(57)【要約】太陽光発電装置が開示される。太陽光発電装置は、基板、及び上記基板の上に配置される太陽電池を含み、上記基板は、上記太陽電池の下に配置される支持層、及び上記支持層の下に配置され、上記支持層の下面を露出するオープン領域を有する補強部を含む。【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太陽電池と、を含み、
前記基板は、
前記太陽電池の下に配置される支持層と、
前記支持層の下に配置され、前記支持層の下面を露出するオープン領域を有する補強部と、
を含むことを特徴とする、太陽光発電装置。
【請求項２】
前記支持層及び前記補強部は一体形成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３】
前記補強部は前記支持層の外郭に沿って延び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】
前記支持層及び前記補強部の厚さの割合は７：３乃至３：７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５】
前記支持層及び前記補強部はガラスを含むことを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項６】
前記補強部は、
一方向に延びる第１補強部と、
前記第１補強部と一体形成され、前記第１補強部と交差する第２補強部と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項７】
前記補強部は前記第１補強部及び前記第２補強部と連結される第３補強部を含み、
前記第３補強部は前記支持層の外郭に沿って延びることを特徴とする、請求項６に記載の太陽光発電装置。
【請求項８】
前記補強部は格子形状を有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９】
前記基板は、
前記太陽電池が配置されるセンター領域と、
前記センター領域を囲むエッジ領域と、を含み、
前記オープン領域は前記センター領域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１０】
前記補強部は、前記エッジ領域に対応して配置されることを特徴とする、請求項９に記載の太陽光発電装置。
【請求項１１】
基板と、
前記基板の上に配置される太陽電池と、を含み、
前記基板の下面にパターンが形成されることを特徴とする、太陽光発電装置。
【請求項１２】
前記基板はガラスを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の太陽光発電装置。
【請求項１３】
前記太陽電池は前記基板の上面に配置される裏面電極層を含み、
前記裏面電極層は不透明な金属を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の太陽光発電装置。
【請求項１４】
前記パターンは突起パターンであることを特徴とする、請求項１１に記載の太陽光発電装置。
【請求項１５】
基板の上に太陽電池を形成するステップと、
前記基板の下部をエッチングするステップと、
を含むことを特徴とする、太陽光発電装置の製造方法。
【請求項１６】
前記基板の下部をエッチングするステップは、
前記基板の下部にマスクを配置させるステップと、
前記マスクを通じて前記基板の下部をエッチングするステップと、
を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の太陽光発電装置の製造方法。
【請求項１７】
前記マスクは前記基板の外郭に配置され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。
【請求項１８】
前記基板の下部をエッチングするステップは、
前記基板の外郭部分を固定させるステップと、
前記基板の下部にエッチャントを噴射するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の太陽光発電装置の製造方法。
【請求項１９】
前記基板の下部をエッチングするステップで、
ヒドロゲンフルオリド系エッチャントまたは微細な粒子を使用することを特徴とする、請求項１５に記載の太陽光発電装置の製造方法。
【請求項２０】
前記基板の下面にパターンを形成するステップで、
前記基板の下面に突起パターンを形成すると共に、前記基板の下面の異質物を除去することを特徴とする、請求項１５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】
光電変換効果を用いて光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽光発電装置は、地球環境の保全に寄与する無公害エネルギーを得る手段として広く使われている。
【０００３】
太陽電池の光電変換効率が改善されるにつれて、太陽光発電装置を備えた多い太陽光発電システムが居住用途だけでなく、商業建物の外部に設置されるに至った。
【０００４】
即ち、太陽電池（ＰＶ：Photovoltaic）を建築物の外壁仕上げ材に使用する建物一体化（ＢＩＰＶ：Building Integrated Photovoltaic）技術が注目されている。
【０００５】
このような建物一体化技術は、外壁仕上げ材としての要求性能を満たすと共に、自体電力発生を通じて建築物電力供給性能が求められる。
【０００６】
