(57)【要約】太陽光発電装置及びその製造方法が開示される。太陽光発電装置は、基板、上記基板の上に配置される後面電極層、上記後面電極層の上に配置される光吸収層、及び上記光吸収層の上に配置される前面電極層を含み、上記後面電極層の外郭側面は上記前面電極層の外郭側面と互いに異なる平面に配置される。これによって、太陽光発電装置は、後面電極層及び前面電極層のショートを防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に配置される後面電極層と、
前記後面電極層の上に配置される光吸収層と、
前記光吸収層の上に配置される前面電極層と、を含み、
前記後面電極層の外郭側面は前記前面電極層の外郭側面と互いに異なる平面に配置されることを特徴とする、太陽光発電装置。
【請求項２】
前記光吸収層は前記後面電極層の外郭側面を覆うことを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記前面電極層の外郭側面は前記後面電極層の外郭側面より外郭に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記光吸収層の外郭側面は前記前面電極層の外郭側面より外郭に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記基板はセル領域及び前記セル領域の周囲を囲むエッジ領域を含み、
前記後面電極層、前記光吸収層、及び前記前面電極層は、前記セル領域に配置され、
前記後面電極層の外郭側面及び前記前面電極層の外郭側面は前記セル領域の外郭に対応することを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項６】
前記後面電極層の外郭側面及び前記前面電極層の外郭側面の間の距離は約１ｍｍ乃至約１０ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項７】
前記光吸収層の外郭側面は前記前面電極層の外郭側面と同一な平面に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項８】
前記後面電極層の外郭側面は前記光吸収層の外郭側面と同一な平面に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項９】
前記前面電極層の面積は前記後面電極層の面積より大きいことを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項１０】
基板と、
前記基板の上に配置される後面電極層と、
前記後面電極層の上に配置され、前記後面電極層の外郭側面を覆う光吸収層と、
前記光吸収層の上に配置される前面電極層を含むことを特徴とする、太陽光発電装置。
【請求項１１】
前記後面電極層には第１方向に延びる多数個の第１貫通溝が形成され、
前記光吸収層には前記第１貫通溝に各々隣接する多数個の第２貫通溝が形成され、
前記前面電極層には前記第２貫通溝に各々隣接する多数個の第３貫通溝が形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の太陽光発電装置。
【請求項１２】
前記前面電極層の平面積は前記後面電極層の平面積より大きいことを特徴とする、請求項１０に記載の太陽光発電装置。
【請求項１３】
前記前面電極層が配置される領域は前記後面電極層が配置される領域より大きいことを特徴とする、請求項１０に記載の太陽光発電装置。
【請求項１４】
基板の上に後面電極層を形成するステップと、
前記後面電極層の上に光吸収層を形成するステップと、
前記光吸収層の上に前面電極層を形成するステップと、を含み、
前記後面電極層の外郭側面は前記前面電極層の外郭側面と互いに異なる平面に配置されることを特徴とする、太陽光発電装置の製造方法。
【請求項１５】
前記基板はセル領域及び前記セル領域を囲むエッジ領域を含み、
前記後面電極層は前記セル領域に形成され、
前記光吸収層及び前記前面電極層は前記セル領域及び前記エッジ領域に形成され、
前記光吸収層及び前記前面電極層のうち、前記エッジ領域に対応する部分を除去するステップを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の太陽光発電装置の製造方法。
【請求項１６】
前記基板はセル領域及び前記セル領域の周囲を囲むエッジ領域を含み、
前記後面電極層、前記光吸収層、及び前記前面電極層は、前記セル領域及び前記エッジ領域に形成され、
前記前面電極層のうち、前記エッジ領域に対応する部分を除去して第１エッジパターンを形成するステップと、
前記後面電極層及び前記光吸収層のうち、前記エッジ領域に対応する部分を除去して第２エッジパターンを形成するステップと、を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の太陽光発電装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第１エッジパターンの幅は前記第２エッジパターンの幅より大きいことを特徴とする、請求項１６に記載の太陽光発電装置の製造方法。
【請求項１８】
前記第１エッジパターンは前記光吸収層の上面の一部を露出させることを特徴とする、請求項１６に記載の太陽光発電装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、エネルギーの需要が増加するにつれて、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換させる太陽電池に対する開発が進められている。
