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JP2013516783A - 太陽光発電装置 - Google Patents

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JP2013516783A JP2012547963A JP2012547963A JP2013516783A JP 2013516783 A JP2013516783 A JP 2013516783A JP 2012547963 A JP2012547963 A JP 2012547963A JP 2012547963 A JP2012547963 A JP 2012547963A JP 2013516783 A JP2013516783 A JP 2013516783A
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Abstract

【解決手段】太陽光発電装置が開示される。太陽光発電装置は、第１太陽電池、及び上記第１太陽電池と一部重畳され、上記第１太陽電池に接続される第２太陽電池を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽光発電装置に関するものである。
最近、エネルギーの需要が増加するにつれて、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換させる太陽電池に対する開発が進められている。
特に、ガラス基板、金属裏面電極層、ｐ型ＣＩＧＳ系光吸収層、高抵抗バッファ層、ｎ型ウィンドウ層などを含む基板構造のｐｎヘテロ接合装置であるＣＩＧＳ系太陽電池が広く使われている。
特に、このような太陽電池は直列及び／または並列に連結される多数個のセルを含み、全体的な太陽光発電装置の特性は各々のセルの特性によって変わることができる。
本発明は、製造が容易で、向上した効率を有し、フレキシブルな太陽光発電装置を提供することをその目的とする。
一実施形態に従う太陽光発電装置は、第１太陽電池、及び上記第１太陽電池と一部重畳され、上記第１太陽電池に接続される第２太陽電池を含む。
一実施形態に従う太陽光発電装置は、絶縁基板、上記絶縁基板の上に配置される第１太陽電池、及び一部が上記絶縁基板及び上記第１太陽電池の間に挿入され、上記第１太陽電池の下面に接続される第２太陽電池を含む。
一実施形態に従う太陽光発電装置は、第１太陽電池、上記第１太陽電池に連結される第２太陽電池、及び上記第１太陽電池及び上記第２太陽電池を互いに連結させる接続部材を含み、上記接続部材は伝導性高分子を含む。
本発明に従う太陽光発電装置は、多数個の太陽電池を重複させて互いに連結させる。したがって、実施形態に従う太陽光発電装置は多数個の太陽電池を互いに区分し、連結するためのパターニング工程の適用無しで形成できる。
これによって、本発明に従う太陽光発電装置は容易に製造できる。
また、本発明に従う太陽光発電装置は、太陽電池が重畳される領域の面積を最小化することができる。また、重畳される領域も太陽光を電気エネルギーに変換させる活性領域である。
したがって、本発明に従う太陽光発電装置は向上した発電効率を有する。
また、太陽電池及び太陽電池の下に配置される絶縁体である支持基板はフレキシブルであり、これによって、本発明に従う太陽光発電装置はフレキシブルである。
特に、接続部材に伝導性高分子などが使われる場合、接続部材は太陽電池を互いに効果的に連結させることができる。
これによって、本発明に従う太陽光発電装置は、向上した電気的な特性を有することができる。
本発明の実施形態に従う太陽光発電装置を示す平面図である。 太陽電池の断面を示す断面図である。 高さに従う光吸収層でのＩ族元素の組成を示す図である。 図１のＡ−Ａ’に沿って切断した断面を示す断面図である。 太陽電池の製造方法を示す断面図である。 太陽電池の製造方法を示す断面図である。 太陽電池の製造方法を示す断面図である。 太陽電池の製造方法を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に従う光吸収層を形成する過程を示す図である。 本発明の他の実施形態に従う光吸収層を形成する過程を示す図である。
本発明を説明するに当たって、各基板、電極、領域、または層などが、各基板、電極、領域、または層などの“上（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の構成要素を介して（indirectly）”形成されることを全て含む。また、各構成要素の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。図面において、各構成要素のサイズは説明のために誇張することがあり、実際に適用されるサイズを意味するものではない。
