KR20110086335A

KR20110086335A - Thin film type solar cell and manufacturing method thereof

Info

Publication number: KR20110086335A
Application number: KR1020100006011A
Authority: KR
Inventors: 김태훈
Original assignee: 주성엔지니어링(주)
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2011-07-28
Also published as: KR101676364B1

Abstract

본 발명은, 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 비드 및 상기 비드를 고정하는 바인더를 포함하여 이루어진 광산란막; 상기 광산란막 상에 형성되며, 제1 분리부가 구비된 전면전극층; 상기 전면전극층 상에 형성되며, 콘택부 및 제2 분리부가 구비된 반도체층; 및 상기 반도체층 상에 형성되며, 상기 콘택부를 통해 상기 전면전극층과 전기적으로 연결됨과 더불어 상기 제2 분리부가 구비된 후면전극층을 포함하여 이루어지고, 상기 광산란막은 상기 제1 분리부에 대응하는 제1 개구부, 상기 콘택부에 대응하는 제2 개구부 및 상기 제2 분리부에 대응하는 제3 개구부 중 적어도 하나의 개구부가 구비된 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지, 및 그 제조방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면 기판과 전면전극층 사이에 광산란막을 형성함으로써 태양광을 다양하게 굴절시킬 수 있어 반도체층 내에서 태양광의 경로를 길게할 수 있고, 전면전극층 증착과정에서 상기 광산란막이 배리어(barrier)로 작용하여 기판 내에 함유된 불순물이 전면전극층으로 이동하는 것이 차단될 수 있고, 또한, 상기 광산란막에 개구부가 구비되도록 상기 광산란막을 패턴형성함으로써, 단위셀 간의 분리를 위한 제1 또는 제2 분리부를 형성하는 공정이나 전극간 연결을 위한 콘택부를 형성하는 공정 중에 레이저 빔의 경로가 변경되는 문제가 해소될 수 있다. The present invention, a substrate; A light scattering film formed on the substrate and including a bead and a binder to fix the bead; A front electrode layer formed on the light scattering layer and having a first separator; A semiconductor layer formed on the front electrode layer and having a contact portion and a second separator; And a back electrode layer formed on the semiconductor layer and electrically connected to the front electrode layer through the contact part and provided with the second separation part, wherein the light scattering layer corresponds to the first separation part. A thin film type solar cell, and a method of manufacturing the same, characterized in that at least one of the openings, the second opening portion corresponding to the contact portion, and the third opening portion corresponding to the second separation portion is provided.
According to the present invention, by forming a light scattering film between the substrate and the front electrode layer can be variously refracted sunlight can lengthen the path of sunlight in the semiconductor layer, the light scattering film acts as a barrier during the front electrode layer deposition process The impurities contained in the substrate may be prevented from moving to the front electrode layer, and the light scattering layer may be patterned so that an opening is formed in the light scattering layer, thereby forming a first or second separation unit for separation between unit cells. The problem that the path of the laser beam is changed during the process or the process of forming the contact portion for the inter-electrode connection can be solved.

Description

Thin film type solar cell and method for manufacturing same

본 발명은 태양전지(Solar Cell)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 박막형 태양전지에 관한 것이다. The present invention relates to a solar cell, and more particularly to a thin film solar cell.

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)과 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 있다. Such a solar cell can be classified into a substrate type solar cell and a thin film solar cell.

기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다. The substrate type solar cell is a solar cell manufactured by 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.

기판형 태양전지는 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수하기는 하지만, 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있고 고가의 반도체 기판을 이용하기 때문에 제조비용이 상승되는 단점이 있다. Substrate-type solar cells, although somewhat superior in efficiency compared to thin-film solar cells, there is a limitation in minimizing the thickness in the process and there is a disadvantage that the manufacturing cost is increased because of the use of expensive semiconductor substrates.

박막형 태양전지는 기판형 태양전지에 비하여 효율이 다소 떨어지기는 하지만, 얇은 두께로 제조가 가능하고 저가의 재료를 이용할 수 있어 제조비용이 감소되는 장점이 있어 대량생산에 적합하다. Although thin-film solar cells are somewhat less efficient than substrate-type solar cells, they can be manufactured in a thin thickness and inexpensive materials can be used to reduce manufacturing costs, making them suitable for mass production.

이하 도면을 참조로 종래의 박막형 태양전지에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a thin film solar cell according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 사시도이다. 1 is a schematic perspective view of a thin film solar cell according to the related art.

도 1에서 알 수 있듯이, 종래에 따른 박막형 태양전지는 기판(10), 전면전극층(20), 반도체층(30), 투명도전층(40), 및 후면전극층(50)을 포함하여 이루어진다. As can be seen in FIG. 1, the thin film solar cell according to the related art includes a substrate 10, a front electrode layer 20, a semiconductor layer 30, a transparent conductive layer 40, and a back electrode layer 50.

상기 전면전극층(20)은 셀분리를 위한 제1 분리부(25)를 구비함으로써, 상기 제1 분리부(25)에 의해서 단위셀 별로 구분되도록 형성된다. The front electrode layer 20 includes a first separator 25 for cell separation, and is formed to be divided into unit cells by the first separator 25.

상기 반도체층(30) 및 투명도전층(40)은 전극간 연결을 위한 콘택부(35) 및 셀분리를 위한 제2 분리부(55)를 구비하도록 형성된다. The semiconductor layer 30 and the transparent conductive layer 40 are formed to include a contact portion 35 for connection between electrodes and a second separation portion 55 for cell separation.

상기 후면전극층(50)은 상기 콘택부(35)를 통해 상기 전면전극층(20)과 전기적으로 연결되고 상기 제2 분리부(55)에 의해서 단위셀 별로 구분되도록 형성된다. The back electrode layer 50 is electrically connected to the front electrode layer 20 through the contact portion 35 and is formed to be divided into unit cells by the second separation unit 55.

그러나, 이와 같은 종래의 박막형 태양전지는 다음과 같은 문제점이 있다. However, such a conventional thin film solar cell has the following problems.

첫째, 태양전지의 효율향상을 위해서는 태양광이 상기 반도체층(30)을 경유하는 경로를 길게 하여 상기 반도체층(30) 내에서 정공(hole)과 전자(electron)의 발생율을 증가시킬 필요가 있다. 그러나, 종래의 박막형 태양전지는 상기 반도체층(30) 내에서 태양광의 경로를 길게 형성하는데 한계가 있어 원하는 만큼의 전지효율을 얻지 못하는 문제점이 있다. First, in order to improve the efficiency of the solar cell, it is necessary to increase the generation rate of holes and electrons in the semiconductor layer 30 by lengthening a path through which the sunlight passes through the semiconductor layer 30. . However, the conventional thin film solar cell has a problem in that the path of the solar light is long formed in the semiconductor layer 30 and thus there is a problem in that battery efficiency cannot be obtained as desired.

둘째, 일반적으로 상기 기판(10)은 유리를 이용하게 되는데, 유리 내에는 알칼리이온들이 함유되어 있고, 이와 같은 알칼리이온들이 고온의 증착공정을 진행하는 과정에서 상기 전면전극층(20)으로 이동하여 불순물로 작용함으로써 태양전지의 효율이 저하되는 문제점이 있다. Second, in general, the substrate 10 uses glass, and alkali ions are contained in the glass, and the alkali ions move to the front electrode layer 20 in the process of performing a high temperature deposition process. As a result, there is a problem that the efficiency of the solar cell is lowered.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 반도체층 내에서 태양광의 경로를 길게 함으로써 태양전지의 효율을 상승시킬 수 있는 박막형 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the conventional problems as described above, the present invention is to provide a thin-film solar cell and a method of manufacturing the same that can increase the efficiency of the solar cell by increasing the path of sunlight in the semiconductor layer. The purpose.

본 발명은 기판 내에 함유된 알칼리이온들이 전면전극층으로 이동하는 것을 방지함으로써 태양전지의 효율을 상승시킬 수 있는 박막형 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a thin film solar cell and a method of manufacturing the same, which can increase the efficiency of a solar cell by preventing the alkali ions contained in the substrate from moving to the front electrode layer.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 비드 및 상기 비드를 고정하는 바인더를 포함하여 이루어진 광산란막; 상기 광산란막 상에 형성되며, 제1 분리부가 구비된 전면전극층; 상기 전면전극층 상에 형성되며, 콘택부 및 제2 분리부가 구비된 반도체층; 및 상기 반도체층 상에 형성되며, 상기 콘택부를 통해 상기 전면전극층과 전기적으로 연결됨과 더불어 상기 제2 분리부가 구비된 후면전극층을 포함하여 이루어지고, 상기 광산란막은 상기 제1 분리부에 대응하는 제1 개구부, 상기 콘택부에 대응하는 제2 개구부 및 상기 제2 분리부에 대응하는 제3 개구부 중 적어도 하나의 개구부가 구비된 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지를 제공한다.The present invention, in order to achieve the above object; A light scattering film formed on the substrate and including a bead and a binder to fix the bead; A front electrode layer formed on the light scattering layer and having a first separator; A semiconductor layer formed on the front electrode layer and having a contact portion and a second separator; And a back electrode layer formed on the semiconductor layer and electrically connected to the front electrode layer through the contact part and provided with the second separation part, wherein the light scattering layer corresponds to the first separation part. At least one of an opening, a second opening corresponding to the contact portion, and a third opening corresponding to the second separation portion is provided.

상기 개구부는 상기 제1 개구부, 제2 개구부 및 제3 개구부를 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 반도체층은 상기 제1 개구부 내에 형성되어 있고, 상기 전면전극층은 상기 제2 개구부 및 제3 개구부 내에 형성되어 있을 수 있다. The opening may include the first opening, the second opening, and the third opening. In this case, the semiconductor layer is formed in the first opening, and the front electrode layer is in the second opening and the third opening. It may be formed.

상기 광산란막은 상기 기판의 최외곽 영역에 대응하는 영역에 제4 개구부를 추가로 포함할 수 있다. The light scattering layer may further include a fourth opening in a region corresponding to the outermost region of the substrate.

상기 광산란막은 상기 기판 또는 상기 전면전극층과 굴절율이 서로 상이할 수 있다. The light scattering layer may have a refractive index different from that of the substrate or the front electrode layer.