【０００３】
特に、ガラス基板、金属後面電極層、ｐ型ＣＩＧＳ系光吸収層、高抵抗バッファ層、ｎ型ウィンドウ層などを含む基板構造のｐｎヘテロ接合装置であるＣＩＧＳ系太陽電池が広く使われている。
【０００４】
このような太陽電池をなす層は基板の上に順次に蒸着され、各層が部分的に蒸着水準が異なり、これは、エッジ（edge）領域の太陽電池セルで電気的な問題を発生させることがある。
【０００５】
ここに、太陽電池の形成時、レーザー（laser）を用いてエッジ領域をパターニングするが、レーザーパターニングによって電極残留物質が多量発生する。
【０００６】
このような電極残留物質はエッジ（edge）領域に該当する太陽電池セルの側面で漏洩電流（leakage current）を発生させ、太陽電池の電気的な特性を低下させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、基板のエッジ領域で漏洩電流（leakage current）を遮断して、向上した電気的な特性を有する太陽光発電装置及びその製造方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態に従う太陽光発電装置は、基板、上記基板の上に配置される後面電極層、上記後面電極層の上に配置される光吸収層、及び上記光吸収層の上に配置される前面電極層を含み、上記後面電極層の外郭側面は上記前面電極層の外郭側面と互いに異なる平面に配置される。
【０００９】
一実施形態に従う太陽光発電装置は、基板、上記基板の上に配置される後面電極層、上記後面電極層の上に配置され、上記後面電極層の外郭側面を覆う光吸収層、及び上記光吸収層の上に配置される前面電極層を含む。
【００１０】
一実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法は、基板の上に後面電極層を形成するステップ、上記後面電極層の上に光吸収層を形成するステップ、及び上記光吸収層の上に前面電極層を形成するステップを含み、上記後面電極層の外郭側面は上記前面電極層の外郭側面と互いに異なる平面に配置される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に従う太陽光発電装置は、後面電極層の外郭側面及び前面電極層の外郭側面を異なる平面に配置させる。これによって、後面電極層の外郭側面及び前面電極層の外郭側面の間の距離が増加する。
【００１２】
したがって、本発明に従う太陽光発電装置は、後面電極層の外郭側面及び前面電極層の外郭側面の間のショートを防止することができる。また、本発明に従う太陽光発電装置は、後面電極層の外郭側面及び前面電極層の外郭側面を通じて発生する漏洩電流を遮断することができる。
【００１３】
特に、後面電極層の外郭側面は半導体化合物を含む光吸収層によって覆われることができる。これによって、後面電極層の外郭側面は効率良く絶縁できる。
【００１４】
本発明に従う太陽光発電装置は、後面電極層及び前面電極層でのショート及び漏洩電流などを防止することができる。したがって、本発明に従う太陽光発電装置は、向上した電気的な特性を有し、高い光−電変換効率を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置を示す平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ’に沿って切断した断面を示す断面図である。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ’に沿って切断した断面を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に従う太陽光発電装置を示す平面図である。
【図１１】図１０のＩＩＩ−ＩＩＩ’に沿って切断した断面を示す断面図である。
【図１２】図１０のＩＶ−ＩＶ’に沿って切断した断面を示す断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法を示す図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法を示す図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法を示す図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法を示す図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法を示す図である。
【図１８】本発明の第２実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を説明するに当たって、各基板、層、膜、または電極などが、各基板、層、膜、または電極などの“上（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の構成要素を介して（indirectly）”形成されることを全て含む。また、各構成要素の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。図面において、各構成要素のサイズは説明のために誇張することがあり、実際に適用されるサイズを意味するものではない。
【００１７】
図１は本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置を示す平面図である。図２は図１のＩ−Ｉ’に沿って切断した断面を示す断面図である。図３は図１のＩＩ−ＩＩ’に沿って切断した断面を示す断面図である。