特に、太陽電池モジュールの仕上げ材として一定厚さの下部基板及び上部基板を使用しているので、これに対する軽量化が求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、スリムで、かつ軽量の太陽光発電装置を提供することをその目的とする。また、本発明の他の目的は、建物の窓戸用に使われて、向上した外観を有し、容易に製造される太陽光発電装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る太陽光発電装置は、基板、及び上記基板の上に配置される太陽電池を含み、上記基板は、上記太陽電池の下に配置される支持層、及び上記支持層の下に配置され、上記支持層の下面を露出するオープン領域を有する補強部を含む。
【０００９】
本発明の一実施形態に係る太陽光発電装置は、基板、及び上記基板の上に配置される太陽電池を含み、上記基板の下面にパターンが形成される。
【００１０】
本発明の一実施形態に係る太陽光発電装置の製造方法は、基板の上に太陽電池を形成するステップ、及び上記基板の下部をエッチングするステップを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る太陽光発電装置は、太陽電池を支持する基板の下部が一部除去される。このように、基板の下部が一部除去されてオープン領域が形成され、支持層及び補強部が形成される。
【００１２】
即ち、基板の一部が除去されて、基板の重さが約５０％乃至約７０％減少することができる。この際、基板の一部が除去される時、補強部が基板の強度を補強する。これによって、本発明に係る太陽光発電装置は、スリム化及び／または軽量化が可能であり、機械的な強度は維持できる。
【００１３】
また、上記基板がスリムになるにつれて、基板がポリマーで形成される場合、よりフレキシブルである。本発明に係る太陽光発電装置は、多様に利用できる。
【００１４】
また、本発明に係る太陽光発電装置は、基板の下面にパターンを形成することができる。これによって、上記パターンは乱反射を起こすことができ、本発明に係る太陽光発電装置の下面からの光の反射を防止することができる。
【００１５】
特に、本発明に係る太陽光発電装置が窓戸用に使われる場合、基板の下面は建物の内部に露出する。この際、上記パターンは基板を通じて裏面電極層などが建物内で見られることを乱反射などによって防止する。
【００１６】
即ち、建物の内部では基板の上に形成される層の特異な形態などが見られず、均一な外観を維持することができる。
【００１７】
したがって、本発明に係る太陽光発電装置は窓戸に使われて、向上した美観を有する。
【００１８】
また、基板の下面にパターンが形成される過程で、基板の下面に付着された異質物が同時に除去される。したがって、本発明に係る太陽光発電装置を形成する過程で、異質物などを除去する工程を別に進行する必要がない。
【００１９】
したがって、本発明に係る太陽光発電装置は容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルを概略的に示す平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ’に沿って切断した断面を示す断面図である。
【図３】支持基板の背面を示す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る太陽電池パネルの支持基板の背面を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの製造工程を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの製造工程を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの製造工程を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの製造工程を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの製造工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの製造工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の更に他の実施形態に係る太陽光発電装置の一断面を示す断面図である。
【図１２】本発明の更に他の実施形態に係る太陽光発電装置を製造するための工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の更に他の実施形態に係る太陽光発電装置を製造するための工程を示す断面図である。
【図１４】本発明の更に他の実施形態に係る太陽光発電装置を製造するための工程を示す断面図である。
【図１５】本発明の更に他の実施形態に係る太陽光発電装置を製造するための工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を説明するに当たって、各基板、層、領域、または電極などが、各基板、層、領域、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。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルを概略的に示す平面図である。図２は、図１のＸ−Ｘ’に沿って切断した断面を示す断面図である。図３は、支持基板の背面を示す斜視図である。
【００２３】
図１乃至図３を参照すると、実施形態に係る太陽電池パネルは、支持基板１００及び多数個の太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎを含む。
【００２４】
上記支持基板１００はプレート形状を有する。上記支持基板１００は透明で、絶縁体でありうる。上記支持基板１００は、リジッド（rigid）またはフレキシブル（flexible）である。
【００２５】