図１は本発明の実施形態に従う太陽光発電装置を示す平面図である。図２は太陽電池の断面を示す断面図である。図３は高さに従う光吸収層でのＩ族元素の組成を示す図である。図４は図１のＡ−Ａ’に沿って切断した断面を示す断面図である。
図１乃至図４を参照すると、実施形態に従う太陽光発電装置は、支持基板１０、多数個の太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・、及び多数個の接続部材２１、２２・・・を含む。
上記支持基板１０はプレート形状またはシート形状を有する。上記支持基板１０は上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・を支持する。上記支持基板１０は絶縁体である。即ち、上記支持基板１０は絶縁基板である。上記支持基板１０はフレキシブル（flexible）である。これとは異なり、上記支持基板１０はリジッド（rigid）でありうる。
上記支持基板１０に使われる物質の例としては、エチレンビニルアセテート（ethylene vinyl acetate；ＥＶＡ）などが挙げられる。
上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・は上記支持基板１０の上に配置される。上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・は互いに連結される。より詳しくは、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・は互いに直列に連結される。上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・は一方向に延びる形状を有することができる。即ち、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・はストライプ形状に配置できる。
上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・の幅（Ｗ１）は約０．５ｃｍ乃至約２．５ｃｍでありうる。より詳しくは、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・の幅（Ｗ１）は約０．８ｃｍ乃至約１．２ｃｍでありうる。
また、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・は互いに重畳される。即ち、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・は互いに重畳される部分を通じて互いに連結される。この際、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・が互いに重畳される部分の幅（Ｗ２）は約１ｍｍ乃至約５ｍｍでありうる。
上記接続部材２１、２２・・・は上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・を互いに連結させる。例えば、上記接続部材２１、２２・・・は互いに重畳される太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・を互いに連結させる。より詳しくは、上記接続部材２１、２２・・・は互いに重畳される太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・の間に介される。
上記接続部材２１、２２・・・の幅は上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・が重畳される部分の幅（Ｗ２）と同一でありうる。これとは異なり、上記接続部材２１、２２・・・は上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・の下面の全体を覆うことができる。また、上記接続部材２１、２２・・・の厚さは約２０μｍ乃至約５００μｍでありうる。
上記接続部材２１、２２・・・は伝導性高分子を含むことができる。より詳しくは、上記接続部材２１、２２・・・に使われる物質の例としては、アントラセン系伝導性高分子、ポリアニリン系伝導性高分子、またはポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルフォネート（poly（ethylenedioxythiophene）：poly（styrene sulfonate）；ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）系伝導性高分子などが挙げられる。