【００１８】
図１乃至図３を参照すると、実施形態に従う太陽光発電装置は、支持基板１００、後面電極層２００、光吸収層３００、バッファ層４００、前面電極層５００、及び多数個の接続部７００を含む。
【００１９】
上記支持基板１００はプレート形状を有し、上記後面電極層２００、上記光吸収層３００、上記バッファ層４００、上記前面電極層５００、及び上記接続部７００を支持する。
【００２０】
上記支持基板１００は絶縁体でありうる。上記支持基板１００は、ガラス基板、プラスチック基板、または金属基板でありうる。より詳しくは、上記支持基板１００はソーダライムガラス（soda lime glass）基板でありうる。上記支持基板１００は透明でありうる。上記支持基板１００はリジッドまたはフレキシブルでありうる。
【００２１】
上記支持基板１００はセル領域（Ａ）及びエッジ領域（Ｂ）を含む。より詳しくは、上記支持基板１００は上記セル領域（Ａ）及び上記エッジ領域（Ｂ）に区分される。即ち、上記支持基板１００には上記セル領域（Ａ）及び上記エッジ領域（Ｂ）が定義される。
【００２２】
上記セル領域（Ａ）は上記支持基板１００の中央部分に定義される。上記セル領域（Ａ）は矩形状を有することができる。上記セル領域（Ａ）は上記支持基板１００の上面の大部分に配置される。
【００２３】
上記エッジ領域（Ｂ）は上記セル領域（Ａ）の周囲を囲む。上記エッジ領域（Ｂ）は上記セル領域（Ａ）の周囲に沿って延びる形状を有する。即ち、上記エッジ領域（Ｂ）は平面視して、リング形状を有することができる。
【００２４】
上記後面電極層２００は上記支持基板１００の上に配置される。上記後面電極層２００は上記セル領域（Ａ）に配置される。上記後面電極層２００の外郭側面２０１は上記セル領域（Ａ）の外郭に沿って延びる。即ち、上記後面電極層２００の外郭側面２０１は上記セル領域（Ａ）の外郭に対応する。この際、上記後面電極層２００の外郭側面２０１は上記セル領域（Ａ）の外郭より内側に配置される。
【００２５】
上記後面電極層２００は平面視して矩形状を有することができる。上記後面電極層２００は導電層である。上記後面電極層２００に使われる物質の例としては、モリブデンなどの金属が挙げられる。
【００２６】
また、上記後面電極層２００は２つ以上の層を含むことができる。この際、各々の層は同じ金属で形成されたり、互いに異なる金属で形成される。
【００２７】
上記後面電極層２００には第１貫通溝が形成される。上記第１貫通溝は上記支持基板１００の上面を露出するオープン領域である。上記第１貫通溝は平面視して、一方向に延びる形状を有することができる。
【００２８】
上記第１貫通溝の幅は約８０μｍ乃至２００μｍでありうる。
【００２９】
上記第１貫通溝によって上記後面電極層２００は多数個の後面電極に区分される。即ち、上記第１貫通溝によって上記後面電極が定義される。
【００３０】
上記後面電極は上記第１貫通溝によって互いに離隔する。上記後面電極はストライプ形態に配置される。
【００３１】
これとは異なり、上記後面電極はマトリックス形態に配置される。この際、上記第１貫通溝は平面視して、格子形態に形成される。
【００３２】
上記光吸収層３００は上記後面電極層２００の上に配置される。上記光吸収層３００は上記セル領域（Ａ）に配置される。上記光吸収層３００の外郭側面３０１は上記セル領域（Ａ）の外郭に対応する。この際、上記光吸収層３００の外郭側面３０１は上記セル領域（Ａ）及び上記エッジ領域（Ｂ）の境界と一致する。即ち、上記光吸収層３００の外郭側面３０１によって上記エッジ領域（Ｂ）が定義される。
【００３３】
また、上記光吸収層３００の外郭側面３０１は上記後面電極層２００の外郭側面２０１と異なる平面に配置される。より詳しくは、上記光吸収層３００の外郭側面３０１は上記後面電極層２００の外郭側面２０１より外側に配置される。
【００３４】
これによって、上記光吸収層３００の外郭側面３０１及び上記後面電極層２００の外郭側面２０１は、約１ｍｍ乃至約１０ｍｍだけ互いに離隔することができる。また、上記光吸収層３００は上記後面電極層２００の外郭側面２０１を覆う。
【００３５】
上記光吸収層３００は上記後面電極層２００が配置される領域を覆う。即ち、上記光吸収層３００が配置される領域は上記後面電極層２００が配置される領域より大きい。上記光吸収層３００の平面積は上記後面電極層２００の平面積より大きい。
【００３６】
上記光吸収層３００の外郭は上記後面電極層２００を囲む。即ち、上記後面電極層２００の外郭は上記光吸収層３００の外郭の内側に配置される。上記光吸収層３００に含まれた物質は上記第１貫通溝に詰められる。
【００３７】
上記光吸収層３００はＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族系化合物を含むことができる。例えば、上記光吸収層３００は、銅−インジウム−ガリウム−セレナイド系（Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ２；ＣＩＧＳ系）結晶構造、銅−インジウム−セレナイド系、または銅−ガリウム−セレナイド系結晶構造を有することができる。
【００３８】
上記光吸収層３００のエネルギーバンドギャップ（band gap）は約１ｅＶ乃至１．８ｅＶでありうる。
【００３９】
上記バッファ層４００は上記光吸収層３００の上に配置される。上記バッファ層４００は上記セル領域（Ａ）に配置される。上記バッファ層４００は上記光吸収層３００と同一な平面形状を有する。上記バッファ層４００は硫化カドミウム（ＣｄＳ）を含み、上記バッファ層４００のエネルギーバンドギャップは約２．２ｅＶ乃至２．４ｅＶである。
