KR101326964B1 - 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 배치되며, 제 1 관통홀을 포함하는 후면 전극층; 상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층을 관통하여 상기 후면 전극층을 노출시키는 제 2 관통홀; 상기 광 흡수층 상에 배치되며, 제 3 관통홀을 포함하는 전면 전극층을 포함하고, 상기 제 2 관통홀에 의해 노출되는 후면 전극층의 상면에는 원형 패턴이 형성된다.The embodiment provides a solar cell module and a method of manufacturing the same. The solar cell module according to the embodiment is disposed on a support substrate, the back electrode layer including a first through hole; A light absorbing layer disposed on the rear electrode layer; A second through hole penetrating the light absorbing layer to expose the rear electrode layer; A circular pattern is formed on the light absorbing layer and includes a front electrode layer including a third through hole, and an upper surface of the rear electrode layer exposed by the second through hole.

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.An embodiment relates to a solar cell module and a manufacturing method thereof.

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. 또한, 패터닝(P1 내지 P3) 과정에서 필수적으로 비활성 영역(G1, G2) 들이 발생하게 되며, 이는 태양전지 모듈의 광출력 저하의 원인이 된다. 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). In addition, inactive regions G1 and G2 are generated in the process of patterning P1 to P3, which causes a decrease in light output of the solar cell module.

종래에는 P2 패턴 및 P3 패턴을 형성하기 위하여 스크라이빙 팁(needle)을 사용하여 막을 기계적으로 제거하였다. 이러한 방법은 막 뜯김 등에 의해 선폭 제어가 쉽지 않아 정밀한 패터닝이 곤란하였고, 막 깨짐이 발생하는 등의 문제가 있었다.Conventionally, the film was mechanically removed using a scribing needle to form a P2 pattern and a P3 pattern. Such a method is difficult to control the line width due to membrane tearing, so that it is difficult to precise patterning, and there is a problem such as the occurrence of membrane cracking.

실시예는 정밀한 레이저 공정을 사용하여 형성된 태양전지 모듈 및 막 깨짐 현상을 감소시킬 수 있는 태양전지 모듈의 제조방법을 제공하고자 한다.The embodiment is to provide a solar cell module formed using a precise laser process and a method of manufacturing a solar cell module that can reduce the film breakage phenomenon.

실시예에 따른 태양전지 모듈은 상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층을 관통하여 상기 후면 전극층을 노출시키는 제 2 관통홀; 상기 광 흡수층 상에 배치되며, 제 3 관통홀을 포함하는 전면 전극층을 포함하고, 상기 제 2 관통홀에 의해 노출되는 후면 전극층의 상면에는 원형 패턴이 형성된다.The solar cell module according to the embodiment includes a light absorbing layer disposed on the back electrode layer; A second through hole penetrating the light absorbing layer to expose the rear electrode layer; A circular pattern is formed on the light absorbing layer and includes a front electrode layer including a third through hole, and an upper surface of the rear electrode layer exposed by the second through hole.

실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 지지기판 상에 제 1 관통홀이 형성된 후면 전극층을 형성하는 단계; 상기 후면 전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층을 관통하여 상기 후면 전극층을 노출시키는 제 2 관통홀을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 전면 전극층을 형성하는 단계; 및A method of manufacturing a solar cell module according to an embodiment includes forming a back electrode layer having a first through hole formed on a support substrate; Forming a light absorbing layer on the back electrode layer; Forming a second through hole penetrating the light absorbing layer to expose the rear electrode layer; Forming a front electrode layer on the light absorbing layer; And

상기 전면 전극층 및 상기 광 흡수층을 관통하여 상기 후면 전극층을 노출시키는 제 3 관통홀을 형성하는 단계를 포함한다.And forming a third through hole through the front electrode layer and the light absorbing layer to expose the back electrode layer.