これによって、上記接続部材２１、２２・・・は上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・に含まれるＩ族元素及び導電性酸化物に高い接合特性を有することができる。また、上記接続部材２１、２２・・・に含まれる物質は、低温工程でも上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・を容易に接続させることができる。
特に、上記接続部材２１、２２・・・に使われる伝導性高分子は、高い耐食性を有するので、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・の間の断線を防止することができる。また、上記伝導性高分子はポリマーであるので、低温工程で上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・を容易に接合させることができる。また、上記伝導性高分子は弾性を有し、低い熱膨脹係数を有するので、熱膨張などによる上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・の間の断線を防止することができる。また、上記伝導性高分子は上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・を向上した接着力で接合させることができる。
図２に示すように、各々の太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・は、裏面電極基板１００、光吸収層２００、バッファ層３００、高抵抗バッファ層４００、及びウィンドウ層５００を含む。
上記裏面電極基板１００はプレート形状を有し、上記光吸収層２００、上記バッファ層３００、上記高抵抗バッファ層４００、及び上記ウィンドウ層５００を支持する。
上記裏面電極基板１００は導電体である。即ち、上記裏面電極基板１００は導電基板である。上記裏面電極基板１００はフレキシブルである。
上記裏面電極基板１００はＩ族元素を含む。即ち、上記支持基板１０に使われる物質の例としては、銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）などのＩ族元素が挙げられる。
より詳しくは、上記裏面電極基板１００はＩ族元素からなる。より詳しくは、上記裏面電極基板１００は銅または銀を含むことができる。より詳しくは、上記裏面電極基板１００は銅または銀からなる。
上記裏面電極基板１００の厚さは約１００μｍ乃至約１５ｍｍでありうる。より詳しくは、上記裏面電極基板１００の厚さは約３００μｍ乃至約５ｍｍでありうる。
上記光吸収層２００は上記裏面電極基板１００の上に配置される。上記光吸収層２００はＩ族元素を含む。より詳しくは、上記光吸収層２００はＩ族元素の化合物を含む。より詳しくは、上記光吸収層２００はＩ族−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物を含む。より詳しくは、上記光吸収層２００はＩ族−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物からなる。
Ｉ族−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物の例としては、銅−インジウム−ガリウム−セレナイド系化合物、銅−インジウム−セレナイド系化合物、銅−ガリウム−セレナイド系化合物、銅−インジウム−ガリウム−サルファイド系化合物、銅−インジウム−サルファイド系化合物、銅−ガリウム−サルファイド系化合物、及び銅−インジウム−ガリウム−セレニウム−サルファイド系化合物などの銅−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物、または銅−インジウム−ガリウム−セレナイド系化合物、銅−インジウム−セレナイド系化合物、銅−ガリウム−セレナイド系化合物、銅−インジウム−ガリウム−サルファイド系化合物、銅−インジウム−サルファイド系化合物、銅−ガリウム−サルファイド系化合物、及び銅−インジウム−ガリウム−セレニウム−サルファイド系化合物などの銅−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物が挙げられる。
上記光吸収層２００に含まれたＩ族元素の組成は上記光吸収層２００の位置によって変わることができる。より詳しくは、上記光吸収層２００に含まれたＩ族元素の組成は、上記裏面電極基板１００に近づくほど、より大きくなる。また、上記光吸収層２００に含まれたＩ族元素の組成は上記裏面電極基板１００から遠ざかるほど小さくなる。
即ち、上記光吸収層２００は高さが高まるにつれて、低い組成のＩ族元素を含み、高さが低くなるにつれて、高い組成のＩ族元素を含むことができる。