【００４０】
上記光吸収層３００及び上記バッファ層４００には第２貫通溝３１０が形成される。上記第２貫通溝３１０は上記光吸収層３００を貫通する。また、上記第２貫通溝３１０は上記後面電極層２００の上面を露出するオープン領域である。
【００４１】
上記第２貫通溝３１０は上記第１貫通溝に隣接して形成される。即ち、上記第２貫通溝３１０の一部は平面視して、上記第１貫通溝の横側に形成される。
【００４２】
上記第２貫通溝３１０の幅は約８０μｍ乃至約２００μｍでありうる。
【００４３】
また、上記光吸収層３００は上記第２貫通溝３１０によって多数個の光吸収部を定義する。即ち、上記光吸収層３００は上記第２貫通溝３１０によって上記光吸収部に区分される。
【００４４】
上記バッファ層４００は上記第２貫通溝３１０によって多数個のバッファに定義される。即ち、上記バッファ層４００は上記第２貫通溝３１０によって上記バッファに区分される。
【００４５】
上記前面電極層５００は上記バッファ層４００の上に配置される。上記前面電極層５００は上記セル領域（Ａ）に配置される。上記前面電極層５００は上記光吸収層３００に対応する平面形状を有することができる。
【００４６】
上記前面電極層５００の外郭側面５０１は上記セル領域（Ａ）の外郭に対応する。即ち、上記前面電極層５００の外郭側面５０１は上記セル領域（Ａ）の外郭と一致する。上記前面電極層５００の外郭側面５０１は上記セル領域（Ａ）及び上記エッジ領域（Ｂ）の境界と一致する。
【００４７】
上記前面電極層５００の外郭側面５０１は上記後面電極層２００の外郭側面２０１と異なる平面に配置される。より詳しくは、上記前面電極層５００の外郭側面５０１は上記後面電極層２００の外郭側面２０１より外側に配置される。この際、上記前面電極層５００の外郭側面５０１は上記光吸収層３００の外郭側面３０１と同一な平面に配置される。
【００４８】
これによって、上記前面電極層５００の外郭側面５０１及び上記後面電極層２００の外郭側面２０１の間の距離（Ｗ１）は約１ｍｍ乃至約１０ｍｍでありうる。また、上記前面電極層５００は上記後面電極層２００の外郭側面２０１を覆う。
【００４９】
上記前面電極層５００は上記後面電極層２００が配置される領域を覆う。即ち、上記前面電極層５００が配置される領域は上記後面電極層２００が配置される領域より大きい。上記前面電極層５００の平面積は上記後面電極層２００の平面積より大きい。
【００５０】
上記前面電極層５００の外郭は上記後面電極層２００を囲む。即ち、上記後面電極層２００の外郭は上記前面電極層５００の外郭の内側に配置される。また、上記前面電極層５００の外郭は上記後面電極層２００の外郭と一致する。
【００５１】
上記前面電極層５００は透明で、導電層である。上記前面電極層５００は導電性酸化物を含む。例えば、上記前面電極層５００はジンクオキサイド（zinc oxide）、インジウムチンオキサイド（induim tin oxide；ＩＴＯ）またはインジウムジンクオキサイド（induim zinc oxide；ＩＺＯ）などを含むことができる。
【００５２】
また、上記酸化物は、アルミニウム（Ａｌ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネシウム（Ｍｇ）、またはガリウム（Ｇａ）などの導電性ドーパントを含むことができる。より詳しくは、上記前面電極層５００はアルミニウムドーピングされたジンクオキサイド（Al doped zinc oxide；ＡＺＯ）またはガリウムドーピングされたジンクオキサイド（Ga doped zinc oxide；ＧＺＯ）などを含むことができる。
【００５３】
上記バッファ層４００及び上記前面電極層５００には第３貫通溝３２０が形成される。上記第３貫通溝３２０は上記後面電極層２００の上面を露出するオープン領域である。例えば、上記第３貫通溝３２０の幅は約８０μｍ乃至約２００μｍでありうる。
【００５４】
上記第３貫通溝３２０は上記第２貫通溝３１０に隣接する位置に形成される。より詳しくは、上記第３貫通溝３２０は上記第２貫通溝３１０の横側に配置される。即ち、平面視して、上記第３貫通溝３２０は上記第２貫通溝３１０の横側に並んで配置される。
【００５５】
上記第３貫通溝３２０によって上記前面電極層５００は多数個の前面電極に区分される。即ち、上記前面電極は上記第３貫通溝３２０によって定義される。
【００５６】
上記前面電極は上記後面電極と対応する形状を有する。即ち、上記前面電極はストライプ形態に配置される。これとは異なり、上記前面電極はマトリックス形態に配置されることもできる。
【００５７】
また、上記第３貫通溝３２０によって多数個のセルが定義される。より詳しくは、上記第２貫通溝３１０及び上記第３貫通溝３２０によって上記セルが定義される。即ち、上記第２貫通溝３１０及び上記第３貫通溝３２０により実施形態に従う太陽光発電装置は上記セルに区分される。
【００５８】
上記接続部７００は上記第２貫通溝３１０の内側に配置される。上記接続部７００は上記前面電極層５００から下方に延びて、上記後面電極層２００に接続される。
【００５９】
したがって、上記接続部７００は互いに隣接するセルを連結する。より詳しくは、上記接続部７００は互いに隣接するセルに各々含まれた前面電極と後面電極を連結する。
【００６０】
上記接続部７００は上記前面電極層５００と一体形成される。即ち、上記接続部７００に使われる物質は上記前面電極層５００に使われる物質と同一である。
【００６１】