上記支持基板１００は、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎを支持する。上記支持基板１００は、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎが配置されるセンター領域Ｃ及び上記センター領域Ｃを囲むエッジ領域Ｅを含む。即ち、上記エッジ領域Ｅには上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎが配置されない。即ち、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎによって、上記センター領域Ｃ及び上記エッジ領域Ｅが区分される。
【００２６】
上記支持基板１００は、支持層１１０及び補強部１２０を含む。
【００２７】
上記支持層１１０はプレート形状を有し、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎを支持する。上記支持層１１０は、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎの下に配置される。上記支持層１１０の厚さ（Ｔ２）は約３ｍｍ乃至約２５ｍｍでありうる。
【００２８】
上記補強部１２０は上記支持層１１０の下に配置される。上記補強部１２０は、上記支持層１１０と一体形成される。上記補強部１２０は、上記支持層１１０の強度を補強する。特に、上記支持基板１００がフレームなどに挿入される時、上記補強部１２０は上記支持基板１００の強度を強化させることができる。
【００２９】
図３に示すように、上記補強部１２０は長く延びる形状を有することができる。より詳しくは、上記補強部１２０は閉ループ形状を有することができる。上記補強部１２０は、上記支持層１１０の外郭に沿って延びる形状を有することができる。上記補強部１２０は、上記エッジ領域Ｅに対応して形成される。
【００３０】
上記補強部１２０は、上記支持層１１０の下面を露出するオープン領域ＯＡを有する。この際、上記オープン領域ＯＡは、上記センター領域Ｃに対応する。即ち、上記オープン領域ＯＡの平面形状は、上記センター領域Ｃの平面形状に対応する。
【００３１】
上記補強部１２０の厚さ（Ｔ３）は約３ｍｍ乃至約２５ｍｍでありうる。上記支持基板１００の厚さ（Ｔ１）、即ち上記補強部１２０の厚さ（Ｔ３）及び上記支持層１１０の厚さ（Ｔ２）の合計は、約７ｍｍ乃至約３５ｍｍでありうる。また、上記支持層１１０の厚さ（Ｔ２）及び上記補強部１２０の厚さ（Ｔ３）の割合は約３：７乃至約７：３でありうる。
【００３２】
上記補強部１２０の幅は、上記支持層１１０のサイズによって変わる。即ち、上記支持層１１０の面積が増加するほど上記補強部１２０の幅が増加し、上記支持層１１０の面積が減少するほど上記補強部１２０の幅が減少する。
【００３３】
上記支持基板１００はガラス基板でありうる。より詳しくは、上記支持基板１００はソーダライムグラス基板でありうる。したがって、上記支持層１１０及び上記補強部１２０は、ガラスを含むことができる。より詳しくは、上記支持層１１０及び上記補強部１２０は、ガラスで形成される。
【００３４】
図４に示すように、上記補強部１２０は格子形状を有することができる。即ち、上記補強部１２０は第１補強部１２１、第２補強部１２２、及び第３補強部１２３を含むことができる。
【００３５】
上記第１補強部１２１は第１方向に延びて、上記第２補強部１２２は第２方向に延びる。この際、上記第１補強部１２１及び上記第２補強部１２２は互いに交差する。より詳しくは、上記第１補強部１２１及び上記第２補強部１２２は互いに垂直に交差することができる。
【００３６】
上記第３補強部１２３は、上記第１補強部１２１及び上記第２補強部１２２と連結される。上記第３補強部１２３は閉ループ形状を有し、上記エッジ領域Ｅに対応して配置される。より詳しくは、上記第３補強部１２３は四角枠形状を有することができる。
【００３７】
上記第１補強部１２１、上記第２補強部１２２、及び上記第３補強部１２３は、互いに一体形成される。より詳しくは、上記第１補強部１２１、上記第２補強部１２２、上記第３補強部１２３、及び上記支持層１１０は、一体形成される。
【００３８】
上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎは、上記支持基板１００の上に配置される。より詳しくは、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎは、上記支持層１１０の上に配置される。上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎは、上記センター領域Ｃに配置される。
【００３９】
上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎは、太陽光の入射を受けて電気エネルギーに変換させる。上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎは、ＣＩＧＳ系太陽電池のような半導体化合物太陽電池、シリコン系太陽電池、または染料感応太陽電池でありうる。上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎは、互いに直列または並列に連結される。
【００４０】
上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎは、裏面電極層２００、光吸収層３００、バッファ層４００、高抵抗バッファ層５００、及びウィンドウ層６００を含むことができる。また、多数個の接続部により、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎは互いに連結される。
【００４１】
上記裏面電極層２００はモリブデンを含むことができる。上記光吸収層３００はｐ型ＣＩＧＳ系半導体化合物を含むことができる。より詳しくは、上記光吸収層３００は、銅−インジウム−ガリウム−セレナイド系化合物を含むことができる。
【００４２】
