KR101306525B1 - Solar cell module and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

실시예는 태양전지 모듈 및 이의 제조방법을 제공한다. 실시예에 따른 태양전지 모듈은 지지기판 상에 배치되는 후면 전극층; 상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함하는 다수개의 태양전지 셀들을 포함하고, 상기 다수개의 태양전지 셀들은 각각 상기 지지기판에 대하여 경사지게 형성되는 관통홀에 의해 분리된다.The embodiment provides a solar cell module and a method of manufacturing the same. A solar cell module according to an embodiment includes: a rear electrode layer disposed on a supporting substrate; A light absorbing layer disposed on the rear electrode layer; A plurality of solar cells including a front electrode layer disposed on the light absorbing layer, the plurality of solar cells are separated by a through hole formed inclined with respect to the support substrate, respectively.

Description

태양전지 모듈 및 이의 제조방법{SOLAR CELL MODULE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a solar cell module,

실시예는 태양전지 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The embodiment relates to a solar cell module and a method of manufacturing the same.

태양전지는 p-n 접합 다이오드에 빛을 쪼이면 전자가 생성 되는 광기전력 효과(photovoltaic effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 소자로 정의할 수 있다. 태양전지는 접합 다이오드로 사용되는 물질에 따라, 실리콘 태양전지, I-III-VI족 또는 III-V족 화합물로 대표되는 화합물 반도체 태양전지, 염료감응 태양전지, 유기물 태양전지로 나눌 수 있다. A solar cell can be defined as a device that converts light energy into electric energy by using a photovoltaic effect that generates electrons when light is applied to a p-n junction diode. The solar cell can be classified into a silicon solar cell, a compound semiconductor solar cell represented by group I-III-VI or III-V, a dye-sensitized solar cell, and an organic solar cell, depending on materials used as a junction diode.

I-III-VI족 Chalcopyrite계 화합물 반도체 중 하나인 CIGS(CuInGaSe) 태양전지는 광 흡수가 뛰어나고, 얇은 두께로도 높은 광전 변환효율을 얻을 수 있으며, 전기 광학적 안정성이 매우 우수하여 기존 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 태양전지로 부각되고 있다. CIGS (CuInGaSe) solar cell, which is one of the I-III-VI family chalcopyrite compound semiconductors, has excellent light absorption, high photoelectric conversion efficiency even at a thin thickness, and excellent electro- It is emerging as an alternative solar cell.

도 1을 참조하면, 일반적인 CIGS 박막 태양전지는 나트륨을 포함하는 기판(10), 후면 전극층(20), 광 흡수층(30), 버퍼층(40), 고저항 버퍼층(50) 및 전면 전극층(60)을 순차적으로 형성시켜 제조된다. 또한, CIGS 박막 태양전지는 Bulk 태양전지와는 다르게 패터닝 공정(P1 내지 P3)에 의해 직렬 또는 병렬로 연결된 다수개의 태양전지 단위 셀들로 구성된다. 1, a general CIGS thin film solar cell includes a substrate 10 including sodium, a rear electrode layer 20, a light absorption layer 30, a buffer layer 40, a high resistance buffer layer 50, and a front electrode layer 60, Are sequentially formed. In addition, unlike the bulk solar cell, CIGS thin film solar cell is composed of a plurality of solar cell unit cells connected in series or in parallel by the patterning process (P1 to P3).

실시예는 경사지게 형성된 관통홀을 포함하는 태양전지 모듈 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.The embodiment is to provide a solar cell module and a method of manufacturing the same comprising a through hole formed obliquely.

제 1 실시예에 따른 태양전지 모듈은 지지기판 상에 배치되는 후면 전극층; 상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함하는 다수개의 태양전지 셀들을 포함하고, 상기 다수개의 태양전지 셀들은 각각 상기 지지기판에 대하여 경사지게 형성되는 관통홀에 의해 분리된다.The solar cell module according to the first embodiment includes: a rear electrode layer disposed on a supporting substrate; A light absorbing layer disposed on the rear electrode layer; A plurality of solar cells including a front electrode layer disposed on the light absorbing layer, the plurality of solar cells are separated by a through hole formed inclined with respect to the support substrate, respectively.

제 2 실시예에 따른 태양전지 모듈은 지지기판 상에 순차적으로 배치되는 제 1 후면 전극, 제 1 광 흡수부 및 제 1 전면 전극을 포함하는 제 1 태양전지 셀; 및 상기 지지기판 상에 순차적으로 배치되는 제 2 후면 전극, 제 2 광 흡수부 및 제 2 전면 전극을 포함하는 제 2 태양전지 셀을 포함하고, 상기 제 1 태양전지 셀 및 상기 제 2 태양전지 셀은 상기 지지기판에 대하여 경사지게 형성되는 관통홀에 의해 분리된다. A solar cell module according to a second embodiment includes a first solar cell including a first back electrode, a first light absorbing portion, and a first front electrode disposed sequentially on a support substrate; And a second solar cell including a second rear electrode, a second light absorbing unit, and a second front electrode sequentially disposed on the support substrate, wherein the first solar cell and the second solar cell Is separated by a through hole formed inclined with respect to the support substrate.