実施形態に従う太陽光発電装置は、上記後面電極層２００の外郭側面２０１及び上記前面電極層５００の外郭側面５０１を異なる平面に配置させる。これによって、後面電極層２００の外郭側面２０１及び前面電極層５００の外郭側面５０１の間の距離が増加する。
【００６２】
したがって、実施形態に従う太陽光発電装置は、後面電極層２００の外郭側面２０１及び前面電極層５００の外郭側面５０１の間のショートを防止することができる。また、実施形態に従う太陽光発電装置は、上記後面電極層２００の外郭側面２０１及び上記前面電極層５００の外郭側面５０１を通じて発生する漏洩電流を遮断することができる。
【００６３】
特に、上記後面電極層２００の外郭側面２０１は、上記光吸収層３００により覆われることができる。これによって、上記後面電極層２００の外郭側面２０１は上記光吸収層３００により効率的に絶縁できる。
【００６４】
実施形態に従う太陽光発電装置は、上記後面電極層２００及び上記前面電極層５００でのショート及び漏洩電流などを防止することができる。したがって、実施形態に従う太陽光発電装置は向上した電気的な特性を有し、高い光−電変換効率を有することができる。
【００６５】
図４乃至図９は、本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法を示す図である。第１実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法に対する説明には前述した太陽光発電装置に対する説明が本質的に結合できる。
【００６６】
図４を参照すると、セル領域（Ａ）とエッジ領域（Ｂ）とを含む支持基板１００の上に後面電極層２００が形成される。
【００６７】
上記セル領域（Ａ）は多数個の太陽電池が配置される領域であり、上記エッジ領域（Ｂ）は上記太陽電池が配置されない領域である。上記支持基板１００にガラス（glass）が使われることができ、アルミナのようなセラミック基板、ステンレススチール、チタニウム基板、またはポリマー基板なども使用できる。ガラス基板にはソーダライムガラス（soda lime glass）を使用することができ、ポリマー基板にはポリイミド（polyimide）を使用することができる。また、上記支持基板１００はリジッド（rigid）またはフレキシブル（flexible）でありうる。
【００６８】
上記後面電極層２００を形成するために、上記支持基板１００の上にモリブデンなどの金属が蒸着される。以後、上記後面電極層２００はフォトリソグラフィー（photo-lithography）工程などによりパターニングされる。即ち、上記後面電極層２００はパターニングされた金属膜である。
【００６９】
上記パターニング工程で上記後面電極層２００を貫通する多数個の第１貫通ホールが形成される。また、上記パターニング工程で、上記後面電極層２００の外郭部分が除去されて第１エッジパターン２１０が形成される。上記第１エッジパターン２１０は上記セル領域（Ａ）の外郭より内側まで形成される。これによって、上記後面電極層２００の外郭は上記セル領域（Ａ）の外郭より内側に配置される。即ち、上記後面電極層２００は上記エッジ領域（Ｂ）の上には配置されない。
【００７０】
上記第１エッジパターン２１０によって上記支持基板１００のセル領域（Ａ）の一部及び上記エッジ領域（Ｂ）の全部が露出する。
【００７１】
上記後面電極層２００は金属などの導電体で形成される。例えば、上記後面電極層２００はモリブデン（Ｍｏ）ターゲットを使用して、スパッタリング（sputtering）工程により形成される。これは、モリブデン（Ｍｏ）が有する高い電気伝導度、光吸収層３００とのオーミック（ohmic）接合、Ｓｅ雰囲気下での高温安全性のためである。
【００７２】
また、図面に図示してはいないが、上記後面電極層２００は少なくとも１つ以上の層に形成される。上記後面電極層２００が複数個の層に形成される時、上記後面電極層２００をなす層は互いに異なる物質で形成される。
【００７３】
図５に示すように、上記後面電極層２００の上に光吸収層３００及びバッファ層４００を形成する。上記光吸収層３００及びバッファ層４００は、上記支持基板１００のエッジ領域（Ｂ）の上にも形成される。
【００７４】
即ち、上記光吸収層３００は上記後面電極層２００及び上記支持基板１００を全て覆うように形成される。この際、上記光吸収層３００は上記後面電極層２００の外郭側面２０１を全体的に覆うことができる。
【００７５】
上記光吸収層３００はＩ−ＩＩＩ−ＶＩ系半導体化合物を含む。即ち、上記光吸収層３００は不透明なＩ−ＩＩＩ−ＶＩ系半導体化合物層である。より詳しくは、上記光吸収層３００は、銅−インジウム−ガリウム−セレナイド系（Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ２、ＣＩＧＳ系）化合物を含むことができる。
【００７６】
これとは異なり、上記光吸収層３００は、銅−インジウム−セレナイド系（ＣｕＩｎＳｅ２、ＣＩＳ系）化合物、または銅−ガリウム−セレナイド系（ＣｕＧａＳｅ２、ＣＩＳ系）化合物を含むことができる。
【００７７】
上記光吸収層３００を形成するために、銅ターゲット、インジウムターゲット、及びガリウムターゲットを使用して、上記後面電極層２００の上にＣＩＧ系金属プリカーソル（precursor）膜が形成される。
【００７８】
以後、上記金属プリカーソル膜はセレニゼーション（selenization）工程によりセレニウム（Ｓｅ）と反応してＣＩＧＳ系光吸収層３００が形成される。
【００７９】
また、上記金属プリカーソル膜を形成する工程及びセレニゼーション工程の間に、上記支持基板１００に含まれたアルカリ（alkali）成分が上記後面電極層２００を通じて上記金属プリカーソル膜及び上記光吸収層３００に広がる。