上記支持基板１００は、上記オープン領域ＯＡを含むので、重さが減少する。即ち、ガラス基板の下部が除去されて上記オープン領域ＯＡを含む上記支持基板１００が形成される。
【００４３】
これによって、上記支持基板１００の重さは、上記ガラス基板の重さの約５０％以下に減少する。
【００４４】
一般的な太陽電池パネルの重さは、支持基板１００の重さと実質的に同一である。また、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎを形成するための工程は高温で進行されるので、上記太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎを形成する過程で、上記支持基板１００は充分の厚さを有しなければならない。
【００４５】
この際、上記支持基板１００の重さが減少するので、実施形態に係る太陽電池パネルは軽量化が可能である。
【００４６】
また、上記センター領域Ｃの厚さが薄くなるので、実施形態に係る太陽電池パネルはスリム化が可能である。
【００４７】
また、上記支持基板１００の重さが減少しても、上記支持層１１０の強度は上記補強部１２０によって補強されるので、上記支持基板１００は強度を維持することができる。
【００４８】
一方、実施形態の説明において、上記オープン領域ＯＡは１つの溝形態に形成することを例にしたが、上記オープン領域ＯＡは多様な形態に形成される。
【００４９】
例えば、上記オープン領域ＯＡは、その隅領域が直角を有する四角形態に形成されることもできる。または、上記オープン領域ＯＡは、その隅領域が丸い曲面を有する半球形態に形成されることもできる。また、上記オープン領域ＯＡは、小さい幅を有するように形成され、少なくとも１つ以上形成される。
【００５０】
これによって、上記太陽電池パネルは、スリム化、軽量化、及び小型化することができる。
【００５１】
また、上記支持基板１００のスリム化に対応して、上記支持基板１００はよりフレキシブルな材質及び構造を有することができるので、多様な領域に適用可能である。
【００５２】
図５乃至図１０は、本発明の一実施形態に係る太陽電池パネルの製造工程を示す断面図である。本製造方法に対する説明において、前述した太陽電池パネルに対する説明を参考にする。即ち、前述した太陽電池パネルに対する説明は、本製造方法に対する説明に本質的に結合できる。
【００５３】
図５を参照すると、予備支持基板１０２の上に多数個の太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎが形成される。まず、予備支持基板１０２の上に裏面電極層２００が形成される。
【００５４】
上記予備支持基板１０２はプレート形状を有する。上記予備支持基板１０２はガラス基板でありうる。また、上記予備支持基板１０２は、セラミック基板、金属基板、またはポリマー基板でありうる。
【００５５】
例えば、上記ガラス基板には、ソーダライムガラス（sodalimegalss）または高変形点ソーダガラス（high strained point soda glass）が使われる。上記金属基板には、ステンレススチールまたはチタニウムを含む基板が使われる。ポリマー基板には、ポリイミド（polyimide）基板が使われる。
【００５６】
上記予備支持基板１０２は透明である。上記予備支持基板１０２、１００はリジッド（rigid）またはフレキシブル（flexible）である。
【００５７】
後続工程である光吸収層３００を形成する工程は高温で進行されるので、上記予備支持基板１０２は充分の厚さを有しなければならない。例えば、上記予備支持基板１０２の厚さ（Ｔ１）は、約７ｍｍ乃至約３５ｍｍでありうる。
【００５８】
上記裏面電極層２００は金属などの導電体で形成される。例えば、上記裏面電極層２００はモリブデン（Ｍｏ）をターゲット（target）に使用して、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定性のためである。
【００５９】
上記裏面電極層２００であるモリブデン薄膜は電極として比抵抗が低い。また、上記モリブデン薄膜は、熱膨張係数の差によって剥離現状が生じないので、上記予備支持基板１０２と高い粘着性を有する。
【００６０】
一方、上記裏面電極層２００を形成する物質はこれに限定されず、上記裏面電極層２００はナトリウム（Ｎａ）イオンがドーピングされたモリブデン（Ｍｏ）で形成されることもできる。
【００６１】
図示してはいないが、上記裏面電極層２００は少なくとも１つ以上の層に形成される。上記裏面電極層２００が複数個の層に形成される時、上記裏面電極層２００をなす層は互いに異なる物質で形成される。
【００６２】
上記裏面電極層２００に多数個の第１貫通ホールＰ１が形成され、上記裏面電極層２００はパターニングされる。上記第１貫通ホールＰ１は、上記予備支持基板１０２の上面を露出させることができる。
【００６３】
以後、上記裏面電極層２００の上に光吸収層３００が形成される。上記光吸収層３００は、Ｉｂ−ＩＩＩｂ−ＶＩｂ系化合物を含む。
【００６４】
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、ＣＧＳ系）化合物を含むことができる。
【００６５】
例えば、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、上記裏面電極層２００の上にＣＩＧ系金属プリカーソル（precursor）膜が形成される。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
以後、上記光吸収層３００の上にバッファ層４００及び高抵抗バッファ層５００が形成される。
【００７０】
上記バッファ層４００は、上記光吸収層３００の上に少なくとも１つ以上の層に形成され、化学溶液蒸着法（chemical bath deposition：ＣＢＤ）により硫化カドミウム（ＣｄＳ）で形成される。
