KR102632464B1 - 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 플렉서블 태양전지 모듈 - Google Patents

플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 플렉서블 태양전지 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법은 유연 기판, 상기 유연 기판의 일정 영역에 구비된 하부 전극층, 상기 하부 전극층의 일정 영역에 구비된 에피층, 상기 에피층의 일정 영역에 구비된 전면 전극을 포함하는 2 이상의 태양 전지셀을 포함하는 태양전지 모듈을 준비하는 단계; 상기 태양전지 모듈 상에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 태양 전지 모듈에 시드 금속을 증착하여 시드층을 형성하는 단계; 상기 시드층이 형성된 상기 태양전지 모듈 상에 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제2 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 태양 전지 모듈에 전기 도금을 수행하여 연결배선을 형성하는 단계; 상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계; 상기 시드층을 제거하는 단계; 및 상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 플렉서블 태양전지 모듈{METHOD FOR MANUFACTURING FLEXIBLE SOLAR CELL MODULE AND FLEXIBLE SOLAR CELL MODULE MANUFACTURED BY USING THE SAME}
본 발명은 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법, 구체적으로 전기도금을 이용한 초경량 플렉서블 화합물 반도체 태양전지 모듈의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 플렉서블 태양전지 모듈에 관한 것이다.
화석연료의 고갈과 환경오염, 지구온난화 문제로 인해 신재생에너지의 개발 필요성이 높아지고 있으며, 환경 친화적이고 무한 재생이 가능한　태양전지가 차세대 에너지원으로 주목받고 있다.
이러한　태양전지는 태양광 발전의 핵심소자이며, 광기전력 효과(Photovoltaic Effect)를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 소자로써, 변환효율을 향상시키고 제조비용을 감소시키기 위해　태양전지의 재료나 구조에 대한 연구가 이루어지고 있다.
특히, 초경량 플렉서블 III-V 화합물 반도체 태양전지는 효율이 우수하고, 전기 에너지를 동력원으로 활용하는 모든 시스템에 적용 가능하며, 특히 면적의 제한을 받는 휴대기기나 자동차, 항공기, 선박 등 이동기기의 전력 공급용 모듈로 활용이 가능하다.
한편, 태양전지를 활용하기 위해서는 제조된 태양전지 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 목표로 하는 전류 또는 전압을 구현하는 것이 일반적이다. 직렬 연결된 태양전지 모듈은 일정한 전류 하에서 전압 승압을 위해서 사용되고, 병렬로 연결된 태양전지 모듈은 일정한 전압에서 전류를 높이기 위한 목적으로 사용된다.
이러한 목적을 달성하기 위해서 웨이퍼 상에 제조된 태양전지 셀들을 각각 톱(saw)이나 레이저를 이용하여 분할 후, 와이어 본딩 또는 리본 본딩 기술을 이용하여 직렬 또는 병렬로 연결하는 방식을 일반적으로 사용하고 있다.
예컨대, 대한민국 공개특허 제2019-0032584호는 태양전지 모듈에 관한 것으로서, 제 1　분할셀　및 제 2　분할셀을 포함하며, 이웃하여 배치되는 복수의　분할셀; 및 제 1　분할셀의 전면전극과 제 2　분할셀의 후면전극을 전기적으로 연결하는 복수의 금속성와이어;를 포함하여 이루어지며, 상기　분할셀은　태양전지　제조공정을 통해 완성된 단위셀이 복수 등분으로　분할된 것인 것을 특징으로 하는　태양전지　모듈에 관한 내용을 개시하고 있다.
도 1은 기존 태양전지를 직렬로 연결시킨 종래의 태양전지 모듈을 예시한 도이다. 도 1을 참고하면 폴리이미드 플렉서블 필름 위에 셀 실장 영역을 포함하는 태양전지 모듈을 제작을 위한 금속 패드가 구비되어 있고, 그 위에 각각의 태양전지 셀이 실장된 후 와이어 본딩을 통해 직렬로 연결된 것을 알 수 있다.