言い換えると、上記光吸収層２００は上記裏面電極基板１００に隣接する第１領域及び上記第１領域の上に位置する第２領域を含むことができる。上記第１領域はＩ族元素の組成の高いＩ族−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物を含み、上記第２領域は上記第１領域よりＩ族元素の組成の低いＩ族−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物を含むことができる。
また、上記光吸収層２００の最下面のＩ族−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物は、最も高いＩ族元素組成を有する。また、上記光吸収層２００の最上面のＩ族−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物は、最も低いＩ族元素組成を有する。
例えば、上記裏面電極基板１００は銅からなり、上記光吸収層２００は銅−インジウム−ガリウム−セレナイド系化合物、銅−インジウム−セレナイド系化合物、銅−ガリウム−セレナイド系化合物、銅−インジウム−ガリウム−サルファイド系化合物、銅−インジウム−サルファイド系化合物、銅−ガリウム−サルファイド系化合物、または銅−インジウム−ガリウム−セレニウム−サルファイド系化合物などの銅−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物を含むことができる。より詳しくは、上記銅−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物は、次の化学式で表現することができる。
化学式１：ＣｕＸ（Ｉｎ、Ｇａ）ＹＳｅ２Ｚ
化学式２：ＣｕＸＩｎＹＳｅ２Ｚ
化学式３：ＣｕＸＧａＹＳｅ２Ｚ
化学式４：ＣｕＸ（Ｉｎ、Ｇａ）ＹＳ２Ｚ
化学式５：ＣｕＸＩｎＹＳ２Ｚ
化学式６：ＣｕＸＧａＹＳ２Ｚ
化学式７：ＣｕＸ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｙ（Ｓｅ、Ｓ）２Ｚ
ここで、Ｘ、Ｙ、及びＺは０より大きく、２より小さい。
この際、図３に示すように、上記光吸収層２００は上記裏面電極基板１００に近づくほど、高いＸの銅−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物を含む。反対に、上記光吸収層２００は上記裏面電極基板１００から遠ざかるほど、低いＸの銅−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物を含む。
即ち、上記銅−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物のＸは、上記裏面電極基板１００から遠ざかるほど徐々に低くなる。
例えば、上記裏面電極基板１００及び上記光吸収層２００の界面でのＸの値（Ａ）は約０．９乃至約１．５でありうる。上記光吸収層２００及び上記バッファ層３００の界面でのＸの値（Ｂ）は約０．５乃至約０．９５でありうる。
したがって、上記光吸収層２００は上記裏面電極基板１００との界面で最も高い銀組性を有する銅−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物を含むことができる。また、上記光吸収層２００は上記バッファ層３００との界面で最も低い銅組成を有する銅−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物を含むことができる。
上記バッファ層３００は上記光吸収層２００の上に配置される。上記バッファ層３００は硫化カドミウムを含み、上記バッファ層３００のエネルギーバンドギャップは約２．２ｅＶ乃至２．４ｅＶである。
上記高抵抗バッファ層４００は上記バッファ層３００の上に配置される。上記高抵抗バッファ層４００は、不純物がドーピングされないジンクオキサイド（ｉ−ＺｎＯ）を含む。上記高抵抗バッファ層４００のエネルギーバンドギャップは約３．１ｅＶ乃至３．３ｅＶである。
上記ウィンドウ層５００は上記高抵抗バッファ層４００の上に配置される。上記ウィンドウ層５００は透明で、導電層である。上記ウィンドウ層５００は透明な導電性酸化物を含むことができる。上記ウィンドウ層５００に使われる物質の例としては、アルミニウムがドーピングされたジンクオキサイド（Al doped ZnO；ＡＺＯ）などが挙げられる。
上記裏面電極基板１００は、銀または銅などのＩ族元素を含むので、低い抵抗を有する。特に、上記裏面電極基板１００はモリブデンなどからなる電極より低い抵抗を有し、向上した電気的な特性を有する。
また、上記光吸収層２００にＩ族−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物のＩ族元素の組成は最適の光−電変換効率を有するように位置によって変わることができる。
即ち、上記光吸収層２００は上記裏面電極基板１００に近づくほど、Ｉ族元素の組成の高いＩ族−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物を含むことができる。