상기 광산란막을 구성하는 비드 및 바인더는 굴절율이 서로 상이할 수 있다. The beads and the binder constituting the light scattering film may have different refractive indices.

상기 비드는 굴절율이 서로 상이한 복수개의 비드들의 조합으로 이루어질 수 있다. The beads may be a combination of a plurality of beads having different refractive indices.

상기 비드는 코어부 및 상기 코어부를 둘러싸고 있는 스킨부로 이루어지고, 상기 코어부 및 스킨부는 굴절율이 서로 상이한 물질로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 상기 코어부는 공기로 이루어질 수 있고, 상기 코어부 또는 스킨부는 서로 굴절율이 상이한 복수 개의 물질층으로 구성될 수 있다. The bead consists of a core part and a skin part surrounding the core part, the core part and the skin part may be made of a material having different refractive indices. In this case, the core part may be made of air, and the core part or skin part It may be composed of a plurality of material layers having different refractive indices from each other.

상기 광산란막은 그 표면이 요철구조로 형성될 수 있다. The light scattering film may have a surface having an uneven structure.

상기 전면전극층은 그 표면이 요철구조로 형성될 수 있다. The front electrode layer may have a concave-convex structure on its surface.

상기 반도체층은 버퍼층을 사이에 두고 형성된 제1 반도체층 및 제2 반도체층을 포함하여 이루어질 수 있다. The semiconductor layer may include a first semiconductor layer and a second semiconductor layer formed with a buffer layer therebetween.

상기 반도체층과 후면전극층 사이에 투명도전층이 추가로 형성될 수 있다. A transparent conductive layer may be further formed between the semiconductor layer and the back electrode layer.

본 발명은 또한, 기판 상에, 제1 개구부, 제2 개구부 및 제3 개구부 중 적어도 하나의 개구부를 구비하면서, 비드 및 상기 비드를 고정하는 바인더를 포함하여 이루어진 광산란막을 형성하는 공정; 상기 광산란막 상에 제1 분리부를 구비하는 전면전극층을 형성하는 공정; 상기 전면전극층 상에 콘택부를 구비하는 반도체층을 형성하는 공정; 및 상기 반도체층 상에, 상기 콘택부를 통해 상기 전면전극층과 전기적으로 연결되며 제2 분리부를 구비하는 후면전극층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 박막형 태양전지의 제조방법을 제공한다. The present invention also provides a light scattering film comprising a bead and a binder for fixing the bead, having at least one of a first opening portion, a second opening portion, and a third opening portion on a substrate; Forming a front electrode layer having a first separator on the light scattering film; Forming a semiconductor layer having a contact portion on the front electrode layer; And forming a back electrode layer on the semiconductor layer, the back electrode layer electrically connected to the front electrode layer through the contact part, and having a second separation part.

상기 제1 분리부를 구비하는 전면전극층을 형성하는 공정은, 상기 광산란막을 포함한 기판 전면에 전면전극층을 형성하는 공정; 및 상기 1 개구부에 대응하는 상기 전면전극층 영역에 제1 분리부를 형성하는 공정을 포함할 수 있다. The step of forming the front electrode layer having the first separator comprises: forming a front electrode layer on the entire surface of the substrate including the light scattering film; And forming a first separator in the front electrode layer region corresponding to the first opening.

상기 콘택부를 구비하는 반도체층을 형성하는 공정은, 상기 전면전극층을 포함한 기판 전면에 반도체층을 형성하는 공정; 및 상기 제2 개구부에 대응하는 상기 반도체층 영역에 콘택부를 형성하는 공정을 포함할 수 있다. The step of forming a semiconductor layer including the contact portion may include forming a semiconductor layer on an entire surface of the substrate including the front electrode layer; And forming a contact portion in the semiconductor layer region corresponding to the second opening.

상기 제2 분리부를 구비하는 후면전극층을 형성하는 공정은, 상기 반도체층을 포함한 기판 전면에 후면전극층을 형성하는 공정; 및 상기 제3 개구부에 대응하는 상기 후면전극층 영역에 제2 분리부를 형성하는 공정을 포함할 수 있다. The process of forming a back electrode layer having the second separator may include forming a back electrode layer on the entire surface of the substrate including the semiconductor layer; And forming a second separator in the back electrode layer region corresponding to the third opening.

상기 콘택부를 구비하는 반도체층을 형성하는 공정 및 상기 제2 분리부를 구비하는 후면전극층을 형성하는 공정은, 상기 전면전극층을 포함한 기판 전면에 반도체층을 형성하는 공정; 상기 제2 개구부에 대응하는 상기 반도체층 영역에 콘택부를 형성함과 더불어 상기 제3 개구부에 대응하는 상기 반도체층 영역에 제2 분리부를 형성하는 공정; 및 인쇄방법을 이용하여 상기 제2 분리부를 구비하도록 후면전극층을 패턴 형성하는 공정을 포함할 수 있다. The step of forming a semiconductor layer having the contact portion and the step of forming a back electrode layer having the second separator include: forming a semiconductor layer on the entire surface of the substrate including the front electrode layer; Forming a contact portion in the semiconductor layer region corresponding to the second opening and forming a second separator in the semiconductor layer region corresponding to the third opening; And patterning the back electrode layer to include the second separator using a printing method.

상기 광산란막은 상기 기판의 최외곽 영역에 대응하는 영역에 제4 개구부를 추가로 구비하도록 형성할 수 있고, 이 경우, 상기 후면전극층을 형성하는 공정 이후에, 상기 제4 개구부에 대응하는 최외곽 영역의 전면전극층, 반도체층, 투명도전층 및 후면전극층에 격리부를 형성하는 공정을 추가로 포함할 수 있다. The light scattering film may be formed to further include a fourth opening in a region corresponding to the outermost region of the substrate. In this case, after the process of forming the back electrode layer, the outermost region corresponding to the fourth opening may be formed. The method may further include forming isolation parts on the front electrode layer, the semiconductor layer, the transparent conductive layer, and the rear electrode layer.

상기 광산란막을 형성하는 공정은 상기 개구부를 가리는 마스크를 적용하면서 페이스트를 이용한 프린팅 방법, 졸-겔 방법, 딥 코팅 방법, 또는 스핀 코팅 방법을 이용하여 수행할 수 있으며, 이 경우, 상기 광산란막을 형성하는 공정은 상기 기판과 상기 광산란막 사이의 결합력을 증진시키기 위해서 막 형성 후 소성공정을 추가로 수행할 수 있다. The process of forming the light scattering film may be performed by using a printing method, a sol-gel method, a dip coating method, or a spin coating method using a paste while applying a mask covering the opening, in this case, forming the light scattering film The process may further perform a firing process after film formation in order to enhance the bonding force between the substrate and the light scattering film.

상기 광산란막은 상기 기판 또는 상기 전면전극층과 굴절율이 서로 상이하도록 형성할 수 있다. The light scattering layer may be formed such that the refractive index of the substrate or the front electrode layer is different from each other.

상기 비드 및 바인더는 굴절율이 서로 상이할 수 있다. The beads and the binder may have different refractive indices.

상기 비드는 굴절률이 서로 상이한 복수개의 비드들의 조합을 이용할 수 있다. The beads may use a combination of a plurality of beads having different refractive indices.

상기 비드는 코어부 및 상기 코어부를 둘러싸고 있는 스킨부로 이루어지며, 상기 코어부 및 스킨부는 굴절율이 서로 상이한 물질을 이용할 수 있으며, 이 경우, 상기 코어부는 공기로 이루어질 수 있고, 상기 코어부 또는 스킨부는 서로 굴절율이 상이한 복수 개의 물질층으로 구성될 수 있다. The bead consists of a core part and a skin part surrounding the core part, and the core part and the skin part may use materials having different refractive indices. In this case, the core part may be made of air, and the core part or skin part It may be composed of a plurality of material layers having different refractive indices from each other.

상기 광산란막은 그 표면을 요철구조로 형성할 수 있다. The light scattering film may have a surface having an uneven structure.

상기 전면전극층을 형성하는 공정은, 증착공정을 통해 그 표면이 요철구조로 형성된 전면전극층을 형성하거나, 또는 증착공정을 통해 균일한 표면의 전면전극층을 형성한 후 식각공정을 통해 그 표면을 요철구조로 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. The forming of the front electrode layer may include forming a front electrode layer having a concave-convex structure through a deposition process, or forming a front electrode layer having a uniform surface through a deposition process, and then etching the surface through an etching process. It can be made in the process of forming.

상기 반도체층과 후면전극층 사이에 투명도전층을 형성하는 공정을 추가로 포함할 수 있다. The method may further include forming a transparent conductive layer between the semiconductor layer and the back electrode layer.

상기와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. According to the present invention as described above has the following effects.

본 발명은 기판과 전면전극층 사이에 광산란막을 형성함으로써 태양광을 다양하게 굴절시킬 수 있어 반도체층 내에서 태양광의 경로를 길게할 수 있다. 따라서, 태양전지의 효율이 증진되는 효과가 있다. According to the present invention, by forming a light scattering film between the substrate and the front electrode layer, the sunlight can be variously refracted to lengthen the path of sunlight in the semiconductor layer. Therefore, the efficiency of the solar cell is improved.

또한, 상기 광산란막을 구성하는 비드 및 바인더의 구성물질 및 패턴을 적절히 변경함으로써 태양광의 굴절패턴을 용이하게 조절할 수 있어 태양전지의 효율증진을 위한 최적화가 가능하다. In addition, by appropriately changing the material and pattern of the beads and the binder constituting the light scattering film can be easily adjusted the refractive pattern of the solar light it is possible to optimize the efficiency of the solar cell.

또한, 본 발명은 상기 광산란막이 상기 기판과 상기 전면전극층 사이에 형성되기 때문에, 상기 전면전극층 증착과정에서 상기 광산란막이 배리어(barrier)로 작용하여 상기 기판 내에 함유된 불순물이 상기 전면전극층으로 이동하는 것이 차단되어, 태양전지의 효율저하가 방지되는 효과가 있다. In addition, in the present invention, since the light scattering film is formed between the substrate and the front electrode layer, the light scattering film acts as a barrier in the process of depositing the front electrode layer so that impurities contained in the substrate move to the front electrode layer. It is blocked, there is an effect that the degradation of the efficiency of the solar cell is prevented.