그러나, 이러한 각 셀의 절단 공정(dicing), 플렉서블 기판에 실장하는 공정, 실장 후 셀들을 와이어본딩하는 공정들은 각기 적절한 공정 변수를 제어할 수 있어야 한다. 따라서 이러한 연속되는 공정 진행 상에 발생할 수 있는 여러가지 문제점들로 인해 직렬 또는 병렬 연결된 태양전지 모듈은 내구성에 취약할 수 밖에 없다.
그러므로 종래의 태양전지 모듈을 제조하는 공정에서 발생할 수 있는 문제점들을 억제하여 내구성을 높일 수 있는 태양전지 모듈의 제조방법의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허 제2019-0032584호 (2019.03.27.)
본 발명은 태양전지를 직렬 또는 병렬로 연결하는 방식으로서, 각각의 셀을 절단하고 플렉서블 기판에 실장 후 와이어본딩을 통해 연결하는 제조 과정에서 발생할 수 있는 내구성이 취약해지는 현상을 억제할 수 있는 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 태양전지 모듈을 간편하게 제조할 수 있는 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 우수한 내구성을 가지는 태양전지 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명은 유연 기판, 상기 유연 기판의 일정 영역에 구비된 하부 전극층, 상기 하부 전극층의 일정 영역에 구비된 에피층, 상기 에피층의 일정 영역에 구비된 전면 전극을 포함하는 2 이상의 태양 전지셀을 포함하는 태양전지 모듈을 준비하는 단계; 상기 태양전지 모듈 상에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 태양 전지 모듈에 시드 금속을 증착하여 시드층을 형성하는 단계; 상기 시드층이 형성된 상기 태양전지 모듈 상에 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제2 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 태양 전지 모듈에 전기 도금을 수행하여 연결배선을 형성하는 단계; 상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계; 상기 시드층을 제거하는 단계; 및 상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계;를 포함하는 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 전술한 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법으로 제조된 플렉서블 태양전지 모듈을 제공한다.
본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법은 전기도금을 이용함으로써 내구성이 우수한 직렬, 병렬 또는 직병렬 구조의 태양전지 모듈, 구체적으로 초경량 플렉서블 화합물 반도체 태양전지 모듈을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법은 종래의 공정 방식인 절단, 실장, 와이어본딩으로 인한 제조 공정 상의 문제점들을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법으로 제조된 플렉서블 태양전지 모듈은 내구성이 우수한 이점이 있다.
도 1은 종래의 태양전지 모듈을 예시한 도이다.
도 2는 종래의 플렉서블 태양전지 셀을 직렬 연결하는 공정(상단)과 본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 셀을 직렬 연결하는 공정(하단)을 예시한 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 모듈의 구조를 예시한 도이다.
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 전기도금을 이용하여 플렉서블 태양전지를 제조하는 방법을 예시한 도이다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 직접 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 개재되는 경우도 포함한다.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 한 양태는 유연 기판, 상기 유연 기판의 일정 영역에 구비된 하부 전극층, 상기 하부 전극층의 일정 영역에 구비된 에피층, 상기 에피층의 일정 영역에 구비된 전면 전극을 포함하는 2 이상의 태양 전지셀을 포함하는 태양전지 모듈을 준비하는 단계; 상기 태양전지 모듈 상에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 태양 전지 모듈에 시드 금속을 증착하여 시드층을 형성하는 단계; 상기 시드층이 형성된 상기 태양전지 모듈 상에 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제2 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 태양 전지 모듈에 전기 도금을 수행하여 연결배선을 형성하는 단계; 상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계; 상기 시드층을 제거하는 단계; 및 상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계;를 포함하는 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법은, 기존 초경량 플렉서블 III-V 반도체 화합물 태양전지를 직렬 또는 병렬로 연결하는 방식인, 각각의 셀을 절단(dicing)하고 플렉서블 기판에 실장 후 와이어본딩을 통해 연결하는 과정에서 발생할 수 있는 내구성 저하 문제를 억제할 수 있는 이점이 있다.
