WO2015119380A1 - 시인성이 향상된 태양 전지 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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WO2015119380A1
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transparent
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transparent substrate
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김용현
박창균
편승철
홍용규
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주성엔지니어링(주)
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Definitions

  • the present invention relates to thin film solar cells, and more particularly, to a solar cell having improved visibility so as to be applicable to a viewing window of a moving means such as a glass window of a building or a vehicle, and a manufacturing method thereof.
  • Photovoltaic is a device that converts light energy into electrical energy using the properties of a semiconductor. That is, the solar cell has a PN junction structure in which a P (positive) type semiconductor and an N (negative) type semiconductor are bonded together. When solar light is incident on the solar cell having such a structure, the solar cell has the energy of the incident solar light. Holes and electrons are generated in the semiconductor. At this time, holes (+) move toward the P-type semiconductor and electrons (-) move toward the N-type semiconductor due to the electric field generated from the PN junction. It is a principle that can generate power by being generated.
  • Such solar cells may be classified into a substrate type solar cell and a thin film type solar cell.
  • the substrate type solar cell is a solar cell manufactured using a semiconductor material such as silicon itself as a substrate
  • the thin film type solar cell is a solar cell manufactured by forming a semiconductor in the form of a thin film on a substrate such as glass.
  • the substrate type solar cell is somewhat superior in efficiency to the thin film type solar cell, there is a limitation in minimizing the thickness in the process and the manufacturing cost is increased due to the use of an expensive semiconductor substrate.
  • thin-film solar cells are less efficient than substrate-type solar cells, they can be manufactured in a thin thickness and inexpensive materials can be used to reduce manufacturing costs, which makes them suitable for mass production.
  • glass windows that can be used as a substitute for glass windows (for example, housing windows, building windows, vehicle side windows, rear windows, or sunroofs) such as buildings or vehicles.
  • Alternative solar cells are being developed.
  • Such a glass-winding solar cell transmits solar light that is not used to produce electric power to the inside of a building while generating electric power using incident sunlight.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a conventional glass pane replacement solar cell.
  • a conventional window pane solar cell includes a solar cell 10 attached to a window 1 of a vehicle or the like that is a building or a vehicle.
  • the solar cell 10 includes a transparent substrate 11, a plurality of solar cells 12, a light transmitting portion 14, and a protective substrate 21.
  • Each of the plurality of solar cells 12 is formed on the back electrode 12a formed on the transparent substrate 11, the photoelectric conversion layer 12b formed on the back electrode 12a, and the photoelectric conversion layer 12b.
  • the front electrode 12c is provided.
  • the back electrode 12a is formed of a metal material on the transparent substrate 11.
  • the photoelectric conversion layer 12b is formed on the rear electrode 12a so as to have a PN junction structure in which a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are bonded to each other, thereby producing electric power according to sunlight incident through the front electrode 12c. do.
  • the front electrode 12c is formed of a transparent material on the photoelectric conversion layer 12b.
  • each of the plurality of solar cells 12 has a partial region of the photoelectric conversion layer 12b and the front electrode 12c formed on the rear electrode 12a and the first direction of the transparent substrate 11. It is electrically connected in series by the cell separators that are removed in parallel.
  • the light transmitting part 14 is formed between the plurality of solar cells 12 to be parallel to a second direction crossing the first direction of the transparent substrate 11, and formed on the transparent substrate 11. Partial regions of the rear electrode 12a, the photoelectric conversion layer 12b, and the front electrode 12c are all removed to allow incident sunlight to pass through the room.
  • the protective substrate 21 is formed to cover the plurality of solar cells 12 and the light transmitting part 14 formed on the transparent substrate 11 to protect the plurality of solar cells 12.
  • the outer surface of the protective substrate 21 is attached to the window (1) of the building.
  • the conventional windshield solar cell as described above allows the user to view the outdoors from the inside through the light transmitting unit 14 while producing power using the incident sunlight.
  • the conventional windshield solar cell has a problem that visibility is not secured by reflected light RL due to the surface reflection of the rear electrode 12a made of a metal material when the outdoor view is indoors.
  • the conventional glass-winding solar cell has a problem that the photoelectric conversion efficiency is low while removing (or opening) the rear electrode 12a formed in the region corresponding to the light transmitting part 14 to ensure visibility.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and provides a solar cell having improved visibility and a method of manufacturing the same, which can be applied to a window of a moving means such as a glass window of a building or a vehicle while improving photoelectric conversion efficiency. Shall be.
  • a solar cell having improved visibility.
  • a transparent electrode formed on one surface of the transparent substrate;
  • a plurality of solar cells including a first electrode formed on the transparent electrode, a photoelectric conversion part formed on the first electrode, and a second electrode formed on the photoelectric conversion part;
  • a separator provided between the adjacent solar cells, wherein the separator may expose the transparent electrode to incident sunlight.
  • the separation unit may transmit the incident sunlight to the transparent substrate through the transparent electrode.
  • a method of manufacturing a solar cell having improved visibility may include forming a transparent electrode on one surface of a transparent substrate; Forming a plurality of solar cells on the transparent electrode, the plurality of solar cells including a first electrode, a photoelectric conversion portion on the first electrode, and a second electrode on the photoelectric conversion portion; And forming a separator between the adjacent solar cells, wherein the transparent electrode overlapping the separator may be exposed to incident sunlight.
  • the step (C) may remove the predetermined region of the first electrode, the photoelectric conversion unit, and the second electrode formed on the transparent electrode to form the separation unit.
  • the solar cell which improved visibility by this invention, and its manufacturing method have the following effects.
  • the anti-reflection layer (or transparent electrode) is formed between the first electrode made of a metal material and the transparent substrate, the visibility deterioration caused by the light reflection of the metal electrode can be improved when the outdoor view is indoors.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a conventional glass pane replacement solar cell.
  • FIG. 2 is a view schematically showing a solar cell with improved visibility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the solar cell of the present invention used as a glass window substitute.
  • 5A to 5G are views for explaining a method of manufacturing a solar cell having improved visibility according to an embodiment of the present invention.
  • the term “comprises” or “having” does not preclude the existence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.
  • the term “at least one” should be understood to include all combinations which can be presented from one or more related items.
  • the meaning of "at least one of the first item, the second item, and the third item” means two items of the first item, the second item, or the third item, as well as two of the first item, the second item, and the third item, respectively.
  • the term “ on " means to include not only when a configuration is formed directly on top of another configuration but also when a third configuration is interposed between these configurations.
  • FIG. 2 is a view schematically illustrating a solar cell having improved visibility according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2.
  • the solar cell 100 having improved visibility according to the first embodiment of the present invention may be a transparent substrate 110, a transparent electrode 120, a plurality of solar cells 130, and a plurality of solar cells 100. It may be configured to include a light transmitting portion 140 formed between the solar cell 130 of.
  • the transparent substrate 110 may be formed of a transparent glass, a transparent plastic substrate, and a transparent flexible plastic substrate.
  • the transparent electrode 120 is formed to have a predetermined thickness on the entire surface of one surface of the transparent substrate 110.
  • the transparent electrode 120 may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), ZnO, ZnO: B, ZnO: Al, ZnO: Ga, SnO2, SnO2: F, SnO2: B, SnO2: Al, In2O3, Ga2O3-In2O3, and ZnO-In2O3 may include one of the transparent conductive materials.
  • the transparent electrode 120 may include a fine uneven structure formed on the surface of one surface.
  • Each of the plurality of solar cells 130 is formed on the transparent substrate 110, that is, the transparent electrode 120, and includes a first electrode 131, a second electrode 139, and a first and a second electrode. And a photoelectric conversion unit 135 between the electrodes 131 and 139. More specifically, each of the plurality of solar cells 130 includes a first electrode 131, an internal reflection electrode 133, an electrode isolation pattern P1, a photoelectric conversion unit 135, and a transparent conductive layer 137. , A contact pattern P2, a second electrode 139, and a cell isolation pattern P3.
  • the first electrode 131 is formed to have a predetermined thickness on the entire upper surface of the transparent electrode 120.
  • the first electrode 131 may be made of a metal material such as Ag, Al, Cu, Ag + Mo, Ag + Ni, or Ag + Cu.
  • the fine uneven structure corresponding to the fine uneven structure of the transparent electrode 120 may be formed on the surface of the first electrode 131. have.
  • the internal reflection electrode 133 is formed on the first electrode 131. More specifically, the internal reflection electrode 133 is formed of a transparent conductive material on the first electrode 131 to be absorbed by the photoelectric conversion unit 135. Instead of reflecting the light traveling to the first electrode 131, the light is reincident to the photoelectric conversion unit 135.
  • the internal reflection electrode 133 may be formed of the same material as the transparent electrode 120, or may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), ZnO, ZnO: B, ZnO: Al, ZnO: Ga, It may be formed of any one of SnO 2, SnO 2: F, SnO 2: B, SnO 2: Al, In 2 O 3, Ga 2 O 3 —In 2 O 3, and ZnO—In 2 O 3.
  • the minute uneven structure is formed on the surfaces of each of the transparent electrode 120 and the first electrode 131, the minute uneven structure corresponding to the minute uneven structure is formed on the surface of the internal reflection electrode 133.
