절연층(600)은 이격 형성된 전면전극(200)들이 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위해서, 상기 제1분리부(250)에 형성된다. 상기 제1절연층(600)은 반드시 상기 제1분리부(250)의 내부 전체에 형성될 필요는 없으며, 상기 제1분리부(250) 내부에서 상기 전면전극(200)과 동일한 높이 이상으로 형성되면 된다.The first insulatinglayer 600 is formed in thefirst separator 250 to prevent thefront electrodes 200 spaced apart from each other. The first insulatinglayer 600 does not necessarily need to be formed in the entire interior of thefirst separator 250, but is formed at the same height as or greater than thefront electrode 200 in thefirst separator 250. That's it.

상기 금속층(700)은 상기 콘택부(350)를 통해 상기 전면전극(200)과 후면전극(500)을 전기적으로 연결시킨다. 또한, 상기 금속층(700)은 상기 제1분리부(250)에 의해 이격된 후면전극(500)을 연결함으로써 하나의 단위셀 내에서 후면전극(500) 전체가 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.Themetal layer 700 electrically connects thefront electrode 200 and therear electrode 500 through thecontact portion 350. In addition, themetal layer 700 may be electrically connected to the entirerear electrode 500 in one unit cell by connecting therear electrode 500 spaced apart by thefirst separator 250.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지의 단면도로서, 이는 탠덤(Tandem)구조의 박막형 태양전지에 관한 것이다. 전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.5 is a cross-sectional view of a thin film solar cell according to another embodiment of the present invention, which relates to a thin film solar cell having a tandem structure. The same reference numerals are given to the same elements as in the above-described embodiment, and detailed descriptions of the same elements will be omitted.

도 5에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지는 기판(100), 전면전극(200), 광전변환부(300), 투명도전층(400), 후면전극(500), 제1절연층(600), 제2절연층(650) 및 금속층(700)을 포함하여 이루어진다.As can be seen in Figure 5, the thin-film solar cell according to another embodiment of the present invention, thesubstrate 100, thefront electrode 200, thephotoelectric conversion unit 300, the transparentconductive layer 400, therear electrode 500, The first insulatinglayer 600, the second insulatinglayer 650, and themetal layer 700 may be formed.

상기 광전변환부(300)는 제1반도체층(310), 상기 제1반도체층(310) 상에 형성된 버퍼층(320), 및 상기 버퍼층(320) 상에 형성된 제2반도체층(330)으로 이루어진다. 상기 제1반도체층(310)은 PIN구조의 비정질 반도체물질로 이루어지고, 상기 버퍼층(320)은 ZnO와 같은 투명한 도전물질로 이루어지고, 상기 제2반도체층(330)은 미세결정질 반도체물질로 이루어질 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제2반도체층(330)으로서 비정질 반도체물질, 비정질실리콘/게르마늄 물질 등 다양하게 변경 이용할 수도 있다.Thephotoelectric conversion unit 300 includes afirst semiconductor layer 310, abuffer layer 320 formed on thefirst semiconductor layer 310, and asecond semiconductor layer 330 formed on thebuffer layer 320. . Thefirst semiconductor layer 310 is made of an amorphous semiconductor material having a PIN structure, thebuffer layer 320 is made of a transparent conductive material such as ZnO, and thesecond semiconductor layer 330 is made of a microcrystalline semiconductor material. Can be. However, the present invention is not limited thereto, and thesecond semiconductor layer 330 may be variously modified and used, such as an amorphous semiconductor material and an amorphous silicon / germanium material.

상기 제2절연층(350)은 콘택부(350)의 양 측면에, 구체적으로는 상기 금속층(700)과 버퍼층(320) 사이에 형성되어, 상기 금속층(700)과 버퍼층(320) 사이에 쇼트가 발생하는 것을 방지한다.The secondinsulating layer 350 is formed on both sides of thecontact portion 350, specifically, between themetal layer 700 and thebuffer layer 320, and short between themetal layer 700 and thebuffer layer 320. To prevent it from happening.

이상 도 4 및 도 5에 따른 박막형 태양전지는 각각 전술한 도 2a 내지 도 2d 및 도 3a 내지 도 3d에 따른 방법에 의해 제조될 수 있지만, 반드시 그 방법에 한정되는 것은 아니다.The thin film solar cell according to FIGS. 4 and 5 may be manufactured by the method of FIGS. 2A to 2D and 3A to 3D, respectively, but is not necessarily limited thereto.

도 1a 내지 도 1f는 종래의 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.1A to 1F are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a conventional thin film solar cell.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a thin film solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부의 부호에 대한 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawing>

100: 기판 200: 전면전극100: substrate 200: front electrode

250: 제1분리부 300: 광전변환부250: first separation unit 300: photoelectric conversion unit

310: 제1반도체층 320: 버퍼층310: first semiconductor layer 320: buffer layer

330: 제2반도체층 350: 콘택부330: second semiconductor layer 350: contact portion

400: 투명도전층 500: 후면전극400: transparent conductive layer 500: rear electrode

550: 제2분리부 600: 제1절연층550: second separator 600: first insulating layer

650: 제2절연층 700: 금속층650: second insulating layer 700: metal layer