(57)【要約】      （修正有）【課題】效率を向上させた太陽電池及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板１１０と、該基板上に形成された第１電極１２０と、該第１電極上に形成された光電変換部１３０と、該光電変換部上に形成された第２電極１４０と、該第２電極上に形成されたビーズ粒子１５５とを含んでなる。【選択図】図２
2011151342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に形成された第１電極と、
該第１電極上に形成された光電変換部と、
該光電変換部上に形成された第２電極と、
該第２電極上に形成されたビーズ粒子と
を含んでなることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記ビーズ粒子は、それぞれ異なる屈折率を有するように複数のビーズ粒子の組合せからなることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記ビーズ粒子は、コア部と、該前記コア部を取り囲むスキン部とからなり、前記コア部及び前記スキン部は、互いに異なる屈折率を有する物質からなることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記第１電極上に形成された前記光電変換部及び前記第２電極の所定領域が除去されて形成されたセル分離部をさらに含んでなることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記ビーズ粒子は、前記第２電極の表面及び前記セル分離部の内部に形成されたことを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記第２電極に接合されると同時に前記セル分離部の内部に充填されるように形成された保護フィルムをさらに含んでなることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記ビーズ粒子を含むように形成されて、前記第２電極上に形成されると同時に前記セル分離部の内部に充填されるように形成された光散乱層をさらに含んでなることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記ビーズ粒子を含むように形成されて、前記第２電極及び前記セル分離部上に接合された高分子フィルムをさらに含んでなることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記ビーズ粒子を含むように形成されて、前記第２電極に接合されると同時に前記セル分離部の内部に充填されるように形成された保護フィルムをさらに含んでなることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記保護フィルム上に接合されたカバーフィルムをさらに含んでなることを特徴とする請求項９に記載の太陽電池。
【請求項１１】
前記第２電極に接合されると同時に前記セル分離部の内部に充填されるように形成された保護フィルムと、
前記ビーズ粒子を含むように形成されて、前記保護フィルムに接合されたカバーフィルムと
をさらに含んでなることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。
【請求項１２】
前記第２電極に接合されると同時に前記セル分離部の内部に充填されるように形成された保護フィルムと、
前記保護フィルムに接合されたカバーフィルムと、
前記保護フィルムと前記カバーフィルムとの間に形成された前記ビーズ粒子と
をさらに含んでなることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池。
【請求項１３】
前記第２電極の表面に形成された凹凸構造をさらに含んでなることを特徴とする請求項２〜１２のいずれか１項に記載の太陽電池。
【請求項１４】
前記基板は、フレキシブル基板であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１５】
基板上に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上に光電変換部を形成する工程と、
前記光電変換部上に第２電極を形成する工程と、
前記第２電極上にビーズ粒子を形成する工程と
を含んでなることを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記ビーズ粒子は、それぞれ異なる屈折率を有するように複数のビーズ粒子の組合せからなることを特徴とする請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記ビーズ粒子は、コア部と、該コア部を取り囲むスキン部とからなり、前記コア部及びスキン部は、互いに異なる屈折率を有する物質からなることを特徴とする請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
前記第１電極上に形成された前記光電変換部及び前記第２電極の所定領域を除去してセル分離部を形成する工程をさらに含んでなり、
前記セル分離部を形成する工程は、前記第２電極を形成する工程と前記ビーズ粒子を形成する工程との間に行うことを特徴とする請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
前記ビーズ粒子は、前記第２電極の表面及び前記セル分離部の内部に形成されることを特徴とする請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２０】
前記ビーズ粒子を形成する工程は、
前記ビーズ粒子を含んでなるペーストを、前記第２電極及び前記セル分離部上に形成する工程と、
前記ペーストを焼成することによって、前記第２電極上に形成されると同時に前記セル分離部の内部に充填される光散乱層を形成する工程と
を含んでなることを特徴とする請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２１】
前記ビーズ粒子を含んでなる高分子フィルムを備える工程をさらに含んでなり、
前記ビーズ粒子を形成する工程は、前記高分子フィルムを前記第２電極及び前記セル分離部上に接合する工程を含んでなることを特徴とする請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２２】
前記ビーズ粒子を含んでなる保護フィルムを備える工程をさらに含んでなり、
前記ビーズ粒子を形成する工程は、前記保護フィルムを前記第２電極及び前記セル分離部上に接合する工程を含んでなることを特徴とする請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２３】
前記保護フィルム上にカバーフィルムを接合する工程をさらに含んでなることを特徴とする請求項２２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２４】
前記ビーズ粒子を含んでなるカバーフィルムを備える工程と、
前記第２電極及び前記セル分離部上に保護フィルムを接合する工程と、
をさらに含んでなり、
前記ビーズ粒子を形成する工程は、前記カバーフィルムを前記保護フィルムに接合する工程を含んでなることを特徴とする請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２５】
前記第２電極及び前記セル分離部上に保護フィルムを接合する工程と、
前記保護フィルム上にカバーフィルムを接合する工程と、
をさらに含んでなり、
前記ビーズ粒子を形成する工程は、前記保護フィルムと前記カバーフィルムとの間に前記ビーズ粒子を形成する工程を含んでなることを特徴とする請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２６】
前記第２電極の表面に凹凸構造を形成する工程をさらに含んでなり、
前記凹凸構造を形成する工程は、前記第２電極を形成する工程と同時に行われるか、前記第２電極の形成工程と前記ビーズ粒子を形成する工程との間に行われることを特徴とする請求項１５〜２５のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２７】