실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 막에 레이저를 조사하여 막을 용융시키고, 용융된 막을 기계적으로 제거하는 2 단계에 의해 P2, P3 패턴을 형성한다. 따라서, 제조되는 태양전지 모듈은 막 뜯김 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 정밀한 선폭 제어에 따른 정밀한 패터닝이 가능하다. The solar cell module manufacturing method according to the embodiment forms a P2, P3 pattern by two steps of melting the film by irradiating the film with a laser and mechanically removing the molten film. Therefore, the manufactured solar cell module not only prevents the film tearing phenomenon, but also enables precise patterning according to precise line width control.

도 1은 종래 태양전지 모듈의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 9는 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법을 설명하는 단면도들이다. 1 is a cross-sectional view of a conventional solar cell module.
2 to 9 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 2 내지 도 9는 실시예에 따른 태양전지 모듈을 제조하는 방법을 나타내는 단면도들이다. 이하에서는, 도 2 내지 도 7을 참조하며, 실시예에 따른 태양전지 모듈 및 이의 제조방법을 상세 서술하도록 한다. 2 to 9 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the solar cell module according to the embodiment. Hereinafter, referring to FIGS. 2 to 7, a solar cell module and a method of manufacturing the same according to an embodiment will be described in detail.

도 2를 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. 2, 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.

상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 후면 전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500), 전면 전극층(600) 및 절연부(600)를 지지한다.The support substrate 100 has a plate shape, and supports the rear electrode layer 200, the light absorbing layer 300, the buffer layer 400, the high resistance buffer layer 500, the front electrode layer 600, and the insulating part 600. do.

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 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 관통홀(P1)을 포함한다. 상기 제 1 관통홀(P1)은 상기 지지기판(100)의 상면을 노출하는 오픈 영역이다. 상기 제 1 관통홀(P1)은 레이저에 의해 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In addition, the rear electrode layer 200 includes a first through hole P1. The first through hole P1 is an open area that exposes an upper surface of the support substrate 100. The first through hole P1 may be formed by a laser, but is not limited thereto.

상기 후면 전극층(200)은 상기 제 1 관통홀(P1)에 의하여 다수개의 후면 전극들로 구분될 수 있다. 상기 제 1 관통홀(P1)의 폭은 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The back electrode layer 200 may be divided into a plurality of back electrodes by the first through hole P1. The width of the first through hole P1 may be about 50 μm to about 100 μm, but is not limited thereto.

도 3을 참조하면, 상기 후면 전극층(200) 상에 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500)이 형성된다. Referring to FIG. 3, a light absorbing layer 300, a buffer layer 400, and a high resistance buffer layer 500 are formed on the back electrode layer 200.

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)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1 eV 내지 약 1.8 Ev 일 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. The band gap of the light absorption layer 300 may be about 1 eV to about 1.8 eV.

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.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.

상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 본원 발명과 같은 태양전지는 p형 반도체인 CIGS 또는 CIGSS 화합물 박막의 광 흡수층(300)과 n형 반도체인 전면 전극층(600) 간에 pn 접합을 형성한다. 하지만 두 물질은 격자상수와 밴드갭 에너지의 차이가 크기 때문에 양호한 접합을 형성하기 위해서는 밴드갭이 두 물질의 중간에 위치하는 버퍼층이 필요하다. The buffer layer 400 is disposed on the light absorbing layer 300. The solar cell according to the present invention forms a pn junction between the light absorption layer 300 of the CIGS or CIGSS compound thin film of the p-type semiconductor and the front electrode layer 600 of the n-type semiconductor. However, since the two materials have a large difference between the lattice constant and the band gap energy, a buffer layer in which a band gap is located between two materials is required in order to form a good junction.

예를 들어, 상기 버퍼층(400)은 황화 아연(ZnS)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(400)의 두께는 약 10 nm 내지 약 30 nm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. For example, the buffer layer 400 may include zinc sulfide (ZnS). In addition, the thickness of the buffer layer 400 may be about 10 nm to about 30 nm, but is not limited thereto.