  • the minute uneven structure corresponding to the minute uneven structure is formed on the surface of the internal reflection electrode 133.
  • the first electrode 131 and the internal reflection electrode 133 are formed in a stacked structure, the light reflectance of the first electrode 131 and the internal reflection electrode 133 is 90% or more. Will have
  • the electrode separation pattern P1 is formed at regular intervals along the first direction Y of the transparent substrate 110 (eg, in the vertical direction of the transparent substrate 110) to form the first electrode 131. Separate at regular intervals.
  • the electrode separation pattern P1 is formed by removing the first electrode 131 and the predetermined region of the transparent electrode 120 which overlap each other so that a predetermined region of the transparent substrate 110 is exposed.
  • the photoelectric conversion unit 135 is formed between the first electrode 131 and the second electrode 139, and has at least one layer for generating electric power using sunlight incident through the second electrode 139. It includes a photoelectric conversion layer 135a.
  • the photoelectric conversion layer 135a may be formed of a silicon-based semiconductor material, and may have a NIP structure in which an N-type semiconductor layer, an I-type semiconductor layer, and a P-type semiconductor layer are sequentially stacked.
  • the photoelectric conversion layer 135a is formed in the NIP structure as described above, the I-type semiconductor layer is depleted by the P-type semiconductor layer and the N-type semiconductor layer to generate an electric field therein, and is generated by sunlight.
  • the holes and electrons are drift by the electric field and are recovered in the P-type semiconductor layer and the N-type semiconductor layer, respectively.
  • the photoelectric conversion layer 135a has a NIP structure
  • the reason is that since the drift mobility of the holes is generally low due to the drift mobility of the electrons, the P-type semiconductor layer is formed close to the light receiving surface in order to maximize the recovery efficiency by incident light.
  • the photoelectric conversion unit 135 when the photoelectric conversion unit 135 includes a photoelectric conversion layer 135a having a multilayer structure, the photoelectric conversion unit 135 includes a plurality of photoelectric conversions as shown in the enlarged view "A" of FIG. 2. It may further include a buffer layer 135b formed between the layers 135a.
  • the buffer layer 135b serves to smoothly move holes and electrons through the tunnel junction between the photoelectric conversion layers 135a.
  • the buffer layer 135b may be omitted, the buffer layer 135b may be formed between the photoelectric conversion layers 135a to improve the efficiency of the solar cell 100.
  • the transparent conductive layer 137 is formed on the photoelectric converter 135.
  • the transparent conductive layer 137 scatters sunlight incident on the second electrode 139 to propagate at various angles, and passes through the second electrode 139 to the photoelectric conversion unit 135. Increasing the ratio of incident light improves the efficiency of the solar cell.
  • the transparent conductive layer 137 may be omitted, but is preferably formed between the photoelectric conversion unit 135 and the second electrode 139 to improve the efficiency of the solar cell 100.
  • the contact pattern P2 is formed to be parallel to the electrode isolation pattern P1 to expose a predetermined region of the upper surface of the internal reflection electrode 133 or the first electrode 131 adjacent to the electrode isolation pattern P1. . That is, the contact pattern P2 is removed by the photoelectric converter 135 formed on the first electrode 131 adjacent to the electrode isolation pattern P1 and a predetermined region of the transparent conductive layer 137. Is formed.
  • the second electrode 139 is formed inside the contact pattern P2 and on the transparent conductive layer 137 to be electrically connected to the first electrode 131 through the contact pattern P2.
  • the second electrode 139 is formed of a transparent conductive material so that incident sunlight can be incident on the photoelectric conversion unit 135.
  • the second electrode 139 may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), ZnO, ZnO: B, ZnO: Al, ZnO: Ga, SnO2, SnO2: F, SnO2: B, SnO2: Al, In2O3, Ga2O3-In2O3, and ZnO-In2O3 may be formed of any one material, or may be formed of the same material as the transparent electrode 120.
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • the cell isolation pattern P3 is formed to be parallel to the contact pattern P2 to expose a predetermined region of the inner reflective electrode 133 or the upper surface of the first electrode 131 adjacent to the contact pattern P2. That is, the cell separation pattern P3 includes the photoelectric conversion unit 135 formed on the first electrode 131, and predetermined regions of the transparent conductive layer 137 and the second electrode 139 together. Removed and formed. Accordingly, the plurality of solar cells 130 are electrically separated by the cell separation pattern P3 and electrically connected in series through the contact pattern P2 on the transparent substrate 110.
  • the light transmitting part 140 has a constant width W along a second direction X (eg, a horizontal direction of the transparent substrate 110) that crosses the first direction Y of the transparent substrate 110. It is provided between the adjacent solar cell 130 to have a) to expose the transparent electrode 120 formed between the adjacent solar cell 130 in the first direction (Y) to the incident sunlight and the transparent It serves as a separator for spatially separating adjacent solar cells 130 in the first direction Y formed on the electrode 120.
  • the light transmitting part 140 includes only the transparent electrode 120 formed on the transparent substrate 110, and more specifically, the transparent electrode 120 formed on the transparent substrate 110.
  • the first electrode 131, the internal reflection electrode 133, the photoelectric conversion unit 135, the transparent conductive layer 137, and the predetermined region of the second electrode 139 are removed together, except for the following. .
  • the light transmitting part 140 is formed to cross the cell separation pattern P3 through the same formation process as that of the cell separation pattern P3, thereby providing a transmission path of sunlight transmitted through the transparent substrate 110.
  • the visibility of the solar cell 100 is improved by increasing the light open rate (or light transmittance) of the solar cell 100.
  • the light opening rate of the solar cell 100 may be determined according to the area ratio of the light transmitting part 140 to the area of the transparent substrate 110, and particularly for the transparent substrate 110 of the same size It may be determined by the width W of the light transmitting part 140.
  • the first electrodes 131 of the solar cells 130 adjacent to each other with the light transmitting part 140 interposed therebetween are connected to each other through the transparent electrode 120, and thus the transparent electrode 120 is connected to the light transmitting part. It also serves as a connection layer for electrically connecting the solar cells 130 adjacent to each other with the 140 therebetween.
  • the transparent electrode 120 also serves as an antireflection layer that prevents light incident from the rear surface of the transparent substrate 110 to be reflected by the first electrode 131.
  • the transparent electrode 120 may be formed to have a surface uneven structure or high surface roughness to diffuse reflection of light incident from the rear surface of the transparent substrate 110 to prevent reflection of the light by the first electrode 131. have.
  • the transparent electrode 120 is preferably formed by a deposition process such as MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) that can form a concavo-convex structure or the surface of the deposit with a high surface roughness on the surface of the deposit.
  • MOCVD Metal Organic Chemical Vapor Deposition
  • the solar cell 100 having improved visibility may further include a transparent cover member 150 formed on the second electrode 139 so as to overlap the transparent substrate 110.
  • the transparent cover member 150 may be formed on the second electrode 139 to cover the plurality of solar cells 130 and the light transmitting part 140.
  • the transparent cover member 150 may be made of a glass window used as a window of a building (or moving means), the same material as the transparent substrate 110, a transparent polymer, or a protective sheet (or protective layer).
  • the transparent cover member 150 may be omitted depending on the structure of the solar cell 100.
  • a functional film may be additionally attached to the other surface of the transparent substrate 110 facing the interior side, and the functional film may be a window coloring film or a heat shielding film to impart color to the transparent substrate 110. It may comprise at least one film of the UV blocking film, and the anti-reflection film.
  • the functional film may include an opening pattern (not shown) overlapping the light transmitting unit 140 described above.
  • the solar cell 100 with improved visibility will be coupled to the window (1) that can view the outdoors in the room.
  • the window 1 may be a house glass window, a building glass window, a side glass window of the vehicle, a rear glass window, or a glass window of the vehicle sunroof.
  • the second electrode 139 is disposed adjacent to the window 1 to form a light receiving surface. Accordingly, a portion of the sunlight passing through the window 1 is transmitted to the photoelectric conversion unit 135 by passing through the second electrode 139 and converted into electrical energy, and the rest of the sunlight is the light transmission unit 140. ) And the transparent electrode 120 and the transparent substrate 110 corresponding thereto are incident to the room.
  • the transparent electrode 120 formed such that the solar cells 130 adjacent to each other with the light transmitting part 140 therebetween overlap the first electrode 131 and the light transmitting part 140. Since it is connected to each other through the light transmitting unit 140 including only the transparent electrode 120, the visibility of the solar cell can be secured while the photoelectric conversion efficiency can be improved.
  • the transparent electrode 120 is formed between the first electrode 131 made of a metal material and the transparent substrate 110, the reflected light due to the surface reflection of the first electrode 131. (RL) is minimized.
  • the solar cell 100 having improved visibility is a window of a vehicle, such as a building or a vehicle (for example, a house glass window, a building glass window, a side glass window of a vehicle, a rear glass window, or a sunroof). Glass window) can be used sufficiently.
  • the photoelectric conversion unit 135 has been described as being formed of a silicon-based semiconductor material, but the present invention is not limited thereto.
  • 5A to 5G are views for explaining a method for manufacturing a solar cell having improved visibility according to an embodiment of the present invention, which is a manufacturing method for a solar cell having improved visibility according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2. to be.