これによって、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・は上記裏面電極基板１００に近づくほど、低いバンドギャップエネルギーを有する光吸収層２００を含むことができる。上記光吸収層２００は、効率良く太陽光を電気エネルギーに変換させることができる。
また、上記裏面電極基板１００自体がフレキシブルであり、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・は全体的にフレキシブルである。
図４に示すように、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・は互いに重畳される。より詳しくは、互いに隣接する太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・は互いに一部重畳される。即ち、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・は互いに重畳されて、互いに連結される。
例えば、第１太陽電池Ｃ１の一部は第２太陽電池Ｃ２の上に重畳されるように配置される。即ち、上記第２太陽電池Ｃ２の一部は上記支持基板１０及び上記第１太陽電池Ｃ１の間に介される。即ち、上記第２太陽電池Ｃ２の一部は上記支持基板１０及び上記第１太陽電池Ｃ１の間に挿入される。また、上記第２太陽電池Ｃ２の上面は上記第１太陽電池Ｃ１の下面に接続される。
より詳しくは、上記第１太陽電池Ｃ１は、順次に積層される第１裏面電極基板１１０、第１光吸収層２１０、第１バッファ層３１０、第１高抵抗バッファ層４１０、及び第１ウィンドウ層５１０を含む。また、上記第２太陽電池Ｃ２は、順次に積層される第２裏面電極基板１２０、第２光吸収層２２０、第２バッファ層３２０、第２高抵抗バッファ層４２０、及び第２ウィンドウ層５２０を含む。
この際、上記第１裏面電極基板１１０の一部は湾曲されて、上記第２ウィンドウ層５２０の上に配置される。上記第１裏面電極基板１１０の下面は上記第２ウィンドウ層５２０の上面に接続される。
また、上記第１裏面電極基板１１０の下面及び上記第２ウィンドウ層５２０の上面の間に第１接続部材２１が介される。上記第１裏面電極基板１１０は、上記第１接続部材２１を通じて上記第２ウィンドウ層５２０に接続される。即ち、上記第１接続部材２１は上記第１裏面電極基板１１０の下面及び上記第２ウィンドウ層５２０の上面に直接接触される。
上記第１接続部材２１は前述したように、伝導性高分子などを含むことができる。また、上記第１接続部材２１は導電体であり、ソルダペーストまたは導電性テープでありうる。
また、上記第１接続部材２１は次のような工程により形成される。
上記第１接続部材２１を形成するために、上記第１裏面電極基板１１０の下面及び／または上記第２ウィンドウ層５２０に伝導性高分子がコーティングされる。より詳しくは、上記伝導性高分子は上記第１太陽電池Ｃ１及び上記第２太陽電池Ｃ２が重畳される領域に対応してコーティングされる。
以後、上記第１太陽電池Ｃ１及び上記第２太陽電池Ｃ２は互いに重畳され、熱圧着工程により互いに接合される。これによって、上記第１太陽電池Ｃ１及び上記第２太陽電池Ｃ２の間に、伝導性高分子を含む上記第１接続部材２１が形成される。
このように、上記第１接続部材２１は伝導性高分子を含むため、コーティング及び熱圧着工程のような簡単な工程により容易に形成できる。
上記第１接続部材２１は伝導性高分子などを含むため、上記第１裏面電極基板１１０及び上記第２ウィンドウ層５２０に効果的に接合できる。
これによって、上記第１接続部材２１は上記第１裏面電極基板１１０及び上記第２ウィンドウ層５２０に効果的に接合され、上記第１太陽電池Ｃ１及び上記第２太陽電池Ｃ２は物理的及び電気的に互いに効果的に連結される。
これとは異なり、上記第１裏面電極基板１１０の下面は上記第２ウィンドウ層５２０の上面に直接接触により接続できる。
また、上記第２太陽電池Ｃ２の一部は第３太陽電池Ｃ３の上に重畳されるように配置される。即ち、上記第３太陽電池Ｃ３の一部は上記支持基板１０及び上記第２太陽電池Ｃ２の間に介される。即ち、上記第３太陽電池Ｃ３の一部は上記支持基板１０及び上記第２太陽電池Ｃ２の間に挿入される。また、上記第３太陽電池Ｃ３の上面は上記第２太陽電池Ｃ２の下面に接続される。
より詳しくは、上記第３太陽電池Ｃ３は、順次に積層される第３裏面電極基板１３０、第３光吸収層２３０、第３バッファ層３３０、第３高抵抗バッファ層４３０、及び第３ウィンドウ層５３０を含む。
この際、上記第２裏面電極基板１２０の一部は湾曲されて、上記第３ウィンドウ層５３０の上に配置される。上記第２裏面電極基板１２０の下面は上記第３ウィンドウ層５３０の上面に接続される。