실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 지지기판 상에 후면 전극층을 형성하는 단계; 상기 후면 전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층을 관통하여 상기 후면 전극층의 일부를 노출시키고, 상기 지지기판에 대하여 경사진 관통홀을 형성하는 단계; 및 상기 광 흡수층 상에 전면 전극층을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a solar cell module according to an embodiment includes forming a rear electrode layer on a supporting substrate; Forming a light absorbing layer on the back electrode layer; Exposing a portion of the back electrode layer through the light absorbing layer and forming a through hole inclined with respect to the support substrate; And forming a front electrode layer on the light absorbing layer.

실시예에 따른 태양전지 모듈은 지지기판에 대하여 경사진 관통홀을 포함한다. 상기 관통홀은 태양전지 셀들을 전기적으로 연결하는 통로의 기능을 할 뿐만 아니라, 태양전지 셀들을 분리하는 기능을 할 수 있다. The solar cell module according to the embodiment includes a through hole inclined with respect to the supporting substrate. The through hole may not only function as a passage for electrically connecting the solar cells, but also may separate the solar cells.

이에 따라, 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 태양전지 셀들을 분리하기 위한 별도의 패터닝 공정 없이도 태양전지 모듈을 제조할 수 있는 바, 공정이 단순화 될 수 있다. 따라서, 공정 시간이 단축될 뿐말 아니라 공정 비용이 절감될 수 있다. Accordingly, the method of manufacturing the solar cell module according to the embodiment can produce the solar cell module without a separate patterning process for separating the solar cells, the process can be simplified. Therefore, not only the process time can be shortened but also the process cost can be reduced.

도 1은 종래 태양전지 모듈의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 제 2 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면을 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법을 도시한 단면도들이다. 1 is a cross-sectional view of a conventional solar cell module.
2 is a cross-sectional view showing a cross section of the solar cell module according to the first embodiment.
3 is a cross-sectional view illustrating a cross section of the solar cell module according to the second embodiment.
4 to 7 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the solar cell module according to the embodiment.

실시예의 설명에 있어서, 각 기판, 층, 막 또는 전극 등이 각 기판, 층, 막, 또는 전극 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
In the description of the embodiments, in the case where each substrate, layer, film or electrode is described as being formed "on" or "under" of each substrate, layer, film, , "On" and "under" all include being formed "directly" or "indirectly" through "another element". In addition, the upper or lower reference of each component is described with reference to the drawings. The size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean the size actually applied.

도 2는 제 1 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면을 도시한 단면도이다. 도 2를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 태양전지 모듈은 다수개의 태양전지 셀들(C1, C2)을 포함한다. 또한, 상기 태양전지 셀들은 각각 지지기판(100), 후면 전극층(200), 광 흡수층(300) 및 전면 전극층(400)을 포함한다. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of the solar cell module according to the first embodiment. Referring to FIG. 2, the solar cell module according to the first embodiment includes a plurality of solar cells C1 and C2. In addition, the solar cells each include a support substrate 100, a back electrode layer 200, a light absorbing layer 300, and a front electrode layer 400.

상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 후면 전극층(200), 광 흡수층(300) 및 전면 전극층(400)을 지지한다. 상기 지지기판(100)은 절연체일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 유리기판, 플라스틱기판 또는 금속기판일 수 있다. 더 자세하게, 상기 지지기판(100)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 투명할 수 있다. 상기 지지기판(100)은 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.The support substrate 100 has a plate shape and supports the rear electrode layer 200, the light absorbing layer 300, and the front electrode layer 400. The support substrate 100 may be an insulator. The support substrate 100 may be a glass substrate, a plastic substrate, or a metal substrate. In more detail, the support substrate 100 may be a soda lime glass substrate. The supporting substrate 100 may be transparent. The support substrate 100 may be rigid or flexible.

상기 후면 전극층(200)은 도전층이다. 상기 후면 전극층(200)은 몰리브덴(Mo), 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 가운데, 몰리브덴(Mo)은 다른 원소에 비해 상기 지지기판(100)과 열팽창 계수의 차이가 적기 때문에 접착성이 우수하여 박리현상이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 상술한 후면 전극층(200)에 요구되는 특성을 전반적으로 충족시킬 수 있다.The back electrode layer 200 is a conductive layer. The back electrode layer 200 may include at least one of molybdenum (Mo), gold (Au), aluminum (Al), chromium (Cr), tungsten (W), and copper (Cu). Among these, molybdenum (Mo) has a small difference between the support substrate 100 and the coefficient of thermal expansion compared to other elements, so that it is possible to prevent the occurrence of peeling due to excellent adhesiveness, and to the rear electrode layer 200 described above. Overall required properties can be met.