또한, 본 발명은 상기 광산란막에 개구부가 구비되도록 상기 광산란막을 패턴형성함으로써, 단위셀 간의 분리를 위한 제1 또는 제2 분리부를 형성하는 공정이나 전극간 연결을 위한 콘택부를 형성하는 공정 중에 레이저 빔의 경로가 변경되는 문제가 해소될 수 있다. In addition, the present invention by forming the light scattering film patterned so that the opening is provided in the light scattering film, the laser beam during the process of forming the first or second separation for separation between unit cells or the process of forming a contact for inter-electrode connection The problem of changing the path of can be solved.

도 1은 종래에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비드의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 사시도이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 사시도이다. 1 is a schematic perspective view of a thin film solar cell according to the related art.
2 is a schematic perspective view of a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.
3A-3C are cross-sectional views of beads according to various embodiments of the present invention.
4A to 4G are perspective views illustrating a manufacturing process of a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.
5A to 5F are perspective views illustrating a manufacturing process of a thin film solar cell according to another embodiment of the present invention.

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

<박막형 태양전지><Thin Film Solar Cell>

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 사시도이다. 2 is a schematic perspective view of a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지는 기판(100), 광산란막(200), 전면전극층(300), 반도체층(400), 투명도전층(500), 및 후면전극층(600)을 포함하여 이루어진다. As can be seen in Figure 2, the thin-film solar cell according to an embodiment of the present invention, the substrate 100, the light scattering film 200, the front electrode layer 300, the semiconductor layer 400, the transparent conductive layer 500, and the back It comprises an electrode layer 600.

상기 기판(100)은 유리 또는 투명한 플라스틱을 이용할 수 있다.The substrate 100 may be made of glass or transparent plastic.

상기 광산란막(200)은 상기 기판(100) 상에 형성되며, 비드(bead)(220) 및 바인더(binder)(240)를 포함하여 이루어진다. 이와 같은 광산란막(200)은 상기 기판(100)을 통과하는 태양광을 다양한 각도로 산란시킴과 더불어 상기 기판(100) 내에 함유된 불순물이 상기 전면전극층(300)으로 이동하는 것을 방지하는 역할을 한다. The light scattering layer 200 is formed on the substrate 100 and includes a bead 220 and a binder 240. The light scattering layer 200 scatters the sunlight passing through the substrate 100 at various angles and prevents impurities contained in the substrate 100 from moving to the front electrode layer 300. do.

우선, 상기 광산란막(200)이 상기 기판(100)을 통과하는 태양광을 다양한 각도로 산란시키는 것에 대해 설명하면 다음과 같다. First, the light scattering film 200 will be described for scattering the sunlight passing through the substrate 100 at various angles as follows.

상기 광산란막(200)은 비드(220) 및 바인더(240)를 포함하여 이루어지는데, 주로 상기 바인더(240)가 상기 기판(100) 및 상기 전면전극층(300)과 접촉하게 된다. 이 경우, 상기 바인더(240)를 구성하는 물질로서 상기 기판(100) 및 상기 전면전극층(300)을 구성하는 물질과 굴절율이 상이한 물질을 이용하게 되면, 상기 기판(100)을 투과한 태양광이 상기 바인더(240)를 통과하면서 굴절하게 되고 또한 상기 바인더(240)를 투과한 태양광이 상기 전면전극층(300)을 통과하면서 다시 굴절하게 되므로, 결국, 상기 기판(100)으로 입사한 태양광이 다양한 각도로 굴절되면서 상기 반도체층(400)으로 입사하게 되어 반도체층(400) 내에서 태양광의 경로가 길게된다. The light scattering layer 200 includes a bead 220 and a binder 240. The binder 240 is mainly in contact with the substrate 100 and the front electrode layer 300. In this case, when a material having a refractive index different from that of the substrate 100 and the front electrode layer 300 is used as a material constituting the binder 240, sunlight transmitted through the substrate 100 may be formed. Since the light is refracted while passing through the binder 240 and the light transmitted through the binder 240 is refracted again while passing through the front electrode layer 300, the light incident on the substrate 100 is eventually reduced. As the light is refracted at various angles, the light is incident on the semiconductor layer 400 so that the path of sunlight in the semiconductor layer 400 is long.

경우에 따라서는 상기 비드(220)가 상기 기판(100) 및 상기 전면전극층(300)과 접촉하게 될 수도 있을 것인데, 이 경우에는, 상기 비드(220)를 구성하는 물질로서 상기 기판(100) 및 상기 전면전극층(300)을 구성하는 물질과 굴절율이 상이한 물질을 이용하게 되면, 전술한 바와 동일한 매커니즘으로 상기 기판(100)으로 입사한 태양광이 다양한 각도로 굴절되면서 상기 반도체층(400)으로 입사하게 되어 반도체층(400) 내에서 태양광의 경로가 길게된다. In some cases, the bead 220 may come into contact with the substrate 100 and the front electrode layer 300. In this case, the substrate 100 and the substrate may be formed of a material constituting the bead 220. When the material constituting the front electrode layer 300 and a material having a different refractive index are used, the solar light incident on the substrate 100 is refracted at various angles by the same mechanism as described above and is incident on the semiconductor layer 400. The path of sunlight in the semiconductor layer 400 is long.

일반적으로 기판(100)을 구성하는 유리의 굴절율은 약 1.52 정도이고, 상기 전면전극층(300)의 굴절율은 약 1.9 ~2.0 정도이므로, 이와 같은 기판(100) 및 전면전극층(300)의 굴절율 범위를 고려하여 상기 비드(220) 또는 바인더(240)의 구성물질을 선택하면 될 것이다. 상기 비드(220)의 예로는 실리콘 산화물(예컨대, SiO₂ 등의 실리콘 원소를 포함하는 산화물), 전이금속 산화물(예컨대, TiO₂, CeO₂ 등의 전이금속 원소를 포함하는 산화물) 등을 들 수 있고, 상기 바인더(240)의 예로는 실리케이트 등을 들 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. In general, since the refractive index of the glass constituting the substrate 100 is about 1.52, and the refractive index of the front electrode layer 300 is about 1.9 to 2.0, the range of the refractive index of the substrate 100 and the front electrode layer 300 is In consideration of this, the material of the bead 220 or the binder 240 may be selected. Examples of the beads 220 may include silicon oxide (eg, SiO _2). Oxides containing silicon elements such as silicon), transition metal oxides (for example, oxides containing transition metal elements such as TiO ₂ and CeO ₂ ), and the like, and examples of the binder 240 include silicates and the like. However, it is not necessarily limited thereto.

또한, 상기 광산란막(200)을 구성하는 비드(220) 및 바인더(240)를 서로 굴절율이 상이한 재료를 이용할 경우, 상기 광산란막(200) 내에서도 태양광을 다양하게 굴절시킬 수 있게 된다. 즉, 상기 비드(220)를 상기 바인더(240)와 굴절율이 상이한 재료를 이용하게 되면, 상기 비드(220)를 투과한 태양광이 상기 바인더(240)를 통과하면서 굴절하게 되고, 또한 상기 바인더(240)를 투과한 태양광이 상기 비드(220)를 통과하면서 굴절하게 되므로 태양광을 다양하게 굴절시킬 수 있다. In addition, when the beads 220 and the binder 240 constituting the light scattering film 200 are made of materials having different refractive indices from each other, sunlight may be variously refracted in the light scattering film 200. That is, when the beads 220 are made of a material having a different refractive index than that of the binder 240, the sunlight transmitted through the beads 220 is refracted while passing through the binder 240, and the binder ( Since the sunlight transmitted through the 240 is refracted while passing through the bead 220, the sunlight may be variously refracted.

또한, 상기 비드(220)를 동일한 물질로 형성하는 대신에 굴절율이 서로 상이한 복수개의 비드들을 조합하여 사용할 경우 태양광이 서로 상이한 비드(220)들을 거치면서 다양한 각도로 굴절하게 되는 효과를 얻을 수 있다. In addition, instead of forming the beads 220 with the same material, when a plurality of beads having different refractive indices are used in combination with each other, sunlight may be refracted at various angles while passing through the beads 220 having different values from each other. .

또한, 상기 비드(220)를 코어(core)부 및 스킨(skim)부로 구성함으로써, 태양광이 하나의 비드(220)를 통과하면서도 다양한 각도로 굴절하게 할 수도 있다.In addition, the bead 220 may be composed of a core part and a skin part, so that sunlight may be refracted at various angles while passing through one bead 220.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비드(220)의 단면을 보여주는 도면이다.3A-3C are cross-sectional views of beads 220 in accordance with various embodiments of the present invention.

도 3a에서 알 수 있듯이, 상기 비드(220)는 코어부(222) 및 상기 코어부(222)를 둘러싸고 있는 스킨부(224)로 구성되며, 상기 코어부(222)의 물질을 상기 스킨부(224)의 물질과 굴절율이 상이한 물질을 이용함으로써, 태양광이 상기 스킨부(224)를 투과한 후 상기 코어부(222)를 통과할 때 굴절하고 또한 상기 코어부(222)를 투과한 후 상기 스킨부(224)를 통과할 때 다시 굴절하게 할 수 있다. As can be seen in Figure 3a, the bead 220 is composed of a core portion 222 and a skin portion 224 surrounding the core portion 222, the material of the core portion 222 to the skin portion ( By using a material having a refractive index different from that of the material of 224, sunlight is refracted when passing through the core part 222 after passing through the skin part 224, and after passing through the core part 222. When passing through the skin unit 224 can be made to refract again.

도 3b에서 알 수 있듯이, 코어부(222)가 공기로 이루어지도록 하여 스킨부(224)만으로 구성된 중공상태의 비드(220)를 이용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다. As can be seen in Figure 3b, the core portion 222 is made of air so that the same effect can be obtained using the hollow bead 220 consisting of only the skin portion 224.