【００８０】
アルカリ（alkali）成分は上記光吸収層３００のグレーン（grain）サイズを向上させ、結晶性を向上させることができる。
【００８１】
また、上記光吸収層３００は、銅、インジウム、ガリウム、セレナイド（Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅ）を同時蒸着法（co-evaporation）により形成することもできる。
【００８２】
上記光吸収層３００は、外部の光の入射を受けて電気エネルギーに変換させる。上記光吸収層３００は光電効果によって光起電力を生成する。
【００８３】
上記バッファ層４００は少なくとも１つ以上の層に形成され、上記光吸収層３００が形成された上記支持基板１００の上に硫化カドミウム（ＣｄＳ）、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ｉ−ＺｎＯのうち、いずれか１つまたはこれらの積層により形成される。
【００８４】
この際、上記バッファ層４００はｎ型半導体層であり、上記光吸収層３００はｐ型半導体層である。したがって、上記光吸収層３００及びバッファ層４００はｐｎ接合を形成する。
【００８５】
上記バッファ層４００は、上記光吸収層３００と以後に形成される前面電極層の間に配置される。
【００８６】
即ち、上記光吸収層３００と前面電極層は格子定数とエネルギーバンドギャップの差が大きいため、バンドギャップが２物質の中間に位置する上記バッファ層４００を挿入して良好な接合を形成することができる。
【００８７】
本実施形態では１つのバッファ層４００を上記光吸収層３００の上に形成したが、これに限定されず、上記バッファ層４００は複数個の層に形成されることもできる。
【００８８】
次に、図６に示すように、上記光吸収層３００及びバッファ層４００を貫通する多数個の第２貫通溝３１０が形成される。
【００８９】
上記第２貫通溝３１０は機械的な（mechnical）方法、またはレーザー（laser）を使用する工程を進行して形成することができ、上記後面電極層２００の一部が露出する。
【００９０】
そして、図７に示すように、上記バッファ層４００の上に透明な導電物質を積層して前面電極層５００及び多数個の接続配線７００が形成される。
【００９１】
上記透明な導電物質を上記バッファ層４００の上に積層させる時、上記透明な導電物質が上記第２貫通溝３１０の内部にも挿入されて、上記接続配線７００が形成される。
【００９２】
上記後面電極層２００及び上記前面電極層５００は上記接続配線７００により電気的に連結される。
【００９３】
上記前面電極層５００は、上記支持基板１００の上にスパッタリング工程を進行してアルミニウムでドーピングされた酸化亜鉛で形成される。
【００９４】
上記前面電極層５００は上記光吸収層３００とｐｎ接合を形成する前面電極（window）層であって、太陽電池の前面の透明電極の機能をするため、光透過率が高く、電気伝導性の良い酸化亜鉛（ＺｎＯ）で形成される。
【００９５】
この際、上記酸化亜鉛にアルミニウムをドーピングすることで、低い抵抗値を有する電極を形成することができる。
【００９６】
上記前面電極層５００である酸化亜鉛薄膜はＲＦスパッタリング方法によりＺｎＯターゲットを使用して蒸着する方法と、Ｚｎターゲットを用いた反応性スパッタリング、そして有機金属化学蒸着法等により形成される。
【００９７】
また、電気光学的特性に優れるＩＴＯ（Indium tin Oxide）薄膜を酸化亜鉛薄膜の上に層着した二重構造を形成することもできる。
【００９８】
次に、図８に示すように、上記光吸収層３００、バッファ層４００、及び前面電極層５００を貫通する多数個の第３貫通溝３２０を形成する。
【００９９】
上記第３貫通溝３２０は機械的な（mechnical）方法またはレーザー（laser）を使用する工程を進行して形成され、上記後面電極層２００の一部が露出する。
【０１００】
上記光吸収層３００、上記バッファ層４００、及び上記前面電極層５００は、上記第３貫通溝３２０によって区分される。即ち、上記第３貫通溝３２０によって各々のセルが定義できる。
【０１０１】
上記第３貫通溝３２０によって上記前面電極層５００バッファ層４００及び光吸収層３００は、ストライプ形態またはマトリックス形態にパターニングされる。上記第３貫通溝３２０は上記の形態に限定されず、多様な形態に形成される。
【０１０２】
図９を参照すると、上記エッジ領域（Ｂ）に対応して、上記光吸収層３００の外郭部分、上記バッファ層４００の外郭部分、及び上記前面電極層５００の外郭部分は同時に除去されて、第２エッジパターン３３０が形成される。
【０１０３】
上記第２エッジパターン３３０は上記エッジ領域（Ｂ）にレーザー（laser）を照射（irradiation）したり、機械的な（mechenical）加工を通じて、上記エッジ領域（Ｂ）の上記光吸収層３００、バッファ層４００、及び前面電極層５００の積層された構造物を除去して形成される。
【０１０４】
即ち、上記第２エッジパターン３３０を形成する工程により上記エッジ領域（Ｂ）が定義される。したがって、上記光吸収層３００、上記バッファ層４００、及び上記前面電極層５００の外郭側面５０１は上記セル領域（Ａ）の外郭と一致する。
【０１０５】
また、上記光吸収層３００、上記バッファ層４００、及び上記前面電極層５００の外郭部分が同時に除去されて、上記第２エッジパターン３３０が形成される。これによって、上記光吸収層３００の外郭側面３０１、上記バッファ層４００の外郭側面、及び上記前面電極層５００の外郭側面５０１は同一な平面に配置される。
【０１０６】
