KR20090105822A - Thin-film photovoltaic cells and method for manufacturing thereof, thin-film photovoltaic cells module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막 태양전지 및 제조방법, 박막 태양전지 모듈에 관한 것으로서, 특히, 박막 태양전지 및 모듈의 내습성을 강화하여 신뢰도를 향상시킬 수 있는 박막 태양전지 및 제조방법, 박막 태양전지 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a thin film solar cell, a manufacturing method, and a thin film solar cell module, and more particularly, to a thin film solar cell and a manufacturing method and a thin film solar cell module capable of improving reliability by enhancing moisture resistance of the thin film solar cell and the module. will be.
벌크(bulk) 태양전지에 비해서 실리콘, 화합물 또는 유기물 박막(thin-film) 태양전지는 고온 다습한 환경에서 수분의 침투에 약해서 효율(conversion efficiency)이 저하되어 장기 신뢰성에 단점이 있다. Compared to bulk solar cells, silicon, compound, or organic thin-film solar cells are weak in the penetration of moisture in a high temperature and high humidity environment, and thus have a disadvantage in long-term reliability due to a decrease in conversion efficiency.
실리콘이나 화합물 박막 태양전지의 경우에는 이면전극(back contact)으로 사용되는 산화아연(ZnO)이나 은(Ag) 등이 고온에서 표면이나 입자경계(grain boundary)에서 수분을 흡수하기 쉽다. 이 경우 저항이 늘어나 곡선인자(FF; fill factor)가 감소하여 효율이 저하되는 문제점이 있다. In the case of silicon or compound thin film solar cells, zinc oxide (ZnO) or silver (Ag), etc., which are used as back contacts, tend to absorb moisture at the surface or grain boundary at high temperatures. In this case, there is a problem in that the resistance is increased and the fill factor (FF) is reduced to decrease efficiency.
유기물 태양전지의 경우에는 이면전극도 문제지만, 유기물 그 자체가 수분에 매우 취약하여 태양전지 수명이 극단적으로 짧은 심각한 문제점이 있다. 모듈의 장기 신뢰성을 인정해주는 모듈인증 제도에서는 기온 85 oC, 습도 85% 조건에서 1000시간이상 효율이 일정하게 유지되는지를 평가하는 항온항습심사(damp heat test)를 수항목으로 지정하고 있다. In the case of an organic solar cell, the back electrode is also a problem, but the organic material itself is very vulnerable to moisture, so there is a serious problem that the solar cell life is extremely short. The module certification system, which recognizes the long-term reliability of the module, specifies several items of damp heat test, which evaluates whether the efficiency is kept constant over 1000 hours at 85 ° C and 85% humidity.
따라서, 박막 태양전지의 봉지(encapsulation)를 잘해서 수분 침투를 막는 것이 장기 신뢰성 확보를 위해서 매우 중요하다. Therefore, preventing encapsulation of water by encapsulation of a thin film solar cell is very important for long-term reliability.
일반적으로, 박막 태양전지의 봉지는 셀 부분을 EVA(ethylvinyl acetate) 필름(film)과 백 시트(back sheet) 등으로 덮은 후 라미네이션(lamination)에서 코팅하는 방법이 주로 사용되며, 백 시트(back sheet) 대신 저철분 강화유리를 사용하여 투광성 건자재일체형(BIPV; building integrated photovoltaic) 모듈을 제작하기도 한다. 모서리(edge) 부분은 실리콘(silicone), 테이프(tape), 부틸 고무(butyl rubber) 등으로 실링(sealing)해서 수분침투를 막는다. 벌크 태양전지 모듈의 봉지에 쓰이는 백 시트(back sheet)의 경우는 PVF(Poly-Vinyl Fluoride) 필름, PET(Poly-Ethylen Terephthalate) 필름, PVF(Poly-Vinyl Fluoride) 필름이 순서대로 적층되어 샌드위치 구조로 형성된 TPT가 일반적으로 사용되고 있다. 최근에는 TPT 구조의 PVF(Poly-Vinyl Fluoride)를 PVDF(Poly-VinyliDene Fluoride)로 대체하기도 한다. 박막 태양전지 모듈의 경우에는 내습성의 향상을 위해서 기본적인 TPT 구조에서 특별히 알루미늄 포일(Al foil)이 삽입되어있는 백 시트(back sheet) 를 사용하며, EVA의 경우에도 수분 침투를 잘 막을 수 있는 화학적 조성과 두께가 반영되어야 한다. In general, the encapsulation of a thin film solar cell is a method of coating the cell part with an EVA (ethylvinyl acetate) film and a back sheet, and then coating the lamination, and a back sheet. Instead, low iron tempered glass can be used to fabricate building integrated photovoltaic (BIPV) modules. Edges are sealed with silicone, tape, butyl rubber, etc. to prevent moisture penetration. In the case of the back sheet used for encapsulation of the bulk solar cell module, a polyvinyl fluoride (PVF) film, a poly-ethynlen terephthalate (PET) film, and a poly-vinyl fluoride (PVF) film are laminated in this order and have a sandwich structure. TPT formed from is commonly used. Recently, polyvinyl fluoride (PVF) of TPT structure is replaced by poly-vinylidene fluoride (PVDF). In case of thin film solar cell module, in order to improve moisture resistance, a back sheet in which aluminum foil is inserted is used in a basic TPT structure. The composition and thickness should be reflected.