구체적으로 도 2는 종래의 플렉서블 태양전지 셀을 직렬 연결하는 공정(상단)과 본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 셀을 직렬 연결하는 공정(하단)을 예시한 도이다. 종래의 플렉서블 태양전지 셀의 경우 각 셀을 절단하고 플렉서블 기판에 실장한 후 와이어본딩을 통해 각 셀을 연결해야 하는 공정 단계를 거쳐야 하며, 이러한 많은 공정 단계를 거치면서 내구성이 저하되는 문제가 다소 발생하고 있다. 반면, 본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 셀은 플렉서블 기판 위에 제작된 태양전지 셀을 전기 도금을 통해 직렬 연결하고 최종 절단(dicing)함으로써 내구성의 저하를 억제할 수 있는 우수한 이점이 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법은 유연 기판, 상기 유연 기판의 일정 영역에 구비된 하부 전극층, 상기 하부 전극층의 일정 영역에 구비된 에피층, 상기 에피층의 일정 영역에 구비된 전면 전극을 포함하는 2 이상의 태양 전지셀을 포함하는 태양전지 모듈을 준비하는 단계를 포함한다.
요컨대, 본 발명에 따른 태양전지 모듈은 복수개의 태양 전지셀을 포함하는 상태를 일컫는다.
도 3에 본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 모듈, 구체적으로 병렬 연결 구조의 플렉서블 태양전지 모듈과 직병렬 혼합 연결 구조의 플렉서블 태양전지 모듈을 예시하였다.
상기 유연 기판은 폴리이미드 필름 또는 PET, PEN과 같은 폴리에스터 필름을 사용할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 다만, 내구성 향상면에서 폴리이미드 필름이 바람직하다.
상기 유연 기판은 두께 10 내지 100㎛일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 다만, 상기 범위 내인 경우 박형화가 가능하고, 유연성이 우수하면서도 내구성이 우수하여 태양전지 셀의 기판으로의 역할 수행이 용이하기 때문에 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 하부 전극층은 구체적으로 p-금속층을 일컬을 수 있다. 상기 하부 전극층은 스퍼터링 또는 전자빔 증착 등에 의해 형성되는 것일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 증착법에 의해 사용되는 금속원소는 AuBe, Pt, Au, Cu, Ni, Ni-P 합금, Ni-B 합금, Ni-Au 합금 중 적어도 어느 하나 이상이거나 둘 이상을 이용하여 적층된 구조를 이루도록 사용될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 하부전극층은 상기 유연 기판의 너비와 동일한 너비로 상기 유연 기판 상에 구비될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 에피층은 상기 하부 전극층 상에 구비되는 것으로, 에피 성장(epitaxial growth)를 통해 형성된다. 상기 에피 성장의 종류로는 LPE(Liquid-phase epitaxy), VPE(Vapor-phase epitaxy), MOCVD(metal-organic chemical vapor deposition), MBE(molecular beam epitaxy) 등을 들 수 있으나, 본 발명에서 상기 에피층의 성장방법을 한정하지는 않는다.
상기 에피층은 Ge, Si, GaAs, InGaP, InGaAs, InP, GaN, AlN 및 CdTe 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 전면 전극은 상기 에피층의 일정 영역에 구비된다. 구체적으로 상기 전면 전극은 n-금속층을 일컬을 수 있다.
상기 전면 전극은 Mo, Pt, Ni, Au, AuGe, Ag 및 Al 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 태양전지 모듈은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 당업계에서 통상적으로 사용하는 구성을 더 포함할 수 있다.
상기 태양전지 모듈 상에는 제1 포토레지스트 패턴이 형성된다.
구체적으로 상기 제1 포토레지스트 패턴은 후술할 연결배선이 인접한 전극을 연결시키게 하기 위하여 형성된다. 구체적으로 상기 제1 포토레지스트 패턴은 상기 2 이상의 태양 전지셀을 전기적으로 연결하는 연결배선을 형성하기 위하여 형성된다.