또한, 상기 후면 전극층(200)은 제 1 분리 패턴(P1)을 포함한다. 상기 제 1 분리 패턴(P1)은 상기 지지기판(100)의 상면을 노출하는 오픈 영역이다. 상기 제 1 분리 패턴(P1)은 레이저에 의해 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 후면 전극층(200)은 상기 제 1 분리 패턴(P1)에 의하여 다수개의 후면 전극들로 구분될 수 있다. 상기 제 1 분리 패턴(P1)의 폭은 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the back electrode layer 200 includes a first separation pattern P1. The first separation pattern P1 is an open area that exposes an upper surface of the support substrate 100. The first separation pattern P1 may be formed by a laser, but is not limited thereto. The back electrode layer 200 may be divided into a plurality of back electrodes by the first separation pattern P1. The width of the first separation pattern P1 may be about 50 μm to about 100 μm, but is not limited thereto.

상기 광 흡수층(300)은 상기 후면 전극층(200) 상에 배치된다. 상기 광 흡수층(300)은 I-III-VI족 계 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 광 흡수층(300)은 관통홀(TH)에 의하여 다수개의 광 흡수부들로 구분될 수 있다. The light absorption layer 300 is disposed on the rear electrode layer 200. The light absorption layer 300 includes an I-III-VI group compound. For example, the light absorbing layer 300 is copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2; CIGS-based) crystal structure, a copper-indium-selenide-based or copper-gallium-selenide Crystal structure. In addition, the light absorbing layer 300 may be divided into a plurality of light absorbing units by the through hole TH.

상기 전면 전극층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 형성된다. 상기 전면 전극층(400)은 n 형 반도체의 특성을 가질 수 있다. 즉, 상기 전면 전극층(400)은 n 형 반도체층을 형성하여, p 형 반도체층인 광 흡수층(300)과 pn 접합을 형성할 수 있다. 상기 전면 전극층(400)은, 예를 들어, 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(AZO)로 형성될 수 있다. 또한, 상기 전면 전극층(400)은 관통홀(TH)에 의하여 다수개의 전면 전극들로 구분될 수 있다.The front electrode layer 400 is formed on the light absorbing layer 300. The front electrode layer 400 may have characteristics of an n-type semiconductor. That is, the front electrode layer 400 may form an n-type semiconductor layer to form a pn junction with the light absorbing layer 300, which is a p-type semiconductor layer. The front electrode layer 400 may be formed of, for example, aluminum doped zinc oxide (AZO). In addition, the front electrode layer 400 may be divided into a plurality of front electrodes by the through hole TH.

한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 광 흡수층(300)과 상기 전면 전극층 사이에는 버퍼층(미도시) 및 고저항 버퍼층(미도시) 등이 추가로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 황화 카드뮴, ZnS, InXSY 및 InXSeYZn(O,OH) 등을 포함하고, 상기 고저항 버퍼층은 은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Although not shown in the drawings, a buffer layer (not shown) and a high resistance buffer layer (not shown) may be further formed between the light absorbing layer 300 and the front electrode layer. The buffer layer may include cadmium sulfide, ZnS, InXSY, InXSeYZn (O, OH), and the like, and the high resistance buffer layer may include zinc oxide (i-ZnO) that is not doped with silver impurities, but is not limited thereto. .

상기 언급한 층들(200, 300, 400)을 포함하는 태양전지 셀들(C1, C2)은 관통홀(TH)에 의해 분리된다. 즉, 상기 관통홀(TH)은 다수개의 태양전지 셀들(C1, C2)을 구분할 수 있다. 종래 태양전지 셀들은 도 1에서와 같이 P2 패턴을 형성하여 태양전지 셀들(C1, C2)을 서로 연결하고, P3 패턴을 형성하여 태양전지 셀들(C1, C2)을 서로 분리하였으나, 실시예는 경사진 관통홀(TH)을 형성함으로써 태양전지 셀들(C1, C2)의 연결과 분리를 동시에 구현하고자 한다. The solar cells C1 and C2 including the above-mentioned layers 200, 300, and 400 are separated by the through hole TH. That is, the through hole TH may distinguish a plurality of solar cells C1 and C2. Conventional solar cells form the P2 pattern as shown in FIG. 1 to connect the solar cells C1 and C2 to each other, and form the P3 pattern to separate the solar cells C1 and C2 from each other. By forming the photo through hole TH, the connection and disconnection of the solar cells C1 and C2 are simultaneously implemented.

이하에서는, 도 3을 참조하여 상기 관통홀(TH) 및 상기 태양전지 셀들(C1, C2)에 대하여 보다 상세히 서술하도록 한다. Hereinafter, the through hole TH and the solar cells C1 and C2 will be described in more detail with reference to FIG. 3.