前記基板は、フレキシブル基板であることを特徴とする請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池（Solar Cell）に関し、より具体的には、效率を向上させた太陽電池及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、半導体の性質を用いて光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。
【０００３】
太陽電池の構造及び原理について簡単に説明すると、次の通りである。太陽電池は、Ｐ（positive）型半導体とＮ（negative）型半導体とを接合させたＰＮ接合構造（ＰＮ junction）となっており、このような構造の太陽電池に太陽光が入射すると、入射した太陽光の持っているエネルギーによって半導体内で正孔（hole）及び電子（electron）が発生し、この時、ＰＮ接合で発生した電場により、正孔（＋）はＰ型半導体の方に移動し、電子（−）はＮ型半導体の方に移動することで電位が発生し、電力の生成が可能になる原理を有する。
【０００４】
図１は、一般的な太陽電池を示す概略断面図である。
【０００５】
図１を参照すると、一般の太陽電池は、基板１０、第１電極２０、電極分離部２５、光電変換部３０、コンタクト部３５、第２電極４０、セル分離部４５を含む。
【０００６】
第１電極２０は、第１の伝導性物質からなり、電極分離部２５を介在して一定間隔で離間して基板１０上に形成される。ここで、電極分離部２５は、レーザースクライビング（Laser Scribing）工程を通じて第１電極２０の所定領域を除去して形成するもので、第１電極２０を所定間隔で離間させる役割を果たす。
【０００７】
光電変換部３０は、第１電極２０上に形成されるコンタクト部３５によって分離されるように第１電極２０と電極分離部２５上に形成される。ここで、コンタクト部３５は、レーザースクライビング工程を通じて、第１電極２０上に形成された光電変換部３０の所定領域を除去して形成する。このような光電変換部３０は、入射する太陽光によって発生する電場による正孔及び電子の移動によって電力を生成する。
【０００８】
第２電極４０は、第２の伝導性物質からなり、第１電極２０上に形成されるセル分離部４５によって分離されると同時に、コンタクト部３５を介して第１電極２０に電気的に接続されるように光電変換部３０及びコンタクト部３５上に形成されることで、隣接する太陽電池セルが直列に接続される。ここで、セル分離部４５は、レーザースクライビング工程を通じて、第１電極２０上に形成された光電変換部３０及び第２電極４０の所定領域が除去されるとこにより形成される。
【０００９】
このような一般の太陽電池の效率を向上させるためには、上述の光電変換部３０の内部に入射した太陽光の進行経路を長くすることで、光電変換部４０内で正孔及び電子の発生率を増加させる必要がある。
【００１０】
しかしながら、一般の太陽電池では、上述した光電変換部４０の内部に入射する太陽光の進行経路を長く形成できず、所望の電池效率が得られないという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、效率を向上させた太陽電池及びその製造方法を提供することをその技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の技術的課題を達成するための本発明に係る太陽電池は、基板；該基板上に形成された第１電極；該第１電極上に形成された光電変換部；該光電変換部上に形成された第２電極；及び、前記第２電極上に形成されたビーズ粒子を含んでなることを特徴とする。
【００１３】
上記太陽電池は、前記第１電極上に形成された前記光電変換部及び前記第２電極の所定領域が除去されて形成されたセル分離部をさらに含んでなることを特徴とする。
【００１４】
前記ビーズ粒子は、前記第２電極の表面及び前記セル分離部の内部に形成されたことを特徴とする。
【００１５】
上記太陽電池は、前記第２電極に接合されると同時に前記セル分離部の内部に充填されるように形成された保護フィルムをさらに含んでなることを特徴とする。
【００１６】
上記太陽電池は、前記ビーズ粒子を含むように、前記第２電極上に形成されると同時に前記セル分離部の内部に充填されるように形成された光散乱層をさらに含んでなることを特徴とする。
【００１７】
上記太陽電池は、前記ビーズ粒子を含むように形成されて、前記第２電極及び前記セル分離部上に接合された高分子フィルムをさらに含んでなることを特徴とする。
【００１８】
上記太陽電池は、前記ビーズ粒子を含むように形成されて、前記第２電極に接合されると同時に前記セル分離部の内部に充填されるように形成された保護フィルムをさらに含んでなることを特徴とする。
【００１９】
上記太陽電池は、前記保護フィルム上に接合されたカバーフィルムをさらに含んでなることを特徴とする。
【００２０】
上記太陽電池は、前記第２電極に接合されると同時に前記セル分離部の内部に充填されるように形成された保護フィルム；及び、前記ビーズ粒子を含むように形成され、前記保護フィルムに接合されたカバーフィルムをさらに含んでなることを特徴とする。
【００２１】
上記太陽電池は、前記第２電極に接合されると同時に前記セル分離部の内部に充填されるように形成された保護フィルム；前記保護フィルムに接合されたカバーフィルム；及び、前記保護フィルムと前記カバーフィルムとの間に形成された前記ビーズ粒子をさらに含んでなることを特徴とする。
【００２２】
上記太陽電池は、前記第２電極の表面に形成された凹凸構造をさらに含んでなることを特徴とする。
【００２３】
上記の技術的課題を達成するための本発明に係る太陽電池の製造方法は、基板上に第１電極を形成する工程；前記第１電極上に光電変換部を形成する工程；前記光電変換部上に第２電極を形成する工程；及び、前記第２電極上にビーズ粒子を形成する工程を含んでなることを特徴とする。
【００２４】
上記太陽電池の製造方法は、前記第１電極上に形成された前記光電変換部及び前記第２電極の所定領域を除去してセル分離部を形成する工程をさらに含んでなり、前記セル分離部を形成する工程は、前記第２電極を形成する工程と前記ビーズ粒子を形成する工程との間に行うことを特徴とする。
【００２５】
前記ビーズ粒子は、前記第２電極の表面及び前記セル分離部の内部に形成されることを特徴とする。
【００２６】
前記ビーズ粒子を形成する工程は、前記ビーズ粒子を含んでなるペーストを、前記第２電極及び前記セル分離部上に形成する工程；及び、前記ペーストを焼成することによって前記第２電極上に形成されると同時に前記セル分離部の内部に充填される光散乱層を形成する工程を含んでなることを特徴とする。
【００２７】
上記太陽電池の製造方法は、前記ビーズ粒子を含んでなる高分子フィルムを備える工程をさらに含んでなり、前記ビーズ粒子を形成する工程は、前記高分子フィルムを前記第２電極及び前記セル分離部上に接合する工程を含んでなることを特徴とする。
【００２８】
上記太陽電池の製造方法は、前記ビーズ粒子を含んでなる保護フィルムを備える工程をさらに含んでなり、前記ビーズ粒子を形成する工程は、前記保護フィルムを前記第２電極及び前記セル分離部上に接合する工程を含んでなることを特徴とする。
【００２９】
上記太陽電池の製造方法は、前記保護フィルム上にカバーフィルムを接合する工程をさらに含んでなることを特徴とする。
【００３０】
上記太陽電池の製造方法は、前記ビーズ粒子を含んでなるカバーフィルムを備える工程；及び、前記第２電極及び前記セル分離部上に保護フィルムを接合する工程をさらに含んでなり、前記ビーズ粒子を形成する工程は、前記カバーフィルムを前記保護フィルムに接合する工程を含んでなることを特徴とする。
【００３１】
上記太陽電池の製造方法は、前記第２電極及び前記セル分離部上に保護フィルムを接合する工程；及び、前記保護フィルム上にカバーフィルムを接合する工程をさらに含んでなり、前記ビーズ粒子を形成する工程は、前記保護フィルムと前記カバーフィルムとの間に前記ビーズ粒子を形成する工程を含んでなることを特徴とする。
【００３２】