また、上記支持基板１００のエッジ領域（Ｂ）は外部に露出し、上記セル領域（Ａ）の端部では上記光吸収層３００が上記支持基板１００と直接接触することができる。
【０１０７】
上記後面電極層２００の外郭側面２０１は、上記前面電極層５００の外郭側面５０１と所定の間隔で離隔する。上記後面電極層２００の外郭側面２０１及び上記前面電極層５００の外郭側面５０１の間の距離は約１ｍｍ乃至約１０ｍｍでありうる。また、上記後面電極層２００の外郭側面２０１は上記光吸収層３００を覆う。より詳しくは、上記後面電極層２００の外郭側面２０１の全体を上記光吸収層３００が覆うことができる。
【０１０８】
これによって、上記後面電極層２００の外郭側面２０１及び上記前面電極層５００の外郭側面５０１の間のショートが防止される。即ち、上記第２エッジパターン３３０が形成される時、レーザーにより上記前面電極層５００が流れても後面電極層２００とはショートしない。
【０１０９】
したがって、上記第２エッジパターン３３０を形成するためのエッジ除去（edge deletion）工程が進められる時、上記前面電極層５００及び上記後面電極層２００の間のショートを防止して、実施形態に従う太陽光発電装置は漏洩電流（leakage current）を防止することができる。
【０１１０】
図１０は本発明の第２実施形態に従う太陽光発電装置を示す平面図である。図１１は図１０のＩＩＩ−ＩＩＩ’に沿って切断した断面を示す断面図である。図１２は図１０のＩＶ−ＩＶ’に沿って切断した断面を示す断面図である。第２実施形態の太陽光発電装置に対する説明では、前述した第１実施形態を参照し、後面電極層及び前面電極層に対して追加的に説明する。即ち、前述した第１実施形態に対する説明は変更された部分を除いては、本第２実施形態に対する説明に本質的に結合できる。
【０１１１】
図１０乃至図１２を参照すると、後面電極層２００の外郭側面２０１は前面電極層５００の外郭側面５０１と互いに異なる平面に配置される。例えば、上記後面電極層２００の外郭側面２０１は前面電極層５００の上記外郭側面より外側に配置される。
【０１１２】
上記後面電極層２００の外郭側面２０１は上記セル領域（Ａ）の外郭に対応する。即ち、上記後面電極層２００の外郭側面２０１はセル領域（Ａ）の外郭と一致する。また、上記前面電極層５００の外郭側面５０１は上記セル領域（Ａ）の外郭に対応する。即ち、上記前面電極層５００の外郭側面５０１は上記セル領域（Ａ）の外郭に沿って延びて、上記セル領域（Ａ）の外郭より内側に配置される。
【０１１３】
また、上記光吸収層３００の外郭側面３０１は上記前面電極層５００の外郭側面５０１より外側に配置される。この際、上記光吸収層３００の外郭側面３０１は上記後面電極層２００の外郭側面２０１と同一な平面に配置される。
【０１１４】
上記後面電極層２００及び上記光吸収層３００の外郭に第３エッジパターン３４０が形成され、上記前面電極層５００の外郭に第４エッジパターン３５０が形成される。この際、上記第３エッジパターン３４０の幅（Ｗ３）は上記第４エッジパターン３５０の幅（Ｗ４）より小さい。また、上記第４エッジパターン３５０によって上記光吸収層３００の上面の一部が露出する。
【０１１５】
また、上記前面電極層５００の平面積は上記後面電極層２００の平面積より小さい。また、上記前面電極層５００の外郭側面５０１及び上記後面電極層２００の外郭側面２０１の間の距離（Ｗ２）は約１ｍｍ乃至約１０ｍｍでありうる。
【０１１６】
上記後面電極層２００の外郭側面２０１及び上記前面電極層５００の外郭側面５０１は互いに異なる平面に配置されるため、上記後面電極層２００の外郭側面２０１及び上記前面電極層５００の外郭側面５０１の間のショートが防止できる。
【０１１７】
即ち、上記前面電極層５００が上記セル領域（Ａ）の外郭より内側に形成されて、エッジ除去（edge deletion）工程を進行しても上記前面電極層５００と上記後面電極層２００の間の漏洩電流（leakage current）を防止することができる。
【０１１８】
図１３乃至図１８は、本発明の第２実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法を示す図である。第２実施形態に従う太陽光発電装置の製造方法に対する説明には、変更された部分を除いては、前述した第１実施形態に対する説明及び第２実施形態に従う太陽光発電装置に対する説明が本質的に結合できる。
【０１１９】
図１３を参照すると、セル領域（Ａ）とエッジ領域（Ｂ）とを含む支持基板１００の上に後面電極層２００が形成される。この際、上記後面電極層２００は上記支持基板１００の前面に形成される。即ち、上記後面電極層２００は上記セル領域（Ａ）及びエッジ領域（Ｂ）に形成される。上記後面電極層２００には多数個の第１貫通溝が形成される。
【０１２０】
図１４を参照すると、上記後面電極層２００が形成された上記支持基板１００の上に光吸収層３００及びバッファ層４００を形成する。上記光吸収層３００及びバッファ層４００も上記支持基板１００の前面に形成される。即ち、上記光吸収層３００及び上記バッファ層４００は上記後面電極層２００の上面の全体に形成される。
【０１２１】
図１５を参照すると、上記光吸収層３００及びバッファ層４００を貫通する第２貫通溝３１０が形成される。上記第２貫通溝３１０は機械的な（mechnical）方法、またはレーザー（laser）を使用する工程を進行して形成することができ、上記後面電極層２００の一部が露出する。
【０１２２】
図１６を参照すると、上記バッファ層４００の上に透明な導電物質が蒸着されて、前面電極層５００及び多数個の接続配線７００が形成される。上記透明な導電物質が上記バッファ層４００の上に蒸着される時、上記透明な導電物質が上記第２貫通溝３１０の内部にも挿入されて、上記接続配線７００を形成することができる。