도 3을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 태양전지 모듈은 제 1 태양전지 셀(C1) 및 제 2 태양전지 셀(C2)을 포함한다. 상기 제 1 태양전지 셀(C1)은 지지기판(100) 상에 순차적으로 배치되는 제 1 후면 전극(210), 제 1 광 흡수부(310) 및 제 1 전면 전극(410)을 포함한다. 또한, 상기 제 2 태양전지 셀(C2)은 상기 지지기판(100) 상에 순차적으로 배치되는 제 2 후면 전극(220), 제 2 광 흡수부(320) 및 제 2 전면 전극(420)을 포함한다. 또한, 상기 제 1 태양전지 셀(C1) 및 상기 제 2 태양전지 셀(C2)은 관통홀(TH)에 의해 분리된다. Referring to FIG. 3, the solar cell module according to the second embodiment includes a first solar cell C1 and a second solar cell C2. The first solar cell C1 includes a first rear electrode 210, a first light absorbing part 310, and a first front electrode 410 sequentially disposed on the support substrate 100. In addition, the second solar cell C2 includes a second rear electrode 220, a second light absorbing part 320, and a second front electrode 420 sequentially disposed on the support substrate 100. do. In addition, the first solar cell C1 and the second solar cell C2 are separated by a through hole TH.

상기 관통홀(TH)은 제 1 내측면(301) 및 상기 제 1 내측면(301)과 대향되는 제 2 내측면(302)을 포함한다. 상기 제 1 내측면(301)은 상기 제 1 태양전지 셀(C1)과 접촉된다. 또한, 상기 제 2 내측면(302)은 상기 제 2 태양전지 셀(C2)과 접촉된다. The through hole TH includes a first inner side surface 301 and a second inner side surface 302 facing the first inner side surface 301. The first inner side surface 301 is in contact with the first solar cell C1. In addition, the second inner side surface 302 is in contact with the second solar cell C2.

도 3을 참조하면, 상기 제 1 전면 전극(410)은 상기 관통홀(TH)의 제 1 내측면(TH)을 따라서 하방으로 연장되고, 상기 제 1 전면 전극(410)은 상기 제 2 태양전지 셀(C2)의 제 2 후면 전극(220)과 접촉된다. 이에 따라, 상기 제 1 태양전지 셀(C1)과 상기 제 2 태양전지 셀(C2)은 전기적으로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 3, the first front electrode 410 extends downward along the first inner surface TH of the through hole TH, and the first front electrode 410 is the second solar cell. In contact with the second rear electrode 220 of the cell C2. Accordingly, the first solar cell C1 and the second solar cell C2 may be electrically connected to each other.

또한, 상기 제 1 내측면(TH)을 따라서 하방으로 연장되는 제 1 전면 전극(410)은 상기 제 2 전면 전극(420)과는 접촉되지 않는다. 예를 들어, 상기 관통홀(TH)의 제 2 내측면(302)에는 상기 제 1 전면 전극(410)이 형성되지 않을 수 있다. 이는 상기 광 흡수층들(310, 320) 상에 상기 전면 전극들(410, 420)이 형성되는 공정에서, 관통홀(TH)의 경사진 제 2 내측면(L2)의 새도우 효과(shadow effect)에 의하여, 상기 제 2 내측면(L2)의 하측이 가려지기 때문이다. 이에 따라, 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 태양전지 셀들을 분리하기 위한 P3 패터닝 공정 없이도 태양전지 셀들(C1, C2)을 분리할 수 있는 바, 공정이 단순화 될 수 있다. 따라서, 공정 시간이 단축될 뿐말 아니라 공정 비용이 절감될 수 있다.In addition, the first front electrode 410 extending downward along the first inner surface TH is not in contact with the second front electrode 420. For example, the first front electrode 410 may not be formed on the second inner side surface 302 of the through hole TH. This is due to the shadow effect of the inclined second inner surface L2 of the through hole TH in the process of forming the front electrodes 410 and 420 on the light absorbing layers 310 and 320. This is because the lower side of the second inner side surface L2 is covered. Accordingly, the manufacturing method of the solar cell module according to the embodiment can separate the solar cells (C1, C2) without the P3 patterning process for separating the solar cells, bar process can be simplified. Therefore, not only the process time can be shortened but also the process cost can be reduced.

상기 관통홀(TH)의 경사각은 상기 태양전지 셀들(C1, C2)을 연결 및 분리하기 위하여 적의 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 관통홀(TH)과 상기 지지기판(100)의 경사 각도(θ1, θ2)는 약 45° 내지 약 60°일 수 있다. The inclination angle of the through hole TH may be adjusted to be suitable for connecting and disconnecting the solar cells C1 and C2. For example, the inclination angles θ 1 and θ 2 of the through hole TH and the support substrate 100 may be about 45 ° to about 60 °.