도 3c에서 알 수 있듯이, 상기 코어부(222)를 서로 굴절율이 상이한 복수 개의 물질층(222a, 222b)으로 구성할 수도 있고, 상기 스킨부(224)를 서로 굴절율이 상이한 복수 개의 물질층(224a, 224b)으로 구성할 수도 있다. As shown in FIG. 3C, the core part 222 may be composed of a plurality of material layers 222a and 222b having different refractive indices, and the skin part 224 may have a plurality of material layers 224a having different refractive indices. , 224b).

또한, 상기 비드(220)의 단면을 원형, 타원형 등 다양한 형태로 변경함으로써 태양광의 굴절각을 다양하게 변경할 수도 있다. In addition, by changing the cross-section of the bead 220 in a variety of forms, such as circular, elliptical may be variously changed the angle of refraction of sunlight.

또한, 도 2의 확대도에서 알 수 있듯이, 상기 광산란막(200)을 그 표면이 요철구조가 되도록 형성함으로써 태양광의 굴절각을 다양하게 변경할 수도 있다. In addition, as can be seen in the enlarged view of FIG. 2, by forming the light scattering film 200 to have a concave-convex structure, the refractive angle of solar light may be variously changed.

다음, 상기 광산란막(200)이 상기 기판(100) 내에 함유된 불순물이 상기 전면전극층(300)으로 이동하는 것을 방지하는 것에 대해서 설명하면, 상기 광산란막(200)이 상기 기판(100)과 상기 전면전극층(300) 사이에 형성되기 때문에, 상기 전면전극층(300) 증착과정에서 상기 광산란막(200), 특히 상기 광산란막(200)을 구성하는 바인더(240)가 배리어(barrier)로 작용하여 상기 기판(100) 내에 함유된 불순물이 상기 전면전극층(300)으로 이동하는 것을 차단하게 된다. Next, when the light scattering film 200 prevents the impurities contained in the substrate 100 from moving to the front electrode layer 300, the light scattering film 200 is the substrate 100 and the Since it is formed between the front electrode layer 300, during the deposition process of the front electrode layer 300, the light scattering film 200, in particular the binder 240 constituting the light scattering film 200 acts as a barrier (barrier) Impurities contained in the substrate 100 are blocked from moving to the front electrode layer 300.

상기 비드(bead)(220) 및 바인더(binder)(240)를 포함하여 이루어진 광산란막(200)은 개구부(210, 230, 250)가 구비되도록 상기 기판(100) 상에 패턴 형성되어 있다. The light scattering film 200 including the bead 220 and the binder 240 is patterned on the substrate 100 so that the openings 210, 230, and 250 are provided.

상기 광산란막(200)에 구비된 개구부(210, 230, 250)는 제1 개구부(210), 제2 개구부(230), 및 제3 개구부(250)를 포함하는데, 각각의 개구부는 상기 전면전극층(300), 반도체층(400), 투명도전층(500) 또는 후면전극층(600)의 패턴 형성 공정이 용이하게 수행될 수 있도록 하는 역할을 한다. The openings 210, 230, and 250 provided in the light scattering layer 200 include a first opening 210, a second opening 230, and a third opening 250, each opening of the front electrode layer. The pattern forming process of the 300, the semiconductor layer 400, the transparent conductive layer 500, or the back electrode layer 600 may be easily performed.

즉, 상기 전면전극층(300), 반도체층(400), 투명도전층(500) 또는 후면전극층(600)의 패턴 형성을 위해서는, 상기 기판(100)의 하측으로부터 레이저 빔을 조사하는 소위 레이저 스크라이빙 공정을 통해 제1 분리부(310), 콘택부(430), 또는 제2 분리부(650)를 형성해야 하는데, 이 경우 레이저 빔이 상기 광산란막(200)에 포함된 비드(220)를 통과하게 되면 레이저 빔의 경로가 변경될 수 있어 상기 제1 분리부(310), 콘택부(430), 또는 제2 분리부(650)가 원하지 않는 형태로 형성되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 레이저 빔이 조사되는 영역에 해당하는 상기 광산란막(200) 영역에 개구부(210, 230, 250)를 형성함으로써, 레이저 빔의 경로가 변경되는 것을 방지하도록 한 것이다. That is, in order to form the pattern of the front electrode layer 300, the semiconductor layer 400, the transparent conductive layer 500, or the back electrode layer 600, so-called laser scribing that irradiates a laser beam from the lower side of the substrate 100. Through the process, the first separation part 310, the contact part 430, or the second separation part 650 should be formed, in which case a laser beam passes through the beads 220 included in the light scattering film 200. In this case, the path of the laser beam may be changed, such that the first separation unit 310, the contact unit 430, or the second separation unit 650 may be formed in an undesirable shape. Therefore, in the present invention, the openings 210, 230, and 250 are formed in the light scattering film 200 region corresponding to the region to which the laser beam is irradiated, thereby preventing the path of the laser beam from being changed.

특히, 상기 광산란막(200)은 상기 제1 분리부(310)에 대응하는 제1 개구부(210), 상기 콘택부(430)에 대응하는 제2 개구부(230), 및 상기 제2 분리부(650)에 대응하는 제3 개구부(250)를 포함하여 이루어질 수 있는데, 본 발명에 따른 광산란막(200)이 반드시 제1 개구부(210), 제2 개구부(230) 및 제3 개구부(250) 모두를 구비한 경우로만 한정되는 것은 아니고, 하나 또는 두 개의 개구부만을 구비할 수도 있다. In particular, the light scattering layer 200 may include a first opening 210 corresponding to the first separation unit 310, a second opening 230 corresponding to the contact unit 430, and the second separation unit ( And a third opening 250 corresponding to the 650. The light scattering film 200 according to the present invention necessarily includes both the first opening 210, the second opening 230, and the third opening 250. It is not limited only to the case provided, but may be provided with only one or two openings.

또한, 박막형 태양전지의 모듈화 공정에서는 소정 형태의 하우징을 박막형 태양전지에 연결하게 되는데, 이때 상기 하우징과 박막형 태양전지 사이에 쇼트가 발생되는 것을 방지하기 위해서 박막형 태양전지의 최외곽 영역에 격리부를 형성할 수 있고, 이와 같은 격리부는 박막형 태양전지의 최외곽 영역에 형성된 전면전극층(300), 반도체층(400), 투명도전층(500) 및 후면전극층(600)의 소정 영역을 레이저 빔에 의해 제거하는 공정을 통해 형성될 수 있다. 따라서, 이와 같은 최외곽 영역에 형성되는 격리부에 대응하도록 상기 광산란막(200)에 제4 개구부(미도시)가 추가로 형성될 수도 있다. In addition, in the modularization process of the thin-film solar cell, the housing of a predetermined type is connected to the thin-film solar cell. In this case, an isolation part is formed in the outermost region of the thin-film solar cell in order to prevent a short between the housing and the thin-film solar cell. The isolation unit may remove a predetermined region of the front electrode layer 300, the semiconductor layer 400, the transparent conductive layer 500, and the rear electrode layer 600 formed in the outermost region of the thin film solar cell by a laser beam. It can be formed through the process. Therefore, a fourth opening (not shown) may be further formed in the light scattering film 200 to correspond to the isolation portion formed in the outermost region.

상기 전면전극층(300)는 상기 광산란막(200) 위에 형성되며, 셀분리를 위한 제1 분리부(310)를 구비하고 있다. 즉, 상기 전면전극층(300)는 상기 제1 분리부(310)에 의해 단위셀 별로 구분되어 있다. 또한, 상기 전면전극층(300)은 상기 광산란막(200)에 구비된 제2 개구부(230) 및 제3 개구부(250) 내에도 형성되어 있다. The front electrode layer 300 is formed on the light scattering layer 200, and has a first separator 310 for cell separation. That is, the front electrode layer 300 is divided by unit cells by the first separator 310. In addition, the front electrode layer 300 is also formed in the second opening 230 and the third opening 250 provided in the light scattering film 200.

상기 전면전극층(300)은 태양광이 입사되는 면에 형성되므로, ZnO, 3족 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:B, ZnO:Al), 수소 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:H), SnO₂, SnO₂:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질을 이용하여 형성할 수 있다. Since the front electrode layer 300 is formed on a surface where sunlight is incident, the front electrode layer 300 is doped with a material containing ZnO (eg, ZnO: B, ZnO: Al) or a hydrogen element, which is doped with a material containing a ZnO or Group III element. It may be formed using a transparent conductive material such as ZnO (eg, ZnO: H), SnO ₂ , SnO ₂ : F, or Indium Tin Oxide (ITO).

상기 전면전극층(300)의 표면은 요철구조로 형성될 수 있으며, 이와 같이 전면전극층(300)의 표면이 요철구조로 형성될 경우에는 입사되는 태양광을 다양하게 산란시켜 상기 반도체층(400)에서 태양광의 흡수율을 증진시킬 수 있다. The surface of the front electrode layer 300 may be formed with a concave-convex structure. When the surface of the front electrode layer 300 is formed with a concave-convex structure, the incident solar light may be scattered in various ways in the semiconductor layer 400. It can improve the absorption of sunlight.

다만, 상기 전면전극층(300) 표면의 요철구조가 너무 크게 형성되면, 상기 전면전극층(300) 상부에 형성되는 반도체층(400) 및 투명도전층(500)에 결함이 생길 수 있어 오히려 태양전지의 효율이 떨어질 수 있다. 본 발명의 경우는 상기 광산란막(200)에 의해서 태양광의 산란효과를 충분히 얻을 수 있기 때문에 상기 전면전극층(300) 표면의 요철구조를 무리하게 크게 형성할 필요가 없으며, 따라서 상기 전면전극층(300) 표면의 요철구조는 상기 반도체층(400) 및 투명도전층(500)에 결함이 생기지 않을 정도로 작게 조절하는 것이 바람직하다. However, if the concave-convex structure of the front electrode layer 300 is formed too large, defects may occur in the semiconductor layer 400 and the transparent conductive layer 500 formed on the front electrode layer 300. This can fall. In the present invention, since the scattering effect of sunlight can be sufficiently obtained by the light scattering film 200, it is not necessary to form an uneven structure largely on the surface of the front electrode layer 300, thus the front electrode layer 300 The uneven structure of the surface is preferably adjusted so small that defects do not occur in the semiconductor layer 400 and the transparent conductive layer 500.