上記太陽電池の製造方法は、前記第２電極の表面に凹凸構造を形成する工程をさらに含んでなり、前記凹凸構造を形成する工程は、前記第２電極を形成する工程と同時に行われるか、前記第２電極の形成工程と前記ビーズ粒子を形成する工程との間に行われることを特徴とする。
【００３３】
本発明において、前記ビーズ粒子は、互いに異なる屈折率を有するように複数のビーズ粒子が組み合わせられることを特徴とする。
【００３４】
本発明において、前記ビーズ粒子は、コア部及び該コア部を取り囲むスキン部からなり、前記コア部及びスキン部は、互いに異なる屈折率を有する物質からなることを特徴とする。
【００３５】
本発明において、前記基板は、フレキシブル基板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明による太陽電池及びその製造方法は、下記のような效果がある。
【００３７】
第一、第２電極上に複数のビーズ粒子を形成し、入射する太陽光を様々な角度で散乱させることによって、光電変換部の内部に入射した光の進行経路を長くし、效率を向上させることができる。
【００３８】
第二、隣接する太陽電池セルを分離するセル分離部にも複数のビーズ粒子を形成し、絶縁体であるビーズ粒子を通じて太陽電池セルの側面に入射する側面光を散乱させることで、光電変換部の光捕獲量を極大化させ、效率を向上させることができる。
【００３９】
第三、セル分離部に光散乱層または保護フィルムを充填させることによって、基板が過度に曲がっても、隣接している太陽電池セルを完璧に絶縁させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】一般の太陽電池を概略的に説明するための断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による太陽電池を概略的に説明するための断面図である。
【図３】本発明の第１実施例による太陽電池の他の形態を概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の一実施例によるビーズ粒子を説明するための図である。
【図５】本発明の他の実施例によるビーズ粒子を説明するための図である。
【図６】本発明のさらに他の実施例によるビーズ粒子を説明するための図である。
【図７】本発明の第２実施例による太陽電池を概略的に説明するための断面図である。
【図８】本発明の第３実施例による太陽電池を概略的に説明するための断面図である。
【図９】本発明の第４実施例による太陽電池を概略的に説明するための断面図である。
【図１０】本発明の第５実施例による太陽電池を概略的に説明するための断面図である。
【図１１】本発明の第５実施例による太陽電池の他の形態を概略的に説明するための断面図である。
【図１２】本発明の第１実施例による太陽電池の製造方法を段階的に説明するための図である。
【図１３】本発明の第２実施例による太陽電池の製造方法を段階的に説明するための図である。
【図１４】本発明の第３実施例による太陽電池の製造方法を段階的に説明するための図である。
【図１５】本発明の第４実施例による太陽電池の製造方法を段階的に説明するための図である。
【図１６】本発明の第４実施例による太陽電池の製造方法に追加される工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施例について詳しく説明する。
【００４２】
〈太陽電池〉
図２は、本発明の第１実施例による太陽電池を概略的に説明するための断面図である。
【００４３】
図２を参照すると、本発明の第１実施例による太陽電池は、基板１１０、第１電極１２０、電極分離部１２５、光電変換部１３０、コンタクト部１３５、第２電極１４０、セル分離部１４５、及び光散乱層１５０を含んで構成される。
【００４４】
基板１１０はフレキシブル（Flexible）基板とし、場合によっては、ガラスまたは透明なプラスチックにしても良い。
【００４５】
フレキシブル基板は、透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、及びポリアミド（ＰＡ）などの材質からなることができる。このようなフレキシブル基板を用いるフレキシブル太陽電池は、ロールツウロール（Roll to Roll）方式を用いることができ、製造コストの節減が図られる。
【００４６】
第１電極１２０は、基板１１０の全面に第１の伝導性物質から形成され、電極分離部１２５を介在して一定の間隔で離間して基板１１０上に形成される。ここで、第１電極１２０は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｇ＋Ｍｏ、Ａｇ＋Ｎｉ、Ａｇ＋Ｃｕのような金属材質からなる第１の伝導性物質で形成され、入射する光を光電変換部１３０に反射させる。
【００４７】
電極分離部１２５は、レーザースクライビング（Laser Scribing）工程を通じて第１電極１２０の所定領域を除去して形成するもので、第１電極１２０を所定間隔で離間する役割を果たす。
【００４８】
光電変換部１３０は、第１電極１２０上に形成されるコンタクト部１３５を介して分離されるように第１電極１２０及び電極分離部１２５上に形成され、入射する太陽光によって発生する電場による正孔及び電子の移動によって電力を生成する。
【００４９】
光電変換部１３０は、シリコン系半導体物質から形成されることもでき、ＣＩＧＳ（ＣｕＩｎＧａＳｅ２）のような化合物質から形成されることもできる。ここで、光電変換部１３０は、Ｎ（negative）型半導体層、Ｉ（intrinsic）型半導体層及びＰ（positive）型半導体層が順に基板１１０に積層されたＮＩＰ構造とすることができる。
【００５０】
Ｎ型半導体層は、Ｎ型ドーピング物質（例えば、アンチモン（Ｓｂ）、砒素（Ａｓ）、リン（Ｐ）などの５族元素物質）でドーピングされた半導体層を意味し、Ｉ型半導体層は、真性半導体層を意味し、Ｐ型半導体層は、Ｐ型ドーピング物質（例えば、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などの３族元素物質）でドーピングされた半導体層を意味する。ここで、Ｉ型半導体層の代わりに、Ｎ型またはＰ型半導体層に比べて薄い厚さを有するＮ型またはＰ型半導体層を形成することもでき、Ｉ型半導体層の代わりに、Ｎ型またはＰ型半導体層に比べてドーピング濃度の低いＮ型またはＰ型半導体層を形成することもできる。
【００５１】
このように光電変換部１３０をＮＩＰ構造にすると、Ｉ型半導体層が、Ｎ型半導体層とＰ型半導体層とによって空乏（Depletion）して内部に電場が発生し、太陽光によって生成される正孔及び電子が電場によってドリフト（Drift）し、それぞれＰ型半導体層及びＮ型半導体層に収集される。
【００５２】
光電変換部１３０をＮＩＰ構造とする場合には、第１電極１２０上にＮ型半導体層を形成し、続いてＩ型半導体層及びＰ型半導体層を形成することが好ましい。これは、一般的に正孔のドリフト移動度（Drift Mobility）が電子のドリフト移動度に比べて低いためである。よって、入射光による収集效率を極大化するために、Ｐ型半導体層を受光面に近接して形成する。
【００５３】
一方、図２における拡大部分からわかるように、光電変換部１３０は、第１光電変換層１３１、バッファ層１３２、及び第２光電変換層１３３が順に積層されて言わばタンデム（Tandem）構造となることができる。
【００５４】
第１光電変換層１３１及び第２光電変換層１３３は両方とも、Ｎ型半導体層、Ｉ型半導体層及びＰ型半導体層が順に積層されたＮＩＰ構造とすることができる。ここで、Ｉ型半導体層の代わりに、Ｎ型またはＰ型半導体層に比べて薄い厚さを有するＮ型またはＰ型半導体層を形成しても良く、Ｉ型半導体層の代わりに、Ｎ型またはＰ型半導体層に比べてドーピング濃度の低いＮ型またはＰ型半導体層を形成しても良い。
【００５５】
第１光電変換層１３１は、ＮＩＰ構造の非晶質半導体物質からなり、第２光電変換層１３３は、ＮＩＰ構造の微結晶質半導体物質からなることができる。
【００５６】
非晶質半導体物質は、短波長の光をよく吸収し、微結晶質半導体物質は、長波長の光をよく吸収する特性を有するから、非晶質半導体物質と微結晶質半導体物質とを組み合わせると、光吸収效率を増大させることができる。ただし、必ずしもこれに限定されるわけではなく、第１光電変換層１３１は、非晶質／ゲルマニウム半導体物質、微結晶質半導体物質、結晶質半導体物質などを含むなど、様々に変更することができ、第２光電変換層１３３は、非晶質半導体物質、非晶質／ゲルマニウム半導体物質、結晶質半導体物質などを含むなど、様々に変更することができる。