상기 버퍼층(400)은 원자층 증착법(atomic layer deposition: ALD), 유기금속화학증착법(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD) 또는 화학 용액 증착법(chemical bath deposition; CBD) 등에 의하여 형성될 수 있다. 더 자세하게, 상기 버퍼층(400)은 화학 용액 증착법(CBD)에 의하여 형성될 수 있다.The buffer layer 400 may be formed by atomic layer deposition (ALD), metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD), or chemical vapor deposition (CBD). More specifically, the buffer layer 400 may be formed by chemical solution deposition (CBD).

상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)일 수 있다. 또한, 상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정에 의하여 증착될 수 있다. The high resistance buffer layer 500 is disposed on the buffer layer 400. The high-resistance buffer layer 500 may be zinc oxide (i-ZnO) that is not doped with impurities. The high-resistance buffer layer 500 may be formed by depositing zinc oxide on the buffer layer 400 by a sputtering process.

도 4 내지 도 7는 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법에 있어서, 제 2 관통홀(P2)을 형성하는 공정을 보다 상세히 설명하는 도면들이다. 4 to 7 are views illustrating a process of forming the second through hole P2 in more detail in the method of manufacturing the solar cell module according to the embodiment.

상기 제 2 관통홀(P2)은 상기 고저항 버퍼층(500), 상기 버퍼층(400) 및 상기 광 흡수층(300)을 관통하고, 상기 후면 전극층(200)의 일부를 노출시킨다. 상기 제 2 관통홀(P2)은 이후 공정에서 전면 전극층(600)과 후면 전극층(200)을 전기적으로 연결하는 통로의 기능을 할 수 있다. The second through hole P2 penetrates the high resistance buffer layer 500, the buffer layer 400, and the light absorbing layer 300, and exposes a portion of the back electrode layer 200. The second through hole P2 may function as a passage for electrically connecting the front electrode layer 600 and the rear electrode layer 200 in a subsequent process.

종래에는 제 2 관통홀을 형성하기 위하여 스크라이빙 팁(needle) 만을 사용하여 막을 기계적으로 제거하였다. 이러한 방법은 막 뜯김 등에 의해 선폭 제어가 쉽지 않아 정밀한 패터닝이 곤란하였고, 막 깨짐이 발생하는 등의 문제가 있었다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 막에 레이저를 조사하여 막을 용융시키고, 용융된 막을 기계적으로 제거하는 2 단계에 의해 P2 패턴을 형성한다. 따라서, 제조되는 태양전지 모듈은 막 뜯김 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 정밀한 선폭 제어에 따른 정밀한 패터닝이 가능하다. Conventionally, the membrane was mechanically removed using only a scribing needle to form the second through hole. Such a method is difficult to control the line width due to membrane tearing, so that it is difficult to precise patterning, and there is a problem such as the occurrence of membrane cracking. In order to overcome this problem, the solar cell module manufacturing method according to the embodiment forms a P2 pattern by two steps of melting the film by irradiating the film with a laser and mechanically removing the molten film. Therefore, the manufactured solar cell module not only prevents the film tearing phenomenon, but also enables precise patterning according to precise line width control.

더 자세하게, 상기 제 2 관통홀(P2)은 하기와 같은 두 단계의 공정에 의하여 형성된다. 먼저, 상기 광 흡수층(300) 상에 형성된 고저항 버퍼층(500) 상에 고온의 레이저를 조사하여 상기 고저항 버퍼층(500), 상기 버퍼층(400), 및 상기 광 흡수층(300)을 용융시킨다. 이 때, 레이저 빔으로는 CO2 레이저 장치 또는 Nd:YAG 레이저 장치(10) 등으로부터 출사되는 레이저 빔을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 빔 조사 공정은 TEM00 모드에서, 스폿 사이즈는 약 2 mm 내지 약 3 mm, 빔 출력은 약 30W 이하, 이송속도는 약 1000mm/s 이상으로 유지될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In more detail, the second through hole P2 is formed by a two-step process as follows. First, a high temperature laser is irradiated onto the high resistance buffer layer 500 formed on the light absorbing layer 300 to melt the high resistance buffer layer 500, the buffer layer 400, and the light absorbing layer 300. At this time, the laser beam emitted from the CO 2 laser device or the Nd: YAG laser device 10 or the like can be used as the laser beam. For example, the laser beam irradiation process may be maintained in the TEM00 mode, the spot size is about 2 mm to about 3 mm, the beam output is about 30W or less, the feed rate is about 1000mm / s or more, but is not limited thereto. no.