또한, 박막 태양전지의 경우 유기물인 경우는 능동 영역 자체가 수분에 치명적이고, 후면전극으로 사용되는 산화아연이나 은과 같은 금속 이면전극 등도 고온 분위기에서 습도에 취약하기 때문에, 장기 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다. In the case of a thin film solar cell, an organic material is fatal to moisture, and a metal back electrode such as zinc oxide or silver, which is used as a back electrode, is also vulnerable to humidity in a high-temperature atmosphere, and thus long-term reliability is deteriorated. There is this.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 박막 태양전지의 금속이면전극층 상에 전도성이 뛰어나고 상대적으로 내습성이 뛰어난 산화인듐주석이나 산화주석이나 산화인듐아연을 스퍼터링 방법으로 증착하여 줌으로써, 박막 태양전지 모듈의 장기 신뢰성을 향상시킬 수 있는 박막 태양전지 및 제조방법, 박막 태양전지 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다. Therefore, in order to solve the above problems, the present invention by depositing indium tin oxide, tin oxide or indium zinc oxide having excellent conductivity and excellent moisture resistance on the electrode layer of the thin film solar cell by sputtering method, An object of the present invention is to provide a thin film solar cell, a manufacturing method, and a thin film solar cell module capable of improving long-term reliability of the thin film solar cell module.
청구항 1에 관한 발명인 박막 태양전지 제조방법은, 투명기판상에 전면투명전극층을 적층하는 단계; 전면투명전극층 상에 태양전지층을 적층하는 단계; 태양전지층 상에 금속이면전극층을 적층하는 단계; 및 금속이면전극층 상에 수분 방어물질로 형성된 버퍼층을 적층하는 단계를 포함하고, 수분 방어물질은 산화인듐주석(ITO) 또는 산화주석(SnO2) 또는 산화인듐아연(IZO)이다. A method for manufacturing a thin film solar cell according to
청구항 2에 관한 발명인 박막 태양전지 제조방법은, 청구항 1에 관한 발명인 박막 태양전지 제조방법에 있어서, 버퍼층의 표면으로부터 전면투명전극층의 표면까지 분리 홈을 형성하기 위하여 레이저 패터닝 장비로 패터닝하는 단계를 더 포함한다. The method for manufacturing a thin film solar cell according to
청구항 3에 관한 발명인 박막 태양전지 제조방법은, 청구항 1에 관한 발명인 박막 태양전지 제조방법에 있어서, 태양전지층을 적층하는 단계와 금속이면전극층을 적층하는 단계 사이에, 산화아연(ZnO)으로 형성된 후면 반사막을 적층하는 단계를 더 포함한다. The thin film solar cell manufacturing method of the invention of
청구항 4에 관한 발명인 박막 태양전지 제조방법은, 청구항 3에 관한 발명인 박막 태양전지 제조방법에 있어서, 후면 반사막은 MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) 방법 또는 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 방법으로 적층된다.In the thin film solar cell manufacturing method of the invention of Claim 4, the thin film solar cell manufacturing method of the invention of
청구항 5에 관한 발명인 박막 태양전지 제조방법은, 청구항 3 또는 4에 관한 발명인 박막 태양전지 제조방법에 있어서, 후면 반사막은 50~2500nm의 두께로 적층된다.The thin film solar cell manufacturing method which is invention of Claim 5 is a thin film solar cell manufacturing method which is invention of
청구항 6에 관한 발명인 박막 태양전지 제조방법은, 청구항 1에 관한 발명인 박막 태양전지 제조방법에 있어서, 버퍼층은 50~1000nm의 두께로 형성된다.The thin film solar cell manufacturing method which is invention of