【０１２３】
上記後面電極層２００と前面電極層５００は上記接続配線７００により電気的に連結される。
【０１２４】
上記前面電極層５００は上記セル領域（Ａ）のみに形成され、上記バッファ層４００は露出する。即ち、上記エッジ領域（Ｂ）の上に形成された上記バッファ層４００が露出し、上記セル領域（Ａ）の端部の上に形成された上記バッファ層４００も露出する。
【０１２５】
この際、上記前面電極層５００は上記エッジ領域（Ｂ）の上にマスク（図示せず）を配置させた後、上記エッジ領域（Ｂ）を除外した上記セル領域（Ａ）のみに形成される。これによって、上記前面電極層５００の外郭に第４エッジパターン３５０が形成される。
【０１２６】
これとは異なり、上記第４エッジパターン３５０を形成する方法はこれに限定されず、上記前面電極層５００が上記支持基板１００の前面に形成された後、エッチング工程または機械的なスクライビングなどのパターニング工程により上記第４エッジパターン３５０が形成される。
【０１２７】
図１７を参照すると、上記光吸収層３００、上記バッファ層４００、及び上記前面電極層５００を貫通する第３貫通溝３２０を形成する。
【０１２８】
上記第３貫通溝３２０は機械的な（mechnical）方法またはレーザー（laser）を使用する工程を進行して形成され、上記後面電極層２００の一部が露出する。
【０１２９】
次に、図１８に示すように、上記エッジ領域（Ｂ）の上に形成された上記後面電極層２００、光吸収層３００、及びバッファ層４００の積層された構造物を除去して、上記第３エッジパターン３４０が形成される。
【０１３０】
上記第３エッジパターン３４０は、上記エッジ領域（Ｂ）にレーザー（laser）を照射（irradiation）したり、機械的な（mechenical）加工により、上記エッジ領域（Ｂ）の上記後面電極層２００、光吸収層３００、及びバッファ層４００の積層された構造物を除去して形成される。
【０１３１】
上記第３エッジパターン３４０は上記第４エッジパターン３５０より小さな幅を有する。上記第３エッジパターン３４０及び上記第４エッジパターン３５０は平面視して、四角環状を有することができる。
【０１３２】
上記前面電極層５００の外郭側面５０１及び上記後面電極層２００の外郭側面２０１の間の距離（Ｗ２）は約１ｍｍ乃至約１０ｍｍでありうる。
【０１３３】
上記前面電極層５００の外郭側面５０１は上記後面電極層２００の外郭側面２０１と互いに異なる平面に配置されるので、上記前面電極層５００の外郭側面５０１及び上記後面電極層２００の外郭側面２０１の間のショートが抑制される。
【０１３４】
即ち、上記第３エッジパターン３４０の形成時、上記前面電極層５００の外郭側面５０１が上記エッジ領域（Ｂ）と離隔するので、レーザーにより上記前面電極層５００が流れる虞はない。
【０１３５】
したがって、上記第３エッジパターンを形成するためのエッジ除去（edge deletion）工程が進められる時、上記前面電極層５００及び上記後面電極層２００のショートが防止され、実施形態に従う太陽光発電装置は漏洩電流（leakage current）を防止することができる。
【０１３６】
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるものではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
【０１３７】
以上、本発明を好ましい実施形態をもとに説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するのでない。本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、多様な変形及び応用が可能であることが同業者にとって明らかである。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができ、このような変形及び応用にかかわる差異点も、特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明に従う太陽光発電装置は、太陽光発電分野に用いられる。
【図１】
2013506990.tif 000003
【図２】
2013506990.tif 000004
【図３】
2013506990.tif 000005
【図４】
2013506990.tif 000006
【図５】
2013506990.tif 000007
【図６】
2013506990.tif 000008
【図７】
2013506990.tif 000009
【図８】
2013506990.tif 000010
【図９】
2013506990.tif 000011
【図１０】
2013506990.tif 000012
【図１１】
2013506990.tif 000013
【図１２】
2013506990.tif 000014
【図１３】
2013506990.tif 000015
【図１４】
2013506990.tif 000016
【図１５】
2013506990.tif 000017
【図１６】
2013506990.tif 000018
【図１７】
2013506990.tif 000019
【図１８】
2013506990.tif 000020
【国際調査報告】
2013506990.tif 000021
2013506990.tif 000022
2013506990.tif 000023
2013506990.tif 000024