また、上記第２裏面電極基板１２０の下面及び上記第３ウィンドウ層５３０の上面の間に第２接続部材２２が介される。上記第２裏面電極基板１２０は、上記第２接続部材２２を通じて上記第３ウィンドウ層５３０に接続される。即ち、上記第２接続部材２２は、上記第２裏面電極基板１２０の下面及び上記第３ウィンドウ層５３０の上面に直接接触される。
上記第２接続部材２２は導電体であり、ソルダペーストまたは導電性テープでありうる。上記第１接続部材２１と同様に、上記第２接続部材２２は伝導性高分子などを含むことができ、上記第２太陽電池Ｃ２及び上記第３太陽電池Ｃ３は上記第２接続部材２２により効果的に接続される。
これとは異なり、上記第２裏面電極基板１２０の下面は上記第３ウィンドウ層５３０の上面に直接接触により接続される。
このように、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・は互いに重畳されて、互いに接続され、互いに直列に連結される。
したがって、実施形態に従う太陽光発電装置は多数個の太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・を互いに区分し、連結するためのパターニング工程の適用無しで形成できる。
これによって、実施形態に従う太陽光発電装置は容易に製造できる。
また、実施形態に従う太陽光発電装置は、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・が重畳される領域の面積を最小化することができる。また、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・が重畳される領域は太陽光を電気エネルギーに変換させることができる。
例えば、上記第１太陽電池Ｃ１及び上記第２太陽電池Ｃ２が重畳される領域の第１太陽電池Ｃ１は太陽光を電気エネルギーに変換させることができる。
したがって、実施形態に従う太陽光発電装置は向上した発電効率を有する。
また、実施形態に従う太陽光発電装置は、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・を覆う保護基板を更に含むことができる。この際、上記保護基板は透明で、絶縁体で、フレキシブルである。上記保護基板は、例えばエチレンビニルアセテートフィルムでありうる。
また、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・及び上記支持基板１０もフレキシブルである。これによって、実施形態に従う太陽光発電装置は全体的にフレキシブルである。
図５乃至図８は、太陽電池の製造方法を示す断面図である。本実施形態に従う製造方法を説明するに当たって、前述した装置に対する説明が本質的に結合できる。
図５を参照すると、Ｉ族元素を含む裏面電極基板１００が提供される。
図６を参照すると、上記裏面電極基板１００の上に予備光吸収層２０１が形成される。
上記予備光吸収層２０１はＩＩＩ族元素またはＶＩ族元素を含むことができる。より詳しくは、上記予備光吸収層２０１はＩＩＩ族元素のみを含むことができる。より詳しくは、上記予備光吸収層２０１はＩＩＩ族元素及びＶＩ族元素を含むことができる。
また、上記予備光吸収層２０１は１つの層または多数個の層に形成される。また、上記予備光吸収層２０１の厚さは約１００ｎｍ乃至約１０００ｎｍでありうる。
例えば、上記予備光吸収層２０１はＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物を含む単一層でありうる。より詳しくは、上記予備光吸収層２０１はインジウム−セレナイド系化合物、インジウム−ガリウム−セレナイド系化合物、ガリウム−セレナイド系化合物、インジウム−サルファイド系化合物、インジウム−ガリウム−サルファイド系化合物、ガリウム−サルファイド系化合物、またはインジウム−ガリウム−セレニウム−サルファイド系化合物からなる。
上記ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物はスパッタリング工程により蒸着される。即ち、上記ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物を含むスパッタリングターゲットを使用するスパッタリング工程により上記予備光吸収層２０１が形成される。
上記予備光吸収層２０１はＩＩＩ族元素及びＶＩ族元素を同時に蒸発して蒸着させる同時蒸発法により形成される。
また、上記予備光吸収層２０１はＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物を含むペーストが上記裏面電極基板１００にプリンティングされて形成される。
上記予備光吸収層２０１はＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物を含む溶液が上記裏面電極基板１００に噴射されて形成される。