도 6을 참조하면, 상기 제 2 관통홀(P2)에 의하여 노출되는 후면 전극층(600)의 상면은 상기와 같은 레이저 조사 공정에 의하여 원형 패턴이 형성된다. 상기 원형 패턴의 형상 및 크기는 상기 레이저 빔 조사 공정에 의하여 적의 조절될 수 있으며, 수치적으로 제한되지 않는다. Referring to FIG. 6, a circular pattern is formed on the top surface of the back electrode layer 600 exposed by the second through hole P2 by the laser irradiation process as described above. The shape and size of the circular pattern may be suitably adjusted by the laser beam irradiation process, and are not numerically limited.

이어서, 용융된 고저항 버퍼층(500), 버퍼층(400), 및 광 흡수층(300)을 기계적 공정에 의하여 제거함으로써 제 2 관통홀(P2)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 관통홀(P2)은 스크라이빙 팁(20) 등을 이용하여 기계적으로 상기 층들(300, 400, 500)을 긁어 내어 형성될 수 있다. 이 때, 스크라이빙 팁의 폭은 레이저의 스폿(spot) 크기와 같거나 작게 조절하는 것이 바람직하다. Subsequently, the second through hole P2 may be formed by removing the molten high resistance buffer layer 500, the buffer layer 400, and the light absorbing layer 300 by a mechanical process. For example, the second through hole P2 may be formed by scraping the layers 300, 400, and 500 mechanically using the scribing tip 20. At this time, the width of the scribing tip is preferably adjusted to be equal to or smaller than the spot size of the laser.

한편, 이와 같은 공정을 수행하기 위하여 상기 레이저 장치(10) 및 상기 스크라이빙 팁(20)은 일체로 형성된 유닛을 사용할 수 잇다. 이 때, 조사된 레이저 빔의 열영향부를 고려하여, 상기 레이저 장치(10)와 상기 스크라이빙 팁(20)은 소정 간격, 예를 들어, 약 10 mm 정도 이격 되어 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 이격된 레이저 장치(10)와 스크라이빙 팁(20) 사이에는 스크라이빙 팁에 의해 발생하는 파티클의 분산 등을 방지하기 위하여 별도의 차단막이 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 스크라이빙 팁(20)의 후방에는 이와 같은 파티클들을 제거하기 위한 집진 장치를 추가로 배치할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. On the other hand, in order to perform such a process, the laser device 10 and the scribing tip 20 may use a unit formed integrally. At this time, in consideration of the heat affected zone of the irradiated laser beam, it is preferable that the laser device 10 and the scribing tip 20 are arranged at a predetermined interval, for example, about 10 mm apart. In addition, a separate blocking film may be formed between the laser device 10 spaced apart from the scribing tip 20 to prevent dispersion of particles generated by the scribing tip, but is not limited thereto. In addition, a dust collecting apparatus for removing such particles may be further disposed behind the scribing tip 20, but is not limited thereto.

상기 제 2 관통홀(P2)은 상기 제 1 관통홈(P1)에 인접하여 형성된다. 즉, 상기 제 2 관통홀(P2)의 일부는 평면에서 보았을 때, 상기 제 1 관통홀(P1)의 옆에 형성된다. 상기 제 2 관통홀(P2)의 폭은 약 40 ㎛ 내지 약 150 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The second through hole P2 is formed adjacent to the first through hole P1. That is, a part of the second through hole P2 is formed next to the first through hole P1 when viewed in a plan view. The width of the second through hole P2 may be about 40 μm to about 150 μm, but is not limited thereto.