본 발명에서 전극이 인접한다는 의미는 2개의 전극 사이에 다른 전면 전극이 개재하지 않는다는 것을 의미한다.
본 발명에서 "전극"이란 후면전극층과 전면 전극을 일컫는다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 플렉서블 태양전지의 제조방법은 상기 2 이상의 태양전지 셀을 직렬 연결하는 경우, 상기 태양전지 모듈을 준비하는 단계 이후 상기 하부 전극층을 패터닝하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
도 4a는 전기도금을 이용하여 태양전지 셀을 직렬 연결하여 플렉서블 태양전지를 제조하는 방법을 예시한 도이다.
도 4b는 전기도금을 이용하여 태양전지 셀을 병렬 연결하여 플렉서블 태양전지를 제조하는 방법을 예시한 도이다.
요컨대, 도 4를 참고하면 본 발명에 따른 플렉서블 태양전지의 제조방법은 인접한 전면 전극과 전면 전극을 전기적으로 연결하는 연결배선을 형성하기 위한 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
또는 본 발명에 따른 플렉서블 태양전지의 제조방법은 인접한 후면 전극층과 전면 전극을 전기적으로 연결하는 연결배선을 형성하기 위한 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 다만, 이 경우 상기 하부 전극층을 패터닝하는 단계를 더 거친다.
구체적으로 상기 태양전지 셀을 직렬 연결하는 경우 패터닝된 후면 전극층과 인접한 태양전지 셀의 전면 전극이 전기적으로 연결하는 연결배선을 형성하기 위한 제1 포토레지스트 패턴을 형성한다.
상기 태양전지 셀을 병렬 연결하는 경우 전면 전극과 인접한 태양전지 셀의 전면 전극을 전기적으로 연결하는 연결배선을 형성하기 위한 제1 포토레지스트 패턴을 형성한다.
상기 제1 포토레지스트 패턴의 형성방법을 본 발명에서 제한하지는 않는다. 상기 제1 포토레지스트 패턴은 포지티브 타입으로 형성될 수도 있고, 네거티브 타입으로 형성될 수도 있으며, 예컨대 상기 태양전지 모듈 상에 마스크 패턴을 이용하여 노광하고, 노광된 포토레지스트를 현상하여 후술할 연결 배선을 획득할 수 있도록 디자인된 제1 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다.
상기 제1 포토레지스트 패턴은 당업계에서 통상적으로 사용되는 물질을 이용하여 형성될 수 있으며, 본 발명에서 이를 제한하지는 않는다.
상기 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 태양 전지 모듈에는 시드 금속을 증착하여 시드층을 형성한다.
상기 시드 금속은 Ti 및 Au 중 선택되는 1 이상일 수 있다. 구체적으로 상기 시드 금속은 Ti/Au 또는 Au 일 수 있다. 시드 금속이 증착되어 형성된 시드층은 후술할 전기 도금 공정의 시드층으로 활용된다.
상기 시드 금속의 증착은 스퍼터링 또는 전자빔 증착을 포함하는 진공 방법에 의해 50 내지 200nm 두께로 증착할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 시드층이 형성된 상기 태양전지 모듈 상에는 제2 포토레지스트 패턴을 형성한다.
상기 제2 포토레지스트 패턴은 후술할 연결배선이 인접한 전극을 연결시키게 하기 위하여 형성된다. 구체적으로 상기 제2 포토레지스트 패턴은 상기 2 이상의 태양 전지셀을 전기적으로 연결하는 연결배선을 형성하기 위하여 형성된다.
요컨대, 본 발명에서는 상기 2 이상의 태양 전지셀을 전기적으로 연결하는 연결배선을 형성하기 위하여 제1 포토레지스트 패턴과 제2 포토레지스트 패턴을 활용한다.