청구항 7에 관한 발명인 박막 태양전지는, 투명기판상에 적층된 전면투명전극층; 전면투명전극층 상에 적층된 태양전지층; 태양전지층상에 적층된 금속이면전극층; 및 금속이면전극층 상에 수분 방어물질이 적층된 버퍼층을 포함하고, 수분 방어물질은 산화인듐주석(ITO) 또는 산화주석(SnO2) 또는 산화인듐아연(IZO)이다. The thin film solar cell of the present invention according to
청구항 8에 관한 발명인 박막 태양전지는, 청구항 7에 관한 발명인 박막 태양전지에 있어서, 버퍼층은 50~1000nm의 두께를 가진다.The thin film solar cell of the invention according to
청구항 9에 관한 발명인 박막 태양전지는, 청구항 7에 관한 발명인 박막 태 양전지에 있어서, 태양전지층과 금속이면전극층 사이에 산화아연(ZnO)이 적층된 후면반사막을 더 포함한다. The thin film solar cell of the invention according to
청구항 10에 관한 발명인 박막 태양전지는, 청구항 9에 관한 발명인 박막 태양전지에 있어서, 후면반사막은 500~2500nm의 두께를 가진다.The thin film solar cell which is invention of
청구항 11에 관한 발명인 박막 태양전지 모듈은, 투명기판상에 적층된 전면투명전극층; 전면투명전극층 상에 적층된 태양전지층; 태양전지층상에 적층된 금속이면전극층; 금속이면전극층 상에 수분 방어물질이 적층된 버퍼층; 전면투명전극층, 태양전지층, 금속이면전극층, 및 버퍼층을 봉지하는 봉지부재를 포함하고, 수분 방어물질은 산화인듐주석(ITO) 또는 산화주석(SnO2) 또는 산화인듐아연(IZO)이다. The thin film solar cell module of the present invention according to claim 11 includes a front transparent electrode layer laminated on a transparent substrate; A solar cell layer laminated on the front transparent electrode layer; A metal back electrode layer laminated on the solar cell layer; A buffer layer in which a moisture protection material is stacked on the electrode layer if the metal; And a sealing member for encapsulating the front transparent electrode layer, the solar cell layer, the metal back electrode layer, and the buffer layer, wherein the moisture protective material is indium tin oxide (ITO) or tin oxide (SnO 2 ) or indium zinc oxide (IZO).
청구항 12에 관한 발명인 박막 태양전지 모듈은, 청구항 11에 관한 발명인 박막 태양전지 모듈에 있어서, 봉지부재는 셀 부분을 봉지하는 EVA필름 및 저철분 강화유리를 포함한다다. The thin film solar cell module which is an invention of Claim 12 is a thin film solar cell module which is an invention of Claim 11 WHEREIN: The sealing member contains EVA film and low iron tempered glass which seal a cell part.
청구항 13에 관한 발명인 박막 태양전지 모듈은, 청구항 11에 관한 발명인 박막 태양전지 모듈에 있어서, 봉지부재는 셀 부분을 봉지하는 EVA 필름 및 백 시트(back sheet)를 포함한다. The thin film solar cell module of the invention according to claim 13 is the thin film solar cell module according to the invention of claim 11, wherein the sealing member includes an EVA film and a back sheet for sealing the cell portion.
청구항 14에 관한 발명인 박막 태양전지 모듈은, 청구항 13에 관한 발명인 박막 태양전지 모듈에 있어서, 백 시트(back sheet)는 PVF필름, PET필름, PVF필름을 순서대로 적층한 TPT 구조이거나, PVDF필름, PET필름, PVDF필름을 순서대로 적 층한 TPT 구조이다. The thin film solar cell module of the invention according to claim 14 is the thin film solar cell module of the invention according to claim 13, wherein the back sheet is a TPT structure in which a PVF film, a PET film, and a PVF film are laminated in this order, or a PVDF film, It is a TPT structure in which PET film and PVDF film are laminated in order.