  • a method for manufacturing a solar cell having improved visibility according to an embodiment of the present invention which is a manufacturing method for a solar cell having improved visibility according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2. to be.
  • overlapping descriptions of repeated portions in the structure of each structure, etc. will be omitted.
  • the transparent electrode 120 is formed on the entire surface of the transparent substrate 110 to have a predetermined thickness.
  • the transparent electrode 120 may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), znO, znO: B, znO: al, znO: ga, SnO2, SnO2: F, SnO2: B, SnO2: Al, It may be formed of a transparent conductive material including any one of In 2 O 3, Ga 2 O 3 —In 2 O 3, and ZnO—In 2 O 3.
  • the transparent electrode 120 may be formed by a sputtering process or a deposition process such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) depending on the material.
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • a fine concavo-convex structure may be formed on the surface of the transparent electrode 120 through a texturing process.
  • the texture processing process is a process of forming a surface of the transparent electrode 120 with an uneven structure and processing it into a shape similar to that of a fabric.
  • An etching process using photolithography and anisotropy using a chemical solution are performed. It may be an etching process (anisotropic etching), or groove forming process using mechanical scribing (mechanical scribing).
  • the first electrode 131 is formed on the entire surface of the transparent electrode 120.
  • the first electrode 131 may be formed by one printing process using a metal paste including Ag, Al, Cu, Ag + Mo, Ag + Ni, Ag + Cu, or the like.
  • the printing process may include screen printing, inkjet printing, gravure printing, gravure offset printing, reverse printing, flexo printing, or It may be a micro contact printing method.
  • the screen printing method is a method of transferring ink through the mesh of the screen by raising the ink on the screen, moving while pressing a squeegee (Squeegee) at a predetermined pressure.
  • the inkjet printing method is a method in which very small ink droplets collide with the substrate to print.
  • the gravure printing method is a method of removing ink on a flat non-wire portion with a doctor blade and transferring only ink on an etched concave wire portion to a substrate by printing.
  • the gravure offset printing method is to transfer the ink from the printing plate to the blanket and transfer the ink of the blanket back to the substrate.
  • the reverse printing method is a method of printing using a solvent as an ink.
  • Flexo printing is a method of printing ink by embossing the embossed portion.
  • the micro contact printing method is a method of printing by printing a desired material on a stamp like a stamp.
  • a firing process of firing the printed first electrode 131 may be further performed.
  • the first electrode 131 may be formed by a sputtering process. At this time, when the first electrode 131 is formed by the printing process, the raw material cost is increased compared to the sputtering process, and the light conversion efficiency of the solar cell is relatively low, but the first electrode 131 Because the surface roughness of is formed to be high to reduce the reflectance due to diffuse reflection, which is advantageous to secure visibility of the solar cell, the first electrode 131 may be more advantageous in view of visibility.
  • an internal reflection electrode 133 is formed on the first electrode 131 to have a thickness thinner than that of the first electrode 131.
  • the reflective electrode 33 may be formed of the same material as the transparent electrode 120, or may be indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), ZnO, ZnO: B, ZnO: Al, ZnO: Ga, SnO2. , SnO 2: F, SnO 2: B, SnO 2: Al, In 2 O 3, Ga 2 O 3 —In 2 O 3, and ZnO—In 2 O 3.
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • an electrode separation pattern P1 having a predetermined interval is formed along the first direction Y of the transparent substrate 110 (eg, the vertical direction of the transparent substrate 110) to form the first electrode 131. ) At regular intervals.
  • the electrode separation pattern P1 may be a laser scribing process for removing a predetermined region of the internal reflection electrode 133, the first electrode 131, and the transparent electrode 120 that overlap each other. It can be formed by.
  • the photoelectric conversion unit 135 is formed on the transparent substrate 110 including the internal reflection electrode 133 and the electrode separation pattern P1.
  • the transparent conductive layer 137 is formed on the 135.
  • the transparent conductive layer 137 may not be formed, but in the following description, it is assumed that the transparent conductive layer 137 is formed.
  • the photoelectric conversion unit 135 may be formed of a silicon-based semiconductor material, and a single layer photoelectric conversion layer 135a having an NIP structure in which an N-type semiconductor layer, an I-type semiconductor layer, and a P-type semiconductor layer are sequentially stacked. It can be formed into).
  • an N-type or P-type semiconductor layer having a thickness thinner than that of the N-type or P-type semiconductor layer may be formed, and the doping concentration is lower than that of the N-type or P-type semiconductor layer instead of the I-type semiconductor layer.
  • An N-type or P-type semiconductor layer can be formed.
  • the photoelectric conversion unit 135 may include the first photoelectric conversion layer 135a, the buffer layer 135b, and the second NIP structure of the NIP structure, as shown in an enlarged view “B” of FIG. 5C.
  • the photoelectric conversion layer 135c may be formed in a tandem structure in which the photoelectric conversion layer 135c is sequentially stacked, but is not limited thereto.
  • the buffer layer 135b between the two or more photoelectric conversion layers 135a and the photoelectric conversion layer 135a may be formed. It can be made, including.
  • the buffer layer 135b may be made of the transparent conductive material.
  • the inner reflection electrode 133 is exposed so that a predetermined region of the inner reflection electrode 133 adjacent to the electrode separation pattern P1 is exposed while being parallel to the electrode separation pattern P1.
  • the contact pattern P2 is formed by removing the photoelectric conversion unit 135 and the predetermined region of the transparent conductive layer 137 formed thereon.
  • the contact pattern P2 may be formed by a laser scribing process.
  • the contact pattern P2 may include the internal reflection electrode 133 formed on the first electrode 131 so that a predetermined region of the first electrode 131 adjacent to the electrode isolation pattern P1 is exposed.
  • the photoelectric converter 135 and the transparent conductive layer 137 may be formed by removing a predetermined region together.
  • the second electrode 139 may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), ZnO, ZnO: B, ZnO: Al, ZnO: Ga, SnO2, SnO2: F, SnO2: B, SnO2: It may be formed of a transparent conductive material including any one of Al, In2O3, Ga2O3-In2O3, and ZnO-In2O3.
  • the second electrode 139 may be formed by a sputtering process or a deposition process such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) depending on the material.
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • the cell isolation pattern P3 is formed by removing a predetermined region of the transparent conductive layer 137 and the second electrode 139 together. Accordingly, the plurality of solar cells 130 are electrically separated by the cell separation pattern P3 and electrically connected in series through the contact pattern P2 on the transparent substrate 110.
  • the cell separation pattern P3 may be formed by a laser scribing process or an etching process using a mask.
  • the cell isolation pattern P3 may include the internal reflection electrode 133 formed on the first electrode 131 so that a predetermined region of the first electrode 131 adjacent to the contact pattern P2 is exposed.
  • the photoelectric converter 135, the transparent conductive layer 137, and the predetermined region of the second electrode 139 may be removed together.
  • the transparent electrode 120 may have a predetermined width and a predetermined distance along the second direction X of the transparent substrate 110 to intersect the cell separation pattern P3.
  • the light transmitting part 140 exposing a predetermined region is formed.
  • the light transmitting part 140 may include the first electrode 131, the internal reflection electrode 133, the photoelectric conversion part 135, and the other parts except for the transparent electrode 120 formed on the transparent substrate 110.
  • the transparent conductive layer 137 and the predetermined region of the second electrode 139 are removed together. Accordingly, a plurality of solar cells 130 spatially separated by the light transmitting part 140 (or the separating part) are formed on the first direction Y of the transparent substrate 110, and the light transmitting part ( The first electrode 131 of the adjacent solar cell 130 with the 140 therebetween is connected to each other through the transparent electrode 120 (or the connection layer).
  • the width and interval of the light transmitting part 140 may be determined according to the light open rate of the solar cell set relative to the area of the transparent substrate 110.
  • the light transmitting part 140 may be formed by a laser scribing process or an etching process using a mask.
  • the above-described cell separation pattern P3 may be formed in the same structure as the light transmitting part 140, in which case, a predetermined region of the transparent electrode 120 adjacent to the contact pattern P2 is exposed.
  • the first electrode 131, the internal reflection electrode 133, the photoelectric conversion unit 135, the transparent conductive layer 137, and the second electrode 139 formed on the transparent electrode 120 are formed. It may be formed by removing a predetermined region together.
  • the cell separation pattern P3 and the light transmitting part 140 may be simultaneously formed by an etching process using a mask or continuously formed by a laser scribing process.
  • a glass window 1 (see FIG. 4) is formed on the second electrode 139 to cover the plurality of solar cells 130 and the light transmitting part 140 using a transparent adhesive member such as a transparent adhesive sheet or a transparent adhesive. )
  • a transparent adhesive member such as a transparent adhesive sheet or a transparent adhesive.
  • the transparent cover member 150 (see FIG. 3) is formed on the second electrode 139 to cover the plurality of solar cells 130 and the light transmitting part 140 to complete the solar cell.
  • the transparent cover member 150 may be made of the same material as the transparent substrate 110 or may be made of a transparent polymer or a protective sheet.
  • the solar cell including the transparent cover member 150 is coupled to a glass window used as a window of a vehicle, such as a building or a vehicle, through a transparent adhesive member such as a transparent adhesive sheet or a transparent adhesive. It is installed as a substitute for the side glass windows, rear glass windows, or windows of the sunroof.