【００５７】
バッファ層１３２は、第１及び第２光電変換層１３１，１３３との間でトンネル接合を通じて正孔及び電子の移動を円滑にする役割を果たすもので、ＺｎＯ、３族元素を含む物質でドーピングされたＺｎＯ（例えば、ＺｎＯ：Ｂ、ＺｎＯ：Ａｌ）、水素元素を含む物質でドーピングされたＺｎＯ（例えば、ＺｎＯ：Ｈ）、ＳｎＯ2、ＳｎＯ2：Ｆ、またはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明な物質で形成することができる。
【００５８】
なお、光電変換部１３０は、上述したタンデム構造の他に、第１光電変換層、第２光電変換層、第３光電変換層、及びそれぞれの光電変換層の間に形成されたバッファ層を含むトリプル（Triple）構造とすることもできる。
【００５９】
コンタクト部１３５は、レーザースクライビング工程を通じて、第１電極１２０上に形成された光電変換部１３０の所定領域が除去されてなるもので、光電変換部１３０を所定間隔で離間する役割を果たす。
【００６０】
第２電極１４０は、第２の伝導性物質から形成され、第１電極１２０上に形成されるセル分離部１４５によって分離されると同時に、コンタクト部１３５を介して第１電極１２０に電気的に接続されるように光電変換部１３０及びコンタクト部１３５上に形成されることで、隣接した太陽電池セルを直列に接続させる。
【００６１】
第２電極１４０は、太陽光が入射する面に形成されるので、ＺｎＯ、３族元素を含む物質でドーピングされたＺｎＯ（例えば、ＺｎＯ：Ｂ、ＺｎＯ：Ａｌ）、水素元素を含む物質でドーピングされたＺｎＯ（例えば、ＺｎＯ：Ｈ）、ＳｎＯ2、ＳｎＯ2：Ｆ、またはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などのような透明な導電物質からなる第２の伝導性物質で形成される。
【００６２】
セル分離部１４５は、レーザースクライビング工程を通じて、第１電極１２０上に形成された光電変換部１３０及び第２電極１４０の所定領域が除去されてなることで、隣接した太陽電池セルを所定間隔で離間する。
【００６３】
光散乱層１５０は、セル分離部１４５及び第２電極１４０上にコーティングされた複数のビーズ（Bead）粒子１５５を含んでなる。このような複数のビーズ粒子１５５は、入射する太陽光を様々な角度で散乱させてヘイズ率を増加させ、光電変換部１３０の内部に入射した太陽光の進行経路を長くする役割を果たす。ここで、ヘイズ率は、ビーズ粒子１５５の屈折率及び濃度によって調節されるもので、１０〜７０％の範囲に調節することが好ましい。
【００６４】
このような、複数のビーズ粒子１５５を含む光散乱層１５０は、複数のビーズ粒子１５５をバインダー１５７に均一または不均一に分布させたペーストを、第２電極１４０及びセル分離部１４５上にコーティングすることによって形成することができる。
【００６５】
ペーストのコーティング方法には、プリンティング（Printing）方法、スプレーコーティング（Spray Coating）方法、ゾル−ゲル（Sol-Gel）方法、ディップコーティング（Dip Coating）方法、またはスピンコーティング（Spin Coating）方法がある。
【００６６】
光散乱層１５０を形成する際に、上記のような方法でビーズ粒子１５５を形成した後、赤外線焼成工程または低温／高温焼成工程をさらに行うことで、ビーズ粒子１５５の接着力を増大させることが好ましい。
【００６７】
一方、光散乱層１５０を形成する際に、バインダー１５７は焼成工程によって第２電極１４０の上部及びセル分離部１４５の内部のそれぞれに形成される複数のビーズ粒子１５５の接着力を増加させることができるが、これに限定されず、図３に示すように、所定の工程によって除去され、第２電極１４０の上部及びセル分離部１４５の内部のそれぞれにはビーズ粒子１５５のみが接着されることもできる。
【００６８】
したがって、光散乱層１５０は第２電極１４０上に形成され、入射する太陽光を様々な角度で散乱させて光電変換部１３０に入射させると同時に、セル分離部１４５内に形成されて、セル分離部１４５を介して分離される隣接する太陽電池セルを完璧に絶縁させると同時に、太陽電池セルの側面に入射する側面光を散乱させることで、光電変換部１３０の光捕獲量を極大化させることとなる。
【００６９】
一方、基板１１０がフレキシブル基板からなることから過度に曲がる場合、本発明は、セル分離部１４５に形成された絶縁物質である複数のビーズ粒子１５５により、隣接した太陽電池セルを完璧に絶縁させることができる。
【００７０】
複数のビーズ粒子１５５を用いて、入射する太陽光を様々な角度で散乱させることについて説明すると、下記の通りである。
【００７１】
複数のビーズ粒子１５５を構成する物質及び第２電極１４０を構成する物質を互いに屈折率の異なるものとすれば、入射する太陽光が複数のビーズ粒子１５５を通過しながら屈折する。また、複数のビーズ粒子１５５を透過した太陽光が第２電極１４０を通過しながら再び屈折することで、入射する太陽光が様々な角度で屈折されながら光電変換部１３０に入射することで、光電変換部１３０の内部で太陽光の進行経路は長くなる。
【００７２】
一般に、第２電極１４０の屈折率は約１．９〜２．０であり、このような第２電極１４０の屈折率範囲を考慮して、第２電極１４０と異なる屈折率を有するように複数のビーズ粒子１５５の構成物質を選択する。例えば、複数のビーズ粒子１５５のそれぞれの構成物質は、シリコン酸化物（例えば、ＳｉＯ2などのシリコン元素を含む酸化物）、遷移金属酸化物（例えば、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2などの遷移金属元素を含む酸化物）などの材質から選択することができるが、これに限定されるものではない。
【００７３】
一方、上記の複数のビーズ粒子１５５を、同一の物質で形成する代わりに、屈折率の異なる複数のビーズ粒子を組み合わせて使用すると、異なる複数のビーズ粒子１５５を太陽光が通過しながら様々な角度で屈折するという效果が得られる。
【００７４】
また、ビーズ粒子１５５をコア（Core）部とスキン（Skin）部とから構成することで、太陽光が一つのビーズ粒子１５５を通過しながらも様々な角度で屈折するようにすることもできる。
【００７５】
図４乃至図６は、本発明の様々な実施例によるビーズ粒子１５５の断面を示す図である。
【００７６】
図４に示すように、一実施例による複数のビーズ粒子１５５のそれぞれは、コア部２１０、及びコア部２１０を取り囲んでいるスキン部２２０で構成し、コア部２１０を、スキン部２２０の物質と異なる屈折率を有する物質とすることで、太陽光がスキン部２２０を透過してからコア部２１０を通過する時に屈折されると同時に、コア部２１０を透過してからスキン部２２０を通過する時に再び屈折されるようにすることができる。
【００７７】
図５に示すように、他の実施例による複数のビーズ粒子１５５のそれぞれのコア部２１０を空気（Air）で形成し、スキン部２２０のみで構成された中空状態のビーズ粒子１５５としても、同一の效果を得ることができる。
【００７８】
図６に示すように、さらに他の実施例による複数のビーズ粒子１５５のそれぞれのコア部２１０を、異なる屈折率を有する複数の物質層２１０ａ，２１０ｂで形成することもでき、スキン部２２０を、異なる屈折率を有する複数の物質層２２０ａ，２２０ｂで形成することもできる。
【００７９】
このような複数のビーズ粒子１５５のそれぞれの断面を、円形や楕円形などの様々な形態にし、太陽光の屈折角を様々に変更することもできる。
【００８０】
このような本発明の第１実施例による太陽電池は、太陽光が入射する第２電極１４０上に形成された複数のビーズ粒子１５５を含む光散乱層１５０を形成することで、入射する太陽光を様々な角度で散乱させ、光電変換部１３０の内部に入射する太陽光の進行経路を長くし、結果として太陽電池の效率を向上させることができる。
【００８１】