도 8을 참조하면, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 전면 전극층(600)을 형성한다. 상기 전면 전극층(600)은 n 형 반도체의 특성을 가질 수 있다. 이 때, 상기 전면 전극층(600)은 상기 카드뮴 옥사이드층(400)과 함께 n 형 반도체층을 형성하여 p 형 반도체층인 상기 광 흡수층(300)과 pn 접합을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 8, a front electrode layer 600 is formed on the high resistance buffer layer 500. The front electrode layer 600 may have the characteristics of an n-type semiconductor. In this case, the front electrode layer 600 may form an n-type semiconductor layer together with the cadmium oxide layer 400 to form a pn junction with the light absorbing layer 300, which is a p-type semiconductor layer.

상기 전면 전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 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(600)은 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide; AZO)로 제조될 수 있다. The front electrode layer 600 may be formed by depositing a transparent conductive material on the high-resistance buffer layer 500. 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 600 may be made of Al-doped zinc oxide (AZO).

상기 전면 전극층(600)의 제조 과정에서, 투명한 도전물질은 상기 제 2 관통홀(TH2)에도 갭필된다. 상기 제 2 관통홀(P2)에 갭필된 투명 도전물질은 상기 전면 전극층(600)과 상기 후면 전극층(200)을 전기적으로 연결하는 접속 배선의 기능을 할 수 있다. In the manufacturing process of the front electrode layer 600, the transparent conductive material is also gap-filled in the second through hole (TH2). The transparent conductive material gap-filled in the second through hole P2 may function as a connection wiring for electrically connecting the front electrode layer 600 and the rear electrode layer 200.

더 자세하게, 상기 전면 전극층(600)은 스퍼터링 또는 화학기상증착법(chemical vapor deposition)에 의하여 제조될 수 있다. 더 자세하게, 상기 스퍼터링에 의하여 전면 전극층(600)을 형성하기 위하여, RF 스퍼터링방법으로 ZnO 타겟을 사용하여 증착하는 방법과 Zn 타겟을 이용한 반응성 스퍼터링 등이 사용될 수 있다. More specifically, the front electrode layer 600 may be formed by sputtering or chemical vapor deposition. More specifically, in order to form the front electrode layer 600 by the sputtering, a method of depositing using a ZnO target by an RF sputtering method, reactive sputtering using a Zn target, or the like can be used.

도 9를 참조하면, 상기 전면 전극층(600)을 관통하는 제 3 관통홀(P3)을 형성한다. 상기 제 3 관통홀(P3)에 의하여, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 다수개의 태양전지 셀들(C1, C2, C3)로 구분될 수 있다. Referring to FIG. 9, a third through hole P3 penetrating the front electrode layer 600 is formed. By the third through hole P3, the solar cell module according to the embodiment may be divided into a plurality of solar cells C1, C2, and C3.

상기 제 3 관통홀(P3)은 상기 전면 전극층(600), 상기 고저항 버퍼층(500), 상기 버퍼층(400) 및 상기 광 흡수층(300)을 관통하고 상기 후면 전극층(200)의 일부를 노출시킨다. The third through hole P3 penetrates the front electrode layer 600, the high resistance buffer layer 500, the buffer layer 400, and the light absorbing layer 300 and exposes a portion of the back electrode layer 200. .

상기 제 3 관통홀(P3)을 형성하기 위한 공정은 상기 언급한 제 2 관통홀(P2)을 형성하기 위한 공정에 개시된 내용이 모두 포함될 수 있으나, 편의상 중복기재를 생략한다. 즉, 상기 제 3 관통홀(P3)은 상기 전면 전극층(600)에 레이저를 조사하여 상기 전면 전극층(600), 상기 고저항 버퍼층(500), 상기 버퍼층(400), 및 상기 광 흡수층(300)을 용융시킨다. 상기와 같은 레이저 조사 공정에 의하여, 상기 제 3 관통홀(P3)에 의하여 노출되는 후면 전극층(200)의 상면은 원형 패턴이 형성된다. 상기 원형 패턴의 형상 및 크기는 상기 레이저 빔 조사 공정에 의하여 적의 조절될 수 있으며, 수치적으로 제한되지 않는다. The process for forming the third through hole P3 may include all of the contents disclosed in the process for forming the second through hole P2, but the redundant description is omitted for convenience. That is, the third through hole P3 irradiates the front electrode layer 600 with a laser to expose the front electrode layer 600, the high resistance buffer layer 500, the buffer layer 400, and the light absorbing layer 300. Melt. By the laser irradiation process as described above, a circular pattern is formed on the top surface of the back electrode layer 200 exposed by the third through hole P3. The shape and size of the circular pattern may be suitably adjusted by the laser beam irradiation process, and are not numerically limited.