청구항 15에 관한 발명인 박막 태양전지 모듈은, 청구항 14에 관한 발명인 박막 태양전지 모듈에 있어서, 백 시트(back sheet)는 TPT 에 Al 포일을 삽입한 구조이다.The thin film solar cell module of the invention of claim 15 is the thin film solar cell module of the invention of claim 14, wherein the back sheet has a structure in which an Al foil is inserted into a TPT.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 박막 태양전지 및 모듈 제조방법에 의하면, 박막 태양전지의 금속이면전극층 상에 높은 전도성 및 내습성을 갖는 버퍼층을 형성하여줌으로써, 박막 태양전지 모듈의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the method of manufacturing the thin film solar cell and the module according to the present invention, by forming a buffer layer having high conductivity and moisture resistance on the electrode layer of the thin film solar cell, it is possible to improve the reliability of the thin film solar cell module. It can be effective.
또한, 저가의 봉지부재를 이용하더라도 내습성이 뛰어난 박막 태양전지 모듈의 양산이 가능하게 됨으로써, 생산단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.In addition, even if a low-cost sealing member is used, mass production of a thin film solar cell module having excellent moisture resistance is enabled, thereby lowering the production cost.
이하, 상기와 같이 구성된 박막 태양전지 및 제조방법, 박막 태양전지 모듈에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a thin film solar cell, a manufacturing method, and a thin film solar cell module configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 태양 전지의 구조를 도시한 단면도이고, 도 2(a) 내지 (g)는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 태양전지를 제조하는 방법의 순서를 나타내는 도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 태양전지 모듈을 제조하는 방법의 순서를 나타내는 순서도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention, Figure 2 (a) to (g) is a sequence of a method for manufacturing a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention. 3 is a flowchart illustrating a procedure of a method of manufacturing a thin film solar cell module according to another embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 박막 태양전지(1)는 유리 기판이나 투명 플라스틱 기판(2; 이하 '투명기판'이라 함) 상에 복수의 단위 셀(10)이 전기적으로 직렬로 연결된 구조로 이루어진다. As shown in FIG. 1, the thin film
복수의 단위 셀(10)은 각각 절연체인 투명기판(2)의 상부에 상호 단절(절연)된 띠 모양으로 형성된 전면투명전극층(3)과, 전면투명전극층(3)을 덮어 띠 모양으로 형성된 단위 태양전지(반도체)층(5), 태양전지층(5)을 덮어 띠 모양으로 형성된 금속이면전극층(7), 금속이면전극층(7)을 덮는 버퍼층(8)으로 구성되어 있다.The plurality of
또한, 절단(절연)된 복수의 단위 셀(10)들이 상호 전기적으로 직렬로 연결되어 있다. In addition, the plurality of
전면투명전극층(3)은 투명기판(2)의 상부를 덮고, CVD(Chemical Vapor Deposition)법이나 스퍼터(Sputter)법으로 형성되며, 산화인듐주석(ITO)이나 산화주석(SnO2)이나 산화아연(ZnO)등으로 구성될 수 있다.The front
태양전지층(5)은 비정질 실리콘 태양전지의 경우에 태양광이 입사하는 측으로부터 p층, i층, n층을 가지는 비정질 실리콘계 박막으로 구성된다.In the case of an amorphous silicon solar cell, the
금속이면전극층(7)은 태양전지층(5)을 투과한 빛을 반사하는 동시에, 단위셀(10)의 다른 방향의 전극으로서 기능하며, CVD나 스퍼터링(Sputtering)법과 같은 성막법으로 형성된다.The metal
그러나, 실리콘이나 화합물 박막 태양전지의 경우에는 금속이면전극층(7)으로 사용되는 산화아연(ZnO) 또는 은(Ag) 등이 고온에서 표면이나 입자경계에서 수 분을 흡수하기 쉽고, 유기물 박막 태양전지의 경우에는 금속이면전극층(7) 이외에도 유기물 그 자체가 수분에 매우 취약하다.However, in the case of silicon or compound thin film solar cells, if the metal is zinc oxide (ZnO) or silver (Ag) used as the