상기 관통홀(TH)과 상기 지지기판(100)의 경사가 약 45°이하이면 새도우 효과(shadow effect)가 충분하지 않아 전면 전극(410, 420) 간에 쇼트(short)가 발생할 수 있다. 또한, 상기 관통홀(TH)과 상기 지지기판(100)의 경사가 약 60°보다 크면, 상기 관통홀(TH)의 제 2 내측면(302)의 일단이 얇아져 부러질 위험이 있다. When the inclination of the through hole TH and the support substrate 100 is about 45 ° or less, a shadow effect may not be sufficient, and a short may occur between the front electrodes 410 and 420. In addition, when the inclination of the through hole TH and the support substrate 100 is greater than about 60 °, one end of the second inner side surface 302 of the through hole TH may become thin and broken.

더 자세하게, 상기 관통홀(TH)의 상기 제 1 내측면(301)과 상기 지지기판(100)과의 각도 및 상기 제 2 내측면과(302)과 상기 지지기판(100)과의 각도는 각각 약 45° 내지 약 60° 일 수 있다. 또한, 상기 제 1 내측면(301)과 상기 지지기판(100)과의 각도 및 상기 제 2 내측면과(302)과 상기 지지기판(100)과의 각도는 서로 같거나 다를 수 있다. In more detail, the angle between the first inner surface 301 and the support substrate 100 and the angle between the second inner surface 302 and the support substrate 100 of the through hole TH are respectively. About 45 ° to about 60 °. In addition, an angle between the first inner side surface 301 and the support substrate 100 and an angle between the second inner side surface 302 and the support substrate 100 may be the same or different.

또한, 상기 관통홀(TH)이 상기 태양전지 셀들(C1, C2)을 용이하게 분리하기 위하여, 상기 관통홀(TH)의 내측면들(301, 302)의 길이(L1, L2)는 상기 전면 전극들(410, 420)의 두께와 상관하여 조절되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 제 1 내측면(301)의 길이(L1) 및 상기 제 2 내측면(302)의 길이(L2)는 각각 상기 전면 전극들(410, 420) 두께(W1)의 3배 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 전면 전극층의 두께(W1)가 약 0.7 ㎛ 내지 약 1.0 ㎛ 인 경우, 상기 내측면들(301, 302)의 길이(L1, L2)는 약 2.1 ㎛ 내지 약 3.0 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이에 따라, 상기 관통홀(TH)은 충분화 새도우 효과(shadow effect)를 가질 수 있으며, 제 1 전면 전극(410)과 상기 제 2 전면 전극(420)은 서로 분리되어 전기적으로 절연될 수 있다.
In addition, in order for the through hole TH to easily separate the solar cells C1 and C2, the lengths L1 and L2 of the inner surfaces 301 and 302 of the through hole TH may be formed on the front surface of the through hole TH. It is desirable to adjust it in relation to the thickness of the electrodes 410, 420. For example, the length L1 of the first inner side 301 and the length L2 of the second inner side 302 may be at least three times the thickness W1 of the front electrodes 410 and 420, respectively. May be, but is not limited thereto. For example, when the thickness W1 of the front electrode layer is about 0.7 μm to about 1.0 μm, the lengths L1 and L2 of the inner surfaces 301 and 302 may be about 2.1 μm to about 3.0 μm. However, the present invention is not limited thereto. Accordingly, the through hole TH may have a saturation shadow effect, and the first front electrode 410 and the second front electrode 420 may be separated from each other and electrically insulated.

도 4 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법을 도시한 단면도들이다. 본 제조방법에 대한 설명은 상기 언급한 태양전지 모듈에 대한 설명과 본질적으로 결합될 수 있다. 4 to 7 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the solar cell module according to the embodiment. The description of this manufacturing method can be essentially combined with the description of the above-mentioned solar cell module.

도 4를 참조하면, 지지기판(100) 상에 후면 전극층(200)이 형성된다. 상기 후면 전극층(200)은 PVD(Physical Vapor Deposition) 또는 도금의 방법으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the back electrode layer 200 is formed on the support substrate 100. The back electrode layer 200 may be formed by physical vapor deposition (PVD) or plating.

도 5를 참조하면, 상기 후면 전극층(200) 상에 광 흡수층(300)이 형성된다. 상기 광 흡수층(300)은 스퍼터링 공정 또는 증발법 등에 의해서 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다.Referring to FIG. 5, a light absorbing layer 300 is formed on the back electrode layer 200. The light absorption layer 300 may be formed by a sputtering process or an evaporation process. For example, a copper-indium-gallium-selenide (Cu (In, Ga) Se 2 ; CIGS system) is formed while simultaneously evaporating copper, indium, gallium, and selenium to form the light absorption layer 300. A method of forming a light absorbing layer 300 of a metal precursor film and a method of forming a metal precursor film by a selenization process are widely used.

금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션 하는 것을 세분화하면, 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정에 의해서, 상기 이면전극(200) 상에 금속 프리커서 막이 형성된다. 이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레이제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)이 형성된다.After the metal precursor film is formed and then subjected to selenization, a metal precursor film is formed on the back electrode 200 by a sputtering process using a copper target, an indium target, and a gallium target. Then, the metal precursor film is formed with a light absorbing layer 300 of copper-indium-gallium-selenide (Cu (In, Ga) Se 2, CIGS system) by a selenization process.