一方、本発明の第１実施例による太陽電池は、光散乱層１５０上に接合されて、外部の水分が第２電極１４０に浸透することを防止する保護フィルム（図示せず）、及び保護フィルム上に接合されて、外部からの水分浸透を１次的に遮断する役割及び／または外部衝撃を緩衝する役割を果たすカバーフィルム（図示せず）をさらに含んでなることができる。
【００８２】
保護フィルムは、エチレンビニルアセテート（Ethylene Vinyl Acetate: EVA）、またはポリビニルブチラール（Poly Vinyl Butyral: PVB）などの接合用シートからなることができる。
【００８３】
カバーフィルムは、ポリマー材質からなることができる。このようなカバーフィルムは省いても良い。
【００８４】
図７は、本発明の第２実施例による太陽電池を概略的に説明するための図である。
【００８５】
図７を参照すると、本発明の第２実施例による太陽電池は、基板１１０、第１電極１２０、電極分離部１２５、光電変換部１３０、コンタクト部１３５、第２電極１４０、セル分離部１４５、及び複数のビーズ粒子１６５を含む高分子フィルム１６０を含んで構成される。このような構成を有する本発明の第２実施例による太陽電池は、高分子フィルム１６０以外は、上述した本発明の第１実施例と同一の構成を有するので、同一の構成についての説明は省略し、同一の構成には同一の図面符号を付するものとする。
【００８６】
複数のビーズ粒子１６５は、高分子フィルム１６０の内部に形成され、外部から入射する太陽光を散乱させることで、太陽光が様々な角度で散乱して光電変換部１３０に入射するようにする。このような複数のビーズ粒子１６５は、図４乃至図６に示すいずれかの形態にすることができる。
【００８７】
一方、複数のビーズ粒子１６５は、高分子フィルム１６０の上部または下部表面にコーティングされて、外部から入射する太陽光を散乱させ、太陽光が様々な角度で散乱して光電変換部１３０に入射するようにすることもできる。ここで、複数のビーズ粒子１６５は、シリコン酸化物（例えば、ＳｉＯ2などのシリコン元素を含む酸化物）、遷移金属酸化物（例えば、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2などの遷移金属元素を含む酸化物）などの材質から選択することができるが、これに限定されるものではない。このような本発明の第２実施例による太陽電池は、太陽光が入射する高分子フィルム１６０の内部、及び上部または下部表面に複数のビーズ粒子１６５を形成することで、入射する太陽光を様々な角度で散乱させ、光電変換部１３０の内部に入射する太陽光の進行経路を長くすることで、太陽電池の效率を向上させることができる。
【００８８】
図８は、本発明の第３実施例による太陽電池を概略的に説明するための図である。
【００８９】
図８を参照すると、本発明の第３実施例による太陽電池は、基板１１０、第１電極１２０、電極分離部１２５、光電変換部１３０、コンタクト部１３５、第２電極１４０、セル分離部１４５、複数のビーズ粒子３１５を含む保護フィルム３１０、及びカバーフィルム３２０を含んで構成される。このような構成を有する本発明の第３実施例による太陽電池は、保護フィルム３１０及びカバーフィルム３２０以外は、上述した本発明の第１実施例と同一の構成を有するので、同一の構成についての説明は省略し、同一の構成には同一の図面符号を付する。
【００９０】
保護フィルム３１０は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、またはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などの接合用シートからなることができる。
【００９１】
複数のビーズ粒子３１５は、保護フィルム３１０の内部に形成されて、外部から入射する太陽光を散乱させ、太陽光が様々な角度に散乱して光電変換部１３０に入射するようにする。ここで、複数のビーズ粒子３１５は、シリコン酸化物（例えば、ＳｉＯ2などのシリコン元素を含む酸化物）、遷移金属酸化物（例えば、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2などの遷移金属元素を含む酸化物）などの材質から選択することができるが、これに限定されるものではない。このような複数のビーズ粒子３１５は、図４乃至図６に示すいずれかの形態にすることができる。
【００９２】
一方、複数のビーズ粒子３１５は、保護フィルム３１０の上面にコーティングされて、外部から入射する太陽光を散乱させ、太陽光が様々な角度で散乱して光電変換部１３０に入射するようにすることもできる。
【００９３】
上述の保護フィルム３１０は、第２電極１４０及びセル分離部１４５を覆うように配置された後、ラミネーション（Lamination）工程によって第２電極１４０に接合されると同時にセル分離部１４５の内部に充填されることで、外部から水分が第２電極１４０に浸透することを防止し、かつ、隣接している太陽電池セルを絶縁させると同時に、太陽電池セルの側面に入射する側面光を散乱させることで、光電変換部１３０の光捕獲量を極大化させることができる。ここで、セル分離部１４５を介して分離された隣接した太陽電池セルは、ラミネーション工程によりセル分離部１４５の内部に充填される保護フィルム３１０によって絶縁される。
【００９４】
一方、基板１１０がフレキシブル基板からなることから過度に曲がる場合、本発明は、セル分離部１４５に形成された保護フィルム３１０によって、隣接している太陽電池セルを完璧に絶縁させることができる。
【００９５】
カバーフィルム３２０は、保護フィルム３１０の上面全体に形成されるもので、ポリマー材質からなることができる。このようなカバーフィルム３２０は、外部からの水分浸透を１次的に遮断する役割を果たし、さらには外部衝撃を緩衝する役割を果たすこともできる。ここで、カバーフィルム３２０は省いても良い。
【００９６】
このような、本発明の第３実施例による太陽電池は、保護フィルム３１０の内部、及び上部または下部表面に複数のビーズ粒子３１５を形成することで、入射する太陽光を様々な角度で散乱させ、光電変換部１３０の内部に入射する太陽光の進行経路を長くすることで、太陽電池の效率を向上させることができる。
【００９７】
図９は、本発明の第４実施例による太陽電池を概略的に説明するための図である。
【００９８】
図９を参照すると、本発明の第４実施例による太陽電池は、基板１１０、第１電極１２０、電極分離部１２５、光電変換部１３０、コンタクト部１３５、第２電極１４０、セル分離部１４５、保護フィルム４１０、及び複数のビーズ粒子４２５を含むカバーフィルム４２０を含んで構成される。このような構成を有する本発明の第４実施例による太陽電池は、保護フィルム４１０及びカバーフィルム４２０以外は、上述した本発明の第１実施例と同一の構成を有するので、同一の構成についての説明は省略し、同一の構成には同一の図面符号を付する。
【００９９】
保護フィルム４１０は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、またはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などの接合用シートからなることができる。このような保護フィルム４１０は、第２電極１４０及びセル分離部１４５を覆うように配置された後、ラミネーション工程によって第２電極１４０に接合されると同時にセル分離部１４５の内部に充填されることで、上述の通り、外部の水分が第２電極１４０に浸透することを防止し、かつ、隣接している太陽電池セルを絶縁させることができる。
【０１００】
カバーフィルム４２０は、保護フィルム４１０の上面全体に形成されるもので、ポリマー材質からなることができる。このようなカバーフィルム４２０は、外部からの水分浸透を１次的に遮断する役割を果たし、さらには外部衝撃を緩衝する役割を果たすこともできる。
【０１０１】
複数のビーズ粒子４２５は、カバーフィルム４２０の内部に形成されて、外部から入射する太陽光を散乱させ、太陽光が様々な角度で散乱して光電変換部１３０に入射するようにする。ここで、複数のビーズ粒子４２５は、シリコン酸化物（例えば、ＳｉＯ2などのシリコン元素を含む酸化物）、遷移金属酸化物（例えば、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2などの遷移金属元素を含む酸化物）などの材質から選択することができるが、これに限定されるものではない。このような複数のビーズ粒子４２５は、図４乃至図６に示すいずれかの形態にすることができる。