또한, 금속이면전극층(7) 형성의 전단계에서 빛가둠 현상(light trapping effect)을 극대화하기 위하여, 일반적으로 산화아연(ZnO) 후면반사막을 자연요철이 있는 CVD법으로 성막하여 주는데, 이는 입자 경계(grain boundary)에서 수분을 쉽게 흡수하여 산화아연(ZnO)의 산소 공공(oxygen vacancy)에 산소가 결합하면서 저항이 쉽게 커지는 단점이 있다.In addition, in order to maximize the light trapping effect in the first step of forming the
따라서, 본 발명은 금속이면전극층(7)상에 내습성을 강화하기 위하여 산화인듐주석(ITO) 또는 산화주석(SnO2) 또는 산화인듐아연(IZO)을 포함하고 50~1000nm의 두께를 가지는 버퍼층(8)이 형성된다.Therefore, the present invention provides a buffer layer including indium tin oxide (ITO) or tin oxide (SnO 2 ) or indium zinc oxide (IZO) to have a thickness of 50 to 1000 nm to enhance moisture resistance on the
여기서, 버퍼층(8)의 두께를 50~1000nm로 설정하는 것은 금속이면전극층(7)의 소정의 전기적 특성을 보완하면서 내습성을 강화하여줌으로써, 태양전지의 특성을 향상시키기 위함이다. 버퍼층(8)의 두께가 50nm보다 얇으면 수분 방어의 목적을 제대로 수행할 수 없고, 1000 nm보다 두꺼워지면 스퍼터링 방법으로 증착하는데 원재료나 시간이 너무 많이 들어서 태양전지 생산단가를 높이는 원인이 될 수 있다.Here, the thickness of the
이하, 도 2(a) 내지 2(g)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 태양전지를 제조하는 방법의 순서를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, as shown in FIGS. 2 (a) to 2 (g), the order of a method of manufacturing a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
우선, 도 2a에 도시된 바와 같이, 절연성 투명기판(2)을 준비한다. 그런 다 음, 절연성 투명기판(2)을 덮도록 CVD법으로 산화주석(SnO2)이나 산화아연(ZnO)으로 구성된 전면투명전극층(3)이 형성한다. 이 상태가 도 2b의 상태이다.First, as shown in FIG. 2A, an insulating
도 2b의 상태에 있어서, 대기 중에서 소정의 레이저가 전면투명전극층(3) 측이나 절연성 투명기판(2) 측으로부터 조사되어, 레이저가 전면투명전극층(3)에 흡수되고, 전면투명전극층(3)이 스크라이브된다. 이를 통해 전면투명전극층(3)에 대하여 제1 분리홈(4)이 형성된다. 즉, 제1 분리홈(4)은 전면투명전극층(3)을 관통하여 형성되어, 단위 셀(10)사이의 전면투명전극층(3)의 단락이 방지된다. 이 상태가 도 2c의 상태이다.In the state shown in Fig. 2B, a predetermined laser is emitted from the front
도 2c의 상태에 있어서, 전면투명전극층(3)과 제1 분리홈(4)을 덮고, p층, i층, n층을 순서대로 태양전지층(5)을 CVD법으로 적층한다. 이 상태가 도 2d의 상태이다.In the state of FIG. 2C, the front
도 2d의 상태에 있어서, 대기 중에서 소정의 레이저가 절연성 투명기판(2)측이나 태양전지층(5) 측으로부터 조사되어, 레이저가 태양전지층(5)에 흡수되고, 태양전지층(5)이 스크라이브된다. 이에 의하여 태양전지층(5)에 대하여 제2 분리홈(6)이 형성된다. 즉, 제2 분리홈(6)은 태양전지층(5)을 관통하여 형성된다. 이 상태가 도 2e의 상태이다.In the state of FIG. 2D, a predetermined laser is irradiated from the insulating
도 2e의 상태에 있어서, 태양전지층(5) 및 제2 분리홈(6)을 덮고, CVD나 스퍼터링 방법으로 산화아연(ZnO)이나 은(Ag) 등을 성막하는 금속이면전극층(7)이 형성된다. 이 상태가 도 2f의 상태이다.In the state of FIG. 2E, the
도 2f의 상태에 있어서, 내습성을 강화하기 위하여 산화인듐주석(ITO) 또는 산화주석(SnO2) 또는 산화인듐아연(IZO)을 포함하고 50~1000nm의 두께를 가지는 버퍼층(8)이 스퍼터링 방법으로 형성된다. 그런 다음, 대기 중에서 소정의 레이저가 절연성 투명기판(2) 측으로부터 조사된다. 절연성 투명기판(2)의 표면으로부터 조사된 레이저가 태양전지층(5), 금속이면전극층(7) 및 버퍼층(8)을 스크라이브한다. 이에 의하여, 태양전지층(5), 금속이면전극층(7) 및 버퍼층(8)에 대하여 제3 분리홈(9)을 형성한다. 이 상태가 도 2g의 상태이다.In the state of FIG. 2F, the
도 2g의 상태에 있어서, 제3 분리홈(9)은 태양전지층(5), 금속이면전극층(7) 및 버퍼층(8)을 관통하고 있으며, 제3 분리홈(9)은 제1 분리홈(4)에 대하여 제2 분리홈(6)과 동일 측에 제2 분리홈(6)보다도 더 떨어져 형성되어 있다. In the state of FIG. 2G, the