  • the photoelectric conversion layer has been described as being formed of a silicon-based semiconductor material, but is not limited thereto.
  • the above-described photoelectric conversion layer is a compound I-III-VI, represented by CIGS (CuInGaSe), It can also consist of II-VI compounds represented by CdTe (cadmium telluride), and III-V compounds represented by gallium arsenide (GaAs).

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Abstract

본 발명은 광전 변환 효율을 개선하면서 건축물의 유리창 또는 차량 등의 이동 수단의 조망창에 적용 가능하도록 시인성이 향상된 태양 전지 및 그의 제조 방법을 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 태양 전지는 투명 기판; 상기 투명 기판의 일면 상에 형성된 투명 전극; 상기 투명 전극 상에 형성된 제 1 전극과 상기 제 1 전극 상에 형성된 광전 변환부 및 상기 광전 변환부 상에 형성된 제 2 전극을 포함하는 복수의 태양 전지 셀; 및 상기 인접한 태양 전지 셀 사이에 마련된 분리부를 포함하며, 상기 분리부는 입사되는 태양광에 상기 투명 전극을 노출시키는 것을 특징으로 한다.

Description

시인성이 향상된 태양 전지 및 그의 제조 방법
본 발명은 박막형 태양 전지에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 건축물의 유리창 또는 차량 등의 이동 수단의 조망창에 적용 가능하도록 시인성이 향상된 태양 전지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
태양 전지(photovoltaic)는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. 즉, 태양 전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 구조의 태양 전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 반도체 내에서 정공(Hole) 및 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 정공(+)은 P형 반도체 쪽으로 이동하고 전자(-)는 N형 반도체 쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생하게 됨으로써 전력을 생산할 수 있게 되는 원리이다.
이와 같은 태양 전지는 기판형 태양 전지와 박막형 태양 전지로 구분할 수 있다. 기판형 태양 전지는 실리콘과 같은 반도체 물질 자체를 기판으로 이용하여 태양 전지를 제조한 것이고, 박막형 태양 전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양 전지를 제조한 것이다.
기판형 태양 전지는 상기 박막형 태양 전지에 비하여 효율이 다소 우수하기는 하지만, 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있고 고가의 반도체 기판을 이용하기 때문에 제조비용이 상승되는 단점이 있다. 박막형 태양 전지는 기판형 태양 전지에 비하여 효율이 다소 떨어지기는 하지만, 얇은 두께로 제조가 가능하고 저가의 재료를 이용할 수 있어 제조비용이 감소되는 장점이 있어 대량생산에 적합하다.
최근에는 태양 전지의 광전 변환 효율이 개선됨에 따라 건축물 또는 이동 수단인 차량 등의 유리창(예를 들어, 주택 유리창, 빌딩 유리창, 차량의 측면 유리창, 후면 유리창, 또는 선루프) 대용으로 사용할 수 있는 유리창 대용 태양 전지가 개발되고 있다. 이러한, 유리창 대용 태양 전지는 입사되는 태양광을 이용하여 전력을 생산함과 동시에 전력을 생산하는데 사용되지 않는 태양광을 건축물 내부로 투과시킨다.
도 1은 종래의 유리창 대용 태양 전지를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 유리창 대용 태양 전지는 건축물 또는 이동 수단인 차량 등의 창문(1)에 부착된 태양 전지(10)를 구비한다.
상기 태양 전지(10)는 투명 기판(11), 복수의 태양 전지 셀(12), 광 투과부(14), 및 보호 기판(21)을 구비한다.
상기 복수의 태양 전지 셀(12) 각각은 투명 기판(11) 상에 형성된 후면 전극(12a), 후면 전극(12a) 상에 형성된 광전 변환층(12b), 및 광전 변환층(12b) 상에 형성된 전면 전극(12c)을 구비한다. 상기 후면 전극(12a)은 투명 기판(11) 상에 금속 재질로 형성된다. 상기 광전 변환층(12b)은 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 가지도록 상기 후면 전극(12a) 상에 형성되어 전면 전극(12c)을 통해 입사되는 태양광에 따라 전력을 생산한다. 상기 전면 전극(12c)은 상기 광전 변환층(12b) 상에 투명 재질로 형성된다. 이와 같은, 상기 복수의 태양 전지 셀(12) 각각은 상기 후면 전극(12a) 상에 형성된 광전 변환층(12b)과 전면 전극(12c)의 일부 영역이 상기 투명 기판(11)의 제 1 방향과 나란한 방향으로 제거되는 셀 분리부에 의해 전기적으로 직렬 연결되게 된다.
상기 광 투과부(14)는 상기 투명 기판(11)의 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향과 나란하도록 복수의 태양 전지 셀(12) 사이사이에 형성되는 것으로, 상기 투명 기판(11) 상에 형성된 상기 후면 전극(12a)과 광전 변환층(12b) 및 전면 전극(12c)의 일부 영역이 모두 제거되어 형성됨으로써 입사되는 태양광이 실내로 투과되도록 한다.
상기 보호 기판(21)은 상기 투명 기판(11) 상에 형성된 복수의 태양 전지 셀(12)과 광 투과부(14)를 덮도록 형성되어 복수의 태양 전지 셀(12)을 보호한다. 이러한 상기 보호 기판(21)의 외측면은 건축물의 창문(1)에 부착된다.
이와 같은 종래의 유리창 대용 태양 전지는 입사되는 태양 광을 이용하여 전력을 생산하면서도 사용자가 상기 광 투과부(14)를 통해 실내에서 실외를 조망할 수 있도록 한다.
그러나, 종래의 유리창 대용 태양 전지는 실내에서 실외를 조망할 경우, 금속 재질로 이루어진 후면 전극(12a)의 표면 반사로 인한 반사 광(RL)에 의해 시인성 확보가 되지 않는다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 유리창 대용 태양 전지는 시인성 확보를 위해, 상기 광 투과부(14)에 대응되는 영역에 형성된 후면 전극(12a)까지 제거(또는 개방)되면서 광전 변환 효율이 낮다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 광전 변환 효율을 개선하면서 건축물의 유리창 또는 차량 등의 이동 수단의 조망창에 적용 가능하도록 시인성이 향상된 태양 전지 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 시인성이 향상된 태양 전지는 투명 기판; 상기 투명 기판의 일면 상에 형성된 투명 전극; 상기 투명 전극 상에 형성된 제 1 전극과 상기 제 1 전극 상에 형성된 광전 변환부 및 상기 광전 변환부 상에 형성된 제 2 전극을 포함하는 복수의 태양 전지 셀; 및 상기 인접한 태양 전지 셀 사이에 마련된 분리부를 포함하며, 상기 분리부는 입사되는 태양광에 상기 투명 전극을 노출시킬 수 있다. 여기서, 상기 분리부는 상기 입사되는 태양광을 상기 투명 전극을 통해 상기 투명 기판 쪽으로 투과시킬 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법은 투명 기판의 일면 상에 투명 전극을 형성하는 공정(A); 제 1 전극과 상기 제 1 전극 상의 광전 변환부 및 상기 광전 변환부 상의 제 2 전극을 포함하는 복수의 태양 전지 셀을 상기 투명 전극 상에 형성하는 공정(B); 및 상기 인접한 태양 전지 셀 사이에 분리부를 형성하는 공정(C)을 포함하여 이루어지며, 상기 분리부에 중첩되는 상기 투명 전극은 입사되는 태양광에 노출되도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 공정(C)는 상기 투명 전극 상에 형성되어 있는 상기 제 1 전극, 상기 광전 변환부, 및 상기 제 2 전극의 소정 영역을 함께 제거하여 상기 분리부를 형성할 수 있다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 시인성이 향상된 태양 전지 및 그의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 광 투과부(또는 분리부)를 사이에 두고 서로 인접한 태양 전지 셀이 제 1 전극과 광 투과부에 중첩되도록 형성된 연결층(또는 투명 전극)을 통해 서로 연결되기 때문에 광 투과부를 통해 태양 전지의 시인성이 확보되면서 광전 변환 효율이 개선될 수 있다.
둘째, 금속 재질로 이루어진 제 1 전극과 투명 기판 사이에 반사 방지층(또는 투명 전극)이 형성되어 있기 때문에 실내에서 실외를 조망할 경우 금속 전극의 광 반사에 의해 발생되는 시인성 저하를 개선할 수 있다.
도 1은 종래의 유리창 대용 태양 전지를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시인성이 향상된 태양 전지를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 I-I'선의 단면도이다.
도 4는 유리창 대용으로 사용되는 본 발명의 태양 전지를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 실시 예에 따른 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 시인성이 향상된 태양 전지 및 그의 제조 방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 시인성이 향상된 태양 전지를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 도 2에 도시된 I-I'선의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 시인성이 향상된 태양 전지(100)는 투명 기판(110), 투명 전극(120), 복수의 태양 전지 셀(130), 및 복수의 태양 전지 셀(130) 사이에 형성된 광 투과부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 투명 기판(110)은 투명 유리, 투명 플라스틱 기판, 및 투명 플렉서블 플라스틱 기판으로 이루어질 수 있다.