상기 제2 포토레지스트 패턴의 형성방법 및 구성 성분은 본 발명에서 제한하지 않는다. 예컨대, 상기 제2 포토레지스트 패턴은 상기 제1 포토레지스트 패턴과 동일한 방법을 통하여 형성할 수 있다.
상기 제2 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 태양 전지 모듈에는 전기 도금을 수행하여 연결배선을 형성한다.
상기 연결배선은 인접한 후면 전극층과 전면 전극, 또는 전면 전극과 전면 전극을 전기적으로 연결하기 위한 것이다.
상기 2 이상의 태양전지 셀을 연결하는 각각의 연결배선은 상기 2 이상의 태양전지 셀을 직렬 또는 병렬 연결하는 것일 수 있다.
구체적으로 본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 모듈은 직렬 연결, 병렬 연결, 직병렬 연결 방식으로 이루어질 수 있다.
구체적으로 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 모듈은 직렬 연결된 복수개의 태양전지 셀과 병렬 연결된 복수개의 태양전지 셀을 모두 포함할 수 있다.
상기 전기도금은 전해 도금 또는 무전해 도금 공정을 이용하는 것일 수 있다.
상기 전기 도금 물질은 Cu, Au 또는 Ag와 같은 전기전도도가 높은 금속을 이용할 수 있다.
상기 전기도금, 구체적으로 전해 도금 또는 무전해 도금 공정의 공정 조건을 본 발명에서 한정하지는 않는다.
상기 연결배선이 형성된 후에는 상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거한다. 상기 제2 포토레지스트 패턴은 유기용매를 이용하여 제거할 수 있다.
그 후, 상기 시드층을 제거한다. 상기 시드층의 제거는 예컨대 에칭 공정을 이용하여 수행할 수 있으며, 상기 에칭 공정은 웨트(wet) 에칭 또는 드라이(dry) 에칭을 할 수 있다. 상기 웨트 에칭은 Au etchant 및 BHF 등의 물질을 이용하여 수행할 수 있으나 이에 한정되지는 않고, 당업계에서 통상적으로 수행하는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 드라이 에칭은 플라즈마 등의 방법을 이용할 수 있으며, 본 발명에서 상기 드라이 에칭 방법을 제한하지는 않는다.
상기 시드층을 제거한 뒤 상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하는 과정을 거침으로써 전기도금을 이용한 플렉서블 태양전지 모듈을 제조할 수 있다.
상기 제1 포토레지스트 패턴은 유기용매를 이용하여 제거할 수 있으며, 상기 유기용매는 상기 제1 포토레지스트의 구성 물질에 따라 적절히 선택하여 사용 가능하다.
상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거한 이후, 상기 플렉서블 태양전지 모듈을 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 절단은 다이싱(dicing) 또는 레이저 스크라이빙(laser scribing) 등의 방법을 통하여 수행할 수 있다.
상기 플렉서블 태양전지 모듈을 절단하기 이전에 상기 태양전지 모듈 상의 상기 연결배선의 전부를 감싸도록 반사방지 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 반사방지 코팅층은 각 단위 태양전지 셀에 맞게 형성될 수 있다.
상기 태양전지는 II, III, IV 및 V족 원소들 중에서 둘 이상 선택된 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 태양전지는 II, III, IV 및 V족 원소들 중에서 둘 이상 선택된 화합물을 포함하는 화합물 반도체 기판, 화합물 반도체 에피층 등을 포함할 수 있다.