【０１０２】
一方、図示してはいないが、複数のビーズ粒子４２５は、保護フィルム４１０とカバーフィルム４２０との間にコーティングされて、外部から入射する太陽光を散乱させ、太陽光が様々な角度で散乱して光電変換部１３０に入射するようにすることもできる。この時、複数のビーズ粒子４２５が形成された保護フィルム４１０上にカバーフィルム４２０を接合する場合、カバーフィルム４２０の表面に複数のビーズ粒子４２５の形状に対応する屈曲面が形成されることで、入射する太陽光がカバーフィルム４２０の屈曲面によって屈折して光電変換部１３０に入射するようにすることもできる。
【０１０３】
このような、本発明の第４実施例による太陽電池は、カバーフィルム４２０の内部、または保護フィルム４１０とカバーフィルム４２０との間に複数のビーズ粒子４２５を形成することで、入射する太陽光を様々な角度で散乱させ、光電変換部１３０の内部に入射する太陽光の進行経路を長くすることで、太陽電池の效率を向上させることができる。
【０１０４】
図１０は、本発明の第５実施例による太陽電池を概略的に説明するための図である。
【０１０５】
図１０を参照すると、本発明の第５実施例による太陽電池は、基板１１０、第１電極１２０、電極分離部１２５、光電変換部１３０、コンタクト部１３５、第２電極１４０、第２電極１４０の上面に形成された凹凸構造１４２、セル分離部１４５、及び光散乱層１５０を含んで構成される。このような構成を有する本発明の第５実施例による太陽電池は、凹凸構造１４２をさらに含むとともに凹凸構造１４２上に光散乱層１５０がコーティングされる以外は、上述した本発明の第１実施例と同一の構成を有するので、同一の構成についての説明は省略し、同一の構成には同一の図面符号を付する。
【０１０６】
凹凸構造１４２は、第２電極１４０の表面に形成されて、入射する太陽光を様々な角度で散乱させることで、光電変換部１３０の光捕獲量を増加させる。
【０１０７】
このような凹凸構造１４２は、第２電極１４０の形成条件を調節して第２電極１４０の形成と同時に形成することもでき、エッチング工程を通じて、平坦な表面を有する第２電極１４０上に形成することもできる。
【０１０８】
光散乱層１５０は、上述した本発明の第１実施例と同様に、複数のビーズ粒子１５５をバインダー１５７に分布させてペーストを備えた後、該ペーストを用いて、プリンティング方法、スプレーコーティング方法、ゾル−ゲル方法、ディップコーティング方法、またはスピンコーティング方法により凹凸構造１４２の表面及びセル分離部１４５の内部に複数のビーズ粒子１５５を形成することができる。
【０１０９】
光散乱層１５０を形成する際に、上記の方法でビーズ粒子１５５を形成した後、赤外線焼成工程または低温／高温焼成工程をさらに行うことでビーズ粒子１５５の接着力を増大させることが好ましい。
【０１１０】
一方、光散乱層１５０を形成する際に、バインダー１５７は、焼成工程によって第２電極１４０の上部及びセル分離部１４５の内部のそれぞれに形成される複数のビーズ粒子１５５の接着力を増大させることもできるが、これに限定されず、図１１に示すように、所定の工程によって除去され、凹凸構造１４２の表面及びセル分離部１４５の内部のそれぞれにはビーズ粒子１５５のみが接着されても良い。
【０１１１】
このような本発明の第５実施例による太陽電池は、太陽光が入射する第２電極１４０の表面に凹凸構造１４２を形成すると同時に、凹凸構造１４２上に形成された複数のビーズ粒子１５５を含む光散乱層１５０を形成することで、入射する太陽光を様々な角度で散乱させ、光電変換部１３０の内部に入射する太陽光の進行経路を長くすることで太陽電池の效率を向上させることができる。
【０１１２】
一方、上述した本発明の第２乃至第４実施例による太陽電池のそれぞれは、上述した本発明の第５実施例と同様に、第２電極１４０の表面に形成された凹凸構造１４２をさらに含む構成としても良い。
【０１１３】
〈太陽電池の製造方法〉
図１２は、本発明の第１実施例による太陽電池の製造方法を段階的に説明するための図であり、図２または図３に示す太陽電池の製造方法に関するものである。
【０１１４】
図１２を参照して本発明の第１実施例による太陽電池の製造方法を段階的に説明すると、下記の通りである。
【０１１５】
まず、図１２の（ａ）に示すように、基板１１０の全面に第１電極１２０を形成した後、第１電極１２０の所定領域を除去して、所定間隔で離間する電極分離部１２５を形成する。
【０１１６】
基板１１０は、フレキシブル基板、ガラス、または透明なプラスチックにすることができる。
【０１１７】
第１電極１２０は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｇ＋Ｍｏ、Ａｇ＋Ｎｉ、Ａｇ＋Ｃｕのような金属からなり、スパッタリング（Sputtering）法または印刷法などにより形成することができる。
【０１１８】
電極分離部１２５は、レーザースクライビング工程によって形成することができる。
【０１１９】
次に、図１２の（ｂ）に示すように、第１電極１２０及び電極分離部１２５を含む基板１１０の全面に光電変換部１３０を形成した後、第１電極１２０の上部ごとに形成された光電変換部１３０の所定領域を除去して、所定間隔で離間するコンタクト部１３５を形成する。
【０１２０】
光電変換部１３０は、シリコン系半導体物質から形成することもでき、ＣＩＧＳ（ＣｕＩｎＧａＳｅ２）のような化合物質を化学気相蒸着（ＣＶＤ）法などによってＮ型半導体層、Ｉ型半導体層、及びＰ型半導体層が順に積層されたＮＩＰ構造を有するように形成することもできる。ここで、Ｎ型半導体層は、Ｎ型ドーピング物質（例えば、アンチモン（Ｓｂ）、砒素（Ａｓ）、リン（Ｐ）などの５族元素物質）でドーピングされた半導体層を意味し、Ｉ型半導体層は、真性半導体層を意味し、Ｐ型半導体層は、Ｐ型ドーピング物質（例えば、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などの３族元素物質）でドーピングされた半導体層を意味する。ここで、上記Ｉ型半導体層の代わりに、上記Ｎ型またはＰ型半導体層に比べて薄い厚さを有するＮ型またはＰ型半導体層を形成しても良く、上記Ｉ型半導体層の代わりに、上記Ｎ型またはＰ型半導体層に比べてドーピング濃度の低いＮ型またはＰ型半導体層を形成しても良い。
【０１２１】
一方、光電変換部１３０は、図２に示すように、第１光電変換層１３１、バッファ層１３２、及び第２光電変換層１３３が順に積層されたいわゆるタンデム構造にすることもできる。
【０１２２】
また、光電変換部１３０は、上記タンデム構造の他に、第１光電変換層、第２光電変換層、第３光電変換層、及びそれぞれの光電変換層の間に形成されたバッファ層を含むトリプル（Triple）構造にすることもできる。
【０１２３】
コンタクト部１３５は、レーザースクライビング工程によって形成することができる。
【０１２４】
次に、図１２の（ｃ）に示すように、光電変換部１３０、及びコンタクト部１３５を含む基板１１０の全面に第２電極１４０を形成した後、コンタクト部１３５に隣接するように、第１電極１２０の上部ごとに形成された光電変換部１３０と第２電極１４０の所定領域を除去してセル分離部１４５を形成する。
【０１２５】
第２電極１４０は、ＺｎＯ、３族元素を含む物質でドーピングされたＺｎＯ（例えば、ＺｎＯ：Ｂ、ＺｎＯ：Ａｌ）、水素元素を含む物質でドーピングされたＺｎＯ（例えば、ＺｎＯ：Ｈ）、ＳｎＯ2、ＳｎＯ2：Ｆ、またはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などのような透明な導電物質を用いてスパッタリング法またはＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法などにより形成することができる。
【０１２６】
セル分離部１４５は、レーザースクライビング工程によって形成することができる。
【０１２７】
次に、図１２の（ｄ）に示すように、第２電極１４０及びセル分離部１４５上に、複数のビーズ粒子１５５を含んでなる光散乱層１５０をコーティングする。
【０１２８】