상기 투명 전극(120)은 상기 투명 기판(110)의 일면 표면의 전면(全面)에 일정한 두께를 가지도록 형성된다. 이러한 상기 투명 전극(120)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:Ga, SnO2, SnO2:F, SnO2:B, SnO2:Al, In2O3, Ga2O3-In2O3, 및 ZnO-In2O3 중 어느 하나의 투명 전도성 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 추가적으로, 상기 투명 전극(120)은 일면의 표면에 형성된 미세한 요철 구조를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 복수의 태양 전지 셀(130) 각각은 상기 투명 기판(110), 즉 상기 투명 전극(120) 상에 형성되는 것으로, 제 1 전극(131), 제 2 전극(139), 제 1 및 제 2 전극(131, 139) 사이의 광전 변환부(135)를 포함하여 구성된다. 보다 구체적으로는, 상기 복수의 태양 전지 셀(130) 각각은 제 1 전극(131), 내부 반사 전극(133), 전극 분리 패턴(P1), 광전 변환부(135), 투명 전도층(137), 콘택 패턴(P2), 제 2 전극(139), 및 셀 분리 패턴(P3)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1 전극(131)은 상기 투명 전극(120)의 상면 전체에 일정한 두께를 가지도록 형성된다. 이러한 상기 제 1 전극(131)은 Ag, Al, Cu, Ag+Mo, Ag+Ni, 또는 Ag+Cu 등의 금속 재질로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 투명 전극(120)의 표면에 미세한 요철 구조가 형성되어 있는 경우, 상기 제 1 전극(131)의 표면에도 상기 투명 전극(120)의 미세한 요철 구조에 대응되는 미세한 요철 구조가 형성될 수 있다.
상기 내부 반사 전극(133)은 상기 제 1 전극(131) 상에 형성되는 것으로, 보다 구체적으로는, 상기 제 1 전극(131) 상에 투명한 전도성 재질로 형성되어 상기 광전 변환부(135)에서 흡수되지 않고 상기 제 1 전극(131)으로 진행하는 광을 반사시켜 상기 광전 변환부(135)로 재입사시키는 역할을 한다. 이러한 상기 내부 반사 전극(133)은 상기 투명 전극(120)과 동일한 재질로 형성되거나, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:Ga, SnO2, SnO2:F, SnO2:B, SnO2:Al, In2O3, Ga2O3-In2O3, 및 ZnO-In2O3 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 투명 전극(120) 및 상기 제 1 전극(131) 각각의 표면에 미세한 요철 구조가 형성되어 있는 경우, 상기 내부 반사 전극(133)의 표면에도 미세한 요철 구조에 대응되는 미세한 요철 구조가 형성될 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 제 1 전극(131)과 상기 내부 반사 전극(133)이 적층 구조로 형성됨으로써 상기 제 1 전극(131)과 상기 내부 반사 전극(133)에 의한 광 반사율은 90% 이상의 반사율을 가지게 된다.
상기 전극 분리 패턴(P1)은 투명 기판(110)의 제 1 방향(Y)(예를 들어, 상기 투명 기판(110)의 세로 방향)을 따라 일정한 간격으로 형성되어 상기 제 1 전극(131)을 일정한 간격으로 분리시킨다. 이러한 상기 전극 분리 패턴(P1)은 투명 기판(110)의 소정 영역이 노출되도록 서로 중첩되는 상기 제 1 전극(131)과 상기 투명 전극(120)의 소정 영역이 함께 제거되어 형성된다.
상기 광전 변환부(135)는 제 1 전극(131)과 제 2 전극(139) 사이에 형성되는 것으로, 제 2 전극(139)을 통해 입사되는 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 적어도 한 층의 광전 변환층(135a)을 포함한다.
상기 광전 변환층(135a)은 실리콘계 반도체 물질로 형성될 수 있으며, N형 반도체층, I형 반도체층 및 P형 반도체층이 순서대로 적층된 NIP 구조로 형성될 수 있다. 이와 같이 광전 변환층(135a)이 NIP 구조로 형성되면, I형 반도체층이 P형 반도체층과 N형 반도체층에 의해 공핍(Depletion)이 되어 내부에 전기장이 발생하게 되고, 태양광에 의해 생성되는 정공 및 전자가 상기 전기장에 의해 드리프트(Drift)되어 각각 P형 반도체층 및 N형 반도체층에서 회수되게 된다. 그리고, 상기 광전 변환층(135a)이 NIP 구조로 형성될 경우에는 제 1 전극(131) 상에 N형 반도체층을 형성하고 다음 I형 반도체층 및 P형 반도체층을 형성하는 것이 바람직한데, 그 이유는 일반적으로 정공의 드리프트 이동도(drift mobility)가 전자의 드리프트 이동도에 의해 낮기 때문에 입사광에 의한 회수 효율을 극대화하기 위해서 P형 반도체층을 수광면에 가깝게 형성하기 위함이다.
부가적으로, 상기 광전 변환부(135)가 복층 구조의 광전 변환층(135a)을 포함하는 경우, 상기 광전 변환부(135)는, 도 2의 확대도 "A"와 같이, 복수의 광전 변환층(135a) 사이사이에 형성된 버퍼층(135b)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 버퍼층(135b)은 광전 변환층(135a)들 사이에서 터널 접합을 통해 정공 및 전자의 이동을 원활히 하는 역할을 한다. 이러한 상기 버퍼층(135b)은 생략 가능하지만, 태양 전지(100)의 효율 향상을 위해 복수의 광전 변환층(135a) 사이에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 투명 전도층(137)은 상기 광전 변환부(135) 상에 형성된다. 이러한 상기 투명 전도층(137)은 상기 제 2 전극(139)을 투과하여 입사되는 태양광을 산란시켜 다양한 각으로 진행시킴과 아울러 상기 제 2 전극(139)을 투과하여 광전 변환부(135)에 입사되는 광의 비율을 증가시킴으로써 태양 전지의 효율을 향상시킨다. 이러한 상기 투명 전도층(137)은 생략 가능하지만, 태양 전지(100)의 효율 향상을 위해 상기 광전 변환부(135)와 제 2 전극(139) 사이에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 콘택 패턴(P2)은 상기 전극 분리 패턴(P1)과 나란하도록 형성되어 상기 전극 분리 패턴(P1)에 인접한 상기 내부 반사 전극(133) 또는 상기 제 1 전극(131) 상면의 일정 영역을 노출시킨다. 즉, 상기 콘택 패턴(P2)은 상기 전극 분리 패턴(P1)에 인접한 상기 제 1 전극(131) 상에 형성된 상기 광전 변환부(135)와 상기 투명 전도층(137)의 소정 영역이 함께 제거되어 형성된다.
상기 제 2 전극(139)은 상기 콘택 패턴(P2)을 통해 상기 제 1 전극(131)에 전기적으로 접속되도록 상기 콘택 패턴(P2)의 내부와 상기 투명 전도층(137) 상에 형성된다. 이러한 상기 제 2 전극(139)은 입사되는 태양광이 상기 광전 변환부(135)로 입사될 수 있도록 투명 전도성 재질로 형성된다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(139)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:Ga, SnO2, SnO2:F, SnO2:B, SnO2:Al, In2O3, Ga2O3-In2O3, 및 ZnO-In2O3 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있으며, 상기 투명 전극(120)과 동일한 재질로 형성될 수도 있다.
상기 셀 분리 패턴(P3)은 상기 콘택 패턴(P2)과 나란하도록 형성되어 상기 콘택 패턴(P2)에 인접한 상기 내부 반사 전극(133) 또는 상기 제 1 전극(131) 상면의 일정 영역을 노출시킨다. 즉, 상기 셀 분리 패턴(P3)은 상기 제 1 전극(131) 상에 형성되어 있는 상기 광전 변환부(135)와 상기 투명 전도층(137) 및 상기 제 2 전극(139)의 소정 영역이 함께 제거되어 형성된다. 이에 따라, 상기 투명 기판(110) 상에는 상기 셀 분리 패턴(P3)에 의해 전기적으로 분리되면서 상기 콘택 패턴(P2)을 통해 전기적으로 직렬 연결되는 복수의 태양 전지 셀(130)이 형성되게 된다.
상기 광 투과부(140)는 상기 투명 기판(110)의 제 1 방향(Y)과 교차하는 제 2 방향(X)(예를 들어, 상기 투명 기판(110)의 가로 방향)을 따라 일정한 폭(W)을 가지도록 인접한 태양 전지 셀(130) 사이를 마련됨으로써 제 1 방향(Y)으로 인접한 태양 전지 셀(130) 사이에 형성된 상기 투명 전극(120)을 입사되는 태양광에 노출시킴과 아울러 상기 투명 전극(120) 상에 형성된 제 1 방향(Y)으로 인접한 태양 전지 셀(130)을 공간적으로 분리하는 분리부의 역할을 한다. 이러한 상기 광 투과부(140)는 상기 투명 기판(110) 상에 형성되어 있는 상기 투명 전극(120)만을 포함하여 구성되는 것으로, 보다 구체적으로는 상기 투명 기판(110) 상에 형성된 상기 투명 전극(120)을 제외한 나머지 제 1 전극(131), 내부 반사 전극(133), 광전 변환부(135), 상기 투명 전도층(137), 및 상기 제 2 전극(139)의 소정 영역이 함께 제거되어 형성된다.