예컨대, II-VI족　화합물,　III-V족　화합물,　IV-VI족　화합물,　IV족　원소,　IV족　화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 II-VI족　화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물, 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기　III-V족　화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물, 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.　IV-VI족　화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.　IV족　원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.　IV족　화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법은 웨이퍼 기반의 전기도금 공정을 통한 연결 방식을 이용하기 때문에 직렬 연결 뿐만 아니라 동일한 공정 흐름을 거쳐 병렬 연결이 가능하다. 따라서 모듈 디자인에 맞추어 직렬 및 병렬 연결 셀들을 동시에 구현할 수 있어 플렉서블 태양전지 모듈의 제작 공정을 매우 단순화할 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 전술한 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법으로 제조된 플렉서블 태양전지 모듈에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명의 다른 양태는 유연 기판, 상기 유연 기판의 일정 영역에 구비된 하부 전극층, 상기 하부 전극층의 일정 영역에 구비된 에피층, 상기 에피층의 일정 영역에 구비된 전면 전극을 포함하는 2 이상의 태양 전지셀을 포함하는 태양전지 모듈을 준비하는 단계; 상기 태양전지 모듈 상에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 태양 전지 모듈에 시드 금속을 증착하여 시드층을 형성하는 단계; 상기 시드층이 형성된 상기 태양전지 모듈 상에 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제2 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 태양 전지 모듈에 전기 도금을 수행하여 연결배선을 형성하는 단계; 상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계; 상기 시드층을 제거하는 단계; 및 상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계;를 포함하는 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법으로 제조된 플렉서블 태양전지 모듈에 관한 것이다.
상기 플렉서블 태양전지 모듈은 직렬; 병렬; 또는 직렬과 병렬;로 연결된 2 이상의 태양전지 셀을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 태양전지 모듈은 웨이퍼 기반의 전기도금 공정을 통한 연결 방식을 이용하기 때문에 직렬 연결 뿐만 아니라 동일한 공정 흐름을 거쳐 병렬 연결이 가능하다. 따라서 모듈 디자인에 맞추어 직렬 및 병렬 연결 셀들이 동시에 구현될 수 있는 이점이 있다. 또한, 종래 태양전지 모듈을 제조하는 과정에서 발생했던 제조상의 문제점들이 억제되어 내구성이 우수하고, 초경량화가 가능한 이점이 있다.

Claims (10)

  1. 유연 기판, 상기 유연 기판의 일정 영역에 구비된 하부 전극층, 상기 하부 전극층의 일정 영역에 구비된 에피층, 상기 에피층의 일정 영역에 구비된 전면 전극을 포함하는 2 이상의 태양 전지셀을 포함하는 태양전지 모듈을 준비하는 단계;
    상기 태양전지 모듈 상에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 태양 전지 모듈에 시드 금속을 증착하여 시드층을 형성하는 단계;
    상기 시드층이 형성된 상기 태양전지 모듈 상에 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제2 포토레지스트 패턴이 형성된 상기 태양 전지 모듈에 전기 도금을 수행하여 연결배선을 형성하는 단계;
    상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계;
    상기 시드층을 제거하는 단계; 및
    상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계;
    를 포함하는 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법으로서,
    상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계 이후 상기 플렉서블 태양전지 모듈을 절단하는 단계;를 더 포함하는 것인 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와 상기 플렉서블 태양전지 모듈을 절단하는 단계 사이에, 상기 태양전지 모듈 상의 상기 연결배선의 전부를 감싸도록 반사방지 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것인 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2 이상의 태양전지 셀을 연결하는 각각의 연결배선은 상기 2 이상의 태양전지 셀을 직렬 또는 병렬 연결하는 것인 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 2 이상의 태양전지 셀을 직렬 연결하는 경우, 상기 태양전지 모듈을 준비하는 단계 이후 상기 하부 전극층을 패터닝하는 단계;를 더 포함하는 것인 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전기 도금은 전해 도금 또는 무전해 도금 공정을 이용하는 것인 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전기 도금 물질은 Cu, Au 또는 Ag을 사용하는 것인 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 태양전지는 II, III, IV 및 V족 원소들 중에서 둘 이상 선택된 화합물을 포함하는 것인 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 플렉서블 태양전지 모듈의 제조방법으로 제조된 플렉서블 태양전지 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 플렉서블 태양전지 모듈은 직렬; 병렬; 또는 직렬과 병렬;로 연결된 2 이상의 태양전지 셀을 포함하는 것인 플렉서블 태양전지 모듈.
  10. 삭제
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