これとは異なり、上記予備光吸収層２０１はＶＩ族元素を含まず、ＩＩＩ族元素のみを含むことができる。
図７を参照すると、上記予備光吸収層２０１が形成された後、上記裏面電極基板１００及び上記予備光吸収層２０１は熱処理される。
これによって、上記裏面電極基板１００に含まれたＩ族元素が上記予備光吸収層２０１に広がり、同時に上記予備光吸収層２０１に含まれたＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物が上記裏面電極基板１００の一部に広がる。
また、上記裏面電極基板１００に含まれたＩ族元素及び上記予備光吸収層２０１に含まれたＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物が反応して、Ｉ族−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物が形成される。
これによって、上記裏面電極基板１００の上にＩ族−ＩＩＩ族−ＶＩ族系化合物を含む光吸収層２００が形成される。
上記熱処理工程は約３００℃乃至約６５０℃の温度で進行され、約５分乃至約６０分間進行される。
図８を参照すると、上記光吸収層２００の上に硫化カドミウムが蒸着されてバッファ層３００が形成される。以後、上記バッファ層３００の上にジンクオキサイドが蒸着されて、高抵抗バッファ層４００が形成される。
以後、上記高抵抗バッファ層４００の上にアルミニウムドーピングされたジンクオキサイドが蒸着されてウィンドウ層５００が形成される。
実施形態に従う太陽電池の製造方法は光吸収層２００を形成するために、銀または銅などのＩ族元素を蒸着するための工程を必要としない。
したがって、上記光吸収層２００は低い温度で形成され、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・は容易に製造できる。
このように製造された太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・の上面の一外郭に接続部材２１、２２・・・が配置され、互いに重畳されるように接続される。以後、互いに接続された太陽電池Ｃ１、Ｃ２・・・の上下面に保護基板及び支持基板１０が合着され、実施形態に従う太陽光発電装置が製造される。
このように、パターニング工程無しで、実施形態に従う太陽光発電装置が提供できる。
図９及び図１０は他の実施形態に従う光吸収層を形成する過程を示す図である。本実施形態では前述した実施形態を参照し、予備光吸収層を形成する過程及び光吸収層を形成する過程について追加的に説明する。本実施形態の説明において、変更された部分を除いては、前述した実施形態の説明が本質的に結合できる。
図９を参照すると、裏面電極基板１００の上に予備光吸収層２０２が形成される。上記予備光吸収層２０２はＩＩＩ族元素を含む。より詳しくは、上記予備光吸収層２０２はＩＩＩ族元素、またはＩＩＩ族元素の化合物からなる。
この際、上記予備光吸収層２０２はＶＩ族元素を含まない。
例えば、上記予備光吸収層２０２はインジウム及び／またはガリウムからなるか、インジウムオキサイドまたはガリウムオキサイドを含むことができる。上記予備光吸収層２０２はインジウムオキサイド層及びガリウムオキサイド層を含むことができる。
図１０を参照すると、上記予備光吸収層２０２及び上記裏面電極基板１００はセレニウムのようなＶＩ族元素雰囲気で熱処理されて、上記裏面電極基板１００の上に光吸収層２００が形成される。即ち、上記裏面電極基板１００に含まれたＩ族元素、上記予備光吸収層２０１に含まれたＩＩＩ族元素、及び上記予備光吸収層２０２の周囲のＶＩ族元素が反応してＩ族−ＩＩＩ族−ＶＩ族化合物が形成され、上記光吸収層２００が形成される。
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるものではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
以上、本発明を好ましい実施形態をもとに説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するのでない。本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、多様な変形及び応用が可能であることが同業者にとって明らかである。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができ、このような変形及び応用にかかわる差異点も、特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
本発明は、太陽光発電分野に用いられる。

Claims (20)

  1. 第１太陽電池と、