상기 광 투과부(140)는 상기 셀 분리 패턴(P3)과 동일한 형성 공정을 통해 상기 셀 분리 패턴(P3)과 교차하도록 형성됨으로써 상기 투명 기판(110) 쪽으로 투과되는 태양 광의 투과 경로를 제공함과 아울러 상기 태양 전지(100)의 광 개방율(또는 광 투과율)을 증가시켜 상기 태양 전지(100)의 시인성을 향상시킨다. 여기서, 상기 태양 전지(100)의 광 개방율은 상기 투명 기판(110)의 면적 대비 상기 광 투과부(140)의 면적 비에 따라 결정될 수 있으며, 특히 동일한 크기의 상기 투명 기판(110)에 대해서는 상기 광 투과부(140)의 폭(W)에 의해 결정될 수 있다.
상기 광 투과부(140)를 사이에 두고 서로 인접한 태양 전지 셀(130)의 제 1 전극(131)은 상기 투명 전극(120)을 통해 서로 연결되고, 이로 인해 상기 투명 전극(120)은 상기 광 투과부(140)를 사이에 두고 서로 인접한 태양 전지 셀(130)을 전기적으로 연결하는 연결층의 역할도 하게 된다.
또한, 상기 투명 전극(120)은 투명 기판(110)의 후면에서 입사되는 광이 상기 제 1 전극(131)에 의해 반사되는 것을 방지하는 반사 방지층의 역할도 하게 된다. 이때, 상기 투명 전극(120)은 표면 요철 구조 또는 높은 표면 거칠기를 가지도록 형성되어 투명 기판(110)의 후면에서 입사되는 광을 난반사시킴으로써 상기 제 1 전극(131)에 의한 광의 반사를 방지할 수 있다. 이를 위해, 상기 투명 전극(120)은 증착물의 표면에 요철 구조 또는 증착물의 표면을 높은 표면 거칠기로 형성할 수 있는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 등의 증착 공정에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 시인성이 향상된 태양 전지(100)는 상기 투명 기판(110)에 중첩되도록 상기 제 2 전극(139) 상에 형성된 투명 커버 부재(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 상기 투명 커버 부재(150)는 상기 복수의 태양 전지 셀(130)과 상기 광 투과부(140)를 덮도록 상기 제 2 전극(139) 상에 형성될 수 있다. 상기 투명 커버 부재(150)는 건축물(또는 이동 수단)의 창문으로 사용되는 유리창, 상기 투명 기판(110)과 동일한 재질, 투명 폴리머, 또는 보호 시트(또는 보호층)로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 투명 커버 부재(150)는 상기 태양 전지(100)의 구조에 따라 생략 가능하다.
다른 한편, 실내측을 향하는 투명 기판(110)의 타면에는 기능성 필름(미도시)이 추가로 부착될 수 있으며, 상기 기능성 필름은 투명 기판(110)에 색상을 부여하는 윈도우 착색 필름, 열차단 필름, 자외선 차단 필름, 및 반사 방지 필름 중 적어도 하나의 필름을 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 기능성 필름은 전술한 광 투과부(140)에 중첩되는 개구 패턴(미도시)을 포함하여 이루어질 수도 있다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 시인성이 향상된 태양 전지(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 실내에서 실외를 조망할 수 있는 창문(1)에 결합되게 된다. 여기서, 상기 창문(1)은 주택 유리창, 빌딩 유리창, 차량의 측면 유리창, 후면 유리창, 또는 차량 선루프의 유리창 등이 될 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 전극(139)이 창문(1)에 인접하도록 배치되어 수광면을 형성하게 된다. 이에 따라, 상기 창문(1)을 투과하는 태양광의 일부는 상기 제 2 전극(139)을 투과하여 상기 광전 변환부(135)에 흡수되어 전기 에너지로 변환되고, 태양광의 나머지는 상기 광 투과부(140)와 이에 대응되는 투명 전극(120)과 투명 기판(110)을 투과하여 실내로 입사되게 된다.
특히, 본 발명에 따르면, 상기 광 투과부(140)를 사이에 두고 서로 인접한 태양 전지 셀(130)이 제 1 전극(131)과 상기 광 투과부(140)에 중첩되도록 형성된 상기 투명 전극(120)을 통해 서로 연결되기 때문에 상기 투명 전극(120)만을 포함하는 광 투과부(140)를 통해 태양 전지의 시인성이 확보되면서 광전 변환 효율이 개선될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 금속 재질로 이루어진 제 1 전극(131)과 투명 기판(110) 사이에 상기 투명 전극(120)이 형성되어 있기 때문에 상기 제 1 전극(131)의 표면 반사에 의한 반사 광(RL)이 최소화되게 된다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 시인성이 향상된 태양 전지(100)는 건축물 또는 이동 수단인 차량 등의 창문(예를 들어, 주택 유리창, 빌딩 유리창, 차량의 측면 유리창, 후면 유리창, 또는 선루프의 유리창) 대용으로 충분히 사용될 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 시인성이 향상된 태양 전지에서는, 상기 광전 변환부(135)가 실리콘계 반도체 물질로 형성되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 전술한 광전 변환부(135)는 입사되는 광을 흡수하여 전력을 생산하는 CIGS(CuInGaSe)를 대표로 하는 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ 화합물, CdTe(cadmium telluride)를 대표로 하는 Ⅱ-Ⅵ 화합물, GaAs(Gallium arsenide)를 대표로 하는 Ⅲ-Ⅴ 화합물로 이루어질 수도 있다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 실시 예에 따른 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들로서, 이는 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 시인성이 향상된 태양 전지에 대한 제조 방법이다. 이하에서는, 각각의 구성의 구조 등에 있어서 반복되는 부분에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 투명 기판(110)의 표면 전면(全面)에 투명 전극(120)을 일정한 두께로 형성한다. 여기서, 투명 전극(120)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:Ga, SnO2, SnO2:F, SnO2:B, SnO2:Al, In2O3, Ga2O3-In2O3, 및 ZnO-In2O3 중 어느 하나의 재질을 포함하는 투명 전도성 재질로 형성될 수 있다. 이러한 상기 투명 전극(120)은 재질에 따라 스퍼터링 공정 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 등의 증착 공정에 의해 형성될 수 있다.
선택적으로, 텍스처(Texturing) 가공 공정을 통해 상기 투명 전극(120)의 표면에 미세한 요철 구조를 형성할 수 있다. 상기 텍스처 가공 공정이란 상기 투명 전극(120)의 표면을 울퉁불퉁한 요철 구조로 형성하여 마치 직물의 표면과 같은 형상으로 가공하는 공정으로서, 포토리소그라피법(photolithography)을 이용한 식각 공정, 화학 용액을 이용한 이방성 식각 공정(anisotropic etching), 또는 기계적 스크라이빙(mechanical scribing)을 이용한 홈 형성 공정 등이 될 수 있다.
그런 다음, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 투명 전극(120)의 전면(全面)에 제 1 전극(131)을 형성한다.
상기 제 1 전극(131)은 Ag, Al, Cu, Ag+Mo, Ag+Ni, 또는 Ag+Cu 등을 포함하는 금속 페이스트(Paste)를 이용한 한 번의 프린팅 공정에 의해 형성될 수 있다.
상기 프린팅 공정은 스크린 프린팅(Screen Printing), 잉크젯 프린팅(Inkjet Printing), 그라비아 프린팅(Gravure Printing), 그라비아 오프셋 프린팅(Gravure Offset Printing), 리버스 프린팅(Reverse Printing), 플렉소 프린팅(Flexo Printing), 또는 마이크로 콘택 프린팅(Micro Contact Printing) 방법이 될 수 있다. 여기서, 상기 스크린 프린팅 방법은 스크린 위에 잉크를 올리고, 일정 압력으로 스퀴지(Squeegee)를 가압하면서 이동시켜 스크린의 메쉬를 통해 잉크를 전사하는 방식이다. 상기 잉크젯 프린팅 방법은 매우 작은 잉크 방울을 기판에 충돌시켜 프린팅하는 방식이다. 상기 그라비아 프린팅 방법은 평평한 비화선부에 묻어 있는 잉크를 닥터 블레이드로 제거하고 에칭되어 오목한 화선부에 묻어 있는 잉크만을 기판에 전이시켜 프린팅하는 방식이다. 상기 그라비아 오프셋 프린팅 방법은 잉크를 인쇄판에서 블랑켓에 전사하고 그 블랑켓의 잉크를 다시 기판에 전사하는 방식이다. 상기 리버스 프린팅 방법은 용매를 잉크로 이용하여 프린팅하는 방식이다. 플렉소 프린팅 방법은 양각되어 있는 부분에 잉크를 묻혀서 이를 프린트하는 방식이다. 상기 마이크로 콘택 프린팅 방법은 스탬프에 원하는 물질을 올려 도장처럼 찍어 프린팅하는 방식이다.
상술한 프린팅 공정을 통해 제 1 전극(131)을 프린팅한 후, 프린팅된 제 1 전극(131)을 소성하는 소성 공정을 추가로 수행될 수 있다.