한편, 상기 전면전극층(300)의 표면이 요철구조로 형성되지 않을 수도 있다. On the other hand, the surface of the front electrode layer 300 may not be formed in an uneven structure.

즉, 상기 전면전극층(300)의 표면을 요철구조로 형성하기 위한 하나의 방법으로 상기 전면전극층(300)의 증착공정 조건을 조절하여 증착과 동시에 요철구조의 표면을 구비한 전면전극층(300)을 형성하는 방법이 있는데, 이 방법은 증착공정 조건의 조절이 용이하지 않아 원하는 요철패턴을 얻기가 용이하지 않을 수 있고, 원하지 않는 요철패턴이 형성될 경우에는 상기 전면전극층(300) 상부에 형성되는 반도체층(400) 및 투명도전층(500)에 결함이 생길 수 있다. That is, as one method for forming the surface of the front electrode layer 300 in the concave-convex structure, the front electrode layer 300 having the surface of the concave-convex structure is deposited by controlling the deposition process conditions of the front electrode layer 300. There is a method of forming, this method may not be easy to obtain the desired uneven pattern because it is not easy to control the deposition process conditions, the semiconductor formed on the front electrode layer 300 when the uneven pattern is not desired Defects may occur in the layer 400 and the transparent conductive layer 500.

또한, 상기 전면전극층(300)의 표면을 요철구조로 형성하기 위한 다른 방법으로 일단 평탄한 표면을 구비한 전면전극층(300)을 증착한 후 화학적 식각공정으로 전면전극층(300)의 표면을 요철패턴으로 형성하는 방법이 있는데, 이 방법은 화학적 식각공정이 추가됨으로써 그만큼 공정이 복잡해지며 화학약품으로 인한 환경문제 및 그 처리비용 문제 등이 유발될 수 있다. In addition, as another method for forming the surface of the front electrode layer 300 in a concave-convex structure, the front electrode layer 300 having a flat surface is deposited once, and then the surface of the front electrode layer 300 is formed in a concave-convex pattern by a chemical etching process. There is a method of forming, which is complicated by the addition of a chemical etching process, the environmental problems due to chemicals and the cost of treatment can be caused.

따라서, 본 발명의 경우 상기 광산란막(200)을 통해 태양광을 다양한 각으로 굴절시키기 때문에 상기 전면전극층(300)의 표면에 별도의 요철구조를 형성하지 않아도 무방한 것이다. Therefore, in the present invention, since the light is refracted at various angles through the light scattering film 200, it is not necessary to form a separate uneven structure on the surface of the front electrode layer 300.

상기 반도체층(400)은 상기 전면전극층(300) 위에 형성되며, 상기 전면전극층(300)의 표면이 요철구조로 형성될 경우 상기 반도체층(400)의 표면도 요철구조로 형성될 수 있다. The semiconductor layer 400 is formed on the front electrode layer 300, and when the surface of the front electrode layer 300 is formed in an uneven structure, the surface of the semiconductor layer 400 may also be formed in an uneven structure.

상기 반도체층(400)은 콘택부(430) 및 제2 분리부(650)를 구비하고 있다. 상기 콘택부(430)는 상기 전면전극층(300)과 상기 후면전극층(600)을 전기적으로 연결시키는 통로역할을 하는 것이고, 상기 제2 분리부(650)는 상기 후면전극층(600)을 단위셀 별로 구분하기 위한 것이다. The semiconductor layer 400 includes a contact portion 430 and a second separation portion 650. The contact part 430 serves as a path for electrically connecting the front electrode layer 300 and the back electrode layer 600, and the second separator 650 connects the back electrode layer 600 to each unit cell. To distinguish.

상기 반도체층(400)은 상기 전면전극층(300)에 구비된 제1 분리부(310)를 통해서 상기 광산란막(200)에 구비된 제1 개구부(210) 내에도 형성되어 있다. The semiconductor layer 400 is also formed in the first opening 210 provided in the light scattering layer 200 through the first separation unit 310 provided in the front electrode layer 300.

상기 반도체층(400)은 P(positive)형 반도체층, I(intrinsic)형 반도체층, 및 N(negative)형 반도체층이 순서대로 적층된 PIN구조로 형성될 수 있다. 상기 N형 반도체층은 N형 도핑물질(예컨대, 안티몬(Sb), 비소(As), 인(P) 등의 5족 원소 물질)로 도핑된 반도체층을 의미하며, I형 반도체층은 진성 반도체층을 의미하며, P형 반도체층은 P형 도핑물질(예컨대, 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소 물질)로 도핑된 반도체층을 의미한다.The semiconductor layer 400 may have a PIN structure in which a P (positive) type semiconductor layer, an I (intrinsic) type semiconductor layer, and an N (negative) type semiconductor layer are sequentially stacked. The N-type semiconductor layer refers to a semiconductor layer doped with an N-type doping material (eg, group 5 elemental materials such as antimony (Sb), arsenic (As), phosphorus (P), etc.), and the I-type semiconductor layer is an intrinsic semiconductor. The P-type semiconductor layer refers to a semiconductor layer doped with a P-type doping material (eg, a group 3 element material such as boron (B), gallium (Ga), indium (In), etc.).

이와 같이 상기 반도체층(400)이 PIN구조로 형성되면, 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, 결국 정공은 P형 반도체층을 통해 전면전극층(300)으로 수집되고 전자는 N형 반도체층을 통해 후면전극층(600)으로 수집된다. 한편, 상기 반도체층(400)이 PIN구조로 형성될 경우에는 상기 전면전극(300) 상부에 P형 반도체층을 형성하고 이어서 I형 반도체층 및 N형 반도체층을 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. As described above, when the semiconductor layer 400 has a PIN structure, the I-type semiconductor layer is depleted by the P-type semiconductor layer and the N-type semiconductor layer to generate an electric field therein, and is generated by sunlight. As the holes and electrons are drift by the electric field, holes are collected to the front electrode layer 300 through the P-type semiconductor layer and electrons are collected to the back electrode layer 600 through the N-type semiconductor layer. On the other hand, when the semiconductor layer 400 is formed in a PIN structure, it is preferable to form a P-type semiconductor layer on the front electrode 300 and then to form an I-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer. In general, since the drift mobility of the holes is low due to the drift mobility of the electrons, the P-type semiconductor layer is formed close to the light receiving surface in order to maximize the collection efficiency due to incident light.

한편, 상기 I형 반도체층 대신에 상기 N형 또는 P형 반도체층 보다 얇은 두께의 N형 또는 P형 반도체층이 형성될 수도 있고, 상기 I형 반도체층 대신에 상기 N형 또는 P형 반도체층 보다 도핑 농도가 낮은 N형 또는 P형 반도체층이 형성될 수 있다.Meanwhile, an N-type or P-type semiconductor layer having a thickness thinner than that of the N-type or P-type semiconductor layer may be formed instead of the I-type semiconductor layer, or instead of the N-type or P-type semiconductor layer instead of the I-type semiconductor layer. An N-type or P-type semiconductor layer having a low doping concentration may be formed.

또한, 상기 반도체층(400)은 실리콘계 화합물을 이용할 수도 있지만 CIGS(CuInGaSe2)와 같은 화합물을 이용할 수도 있다. In addition, although the silicon layer compound may be used as the semiconductor layer 400, a compound such as CIGS (CuInGaSe 2) may be used.

한편, 도 2의 확대도에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(400)은 제1 반도체층(401), 버퍼층(402), 및 제2 반도체층(403)이 순서대로 적층되어 소위 탠덤(tandem)구조로 형성될 수 있다. On the other hand, as can be seen in the enlarged view of Figure 2, the semiconductor layer 400 is the first semiconductor layer 401, the buffer layer 402, and the second semiconductor layer 403 are sequentially stacked so-called tandem (tandem) It may be formed into a structure.

상기 제1 반도체층(401) 및 제2 반도체층(403)은 모두 P형 반도체층, I형 반도체층 및 N형 반도체층이 순서대로 적층된 PIN구조로 형성될 수 있다. The first semiconductor layer 401 and the second semiconductor layer 403 may both be formed in 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 제1 반도체층(401)은 PIN구조의 비정질 반도체물질로 이루어지고, 상기 제2 반도체층(403)은 PIN구조의 미세결정질 반도체물질로 이루어질 수 있다. The first semiconductor layer 401 may be made of an amorphous semiconductor material having a PIN structure, and the second semiconductor layer 403 may be made of a microcrystalline semiconductor material having a PIN structure.

상기 비정질 반도체물질은 단파장의 광을 잘 흡수하고 상기 미세결정질 반도체물질은 장파장의 광을 잘 흡수하는 특성이 있기 때문에, 비정질 반도체물질과 미세결정질 반도체물질을 조합할 경우 광흡수효율이 증진될 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제1 반도체층(401)으로서 비정질반도체/게르마늄, 미세결정질 반도체물질, 결정질 반도체물질 등 다양하게 변경 이용할 수 있고, 상기 제2 반도체층(403)으로서 비정질 반도체물질, 비정질반도체/게르마늄, 결정질 반도체물질 등 다양하게 변경 이용할 수 있다. Since the amorphous semiconductor material absorbs light of short wavelength well and the microcrystalline semiconductor material absorbs light of long wavelength well, light absorption efficiency may be enhanced when the amorphous semiconductor material and the microcrystalline semiconductor material are combined. . However, the present invention is not limited thereto, and various modifications such as an amorphous semiconductor / germanium, a microcrystalline semiconductor material, a crystalline semiconductor material, etc. may be used as the first semiconductor layer 401, and the amorphous semiconductor may be used as the second semiconductor layer 403. Various modifications such as materials, amorphous semiconductors / germanium, and crystalline semiconductor materials can be used.

상기 버퍼층(402)은 상기 제1 반도체층(401) 및 제2 반도체층(403)의 사이에서 터널접합을 통해 정공 및 전자의 이동을 원활히 하는 역할을 하는 것으로서, ZnO, 3족 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:B, ZnO:Al), 수소 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:H), SnO₂, SnO₂:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명한 물질로 형성될 수 있다.The buffer layer 402 serves to facilitate the movement of holes and electrons through tunnel junctions between the first semiconductor layer 401 and the second semiconductor layer 403, and includes ZnO and Group 3 elements. ZnO doped with a material (eg ZnO: B, ZnO: Al), ZnO doped with a material containing a hydrogen element (eg ZnO: H), SnO ₂ , SnO ₂ : F, or Indium Tin Oxide (ITO) It may be formed of a transparent material such as.