이와는 다르게, 상기 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 상기 셀레니제이션 공정은 동시에 진행될 수 있다.Alternatively, the copper target, the indium target, the sputtering process using the gallium target, and the selenization process may be performed simultaneously.

이와는 다르게, 구리 타겟 및 인듐 타겟 만을 사용하거나, 구리 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 셀레니제이션 공정에 의해서, CIS계 또는 CIG계 광 흡수층(300)이 형성될 수 있다.Alternatively, the CIS-based or CIG-based optical absorption layer 300 can be formed by using only a copper target and an indium target, or by a sputtering process and a selenization process using a copper target and a gallium target.

도 6을 참조하면, 상기 광 흡수층(300)을 관통하여 상기 후면 전극층(200)의 일부를 노출시키고, 상기 지지기판(100)에 대하여 경사진 관통홀(TH)을 형성한다.Referring to FIG. 6, a portion of the back electrode layer 200 is exposed through the light absorbing layer 300 to form a through hole TH that is inclined with respect to the support substrate 100.

상기 관통홀(TH)은 기계적 공정 또는 레이저 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 관통홀(TH)은 스크라이빙 팁 등을 이용하여 기계적으로 상기 광 흡수층(300)을 긁어 내어 형성될 수 있다. 상기 스크라이빙 팁은 상기 지지기판(100)에 대하여 경사지는 방향으로 도입될 수 있고, 이에 따라, 상기 스크라이빙 팁에 의해서 상기 광 흡수층(300)은 경사지는 방향으로 압력이 가해지고, 패터닝 될 수 있다. 이 때, 상기 관통홀(TH)에 의하여 노출되는 후면 전극층(200)의 일부에 스크래치가 발생하지 않도록, 니들 포스(needle force)를 조절하는 것이 바람직하다. The through hole TH may be formed by a mechanical process or a laser process. For example, the through hole TH may be formed by scraping the light absorbing layer 300 mechanically using a scribing tip or the like. The scribing tip may be introduced in a direction inclined with respect to the support substrate 100. Accordingly, the light absorbing layer 300 is exerted in a direction in which the light absorbing layer 300 is inclined by the scribing tip. Can be. In this case, it is preferable to adjust a needle force so that a scratch does not occur in a part of the rear electrode layer 200 exposed by the through hole TH.

또한, 상기 관통홀(TH)은 레이저에 의해서 패터닝될 수 있다. 이때, 상기 레이저는 상기 지지기판(100)에 대하여 경사지는 방향으로, 상기 광 흡수층(300)에 조사될 수 있다. 이 때, 상기 관통홀(TH)에 의하여 노출되는 후면 전극층(200)의 일부에 스크래치가 발생하지 않도록, 레이저 파워를 조절하는 것이 바람직하다. In addition, the through hole TH may be patterned by a laser. In this case, the laser may be irradiated to the light absorbing layer 300 in a direction inclined with respect to the support substrate 100. At this time, it is preferable to control the laser power so that a scratch does not occur in a part of the rear electrode layer 200 exposed by the through hole TH.

도 7을 참조하면, 상기 광 흡수층(300) 상에 전면 전극층(400)이 형성된다. 상기 전면 전극층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 투명한 도전물질이 적층됨으로써 제조될 수 있다. 상기 투명한 도전물질로는, 예를 들어, 징크 옥사이드(zinc oxide), 인듐 틴 옥사이드(induim tin oxide;ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(induim zinc oxide;IZO) 등을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 전면 전극층(400)은 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide; AZO)로 제조될 수 있다. Referring to FIG. 7, the front electrode layer 400 is formed on the light absorbing layer 300. The front electrode layer 400 may be manufactured by stacking a transparent conductive material on the light absorbing layer 300. The transparent conductive material may include, for example, zinc oxide, indium tin oxide (ITO), or indium zinc oxide (IZO). In more detail, the front electrode layer 400 may be made of aluminum doped zinc oxide (AZO).

더 자세하게, 상기 전면 전극층(400)은 스퍼터링 또는 화학기상증착법(chemical vapor deposition)에 의하여 제조될 수 있다. 더 자세하게, 상기 스퍼터링에 의하여 전면 전극층(400)을 형성하기 위하여, RF 스퍼터링방법으로 ZnO 타겟을 사용하여 증착하는 방법과 Zn 타겟을 이용한 반응성 스퍼터링 등이 사용될 수 있다. In more detail, the front electrode layer 400 may be manufactured by sputtering or chemical vapor deposition. In more detail, in order to form the front electrode layer 400 by the sputtering, a method of depositing using a ZnO target and a reactive sputtering using a Zn target may be used as the RF sputtering method.