상기와 같은 방법에 의하여 박막 태양전지가 제조되게 된다. 또한, 도시되어 있지는 않지만, 상기와 같은 박막 태양전지를 구성하는 전면투명전극층, 태양전지층, 금속이면전극층, 및 버퍼층을 봉지하는 봉지부재를 포함하여 박막 태양전지 모듈을 제조할 수 있다.The thin film solar cell is manufactured by the same method as described above. In addition, although not shown, the thin film solar cell module may include a front transparent electrode layer, a solar cell layer, a metal back electrode layer, and an encapsulation member encapsulating the buffer layer.
이하, 상기와 같이 구성된 박막 태양전지를 이용하여 박막 태양전지의 모듈을 제조하는 방법에 대하여 도 3을 참조로 하여 자세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a module of a thin film solar cell using the thin film solar cell configured as described above will be described in detail with reference to FIG. 3.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 태양전지 모듈 제조방법의 순서를 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a procedure of a method of manufacturing a thin film solar cell module according to another embodiment of the present invention.
도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 태양전지 모듈 제조방법은, 투명기판상에 전면투명전극층을 적층하는 단계(S10)와, 전면투명전극층 상에 레이저 패터닝(S15)하여 빛을 전기로 전환하는 능동영역인 태양전지층을 적층하는 단계(S20)와, 태양전지층 상에 투명전극 패턴에 이웃하여 레이저 패터닝(S25)하여 금속이면전극층을 적층하는 단계(S30)와, 금속이면전극층 상에 방어물질로 형성된 버퍼층을 스퍼터링 방법으로 50~1000nm의 두께로 적층하는 단계(S40)와, 전면투명전극층, 태양전지층, 금속이면전극층, 및 버퍼층을 봉지하는 단계(S60)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the method of manufacturing a thin film solar cell module according to another embodiment of the present invention includes stacking a front transparent electrode layer on a transparent substrate (S10), and laser patterning on the front transparent electrode layer (S15). Stacking a solar cell layer as an active region for converting light into electricity (S20), laminating a metal back electrode layer by laser patterning (S25) adjacent to a transparent electrode pattern on the solar cell layer (S30), Stacking the buffer layer formed of the protective material on the electrode layer if the metal layer with a thickness of 50-1000 nm (S40), and encapsulating the front transparent electrode layer, the solar cell layer, the metal back electrode layer, and the buffer layer (S60). It is configured to include.
여기서, 금속이면전극층을 적층하는 단계(S30)의 전 단계로서 빛가둠 현상(light trapping effect)을 극대화하기 위하여, 산화아연(ZnO)으로 형성된 후면 반사막을 자연요철이 있는 CVD법으로 성막하여 적층하는 단계(미도시)를 포함한다. In this case, in order to maximize the light trapping effect as the previous step of stacking the electrode layer if the metal layer (S30), the back reflecting film formed of zinc oxide (ZnO) is deposited and deposited by CVD with natural unevenness. A step (not shown) is included.
그리고, 버퍼층을 적층하는 단계(S40)는 버퍼층의 표면으로부터 전면투명전극층의 표면까지 분리 홈을 형성하고, 단위 셀간 직렬연결을 완성하기 위하여 레이저 스크라이빙 장비로 패터닝하는 단계(S45)를 더 포함한다.In addition, the step of stacking the buffer layer (S40) further comprises a step of forming a separation groove from the surface of the buffer layer to the surface of the front transparent electrode layer, and patterning with a laser scribing equipment to complete the series connection between unit cells (S45). do.