또한, 상기 반도체층(400)은 탠덤(tandem)구조 이외에, 제1반도체층, 제2반도체층, 제3반도체층, 및 각각의 반도체층 사이에 형성된 버퍼층을 포함하는 트리플(triple) 구조로 형성될 수도 있다. In addition, the semiconductor layer 400 may be formed in a triple structure including a first semiconductor layer, a second semiconductor layer, a third semiconductor layer, and a buffer layer formed between each semiconductor layer, in addition to a tandem structure. May be

상기 투명도전층(500)은 상기 반도체층(400)과 후면전극층(600) 사이에 형성되지만, 경우에 따라서 생략이 가능하다. The transparent conductive layer 500 is formed between the semiconductor layer 400 and the back electrode layer 600, but may be omitted in some cases.

상기 투명도전층(500)은 ZnO, 3족 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:B, ZnO:Al), 수소 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:H), SnO₂, SnO₂:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명한 도전물질로 이루어질 수 있으며, 상기 투명도전층(500)의 표면도 요철구조로 형성될 수 있다. The transparent conductive layer 500 is ZnO (eg, ZnO: B, ZnO: Al) doped with a material containing a ZnO, Group 3 element, ZnO (eg, ZnO: H) doped with a material containing a hydrogen element, It may be made of a transparent conductive material such as SnO ₂ , SnO ₂ : F, or ITO (Indium Tin Oxide), and the surface of the transparent conductive layer 500 may be formed of an uneven structure.

상기 투명도전층(500)은 상기 반도체층(400)과 유사하게 콘택부(430) 및 제2 분리부(650)를 구비할 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 투명도전층(500)이 상기 콘택부(430) 내에 형성될 수도 있다. The transparent conductive layer 500 may include a contact portion 430 and a second separation portion 650 similarly to the semiconductor layer 400, but is not limited thereto. It may be formed in the contact portion 430.

상기 후면전극층(600)은 상기 투명도전층(500) 위에 형성되며, 상기 콘택부(430)를 통해 상기 전면전극층(300)과 전기적으로 연결되어 있다. The back electrode layer 600 is formed on the transparent conductive layer 500 and is electrically connected to the front electrode layer 300 through the contact portion 430.

상기 후면전극층(600)은 셀분리를 위한 제2 분리부(650)를 구비하고 있다. 즉, 상기 후면전극층(600)는 상기 제2 분리부(650)에 의해 단위셀 별로 구분되어 있다. The back electrode layer 600 includes a second separator 650 for cell separation. That is, the back electrode layer 600 is divided by unit cells by the second separator 650.

상기 후면전극층(600)은 Ag, Al, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu 과 같은 금속으로 이루어질 수 있다. The back electrode layer 600 may be formed of a metal such as Ag, Al, Ag + Mo, Ag + Ni, Ag + Cu.

<박막형 태양전지의 제조방법><Method of manufacturing thin film solar cell>

도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 사시도이다. 4A to 4G are perspective views illustrating a manufacturing process of a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 4a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 비드(220) 및 상기 비드(220)를 고정하는 바인더(240)를 포함하여 이루어진 광산란막(200)을 형성한다. First, as shown in FIG. 4A, a light scattering layer 200 including a bead 220 and a binder 240 fixing the beads 220 is formed on the substrate 100.

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

상기 광산란막(200)은 제1 개구부(210), 제2 개구부(230) 및 제3 개구부(250) 중 적어도 하나의 개구부를 구비하도록 패턴 형성한다. 또한, 상기 광산란막(200)은 상기 기판(100)의 최외곽 영역에 대응하는 영역에 제4 개구부를 추가로 구비하도록 패턴 형성할 수도 있다. The light scattering layer 200 is formed in a pattern to include at least one of the first opening 210, the second opening 230, and the third opening 250. In addition, the light scattering layer 200 may be patterned to further include a fourth opening in a region corresponding to the outermost region of the substrate 100.

상기 광산란막(200)은 상기 비드(220)를 상기 바인더(240)에 균일하게 분포시켜 페이스트를 준비한 후 이와 같은 페이스트를 이용하여 프린팅(Printing) 방법으로 형성할 수도 있고, 졸-겔(Sol-Gel) 방법, 딥 코팅(Dip Coating) 방법, 또는 스핀 코팅(Spin Coating) 방법을 이용하여 형성할 수도 있으며, 이 경우 상기 개구부(210, 230, 250)를 가리는 마스크를 적용함으로써 최종적으로 상기 개구부(210, 230), 250)를 구비한 광산란막(200)을 패턴 형성할 수 있다. The light scattering layer 200 may be uniformly distributed on the binder 240 to prepare a paste, and then may be formed using a printing method using such a paste, or a sol-gel (Sol- It may be formed using a gel method, a dip coating method, or a spin coating method. In this case, by applying a mask covering the openings 210, 230, and 250, the openings ( The light scattering film 200 having the 210, 230, and 250 may be patterned.

상기 광산란막(200)을 형성함에 있어서, 상기와 같은 방법으로 막을 형성한 후, 적외선 소성공정 또는 저온/고온 소성공정을 추가로 수행함으로써 상기 기판(100)과 상기 광산란막(200) 사이의 결합력을 증진시키는 것이 바람직하다. In forming the light scattering film 200, after forming the film in the same manner as described above, the bonding force between the substrate 100 and the light scattering film 200 by additionally performing an infrared firing process or a low temperature / high temperature firing process It is desirable to promote

상기 광산란막(200)은 확대도에서 알 수 있듯이 그 표면을 요철구조로 형성할 수 있으며, 이 경우에는 상기 프린팅(Printing) 방법, 졸-겔(Sol-Gel) 방법, 딥 코팅(Dip Coating) 방법, 또는 스핀 코팅(Spin Coating) 방법을 수행한 후 물리적 접촉을 통해 막 표면을 요철구조로 형성할 수 있다. The light scattering film 200 can be formed in the concave-convex structure as can be seen in the enlarged view, in this case, the printing method, the sol-gel method, dip coating After performing the method or the spin coating method (Spin Coating), the surface of the film may be formed into a concave-convex structure by physical contact.

상기 광산란막(200)을 구성하는 상기 비드(220) 및 바인더(240)의 구성은 전술한 바와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. Since the bead 220 and the binder 240 constituting the light scattering film 200 are the same as described above, a detailed description thereof will be omitted.

다음, 도 4b에서 알 수 있듯이, 상기 광산란막(200)을 포함한 기판 전면에 전면전극층(300)을 형성한다. Next, as can be seen in Figure 4b, the front electrode layer 300 is formed on the front surface of the substrate including the light scattering film 200.

상기 전면전극층(300)은, ZnO, 3족 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:B, ZnO:Al), 수소 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:H), SnO₂, SnO₂:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질을 이용하여 적층할 수 있으며, 그 표면은 요철구조로 형성할 수 있다. The front electrode layer 300 may include ZnO (eg, ZnO: B, ZnO: Al) doped with a material containing a ZnO, group III element, or ZnO (eg, ZnO: H) doped with a material containing a hydrogen element. It may be laminated using a transparent conductive material such as SnO ₂ , SnO ₂ : F, or ITO (Indium Tin Oxide), and the surface thereof may be formed with an uneven structure.

이와 같이 표면이 요철구조로 형성된 전면전극층(300)을 형성하는 방법으로는, MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)공정과 같은 증착공정시 증착조건을 적절히 조절함으로써 표면이 요철구조로 형성된 전면전극층을 직접 형성하는 방법, 또는 스퍼터링(Sputtering)공정과 같은 증착공정을 통해 균일한 표면의 전면전극층을 형성한 후 식각공정을 통해 그 표면을 요철구조로 형성하는 방법이 있다. 상기 식각공정으로는 포토리소그라피법(photolithography)을 이용한 식각공정, 화학용액을 이용한 이방성 식각공정(anisotropic etching), 또는 기계적 스크라이빙(mechanical scribing)을 이용한 식각공정 등을 이용할 수 있다. As such a method of forming the front electrode layer 300 having a concave-convex structure, the front electrode layer having the concave-convex structure may be directly controlled by appropriately adjusting the deposition conditions during a deposition process such as a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) process. There is a method of forming or forming a front electrode layer of a uniform surface through a deposition process such as a sputtering process and then forming the surface into an uneven structure through an etching process. The etching process may include an etching process using photolithography, anisotropic etching using a chemical solution, or an etching process using mechanical scribing.

전술한 바와 같이, 전면전극(300) 표면의 요철구조는 이후 공정에서 형성할 반도체층 및 투명도전층에 결함이 생기지 않을 정도로 작게 조절하는 것이 바람직하다. As described above, the uneven structure of the surface of the front electrode 300 is preferably adjusted so small that defects do not occur in the semiconductor layer and the transparent conductive layer to be formed in a later process.

한편, 상기 전면전극(300)의 표면을 요철구조로 형성하지 않을 수도 있으며, 이 경우에는 일반적인 스퍼터링법을 이용하여 상기 전면전극층(300)을 적층할 수 있다. On the other hand, the surface of the front electrode 300 may not be formed in a concave-convex structure, in this case, the front electrode layer 300 can be laminated using a common sputtering method.

다음, 도 4c에서 알 수 있듯이, 상기 전면전극층(300)에 제1 분리부(310)를 형성한다. Next, as shown in FIG. 4C, a first separator 310 is formed in the front electrode layer 300.

상기 제1 분리부(310)는 상기 기판(100)의 하측으로부터 레이저 빔을 조사하는 소위 레이저 스크라이빙 공정을 통해 형성하며, 특히, 상기 광산란막(200)에 구비된 제1 개구부(210)에 대응하는 상기 전면전극층(300) 영역에 형성한다. The first separating part 310 is formed through a so-called laser scribing process of irradiating a laser beam from the lower side of the substrate 100, and in particular, the first opening 210 provided in the light scattering film 200. It is formed in the region of the front electrode layer 300 corresponding to the.