한편, 상기 제 1 전극(131)은 스퍼터링 공정에 의해 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 1 전극(131)을 상기 프린팅 공정에 의해 형성할 경우, 상기 스퍼터링 공정에 대비 원료비가 상승되고, 태양 전지의 광변환 효율이 비교적 낮다는 단점이 있지만, 상기 제 1 전극(131)의 표면 거칠기가 높게 형성되어 난반사에 의한 반사율을 저감할 수 있어, 태양 전지의 시인성을 확보하는데 유리하기 때문에 상기 제 1 전극(131)은 프린팅 공정에 의해 형성되는 것이 시인성 측면에서 보다 유리할 수 있다.
이어서, 상기 제 1 전극(131) 상에 내부 반사 전극(133)을 상기 제 1 전극(131)보다 얇은 두께로 형성한다. 이러한 상기 반사 전극(33)은 상기 투명 전극(120)과 동일한 재질로 형성되거나, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:Ga, SnO2, SnO2:F, SnO2:B, SnO2:Al, In2O3, Ga2O3-In2O3, 및 ZnO-In2O3 중 어느 하나의 재질을 포함하는 투명 전도성 재질로 형성될 수 있다. 이와 같은 상기 내부 반사 전극(133)의 형성 공정은 생략 가능하지만, 전술한 바와 같이, 상기 제 1 전극(131)의 반사율을 높이기 위해 생략되지 않는 것이 바람직하며, 이하의 설명에서는 상기 내부 반사 전극(133)이 형성된 것으로 가정하기로 한다.
이어서, 투명 기판(110)의 제 1 방향(Y)(예를 들어, 상기 투명 기판(110)의 세로 방향)을 따라 일정한 간격을 가지는 전극 분리 패턴(P1)을 형성하여 상기 제 1 전극(131)을 일정한 간격으로 분리시킨다. 예를 들어, 상기 전극 분리 패턴(P1)은 서로 중첩되는 상기 내부 반사 전극(133)과 상기 제 1 전극(131) 및 상기 투명 전극(120)의 소정 영역을 함께 제거하는 레이저 스크라이빙 공정에 의해 형성될 수 있다.
그런 다음, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 내부 반사 전극(133)과 전극 분리 패턴(P1)을 포함하는 투명 기판(110) 상에 광전 변환부(135)를 형성한 후, 상기 광전 변환부(135) 상에 투명 전도층(137)을 형성한다. 여기서, 상기 투명 전도층(137)은 형성하지 않을 수도 있으나, 이하의 설명에서는 상기 투명 전도층(137)이 형성된 것으로 가정하기로 한다.
일 예에 따른 광전 변환부(135)는 실리콘계 반도체 물질로 형성될 수 있으며, N형 반도체층, I형 반도체층 및 P형 반도체층이 순서대로 적층된 NIP 구조로 이루어지는 단층의 광전 변환층(135a)으로 형성될 수 있다. 여기서, I형 반도체층 대신에 N형 또는 P형 반도체층 보다 얇은 두께의 N형 또는 P형 반도체층이 형성될 수도 있고, I형 반도체층 대신에 N형 또는 P형 반도체층 보다 도핑 농도가 낮은 N형 또는 P형 반도체층이 형성될 수 있다.
다른 예에 따른 광전 변환부(135)는 도 5c의 확대도 "B"에 도시된 바와 같이, 상기 NIP 구조의 제 1 광전 변환층(135a), 버퍼층(135b), 및 상기 NIP 구조의 제 2 광전 변환층(135c)이 순서대로 적층 형성된 탠덤(Tandem) 구조로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 2 이상의 광전 변환층(135a)과 광전 변환층(135a) 사이사이의 버퍼층(135b)을 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 버퍼층(135b)은 상기 투명 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
그런 다음, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 전극 분리 패턴(P1)과 나란하면서 상기 전극 분리 패턴(P1)에 인접한 상기 내부 반사 전극(133)의 소정 영역이 노출되도록 상기 내부 반사 전극(133) 상에 형성된 상기 광전 변환부(135)와 상기 투명 전도층(137)의 소정 영역을 함께 제거하여 콘택 패턴(P2)을 형성한다. 여기서, 상기 콘택 패턴(P2)은 레이저 스크라이빙 공정에 의해 형성될 수 있다.
선택적으로, 상기 콘택 패턴(P2)은 상기 전극 분리 패턴(P1)에 인접한 상기 제 1 전극(131)의 소정 영역이 노출되도록 상기 제 1 전극(131) 상에 형성된 내부 반사 전극(133)과 상기 광전 변환부(135) 및 상기 투명 전도층(137)의 소정 영역을 함께 제거되어 형성될 수도 있다.
그런 다음, 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 콘택 패턴(P2)과 상기 투명 전도층(137) 상에 일정한 두께의 제 2 전극(139)을 형성한다. 여기서, 상기 제 2 전극(139)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:Ga, SnO2, SnO2:F, SnO2:B, SnO2:Al, In2O3, Ga2O3-In2O3, 및 ZnO-In2O3 중 어느 하나의 재질을 포함하는 투명 전도성 재질로 형성될 수 있다. 이러한 상기 제 2 전극(139)은 재질에 따라 스퍼터링 공정 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 등의 증착 공정에 의해 형성될 수 있다.
그런 다음, 도 5f에 도시된 바와 같이, 상기 콘택 패턴(P2)에 인접한 상기 내부 반사 전극(133)의 소정 영역이 노출되도록 상기 내부 반사 전극(133) 상에 형성된 상기 광전 변환부(135)와 상기 투명 전도층(137) 및 상기 제 2 전극(139)의 소정 영역을 함께 제거하여 셀 분리 패턴(P3)을 형성한다. 이에 따라, 상기 투명 기판(110) 상에는 상기 셀 분리 패턴(P3)에 의해 전기적으로 분리되면서 상기 콘택 패턴(P2)을 통해 전기적으로 직렬 연결되는 복수의 태양 전지 셀(130)이 형성되게 된다.
상기 셀 분리 패턴(P3)은 레이저 스크라이빙 공정 또는 마스크를 이용한 식각 공정에 의해 형성될 수 있다.
선택적으로, 상기 셀 분리 패턴(P3)은 상기 콘택 패턴(P2)에 인접한 상기 제 1 전극(131)의 소정 영역이 노출되도록 상기 제 1 전극(131) 상에 형성된 내부 반사 전극(133)과 상기 광전 변환부(135)와 상기 투명 전도층(137) 및 상기 제 2 전극(139)의 소정 영역을 함께 제거되어 형성될 수도 있다.
그런 다음, 도 5g에 도시된 바와 같이, 상기 셀 분리 패턴(P3)과 교차하도록 투명 기판(110)의 제 2 방향(X)을 따라 일정한 폭과 일정한 간격을 가지면서 상기 투명 전극(120)의 소정 영역을 노출시키는 광 투과부(140)를 형성한다.
보다 구체적으로, 상기 광 투과부(140)는 투명 기판(110) 상에 형성된 상기 투명 전극(120)을 제외한 나머지 제 1 전극(131), 내부 반사 전극(133), 광전 변환부(135), 상기 투명 전도층(137), 및 상기 제 2 전극(139)의 소정 영역이 함께 제거되어 형성된다. 이에 따라, 상기 투명 기판(110)의 제 1 방향(Y) 상에는 상기 광 투과부(140)(또는 분리부)에 의해 공간적으로 분리되는 복수의 태양 전지 셀(130)이 형성되며, 상기 광 투과부(140)를 사이에 두고 인접한 태양 전지 셀(130)의 제 1 전극(131)은 상기 투명 전극(120)(또는 연결층)을 통해 서로 연결되게 된다.
상기 광 투과부(140)의 폭 및 간격은 상기 투명 기판(110)의 면적 대비 설정된 태양 전지의 광 개방율에 따라 결정될 수 있다. 이러한 상기 광 투과부(140)는 레이저 스크라이빙 공정 또는 마스크를 이용한 식각 공정에 의해 형성될 수 있다.
선택적으로, 전술한 셀 분리 패턴(P3)은 상기 광 투과부(140)와 동일한 구조로 형성될 수 있으며, 이 경우, 상기 콘택 패턴(P2)에 인접한 상기 투명 전극(120)의 소정 영역이 노출되도록 상기 투명 전극(120) 상에 형성된 상기 제 1 전극(131), 상기 내부 반사 전극(133), 상기 광전 변환부(135), 상기 투명 전도층(137), 및 상기 제 2 전극(139)의 소정 영역을 함께 제거되어 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 셀 분리 패턴(P3)과 상기 광 투과부(140)는 마스크를 이용한 식각 공정에 의해 동시에 형성되거나, 레이저 스크라이빙 공정에 의해 연속적으로 형성될 수 있다.
한편, 투명 접착 시트 또는 투명 접착제와 같은 투명 접착 부재를 이용하여 상기 복수의 태양 전지 셀(130)과 상기 광 투과부(140)를 덮도록 상기 제 2 전극(139)에 유리창(1; 도 4 참조)을 결합함으로써 건축물 또는 이동 수단인 차량 등의 창문(예를 들어, 주택 유리창, 빌딩 유리창, 차량의 측면 유리창, 후면 유리창, 또는 선루프의 유리창) 대용으로 사용될 수 있는 태양 전지 모듈을 완성한다.