光散乱層１５０は、複数のビーズ粒子１５５をバインダー１５７に均一または不均一に分布させたペーストを、プリンティング方法、ゾル−ゲル方法、ディップコーティング方法、またはスピンコーティング方法によって第２電極１４０及びセル分離部１４５の上部にコーティングすることによって形成することができる。ここで、複数のビーズ粒子１５５は、シリコン酸化物（例えば、ＳｉＯ2などのシリコン元素を含む酸化物）、遷移金属酸化物（例えば、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2などの遷移金属元素を含む酸化物）などの材質から選択することができるが、これに限定されるものではない。
【０１２９】
なお、赤外線焼成工程または低温／高温焼成工程をさらに行うことで、コーティングされた複数のビーズ粒子１５５の接着力を増大させることもできる。
【０１３０】
複数のビーズ粒子１５５は、図４乃至図６に示すいずれかの形態にすれば良く、その具体的な説明は省略する。
【０１３１】
一方、本発明の第１実施例による太陽電池の製造方法では、図１２の（ｅ）に示すように、所定工程の工程条件によって第２電極１４０及びセル分離部１４５の上部にコーティングされたバインダー１５７を除去して、第２電極１４０の表面及びセル分離部１４５の内部面に複数のビーズ粒子１５５を形成することもできる。
【０１３２】
一方、本発明の第１実施例による太陽電池の製造方法は、光散乱層１５０上に接合されて、外部の水分が第２電極１４０に浸透することを防止する上記の保護フィルム、及びカバーフィルムを形成する工程をさらに行うこともできる。ここで、カバーフィルムの形成工程は省略可能である。
【０１３３】
図１２に示す太陽電池の製造方法が、フレキシブル基板を用いる太陽電池の製造方法に適用される場合、図１２の（ａ）〜（ｅ）に示す工程はロールツウロール（Roll to Roll）方式によって行うことができる。
【０１３４】
図１３は、本発明の第２実施例による太陽電池の製造方法を段階的に示す図であり、図７に示す太陽電池の製造工程に関するものである。本発明の第２実施例による太陽電池の製造方法についての説明において、上述の第１実施例と重複する内容についての具体的な説明は省くものとする。
【０１３５】
まず、図１３の（ａ）に示すように、複数のビーズ粒子１６５を含んでなる高分子フィルム１６０を備える。ここで、複数のビーズ粒子１６５は、シリコン酸化物（例えば、ＳｉＯ2などのシリコン元素を含む酸化物）、遷移金属酸化物（例えば、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2などの遷移金属元素を含む酸化物）などの材質から選択することができるが、これに限定されるものではない。ここで、複数のビーズ粒子１６５は、図４乃至図６に示すいずれかの形態とすることができる。
【０１３６】
一方、複数のビーズ粒子１６５は、プリンティング方法、スプレーコーティング方法、ゾル−ゲル方法、ディップコーティング方法、またはスピンコーティング方法によって高分子フィルム１６０の上部または下部表面にコーティングすることもできる。
【０１３７】
次に、図１３の（ｂ）に示すように、基板１１０の全面に第１電極１２０を形成した後、第１電極１２０の所定領域を除去して、所定間隔で離間する電極分離部１２５を形成する。
【０１３８】
次に、図１３の（ｃ）に示すように、第１電極１２０及び電極分離部１２５を含む基板１１０の全面に光電変換部１３０を形成した後、第１電極１２０の上部ごとに形成された光電変換部１３０の所定領域を除去して、所定間隔で離間するコンタクト部１３５を形成する。
【０１３９】
次に、図１３の（ｄ）に示すように、光電変換部１３０、及びコンタクト部１３５を含む基板１１０の全面に第２電極１４０を形成した後、コンタクト部１３５に隣接するように、第１電極１２０の上部ごとに形成された光電変換部１３０及び第２電極１４０の所定領域を除去することでセル分離部１４５を形成する。
【０１４０】
次に、図１３の（ｅ）に示すように、第２電極１４０及びセル分離部１４５上に、複数のビーズ粒子１６５を含んでなる高分子フィルム１６０を接合する。
【０１４１】
このような図１３に示す太陽電池の製造方法が、フレキシブル基板を用いる太陽電池の製造方法に適用される場合、図１３の（ａ）〜（ｅ）に示す工程は、ロールツウロール方式を通じて行うことができる。
【０１４２】
図１４は、本発明の第３実施例による太陽電池の製造方法を段階的に示す図であり、図８に示す太陽電池の製造工程に関するものである。本発明の第３実施例による太陽電池の製造方法についての説明において、上述した第１実施例と同一の内容についての具体的な説明は省くものとする。
【０１４３】
まず、図１４の（ａ）に示すように、基板１１０の全面に第１電極１２０を形成した後、第１電極１２０の所定領域を除去して、所定間隔で離間する電極分離部１２５を形成する。
【０１４４】
次に、図１４の（ｂ）に示すように、第１電極１２０及び電極分離部１２５を含む基板１１０の全面に光電変換部１３０を形成した後、第１電極１２０の上部ごとに形成された光電変換部１３０の所定領域を除去することで、所定間隔で離間するコンタクト部１３５を形成する。
【０１４５】
次に、図１４の（ｃ）に示すように、光電変換部１３０及びコンタクト部１３５を含む基板１１０の全面に第２電極１４０を形成した後、コンタクト部１３５に隣接するように、第１電極１２０の上部ごとに形成された光電変換部１３０と第２電極１４０の所定領域を除去することでセル分離部１４５を形成する。
【０１４６】
次に、図１４の（ｄ）に示すように、第２電極１４０及びセル分離部１４５上に、複数のビーズ粒子３１５を含んでなる保護フィルム３１０を接合する。このために、本発明の第３実施例による太陽電池の製造方法は、複数のビーズ粒子３１５を含んでなる保護フィルム３１０を備える工程をさらに含む。ここで、複数のビーズ粒子３１５は、図４乃至図６に示すいずれかの形態にすることができる。
【０１４７】
保護フィルム３１０は、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、またはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などの接合用シートからなることができる。
【０１４８】
複数のビーズ粒子３１５は保護フィルム３１０の内部に形成されるもので、シリコン酸化物（例えば、ＳｉＯ2などのシリコン元素を含む酸化物）、遷移金属酸化物（例えば、ＴｉＯ2、ＣｅＯ2などの遷移金属元素を含む酸化物）などの材質から選択することができるが、これに限定されるものではない。ここで、複数のビーズ粒子３１５は、図４乃至図６に示すいずれかの形態にすることができる。
【０１４９】
一方、複数のビーズ粒子３１５は、保護フィルム３１０の上部または下部表面にコーティングされても良く、第２電極１４０の表面及びセル分離部１４５の内部面にコーティングされても良い。
【０１５０】
上述した保護フィルム３１０は、第２電極１４０とセル分離部１４５を覆うように配置された後、ラミネーション工程を通じて第２電極１４０に接合されると同時にセル分離部１４５の内部に充填されることができる。
【０１５１】
次に、図１４の（ｅ）に示すように、ポリマー材質からなるカバーフィルム３２０を保護フィルム３１０の上面に接合する。ここで、カバーフィルム３２０を接合する工程は省略しても良い。
【０１５２】
このような図１４に示す太陽電池の製造方法が、フレキシブル基板を用いる太陽電池の製造方法に適用される場合、図１４の（ａ）〜（ｅ）に示す工程は、ロールツウロール方式を通じて行うことができる。
【０１５３】
一方、図１４に示す太陽電池の製造方法では、複数のビーズ粒子３１５が形成されている保護フィルム３２０を第２電極１４０及びセル分離部１４５上に接合するとしたが、これに限定されず、図９に示すように、第２電極１４０及びセル分離部１４５上に、複数のビーズ粒子が形成されていない保護フィルム４１０を接合した後、保護フィルム４１０上に、複数のビーズ粒子４２５が形成されているカバーフィルム４２０を接合することもできる。このために、本発明による太陽電池の製造方法は、複数のビーズ粒子４２５を含んでなるカバーフィルム４２０を備える工程をさらに含む。この場合、複数のビーズ粒子４２５は、図４乃至図６に示すいずれかの形態にすることができる。
【０１５４】