이와 같이, 상기 제1 분리부(310)를 상기 제1 개구부(210)에 대응하는 상기 전면전극층(300) 영역에 형성하기 때문에 레이저 빔이 상기 광산란막(200)에 구비된 비드(220)에 의해 그 경로가 변경되지 않게 되고, 따라서, 원하는 패턴으로 상기 전면전극층(300)을 형성할 수 있게 된다. As such, since the first separator 310 is formed in the region of the front electrode layer 300 corresponding to the first opening 210, a laser beam is applied to the bead 220 provided in the light scattering layer 200. As a result, the path is not changed, and thus, the front electrode layer 300 can be formed in a desired pattern.

다음, 도 4d에서 알 수 있듯이, 상기 전면전극층(300)을 포함한 기판 전면에 반도체층(400) 및 투명도전층(500)을 차례로 형성한다. Next, as shown in FIG. 4D, the semiconductor layer 400 and the transparent conductive layer 500 are sequentially formed on the entire surface of the substrate including the front electrode layer 300.

상기 반도체층(400)은 실리콘계의 비정질 반도체물질을 플라즈마 CVD법 등을 이용하여 P형 반도체층, I형 반도체층, 및 N형 반도체층을 순서대로 적층한 PIN구조로 형성할 수 있다.The semiconductor layer 400 may be formed in a PIN structure in which a silicon-based amorphous semiconductor material is sequentially stacked with a P-type semiconductor layer, an I-type semiconductor layer, and an N-type semiconductor layer by using a plasma CVD method or the like.

또한, 확대도에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(400)은 제1 반도체층(401), 버퍼층(402), 및 제2 반도체층(403)을 순서대로 적층하여 소위 탠덤(tandem)구조로 형성할 수도 있다. In addition, as can be seen from the enlarged view, the semiconductor layer 400 is formed by stacking the first semiconductor layer 401, the buffer layer 402, and the second semiconductor layer 403 in order to form a so-called tandem structure. You may.

상기 반도체층(400)을 구성하는 물질 등에 대한 구체적인 설명은 전술한 바와 동일하므로 생략하기로 한다. Detailed description of the material constituting the semiconductor layer 400 is the same as described above and will be omitted.

상기 투명도전층(500)은 ZnO, 3족 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:B, ZnO:Al), 수소 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:H), SnO₂, SnO₂:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 적층하여 형성할 수 있다. 다만, 상기 투명도전층(500) 형성공정은 생략이 가능하다. The transparent conductive layer 500 is ZnO (eg, ZnO: B, ZnO: Al) doped with a material containing a ZnO, Group 3 element, ZnO (eg, ZnO: H) doped with a material containing a hydrogen element, A transparent conductive material such as SnO ₂ , SnO ₂ : F, or ITO (Indium Tin Oxide) may be formed by laminating by sputtering or metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). However, the process of forming the transparent conductive layer 500 may be omitted.

다음, 도 4e에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(400) 및 투명도전층(500)에 콘택부(430)를 형성한다. Next, as shown in FIG. 4E, a contact portion 430 is formed in the semiconductor layer 400 and the transparent conductive layer 500.

상기 콘택부(430)는 상기 기판(100)의 하측으로부터 레이저 빔을 조사하는 소위 레이저 스크라이빙 공정을 통해 형성하며, 특히, 상기 광산란막(200)에 구비된 제2 개구부(230)에 대응하는 상기 반도체층(400) 및 투명도전층(500) 영역에 형성한다. The contact portion 430 is formed through a so-called laser scribing process of irradiating a laser beam from the lower side of the substrate 100, and in particular, corresponds to the second opening 230 provided in the light scattering layer 200. In the semiconductor layer 400 and the transparent conductive layer 500.

이와 같이, 상기 콘택부(430)를 상기 제2 개구부(230)에 대응하는 상기 반도체층(400) 및 투명도전층(500) 영역에 형성하기 때문에 레이저 빔이 상기 광산란막(200)에 구비된 비드(220)에 의해 그 경로가 변경되지 않게 되고, 따라서, 원하는 패턴으로 상기 반도체층(400) 및 투명도전층(500)을 형성할 수 있게 된다. As such, since the contact portion 430 is formed in the semiconductor layer 400 and the transparent conductive layer 500 corresponding to the second opening 230, a laser beam is provided in the light scattering layer 200. The path of the semiconductor layer 400 and the transparent conductive layer 500 can be formed in a desired pattern by the reference numeral 220.

다음, 도 4f에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(500)을 포함한 기판 전면에 후면전극층(600)을 형성한다. Next, as can be seen in Figure 4f, to form a back electrode layer 600 on the front surface of the substrate including the transparent conductive layer (500).

상기 후면전극층(600)은 Ag, Al, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu 과 같은 금속을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 인쇄법 등을 이용하여 형성할 수 있다. The back electrode layer 600 may be formed of a metal such as Ag, Al, Ag + Mo, Ag + Ni, Ag + Cu using a sputtering method or a printing method.

다음, 도 4g에서 알 수 있듯이, 상기 후면전극층(600)에 제2 분리부(650)를 형성한다. 그리하면, 상기 콘택부(430)를 통해 전면전극층(300)과 전기적으로 연결되며 제2 분리부(650)에 의해 단위셀 별로 구분되는 후면전극층(600)이 완성된다.Next, as can be seen in Figure 4g, the second separator 650 is formed on the back electrode layer 600. Then, the back electrode layer 600 is electrically connected to the front electrode layer 300 through the contact portion 430 and is divided by unit cells by the second separator 650.

상기 제2 분리부(650)는 상기 기판(100)의 하측으로부터 레이저 빔을 조사하는 소위 레이저 스크라이빙 공정을 통해 형성하며, 특히, 상기 광산란막(200)에 구비된 제3 개구부(250)에 대응하는 상기 후면전극층(600) 영역에 형성한다. The second separator 650 is formed through a so-called laser scribing process of irradiating a laser beam from the lower side of the substrate 100, and in particular, the third opening 250 provided in the light scattering layer 200. It is formed in the region of the back electrode layer 600 corresponding to the.

이와 같이, 상기 제2 분리부(650)를 상기 제3 개구부(250)에 대응하는 상기 후면전극층(600) 영역에 형성하기 때문에 레이저 빔이 상기 광산란막(200)에 구비된 비드(220)에 의해 그 경로가 변경되지 않게 되고, 따라서, 원하는 패턴으로 상기 후면전극층(600)을 형성할 수 있게 된다. As such, since the second separator 650 is formed in the region of the back electrode layer 600 corresponding to the third opening 250, a laser beam is applied to the bead 220 provided in the light scattering layer 200. As a result, the path is not changed, and thus, the back electrode layer 600 can be formed in a desired pattern.

한편, 도시하지는 않았지만, 상기 도 4g에 따른 제2 분리부(650) 형성 공정 이후에, 상기 기판(100)의 최외곽 영역에 격리부를 형성하는 공정을 추가로 수행할 수 있다. 상기 격리부는 상기 기판(100)의 하측으로부터 레이저 빔을 조사하는 소위 레이저 스크라이빙 공정을 통해 형성하며, 특히, 상기 광산란막(200)에 구비된 제4 개구부(미도시)에 대응하는 영역에 형성한다. 보다 구체적으로, 상기 격리부는 상기 제4 개구부에 대응하는 최외곽 영역의 전면전극층(200), 반도체층(400), 투명도전층(500) 및 후면전극층(600)에 형성한다. Although not shown, after the process of forming the second separator 650 of FIG. 4G, a process of forming an isolation part in the outermost region of the substrate 100 may be further performed. The isolation part is formed through a so-called laser scribing process of irradiating a laser beam from the lower side of the substrate 100, and particularly, in an area corresponding to a fourth opening (not shown) provided in the light scattering film 200. Form. More specifically, the isolation part is formed on the front electrode layer 200, the semiconductor layer 400, the transparent conductive layer 500, and the rear electrode layer 600 in the outermost region corresponding to the fourth opening.

도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 사시도이다. 이하에서는, 전술한 실시예에서와 동일한 구성에 대한 반복설명은 생략하기로 한다. 5A to 5F are perspective views illustrating a manufacturing process of a thin film solar cell according to another embodiment of the present invention. In the following, repeated description of the same configuration as in the above-described embodiment will be omitted.

우선, 도 5a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 비드(220) 및 상기 비드(220)를 고정하는 바인더(240)를 포함하여 이루어진 광산란막(200)을 형성한다. First, as shown in FIG. 5A, the light scattering layer 200 including the beads 220 and the binder 240 fixing the beads 220 is formed on the substrate 100.

다음, 도 5b에서 알 수 있듯이, 상기 광산란막(200)을 포함한 기판 전면에 전면전극층(300)을 형성한다. Next, as can be seen in Figure 5b, the front electrode layer 300 is formed on the front surface of the substrate including the light scattering film 200.

상기 전면전극층(300)은 그 표면을 요철구조로 형성할 수도 있고 요철구조로 형성하지 않을 수도 있다. The front electrode layer 300 may have a concave-convex structure or may not have a concave-convex structure.

다음, 도 5c에서 알 수 있듯이, 상기 전면전극층(300)에 제1 분리부(310)를 형성한다. Next, as shown in FIG. 5C, a first separator 310 is formed in the front electrode layer 300.

상기 제1 분리부(310)는 레이저 스크라이빙 공정을 통해 상기 광산란막(200)에 구비된 제1 개구부(210)에 대응하는 상기 전면전극층(300) 영역에 형성한다. The first separator 310 is formed in a region of the front electrode layer 300 corresponding to the first opening 210 provided in the light scattering layer 200 through a laser scribing process.

다음, 도 5d에서 알 수 있듯이, 상기 전면전극층(300)을 포함한 기판 전면에 반도체층(400) 및 투명도전층(500)을 차례로 형성한다. Next, as shown in FIG. 5D, the semiconductor layer 400 and the transparent conductive layer 500 are sequentially formed on the entire surface of the substrate including the front electrode layer 300.

다음, 도 5e에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(400) 및 투명도전층(500)에 콘택부(430) 및 제2 분리부(650)를 형성한다. Next, as shown in FIG. 5E, the contact portion 430 and the second separation portion 650 are formed in the semiconductor layer 400 and the transparent conductive layer 500.