다른 한편, 상기 복수의 태양 전지 셀(130)과 상기 광 투과부(140)를 덮도록 상기 제 2 전극(139) 상에 투명 커버 부재(150; 도 3 참조)를 형성하여 태양 전지를 완성한다. 이 경우, 상기 투명 커버 부재(150)는 상기 투명 기판(110)과 동일한 재질로 이루어지거나, 투명 폴리머 또는 보호 시트로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 투명 커버 부재(150)를 포함하는 태양 전지는 투명 접착 시트 또는 투명 접착제와 같은 투명 접착 부재를 통해 건축물 또는 이동 수단인 차량 등의 창문으로 사용되는 유리창에 결합됨으로써 주택 유리창, 빌딩 유리창, 차량의 측면 유리창, 후면 유리창, 또는 선루프의 창문 등의 대용으로 설치되게 된다.
전술한 태양 전지의 제조 방법에서는, 상기 광전 변환층이 실리콘계 반도체 물질로 형성되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 전술한 광전 변환층은 CIGS(CuInGaSe)를 대표로 하는 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ 화합물, CdTe(cadmium telluride)를 대표로 하는 Ⅱ-Ⅵ 화합물, GaAs(Gallium arsenide)를 대표로 하는 Ⅲ-Ⅴ 화합물로 이루어질 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (27)

  1. 투명 기판;
    상기 투명 기판의 일면 상에 형성된 투명 전극;
    상기 투명 전극 상에 형성된 제 1 전극과 상기 제 1 전극 상에 형성된 광전 변환부 및 상기 광전 변환부 상에 형성된 제 2 전극을 포함하는 복수의 태양 전지 셀; 및
    상기 인접한 태양 전지 셀 사이에 마련된 분리부를 포함하며,
    상기 분리부는 입사되는 태양광에 상기 투명 전극을 노출시키는 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리부는 상기 입사되는 태양광을 상기 투명 전극을 통해 상기 투명 기판 쪽으로 투과시키는 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지.
  3. 투명 기판;
    상기 투명 기판의 일면 상에 형성된 제 1 전극과 상기 제 1 전극 상에 형성된 광전 변환부 및 상기 광전 변환부 상에 형성된 제 2 전극을 포함하는 복수의 태양 전지 셀;
    상기 인접한 태양 전지 셀 사이에 마련된 광 투과부; 및
    상기 광 투과부를 사이에 두고 인접한 태양 전지 셀들의 제 1 전극을 전기적으로 연결하는 연결층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결층은 상기 복수의 태양 전지 셀의 제 1 전극과 상기 광 투과부에 중첩되도록 상기 투명 기판의 일면 표면에 형성된 투명 전극인 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광 투과부는 상기 입사되는 태양광을 상기 투명 전극을 통해 상기 투명 기판 쪽으로 투과시키는 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지.
  6. 투명 기판;
    상기 투명 기판의 일면 상에 형성된 제 1 전극과 상기 제 1 전극 상에 형성된 광전 변환부 및 상기 광전 변환부 상에 형성된 제 2 전극을 포함하는 복수의 태양 전지 셀;
    상기 인접한 태양 전지 셀 사이에 마련된 광 투과부; 및
    상기 복수의 태양 전지 셀의 제 1 전극과 상기 광 투과부에 중첩되도록 형성되어 상기 투명 기판의 타면으로부터 상기 제 1 전극에 입사되는 광의 반사를 방지하면서 상기 광 투과부에 입사되는 태양광을 상기 투명 기판 쪽으로 투과시키는 반사 방지층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사 방지층은 상기 투명 기판과 상기 복수의 태양 전지 셀의 제 1 전극 사이에 형성됨과 동시에 상기 광 투과부에 중첩되는 상기 투명 기판의 일면 표면에 형성된 투명 전극인 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지.
  8. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항, 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:Ga, SnO2, SnO2:F, SnO2:B, SnO2:Al, In2O3, Ga2O3-In2O3, 및 ZnO-In2O3 중 어느 하나의 재질을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 Ag, Al, Cu, Ag+Mo, Ag+Ni, 및 Ag+Cu 중 어느 하나의 재질을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광전 변환부는 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 형성된 적어도 한 층의 광전 변환층을 포함하며,
    상기 광전 변환층은 상기 제 1 전극 상에 순차적으로 형성된 N형 반도체층, I형 반도체층, 및 P형 반도체층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지.
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광전 변환부는 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 형성된 적어도 한 층의 광전 변환층을 포함하며,
    상기 광전 변환층은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ 화합물, Ⅱ-Ⅵ 화합물, 및 Ⅲ-Ⅴ 화합물 중 어느 하나를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지.
  12. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 기판에 중첩되도록 상기 제 2 전극 상에 형성된 투명 커버 부재를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 투명 커버 부재는 건축물 또는 이동 수단의 창문으로 사용되는 유리창인 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지.
  14. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 기판의 타면에 형성된 기능성 필름을 더 포함하며,
    상기 기능성 필름은 열차단 필름, 자외선 차단 필름, 반사 방지 필름, 상기 투명 기판에 색상을 부여하는 윈도우 착색 필름 중 적어도 하나의 필름을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지.
  15. 투명 기판의 일면 상에 투명 전극을 형성하는 공정(A);
    제 1 전극과 상기 제 1 전극 상의 광전 변환부 및 상기 광전 변환부 상의 제 2 전극을 포함하는 복수의 태양 전지 셀을 상기 투명 전극 상에 형성하는 공정(B); 및
    상기 인접한 태양 전지 셀 사이에 분리부를 형성하는 공정(C)을 포함하여 이루어지며,
    상기 분리부에 중첩되는 상기 투명 전극은 입사되는 태양광에 노출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 공정(C)는 상기 투명 전극 상에 형성되어 있는 상기 제 1 전극, 상기 광전 변환부, 및 상기 제 2 전극의 소정 영역을 함께 제거하여 상기 분리부를 형성하는 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법.
  17. 투명 기판의 일면 상에 투명 전극을 형성하는 공정(A);
    제 1 전극과 상기 제 1 전극 상의 광전 변환부 및 상기 광전 변환부 상의 제 2 전극을 포함하는 복수의 태양 전지 셀을 상기 투명 기판 상에 형성하는 공정(C);
    상기 인접한 태양 전지 셀 사이에 광 투과부를 형성하는 공정(D); 및
    상기 공정(A)과 상기 공정(C) 사이에, 상기 광 투과부를 사이에 두고 인접한 태양 전지 셀들의 제 1 전극을 전기적으로 연결하기 위한 연결층을 형성하는 공정(B)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 연결층은 상기 복수의 태양 전지 셀의 제 1 전극과 상기 광 투과부에 중첩되도록 상기 투명 기판의 일면 표면에 형성된 투명 전극인 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법.
  19. 투명 기판의 일면 상에 투명 전극을 형성하는 공정(A);
    제 1 전극과 상기 제 1 전극 상의 광전 변환부 및 상기 광전 변환부 상의 제 2 전극을 포함하는 복수의 태양 전지 셀을 상기 투명 기판 상에 형성하는 공정(C);
    상기 인접한 태양 전지 셀 사이에 광 투과부를 형성하는 공정(D); 및
    상기 공정(A)과 상기 공정(C) 사이에, 상기 복수의 태양 전지 셀의 제 1 전극과 상기 광 투과부에 중첩되는 상기 투명 기판의 일면에 반사 방지층을 형성하는 공정(B)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 반사 방지층은 상기 복수의 태양 전지 셀의 제 1 전극과 상기 투명 기판 사이에 형성됨과 동시에 상기 광 투과부에 중첩되는 상기 투명 기판의 일면 표면에 형성된 투명 전극인 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법.
  21. 제 15 항, 제 16 항, 제 18 항, 및 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:Ga, SnO2, SnO2:F, SnO2:B, SnO2:Al, In2O3, Ga2O3-In2O3, 및 ZnO-In2O3 중 어느 하나의 재질을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법.
  22. 제 15 항, 제 16 항, 제 18 항, 및 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 금속 페이스트(Paste)를 이용한 프린팅 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법.
  23. 제 15 항, 제 16 항, 제 18 항, 및 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광전 변환부는 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 형성된 적어도 한 층의 광전 변환층을 포함하며,
    상기 광전 변환층은 상기 제 1 전극 상에 순차적으로 형성된 N형 반도체층, I형 반도체층, 및 P형 반도체층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법.
  24. 제 15 항, 제 16 항, 제 18 항, 및 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광전 변환부는 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 형성된 적어도 한 층의 광전 변환층을 포함하며,
    상기 광전 변환층은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ 화합물, Ⅱ-Ⅵ 화합물, 및 Ⅲ-Ⅴ 화합물 중 어느 하나를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법.
  25. 제 15 항, 제 16 항, 제 18 항, 및 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 기판에 중첩되는 투명 커버 부재를 상기 제 2 전극 상에 형성하는 공정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 투명 커버 부재는 건축물 또는 이동 수단의 창문으로 사용되는 유리창인 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법.
  27. 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 기판의 타면에 기능성 필름을 형성되는 공정을 더 포함하여 이루어지며,
    상기 기능성 필름은 열차단 필름, 자외선 차단 필름, 반사 방지 필름, 상기 투명 기판에 색상을 부여하는 윈도우 착색 필름 중 적어도 하나의 필름을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 시인성이 향상된 태양 전지의 제조 방법.
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