이어서, 용융된 전면 전극층(600, 고저항 버퍼층(500), 버퍼층(400), 및 광 흡수층(300)을 기계적 공정에 의하여 제거함으로써 제 3 관통홀(P3)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 관통홀(P3)은 스크라이빙 팁(20) 등을 이용하여 기계적으로 상기 층들(300, 400, 500)을 긁어 내어 형성될 수 있다. 이 때, 스크라이빙 팁의 폭은 레이저의 스폿(spot) 크기와 같거나 작게 조절하는 것이 바람직하다.
Subsequently, the third through hole P3 may be formed by removing the molten front electrode layer 600, the high resistance buffer layer 500, the buffer layer 400, and the light absorbing layer 300 by a mechanical process. The third through hole P3 may be formed by scraping the layers 300, 400, and 500 mechanically using a scribing tip 20. At this time, the width of the scribing tip may be It is desirable to adjust the size equal to or smaller than the spot size of the laser.

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 (14)

다수개의 태양전지 셀들을 포함하는 태양전지 모듈에 있어서,
지지기판 상에 배치되며, 제 1 관통홀을 포함하는 후면 전극층;
상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층;
상기 광 흡수층을 관통하여 상기 후면 전극층을 노출시키는 제 2 관통홀; 및
상기 광 흡수층 상에 배치되며, 제 3 관통홀을 포함하는 전면 전극층을 포함하고,
상기 제 2 관통홀에 의해 노출되는 후면 전극층의 상면에는 제1 원형 패턴 및 상기 제1 원형 패턴 내부에 제1 직선 패턴이 형성된 태양전지 모듈.
In the solar cell module comprising a plurality of solar cells,
A rear electrode layer disposed on the support substrate and including a first through hole;
A light absorbing layer disposed on the rear electrode layer;
A second through hole penetrating the light absorbing layer to expose the rear electrode layer; And
A front electrode layer disposed on the light absorbing layer and including a third through hole,
A solar cell module having a first circular pattern and a first linear pattern formed inside the first circular pattern on an upper surface of the rear electrode layer exposed by the second through hole.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 관통홀은 상기 광 흡수층에 레이저를 조사하여 상기 광 흡수층을 용융시키고,
상기 용융된 광 흡수층을 스크라이빙 팁으로 제거하여 형성된 것은 태양전지 모듈.
The method of claim 1,
The second through hole irradiates a laser to the light absorbing layer to melt the light absorbing layer,
The solar cell module is formed by removing the molten light absorbing layer with a scribing tip.
제 2 항에 있어서,
상기 제1 원형 패턴은 상기 레이저의 진행 방향을 따라 형성된 태양전지 모듈.
3. The method of claim 2,
The first circular pattern is a solar cell module formed along the direction of travel of the laser.
제 1 항에 있어서,
상기 제 3 관통홀은 상기 전면 전극층 및 상기 광 흡수층을 관통하여 상기 후면 전극층의 일부를 노출시키는 태양전지 모듈.
The method of claim 1,
The third through hole penetrates the front electrode layer and the light absorbing layer to expose a portion of the back electrode layer.
제 1 항에 있어서,
상기 제 3 관통홀에 의해 노출되는 후면 전극층의 상면에는 제2 원형 패턴 및 상기 제2 원형 패턴 내부에 제2 직선 패턴이 형성된 태양전지 모듈.
The method of claim 1,
A solar cell module having a second circular pattern and a second straight pattern formed inside the second circular pattern on an upper surface of the rear electrode layer exposed by the third through hole.
제 5 항에 있어서,
상기 제 3 관통홀은 상기 전면 전극층에 레이저를 조사하여 상기 전면 전극층을 용융시키고,
상기 용융된 전면 전극층을 스크라이빙 팁으로 제거하여 형성된 것은 태양전지 모듈.
The method of claim 5, wherein