상기 콘택부(430)는 레이저 스크라이빙 공정을 통해 상기 광산란막(200)에 구비된 제2 개구부(230)에 대응하는 상기 반도체층(400) 및 투명도전층(500) 영역에 형성한다. The contact portion 430 is formed in a region of the semiconductor layer 400 and the transparent conductive layer 500 corresponding to the second opening 230 provided in the light scattering layer 200 through a laser scribing process.

상기 제2 분리부(650)는 레이저 스크라이빙 공정을 통해 상기 광산란막(200)에 구비된 제3 개구부(250)에 대응하는 상기 반도체층(400) 및 투명도전층(500) 영역에 형성한다. The second separator 650 is formed in the semiconductor layer 400 and the transparent conductive layer 500 corresponding to the third opening 250 provided in the light scattering layer 200 through a laser scribing process. .

다음, 도 5f에서 알 수 있듯이, 후면전극층(600)을 패턴 형성한다. Next, as can be seen in Figure 5f, the back electrode layer 600 is patterned.

상기 후면전극층(600)은 상기 콘택부(430)를 통해 전면전극층(300)과 전기적으로 연결되며 제2 분리부(650)에 의해 단위셀 별로 구분되도록 패턴 형성하는데, 이와 같은 후면전극층(600)의 패턴 형성은 다양한 인쇄방법을 이용하여 수행할 수 있다. The back electrode layer 600 is electrically connected to the front electrode layer 300 through the contact portion 430 and is formed in a pattern so as to be divided into unit cells by the second separator 650. The pattern formation of may be performed using various printing methods.

즉, 상기 후면전극층(600)은 Ag, Al, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu 등과 같은 금속 페이스트(Paste)를 이용하여 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 그라비아 프린팅(gravure printing), 그라비아 오프셋 프린팅(gravure offset printing), 리버스 오프셋 프린팅(reverse offset printing, 플렉소 프린팅(flexo printing), 또는 마이크로 콘택 프린팅(microcontact printing)방법을 이용하여 한 번의 공정으로 패턴 형성할 수 있다.That is, the back electrode layer 600 may be screen printed, inkjet printed, or gravure printed using a metal paste such as Ag, Al, Ag + Mo, Ag + Ni, Ag + Cu, or the like. (gravure printing, gravure offset printing, reverse offset printing, flexo printing, or microcontact printing can be used to form patterns in one process have.

한편, 도시하지는 않았지만, 상기 도 5f에 따른 후면전극층(600)의 패턴 형성 공정 이후에, 상기 기판(100)의 최외곽 영역에 격리부를 형성하는 공정을 추가로 수행할 수 있다. 상기 격리부는 전술한 바와 마찬가지로 상기 광산란막(200)에 구비된 제4 개구부(미도시)에 대응하는 영역, 보다 구체적으로는, 상기 제4 개구부에 대응하는 최외곽 영역의 전면전극층(200), 반도체층(400), 투명도전층(500) 및 후면전극층(600)에 형성한다. Although not shown, after the pattern forming process of the back electrode layer 600 according to FIG. 5F, a process of forming an isolation part in the outermost region of the substrate 100 may be additionally performed. As described above, the isolation part includes a front electrode layer 200 of a region corresponding to a fourth opening (not shown) provided in the light scattering layer 200, more specifically, an outermost region corresponding to the fourth opening. The semiconductor layer 400 is formed on the transparent conductive layer 500 and the back electrode layer 600.

100: 기판 200: 광산란막
210: 제1 개구부 230: 제2 개구부
250: 제3 개구부 220: 비드
240: 바인더 300: 전면전극층
310: 제1 분리부 400: 반도체층
401: 제1 반도체층 402: 버퍼층
403: 제2 반도체층 430: 콘택부
500: 투명도전층 600: 후면전극층
650: 제2 분리부100: substrate 200: light scattering film
210: first opening 230: second opening
250: third opening 220: bead
240: binder 300: front electrode layer
310: first separator 400: semiconductor layer
401: first semiconductor layer 402: buffer layer
403: second semiconductor layer 430: contact portion
500: transparent conductive layer 600: rear electrode layer
650: second separator

Claims

Board;
A light scattering film formed on the substrate and including a bead and a binder to fix the bead;
A front electrode layer formed on the light scattering layer and having a first separator;
A semiconductor layer formed on the front electrode layer and having a contact portion and a second separator; And
Is formed on the semiconductor layer, and is electrically connected to the front electrode layer through the contact portion and comprises a rear electrode layer provided with the second separation portion,
The light-scattering film has at least one of a first opening corresponding to the first separation part, a second opening corresponding to the contact part, and a third opening corresponding to the second separation part. battery.

The method of claim 1,
The opening includes the first opening, the second opening, and the third opening,
The semiconductor layer is formed in the first opening, and the front electrode layer is formed in the second opening and the third opening, characterized in that the thin-film solar cell.

The method of claim 1,
The light scattering film is a thin-film solar cell further comprises a fourth opening in a region corresponding to the outermost region of the substrate.

The method of claim 1,
The light scattering film is a thin film type solar cell, characterized in that the refractive index is different from the substrate or the front electrode layer.

The method of claim 1,
Thin film solar cell, characterized in that the beads and the binder constituting the light scattering film is different from each other.

The method of claim 1,
The bead is thin film type solar cell, characterized in that consisting of a plurality of beads having a different refractive index.

The method of claim 1,
The bead is made of a core portion and a skin portion surrounding the core portion, wherein the core portion and the skin portion is a thin film solar cell, characterized in that made of a material having a different refractive index.

The method of claim 7, wherein
The core part is a thin film solar cell, characterized in that made of air.

The method of claim 7, wherein
The core part or the skin part is a thin film solar cell, characterized in that composed of a plurality of material layers having different refractive indices.

The method of claim 1,
The light-scattering film is a thin film solar cell, characterized in that the surface is formed of an uneven structure.

The method of claim 1,
The front electrode layer is a thin film solar cell, characterized in that the surface is formed of an uneven structure.

The method of claim 1,
The semiconductor layer is a thin-film solar cell comprising a first semiconductor layer and a second semiconductor layer formed with a buffer layer therebetween.

The method of claim 1,
Thin film solar cell, characterized in that the transparent conductive layer is further formed between the semiconductor layer and the back electrode layer.

Forming a light scattering film on the substrate, the light scattering film comprising a bead and a binder to fix the bead, having at least one of a first opening, a second opening, and a third opening;
Forming a front electrode layer having a first separator on the light scattering film;
Forming a semiconductor layer having a contact portion on the front electrode layer; And
And forming a rear electrode layer on the semiconductor layer, the back electrode layer being electrically connected to the front electrode layer through the contact part and having a second separation part.

The method of claim 14,
Forming the front electrode layer having the first separation unit,
Forming a front electrode layer on the entire surface of the substrate including the light scattering film; And
And forming a first separator in the front electrode layer region corresponding to the first opening.

The method of claim 14,
The step of forming a semiconductor layer including the contact portion,
Forming a semiconductor layer on an entire surface of the substrate including the front electrode layer; And
And forming a contact portion in the semiconductor layer region corresponding to the second opening.

The method of claim 14,
Forming the back electrode layer having the second separator,
Forming a rear electrode layer on the front surface of the substrate including the semiconductor layer; And
And forming a second separator in the back electrode layer region corresponding to the third opening.

The method of claim 14,
The step of forming a semiconductor layer having the contact portion and the step of forming a back electrode layer having the second separation portion,
Forming a semiconductor layer on an entire surface of the substrate including the front electrode layer;
Forming a contact portion in the semiconductor layer region corresponding to the second opening and forming a second separator in the semiconductor layer region corresponding to the third opening; And
A method of manufacturing a thin film solar cell, comprising the step of forming a pattern on the back electrode layer to have the second separator using a printing method.

The method of claim 14,
The light scattering film is formed to further include a fourth opening in a region corresponding to the outermost region of the substrate,
After the forming of the back electrode layer, the thin film solar cell further comprises the step of forming an isolation portion in the front electrode layer, the semiconductor layer, the transparent conductive layer and the rear electrode layer in the outermost region corresponding to the fourth opening. Manufacturing method.

The method of claim 14,
The process of forming the light scattering film is a thin film solar cell manufacturing method characterized in that performed by using a printing method, a sol-gel method, a dip coating method, or a spin coating method using a paste while applying a mask covering the opening.

The method of claim 20,
The forming of the light scattering film is a method of manufacturing a thin-film solar cell, characterized in that to perform a further firing process after the film is formed in order to enhance the bonding force between the substrate and the light scattering film.

The method of claim 14,
The light scattering film is a method of manufacturing a thin film solar cell, characterized in that formed on the substrate or the front electrode layer and the refractive index is different from each other.

The method of claim 14,
The bead and the binder is a method of manufacturing a thin film solar cell, characterized in that the refractive index is different from each other.

The method of claim 14,
The bead is a method of manufacturing a thin film solar cell, characterized in that using a combination of a plurality of beads having different refractive index.

The method of claim 14,
The bead comprises a core portion and a skin portion surrounding the core portion, wherein the core portion and the skin portion manufacturing method of a thin film solar cell, characterized in that using a material having a different refractive index.

The method of claim 25,
The core part manufacturing method of the thin-film solar cell, characterized in that made of air.

The method of claim 25,
The core part or skin part is a thin film solar cell manufacturing method, characterized in that composed of a plurality of material layers different in refractive index.

The method of claim 14,
The light scattering film is a method of manufacturing a thin-film solar cell, characterized in that the surface is formed in an uneven structure.

The method of claim 14,
The forming of the front electrode layer may include forming a front electrode layer having a concave-convex structure through a deposition process, or forming a front electrode layer having a uniform surface through a deposition process, and then etching the surface through an etching process. Method for producing a thin-film solar cell, characterized in that consisting of a step of forming a.

The method of claim 14,
The method of manufacturing a thin film solar cell further comprising the step of forming a transparent conductive layer between the semiconductor layer and the back electrode layer.

The method of claim 14,
The semiconductor layer is a method of manufacturing a thin film solar cell comprising a first semiconductor layer and a second semiconductor layer formed with a buffer layer interposed therebetween.