    前記第１太陽電池と一部重畳され、前記第１太陽電池に接続される第２太陽電池と、
    を含むことを特徴とする、太陽光発電装置。
  2. 前記第１太陽電池は、
    第１導電基板と、
    前記第１導電基板の上に配置される第１光吸収層と、
    前記第１光吸収層の上に配置される第１ウィンドウ層と、を含み、
    前記第２太陽電池は、
    第２導電基板と、
    前記第２導電基板の上に配置される第２光吸収層と、
    前記第２光吸収層の上に配置される第２ウィンドウ層と、を含み、
    前記第１導電基板の下面は前記第２ウィンドウ層の上面に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電装置。
  3. 前記第１導電基板はＩ族元素を含み、
    前記第１光吸収層は、前記Ｉ族元素、ＩＩＩ族元素、及びＶＩ族元素を含むことを特徴とする、請求項２に記載の太陽光発電装置。
  4. 前記第１光吸収層の前記Ｉ族元素の組成は、前記第１導電基板に近づくにつれて高まることを特徴とする、請求項３に記載の太陽光発電装置。
  5. 前記Ｉ族元素は銀または銅を含むことを特徴とする、請求項３に記載の太陽光発電装置。
  6. 前記第１太陽電池及び前記第２太陽電池の間に介され、前記第１太陽電池及び前記第２太陽電池を連結させる接続部材を含むことを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電装置。
  7. 前記接続部材は伝導性高分子を含むことを特徴とする、請求項６に記載の太陽光発電装置。
  8. 前記第１太陽電池の幅は約０．８ｃｍ乃至約１．２ｃｍであり、前記接続部材の幅は約２０μｍ乃至約５００μｍであることを特徴とする、請求項６に記載の太陽光発電装置。
  9. 前記第１太陽電池及び前記第２太陽電池の下方に付着される支持基板を含むことを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電装置。
  10. 前記支持基板はフレキシブルであることを特徴とする、請求項９に記載の太陽光発電装置。
  11. 絶縁基板と、
    前記絶縁基板の上に配置される第１太陽電池と、
    一部が前記絶縁基板及び前記第１太陽電池間に挿入され、前記第１太陽電池の下面に接続される第２太陽電池と、
    を含むことを特徴とする、太陽光発電装置。
  12. 前記第１太陽電池の下面及び前記第２太陽電池の上面の間に介され、前記第１太陽電池の下面及び前記第２太陽電池の上面に直接接触される接続部材を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の太陽光発電装置。
  13. 前記第１太陽電池及び前記第２太陽電池を覆う保護基板を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の太陽光発電装置。
  14. 前記絶縁基板、前記第１太陽電池、前記第２太陽電池、及び前記保護基板はフレキシブルであることを特徴とする、請求項１３に記載の太陽光発電装置。
  15. 第１太陽電池と、
    前記第１太陽電池に連結される第２太陽電池と、
    前記第１太陽電池及び前記第２太陽電池を互いに連結させる接続部材と、を含み、
    前記接続部材は伝導性高分子を含むことを特徴とする、太陽光発電装置。
  16. 前記第１太陽電池はＩ族元素を含む導電基板を含み、
    前記第２太陽電池は透明な導電性酸化物を含むウィンドウ層を含み、
    前記接続部材は前記導電基板及び前記ウィンドウ層に直接接触することを特徴とする、請求項１５に記載の太陽光発電装置。
  17. 前記導電基板は銅または銀を含み、
    前記ウィンドウ層はジンクオキサイドを含むことを特徴とする、請求項１６に記載の太陽光発電装置。
  18. 前記第１太陽電池及び前記第２太陽電池は互いに重畳され、
    前記接続部材は前記第１太陽電池の下面及び前記第２太陽電池の上面に直接接触することを特徴とする、請求項１５に記載の太陽光発電装置。
  19. 前記伝導性高分子はアントラセン系伝導性高分子、ポリアニリン系伝導性高分子、またはポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルフォネート（poly（ethylenedioxythiophene）：poly（styrene sulfonate）；ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）系伝導性高分子であることを特徴とする、請求項１５に記載の太陽光発電装置。
  20. 前記接続部材は弾性を有することを特徴とする、請求項１５に記載の太陽光発電装置。
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