또한, 수분 방어물질은 산화인듐주석(ITO) 또는 산화주석(SnO2) 또는 산화인듐아연(IZO)이다. In addition, the moisture defense material is indium tin oxide (ITO) or tin oxide (SnO 2 ) or indium zinc oxide (IZO).
상기와 같은 수분 방어물질을 포함하는 버퍼층은 불순물 도핑 등으로 전도성이 높을수록 좋다. 이 경우 금속이면전극의 역할을 공유하기 때문에, 산화아연이나 은과 같은 금속 이면전극의 두께를 감소할 수 있고, 이를 통해 생산단가를 낮게 유 지할 수 있는 장점이 있다.The buffer layer including the moisture defense material as described above may have higher conductivity due to impurity doping. In this case, since the metal shares the role of the electrode, it is possible to reduce the thickness of the metal back electrode such as zinc oxide or silver, thereby keeping the cost of production low.
또한, 상기와 같이 제조된 태양전지를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여 잘 투과하면서도 전기적으로는 절연특성을 가지는 재료를 사용하여 봉지하는 단계(S60)를 거치게 된다. 봉지하는 단계(S60)를 전후로 하여 버스바 형성(S50) 및 모듈조립단계(S70)를 거쳐 내습성이 강한 박막 태양전지 모듈을 완성한다.In addition, in order to protect the solar cell manufactured as described above, a step of encapsulating the material using a material that has a high permeability and electrically insulating property is performed through S60. Before and after the sealing step (S60) through the bus bar formation (S50) and module assembly step (S70) to complete a thin-film solar cell module having a strong moisture resistance.
봉지하는 단계(S10)는 셀 부분에 대하여는 내습성이 뛰어난EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 필름 및 저철분 강화유리로 봉지하고, 라미네이션(lamination)하는 과정과, 모서리 부분에 대하여는 실링부재로 실링(sealing)하는 과정을 포함한다. Encapsulation step (S10) is a process of sealing with an EVA (Ethylene Vinyl Acetate) film and low iron tempered glass having excellent moisture resistance for the cell portion, lamination (sealing) for the edge portion It includes the process of doing.
또한, 저철분 강화유리를 대신하여, PVF(Poly-Vinyl Fluoride) 필름, PET(Poly-Ethylen Terephthalate) 필름, PVF(Poly-Vinyl Fluoride) 필름이 순서대로 적층되어 샌드위치 구조로 형성된 TPT 구조의 백 시트(back sheet)나, PVDF(Poly-VinyliDene Fluoride)필름, PET(Poly-Ethylen Terephthalate) 필름, PVDF(Poly-VinylDene Fluoride)필름이 순서대로 적층된 TPT 구조가 사용될 수 있다.In addition, instead of the low iron tempered glass, a poly-vinyl fluoride (PVF) film, a poly-ethynlen terephthalate (PET) film, and a poly-vinyl fluoride (PVF) film are laminated in this order to form a TPT structure back sheet. (Back sheet), a TPT structure in which a Poly-VinyliDene Fluoride (PVDF) film, a Poly-Ethylen Terephthalate (PET) film, and a Poly-VinylDene Fluoride (PVDF) film are sequentially stacked.
또한, TPT 에 알루미늄 포일(Al foil)이 삽입된 백 시트(back sheet)로 봉지될 수도 있고, 이로 인하여 모듈의 생산단가를 낮출 수 있다.In addition, the TPT may be encapsulated with a back sheet in which aluminum foil is inserted into the TPT, thereby lowering the production cost of the module.
그 후, 모듈 전체의 강도를 높이기 위하여 알루미늄 등으로 만든 외부 틀을 끼워서 모듈을 완성하게 된다.Thereafter, in order to increase the strength of the entire module, an external frame made of aluminum or the like is inserted to complete the module.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명 이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. As described above, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the exemplary embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modifications derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 태양전지의 구조를 도시한 단면도. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 태양전지 제조방법의 순서를 나타내는 도. 2 is a view showing a procedure of a method for manufacturing a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 태양전지 모듈 제조방법의 순서를 나타내는 순서도. Figure 3 is a flow chart showing the procedure of the thin film solar cell module manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
Claims (15)
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2009
- 2009-03-23 KR KR1020090024354A patent/KR20090105822A/en not_active Application Discontinuation
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