The third through hole irradiates a laser to the front electrode layer to melt the front electrode layer,
The solar cell module is formed by removing the molten front electrode layer with a scribing tip.
지지기판 상에 제 1 관통홀이 형성된 후면 전극층을 형성하는 단계;
상기 후면 전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
상기 광 흡수층을 관통하여 상기 후면 전극층을 노출시키는 제 2 관통홀을 형성하는 단계;
상기 광 흡수층 상에 전면 전극층을 형성하는 단계; 및
상기 전면 전극층 및 상기 광 흡수층을 관통하여 상기 후면 전극층을 노출시키는 제 3 관통홀을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제 2 관통홀은,
상기 광 흡수층에 레이저를 조사하여 상기 광 흡수층을 용융시키고,
상기 용융된 광 흡수층을 스크라이빙 팁으로 제거하여 형는 태양전지 모듈의 제조방법.
Forming a rear electrode layer having a first through hole formed on the support substrate;
Forming a light absorbing layer on the back electrode layer;
Forming a second through hole penetrating the light absorbing layer to expose the rear electrode layer;
Forming a front electrode layer on the light absorbing layer; And
Forming a third through hole penetrating the front electrode layer and the light absorbing layer to expose the rear electrode layer;
The second through hole,
Irradiating a laser on the light absorbing layer to melt the light absorbing layer,
Removing the molten light absorbing layer with a scribing tip to form a solar cell module.
제 7 항에 있어서,
상기 제 2 관통홀에 의해 노출되는 후면 전극층의 상면 및 상기 제 3 관통홀에 의해 노출되는 후면 전극층의 상면에는 각각 원형 패턴이 형성된 태양전지 모듈의 제조방법.
The method of claim 7, wherein
A method of manufacturing a solar cell module having a circular pattern formed on an upper surface of a rear electrode layer exposed by the second through hole and an upper surface of a rear electrode layer exposed by the third through hole.
삭제delete 제 8 항에 있어서,
상기 스크라이빙 팁의 폭은 상기 레이저의 스폿(spot) 크기와 같거나 작은 태양전지 모듈의 제조방법.
The method of claim 8,
The width of the scribing tip is a method of manufacturing a solar cell module less than or equal to the spot size (spot) of the laser.
제 8 항에 있어서,
상기 레이저는 CO2 레이저 장치 또는 Nd:YAG 레이저 장치로부터 출사되는 태양전지 모듈의 제조방법.
The method of claim 8,
The laser is a method of manufacturing a solar cell module emitted from a CO 2 laser device or Nd: YAG laser device.
제 11 항에 있어서,
상기 레이저 장치 및 상기 스크라이빙 팁은 일체로 형성된 태양전지 모듈의 제조방법.
The method of claim 11,
The laser device and the scribing tip is a method of manufacturing a solar cell module integrally formed.
제 12 항에 있어서,
상기 레이저 장치와 상기 스크라이빙 팁은 소정 간격으로 이격되고,
상기 소정 간격으로 이격된 레이저 장치와 상기 스크라이빙 팁 사이에 차단막을 추가로 포함하는 태양전지 모듈의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The laser device and the scribing tip are spaced at a predetermined interval,
The method of manufacturing a solar cell module further comprises a blocking film between the laser device spaced apart from the predetermined interval and the scribing tip.
제 7 항에 있어서,
상기 제 3 관통홀은,
상기 전면 전극층에 레이저를 조사하여 상기 전면 전극층을 용융시키고,
상기 용융된 전면 전극층을 스크라이빙 팁으로 제거하여 형성된 태양전지 모듈의 제조방법. The method of claim 7, wherein
The third through hole,
Irradiating a laser on the front electrode layer to melt the front electrode layer,
Method of manufacturing a solar cell module formed by removing the molten front electrode layer with a scribing tip.
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