상기 전면 전극층(400)은 상기 광 흡수층(300)의 상방 방향으로부터 전면 전극형성 물질을 증착함으로써 형성될 수 있다. 이 때, 상기 관통홀(TH)은 상기 지지기판(100)에 대하여 경사지게 형성되는 바, 상기 관통홀(TH)의 경사진 제 2 내측면(302)의 하측에는 새도우 효과에 의하여 전면 전극형성 물질이 증착되지 않는다. 따라서, 상기 전면 전극층(400)을 구성하는 제 1 전면 전극(410)과 제 2 전면 전극(420)은 서로 분리될 수 있다. The front electrode layer 400 may be formed by depositing a front electrode forming material from an upper direction of the light absorbing layer 300. In this case, the through hole TH is formed to be inclined with respect to the support substrate 100, and the front electrode forming material is formed under the shadowed second inner surface 302 of the through hole TH by a shadow effect. It is not deposited. Therefore, the first front electrode 410 and the second front electrode 420 constituting the front electrode layer 400 may be separated from each other.

이 때, 도 7a에서와 같이 마스크를 사용하지 않는 경우, 상기 전면 전극층(400)은 상기 관통홀(TH)의 제 2 내측면(302)의 일부를 덮어 형성될 수 있다. 한편, 이 경우에도 상기 제 2 내측면(302)의 하측에는 새도우 효과(shadow effect)에 의하여 전면 전극 형성 물질이 증착 되지 않는다. 이에 따라, 상기 태양전지 셀들(C1, C2)을 용이하게 전기적으로 분리시킬 수 있다. In this case, when the mask is not used as shown in FIG. 7A, the front electrode layer 400 may be formed to cover a part of the second inner side surface 302 of the through hole TH. In this case, the front electrode forming material is not deposited under the second inner surface 302 due to a shadow effect. Accordingly, the solar cells C1 and C2 can be easily electrically separated.

이와 달리, 도 7b에서와 같이 마스크(M)를 사용하여 상기 전면 전극층(400)을 상기 광 흡수층(300) 상에 증착할 수 있다. 이 때, 상기 마스크(M)는 상기 관통홀(TH) 상에 대응하여 형성하는 것이 바람직하다. 상기 마스크(M)에 의하여, 새도우 효과는 보다 향상될 수 있으며, 상기 태양전지 셀들(C1, C2)을 용이하게 전기적으로 분리시킬 수 있다.Unlike this, as illustrated in FIG. 7B, the front electrode layer 400 may be deposited on the light absorbing layer 300 using the mask M. Referring to FIG. In this case, the mask M is preferably formed on the through hole TH. By the mask M, the shadow effect can be further improved, and the solar cells C1 and C2 can be easily electrically separated.

상기 언급한 방법에 의하여 제조되는 태양전지 모듈은 경사진 관통홀(TH)에 의하여 태양전지 셀들(C1, C2)을 연결시킬 뿐만 아니라, 분리시킬 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 태양전지 셀들(C1, C2)을 분리하기 위한 P3 패터닝 공정 없이도 태양전지 모듈을 제조할 수 있는 바, 공정이 단순화 될 수 있다. 따라서, 공정 시간이 단축될 뿐만 아니라 공정 비용이 절감될 수 있다.
The solar cell module manufactured by the above-mentioned method may not only connect the solar cells C1 and C2 by the inclined through hole TH, but may also be separated. Accordingly, the manufacturing method of the solar cell module according to the embodiment can manufacture the solar cell module without the P3 patterning process for separating the solar cells (C1, C2), the process can be simplified. Therefore, not only the process time can be shortened but also the process cost can be reduced.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

Claims (15)