一方、第２電極１４０及びセル分離部１４５上に、複数のビーズ粒子の形成されていない保護フィルム４１０を接合した後、保護フィルム４１０上に複数のビーズ粒子４２５を上述の方法でコーティングした後、複数のビーズ粒子４２５が形成されていないカバーフィルム４２０を保護フィルム４１０に接合することで、カバーフィルム４２０の表面に複数のビーズ粒子４２５の形状に対応する屈曲面を形成することもできる。
【０１５５】
図１５は、本発明の第４実施例による太陽電池の製造方法を段階的に示す図であり、図１０または図１１に示す太陽電池の製造工程に関するものである。本発明の第４実施例による太陽電池の製造方法についての説明において、上述した第１実施例と重複する内容についての具体的な説明は省略するものとする。
【０１５６】
まず、図１５の（ａ）に示すように、基板１１０の全面に第１電極１２０を形成した後、第１電極１２０の所定領域を除去することで、所定間隔で離間する電極分離部１２５を形成する。
【０１５７】
次に、図１５の（ｂ）に示すように、第１電極１２０及び電極分離部１２５を含む基板１１０の全面に光電変換部１３０を形成した後、第１電極１２０の上部ごとに形成された光電変換部１３０の所定領域を除去することで、所定間隔で離間するコンタクト部１３５を形成する。
【０１５８】
次に、図１５の（ｃ）に示すように、光電変換部１３０及びコンタクト部１３５を含む基板１１０の全面に、凹凸構造１４２を含む第２電極１４０を形成した後、コンタクト部１３５に隣接するように、第１電極１２０の上部ごとに形成された光電変換部１３０及び第２電極１４０の所定領域を除去することでセル分離部１４５を形成する。
【０１５９】
ここで、第２電極１４０は、ＺｎＯ、３族元素を含む物質でドーピングされたＺｎＯ（例えば、ＺｎＯ：Ｂ、ＺｎＯ：Ａｌ）、水素元素を含む物質でドーピングされたＺｎＯ（例えば、ＺｎＯ：Ｈ）、ＳｎＯ2、ＳｎＯ2：Ｆ、またはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などのような透明な導電物質で形成し、その表面は凹凸構造１４２とすることができる。
【０１６０】
このような表面に凹凸構造１４２を含む第２電極１４０を形成する方法には、ＭＯＣＶＤ工程時に工程条件を適切に調節することによって、表面に凹凸構造１４２が形成される第２電極１４０を直接形成する方法を用いることもでき、スパッタリング工程を通じて平坦な第２電極１４０を形成した後、エッチング工程を通じて第２電極１４０の表面に凹凸構造１４２を形成する方法を用いることもできる。ここで、エッチング工程には、フォトリソグラフィ（photolithography）法を用いたエッチング工程、化学溶液を用いた異方性エッチング工程（anisotropic etching）、または機械的スクライビング（mechanical scribing）を用いたエッチング工程などを利用することができる。
【０１６１】
次に、図１５の（ｄ）に示すように、凹凸構造１４２及びセル分離部１４５上に、複数のビーズ粒子１５５を含んでなる光散乱層１５０をコーティングする。
【０１６２】
ここで、光散乱層１５０は、複数のビーズ粒子１５５をバインダー１５７に均一または不均一に分布させたペーストを、プリンティング方法、ゾル−ゲル方法、ディップコーティング方法、またはスピンコーティング方法によって凹凸構造１４２及びセル分離部１４５の上部にコーティングすることによって形成することができる。なお、赤外線焼成工程または低温／高温焼成工程をさらに行うことで、コーティングされた複数のビーズ粒子１５５の接着力を増大させることもできる。
【０１６３】
複数のビーズ粒子１５５は、図４乃至図６に示すいずれかの形態にすれば良く、その具体的な説明は省略するものとする。
【０１６４】
一方、本発明の第４実施例による太陽電池の製造方法では、図１５の（ｅ）に示すように、所定工程の工程条件によって凹凸構造１４２及びセル分離部１４５の上部にコーティングされたバインダー１５７を除去して、凹凸構造１４２の表面及びセル分離部１４５の内部面に複数のビーズ粒子１５５を形成することもできる。
【０１６５】
一方、本発明の第４実施例による太陽電池の製造方法は、図１６に示すように、外部の水分が第２電極１４０に浸透することを防止するために光散乱層１５０上に保護フィルム５１０を接合する工程、及び外部の水分が保護フィルム５１０に侵透することを防止すると同時に外部衝撃を緩衝するカバーフィルム５２０を保護フィルム５１０上に接合する工程を段階的にさらに行うこともできる。ここで、カバーフィルム５２０の接合工程は省いても良い。
【０１６６】
上述した図１５に示す太陽電池の製造方法が、フレキシブル基板を用いる太陽電池の製造方法に適用される場合、図１５の（ａ）〜（ｅ）に示す工程は、ロールツウロール（Roll to Roll）方式を通じて行うことができる。
【０１６７】
一方、本発明の他の実施例による太陽電池の製造方法は、図１５の（ａ）〜（ｃ）工程を行った後、図７に示すように、複数のビーズ粒子１６５が形成された高分子フィルム１６０を、凹凸構造１４２上に接合する工程を含んでなることもできる。このために、本発明による太陽電池の製造方法は、図４乃至図６に示すいずれかの形態を有する複数のビーズ粒子１６５を含んでなる高分子フィルム１６０を備える工程をさらに含んでなる。
【０１６８】
一方、本発明のさらに他の実施例による太陽電池の製造方法は、図１５の（ａ）〜（ｃ）工程を行った後、図８に示すように、複数のビーズ粒子３１５が形成された保護フィルム３１０を、凹凸構造１４２上に接合し、保護フィルム３１０上にカバーフィルム３２０を接合する工程を含んでなることもできる。このために、本発明による太陽電池の製造方法は、図４乃至図６に示すいずれかの形態を有する複数のビーズ粒子３１５を含んでなる保護フィルム３１０を備える工程をさらに含んでなる。
【０１６９】
一方、本発明のさらに他の実施例による太陽電池の製造方法は、図１５の（ａ）〜（ｃ）工程を行った後、図９に示すように、複数のビーズ粒子が形成されていない保護フィルム４１０を凹凸構造１４２上に接合し、保護フィルム４１０上に、複数のビーズ粒子４２５が形成されたカバーフィルム４２０を接合する工程を含んでなることもできる。このために、本発明による太陽電池の製造方法は、図４乃至図６に示すいずれかの形態を有する複数のビーズ粒子４２５を含んでなるカバーフィルム４２０を備える工程をさらに含む。
【０１７０】
一方、本発明のさらに他の実施例による太陽電池の製造方法は、図１５の（ａ）〜（ｃ）工程を行った後、図示してはいないが、複数のビーズ粒子が形成されていない保護フィルム５１０を凹凸構造１４２上に接合し、保護フィルム５１０上に複数のビーズ粒子を形成した後、複数のビーズ粒子が形成されている保護フィルム５１０上に、複数のビーズ粒子が形成されていないカバーフィルム５２０を接合する工程を含んでなることもできる。
【０１７１】
本発明の属する技術分野における当業者には、本発明を、その技術的思想や必須特徴を逸脱しない限度内で様々な具体的な形態に変形して実施できるということが明らかである。したがって、以上で説明してきた実施例は、いずれの面においても例示的なものとして解釈すべきであり、限定的なものとして理解してはならない。本発明の範囲は、上述した詳細な説明に限定されず、添付の特許請求の範囲によって定められるべきであり、特許請求の範囲の意味及び範囲そしてその等価概念から導き出される変更または変形された形態はいずれも本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７２】
１１０    基板
１２０    第１電極
１２５    電極分離部
１３０    光電変換部
１３５    コンタクト部
１４０    第２電極
１４２    凹凸構造
１４５    セル分離部
１５０    光散乱層
１５５，１６５，３１５，４２５    ビーズ粒子
１５７    バインダー
１６０    高分子フィルム
２１０    コア部
２２０    スキン部
３１０，４１０，５１０    保護フィルム
３２０，４２０，５２０    カバーフィルム
【図１】
2011151342.tif 000003
【図２】
2011151342.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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