지지기판 상에 배치되는 후면 전극층;
상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및
상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함하는 다수개의 태양전지 셀들을 포함하고,
상기 다수개의 태양전지 셀들은 각각 상기 지지기판에 대하여 경사지게 형성되는 관통홀에 의해 분리되고,
상기 광 흡수층은 경사면을 포함하는 한 층으로 구성되고, I-III-VI족 계 화합물을 포함하는 태양전지 모듈.
A rear electrode layer disposed on the supporting substrate;
A light absorbing layer disposed on the rear electrode layer; And
It includes a plurality of solar cells including a front electrode layer disposed on the light absorbing layer,
The plurality of solar cells are each separated by a through hole formed inclined with respect to the support substrate,
The light absorbing layer is composed of one layer including an inclined surface, the solar cell module comprising a group I-III-VI-based compound.
제 1 항에 있어서,
상기 관통홀은 상기 광 흡수층을 관통하고, 상기 후면 전극층의 일부를 노출시키는 태양전지 모듈.
The method of claim 1,
The through hole penetrates the light absorbing layer and exposes a portion of the back electrode layer.
제 1 항에 있어서,
상기 관통홀과 상기 지지기판의 각도는 45° 내지 60° 인 태양전지 모듈.
The method of claim 1,
The angle of the through-hole and the support substrate is 45 ° to 60 ° solar cell module.
제 1 항에 있어서,
상기 관통홀의 내측면의 길이는 상기 전면 전극층 두께의 3 배 이상인 태양전지 모듈.
The method of claim 1,
The length of the inner surface of the through-hole is at least three times the thickness of the front electrode layer.
지지기판 상에 순차적으로 배치되는 제 1 후면 전극, 제 1 광 흡수부 및 제 1 전면 전극을 포함하는 제 1 태양전지 셀; 및
상기 지지기판 상에 순차적으로 배치되는 제 2 후면 전극, 제 2 광 흡수부 및 제 2 전면 전극을 포함하는 제 2 태양전지 셀을 포함하고,
상기 제 1 태양전지 셀 및 상기 제 2 태양전지 셀은 상기 지지기판에 대하여 경사지게 형성되는 관통홀에 의해 분리되고,
상기 제 1 광 흡수부 및 상기 제 2 광 흡수부는 경사면을 포함하는 한 층으로 구성되고, I-III-VI족 계 화합물을 포함하는 태양전지 모듈.
A first solar cell including a first back electrode, a first light absorbing portion, and a first front electrode sequentially disposed on a support substrate; And
A second solar cell including a second rear electrode, a second light absorbing unit, and a second front electrode sequentially disposed on the support substrate;
The first solar cell and the second solar cell are separated by a through hole formed inclined with respect to the support substrate,
The first light absorbing portion and the second light absorbing portion is composed of one layer including an inclined surface, the solar cell module comprising a group I-III-VI-based compound.
제 5 항에 있어서,
상기 관통홀은 상기 제 1 태양전지 셀과 접촉되는 제 1 내측면; 및
상기 제 1 내측면과 대향되며, 상기 제 2 태양전지 셀과 접촉되는 제 2 내측면을 포함하는 태양전지 모듈.
The method of claim 5, wherein
The through hole may include a first inner surface in contact with the first solar cell; And
And a second inner side surface facing the first inner side surface and in contact with the second solar cell.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 전면 전극은 상기 제 1 내측면을 따라 하방으로 연장되고, 상기 제 2 후면 전극과 전기적으로 연결되는 태양전지 모듈.
The method according to claim 6,
The first front electrode extends downward along the first inner surface and is electrically connected to the second back electrode.
제 7 항에 있어서,
상기 제 2 내측면의 하측에는 상기 제 1 전면 전극이 형성되지 않는 태양전지 모듈.
The method of claim 7, wherein
The solar cell module, wherein the first front electrode is not formed below the second inner side surface.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 전면 전극은 상기 관통홀의 제 2 내측면의 일부를 덮어 형성되는 태양전지 모듈.
The method according to claim 6,
The second front electrode is formed to cover a portion of the second inner surface of the through hole.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 내측면 및 상기 지지기판과의 각도 및 상기 제 2 내측면과 상기 지지기판과의 각도는 각각 45° 내지 60° 인 태양전지 모듈.
The method according to claim 6,
And an angle between the first inner side surface and the support substrate and an angle between the second inner side surface and the support substrate are 45 ° to 60 °, respectively.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 내측면의 길이 및 상기 제 2 내측면의 길이는 각각 상기 전면 전극층의 두께의 3배 이상인 태양전지 모듈.
The method according to claim 6,
The length of the first inner side and the length of the second inner side are each more than three times the thickness of the front electrode layer.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 전면 전극과 상기 제 2 전면 전극은 전기적으로 분리되는 태양전지 모듈.
The method according to claim 6,
And the first front electrode and the second front electrode are electrically separated.
지지기판 상에 후면 전극층을 형성하는 단계;
상기 후면 전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
상기 광 흡수층을 관통하여 상기 후면 전극층의 일부를 노출시키고, 상기 지지기판에 대하여 경사진 관통홀을 형성하는 단계; 및
상기 광 흡수층 상에 전면 전극층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 광 흡수층은 경사면을 포함하는 한 층으로 구성되고, I-III-VI족 계 화합물을 포함하는 태양전지 모듈의 제조방법.
Forming a back electrode layer on the support substrate;
Forming a light absorbing layer on the back electrode layer;
Exposing a portion of the back electrode layer through the light absorbing layer and forming a through hole inclined with respect to the support substrate; And
Forming a front electrode layer on the light absorbing layer;
The light absorbing layer is composed of one layer including an inclined surface, the method of manufacturing a solar cell module comprising a group I-III-VI-based compound.
제 13 항에 있어서,
상기 관통홀을 형성하는 단계에서,
상기 지지기판에 대하여 경사지는 방향으로 상기 광 흡수층에 레이저가 조사되는 태양전지 모듈의 제조방법.
The method of claim 13,
In the forming of the through hole,
A method of manufacturing a solar cell module in which a laser is irradiated to the light absorbing layer in a direction inclined with respect to the support substrate.
제 13 항에 있어서,
상기 전면 전극층을 형성하는 단계는,
상기 관통홀 상에 마스크를 형성한 후 전면 전극층 형성 물질을 증착하는 태양전지 모듈의 제조방법.The method of claim 13,
Forming the front electrode layer,
And forming a front electrode layer forming material after forming a mask on the through hole.
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