【００７１】
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。
【００７２】
上記高抵抗バッファ層５００は、上記バッファ層４００の上に透明電極層に形成される。
【００７３】
例えば、上記高抵抗バッファ層５００は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、及びｉ−ＺｎＯのうちのいずれか１つで形成される。
【００７４】
上記高抵抗バッファ層５００は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）をターゲットにしたスパッタリング工程を進行して、酸化亜鉛層に形成される。
【００７５】
上記バッファ層４００及び高抵抗バッファ層５００は、上記光吸収層３００と以後に形成されるウィンドウ層６００の間に配置される。
【００７６】
即ち、上記光吸収層３００とウィンドウ層６００は、格子定数とエネルギーバンドギャップとの差が大きいので、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及び高抵抗バッファ層５００を挿入して良好な接合を形成することができる。
【００７７】
本実施形態において、２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は単一層に形成されることもできる。
【００７８】
以後、上記高抵抗バッファ層５００、バッファ層４００、及び光吸収層３００を貫通する多数個の第２貫通ホールＰ２が形成される。
【００７９】
上記第２貫通ホールＰ２は、上記裏面電極層２００の一部を露出させることができる。上記第２貫通ホールＰ２は、上記第１貫通ホールＰ１に隣接して形成される。
【００８０】
以後、上記高抵抗バッファ層５００の上に透明な導電物質を積層してウィンドウ層６００が形成される。
【００８１】
上記ウィンドウ層６００が形成される時、上記透明な導電物質が上記第２貫通ホールＰ２に挿入されて多数個の接続配線７００を形成することができる。
【００８２】
上記ウィンドウ層６００は、スパッタリング工程を進行してアルミニウム（Ａｌ）またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）でドーピングされた酸化亜鉛で形成される。
【００８３】
上記ウィンドウ層６００は上記光吸収層３００とｐｎ接合を形成し、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。
【００８４】
したがって、上記ウィンドウ層６００は、酸化亜鉛にアルミニウムまたはアルミナ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。
【００８５】
上記ウィンドウ層６００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により形成される。
【００８６】
また、電気光学的な特性に優れるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）薄膜を酸化亜鉛薄膜の上に蒸着した二重構造を形成することもできる。
【００８７】
次に、ウィンドウ層６００、高抵抗バッファ層５００、バッファ層４００、及び光吸収層３００を貫通する多数個の第３貫通ホールＰ３が形成される。
【００８８】
上記第３貫通ホールＰ３は、上記裏面電極層２００を選択的に露出させることができる。上記第３貫通ホールＰ３は、上記第２貫通ホールＰ２と隣接するように形成される。
【００８９】
上記第３貫通ホールＰ３によって、上記光吸収層３００、上記バッファ層４００、上記高抵抗バッファ層５００、及び上記ウィンドウ層６００は、太陽電池別に分離される。即ち、上記第３貫通ホールＰ３により各々の太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎが定義される。
【００９０】
図６を参照すると、上記裏面電極層２００、上記光吸収層３００、上記バッファ層４００、上記高抵抗バッファ層５００、及び上記ウィンドウ層６００の外郭部分が除去される。これによって、センター領域Ｃ及びエッジ領域Ｅが配置される。
【００９１】
即ち、除去された外郭部分は上記エッジ領域Ｅに対応し、除去されないで残って多数個の太陽電池Ｃ１、Ｃ２．．．Ｃｎに配置される部分は上記センター領域Ｃに対応する。上記除去された外郭部分は第４貫通ホールＰ４と定義される。即ち、上記第４貫通ホールＰ４によって、上記予備支持基板１０２の縁領域が露出する。
【００９２】
図７を参照すると、上記予備支持基板１０２の下面にはハードマスクが形成される。より詳しくは、上記エッジ領域Ｅに対応して、上記予備支持基板１０２の下面に上記ハードマスク１０が形成される。
【００９３】
例えば、上記ハードマスク１０は、金属材料、絶縁性材料、及び高分子材料のうちのいずれか１つで形成される。
【００９４】
上記ハードマスク１０は、後続工程として進行されるエッチング工程で、上記予備支持基板１０２の下部面を選択的に保護するためのものである。
【００９５】
図８及び図９を参照すると、上記予備支持基板１０２の下部がエッチングされ、支持層１１０及び補強部１２０を含む支持基板１００が形成される。即ち、上記予備支持基板１０２の下部がエッチングされてオープン領域ＯＡが形成される。
【００９６】
上記オープン領域ＯＡは上記センター領域Ｃに対応する。即ち、上記オープン領域ＯＡは、上記センター領域Ｃと実質的に同一な位置に、同一な形状に形成される。上記オープン領域ＯＡは、上記予備支持基板１０２の下部に対する選択的エッチング工程により形成される。即ち、上記オープン領域ＯＡは、上記ハードマスク１０が配置された領域を除いた上記予備支持基板１０２の下部に形成される。
【００９７】
以下、上記予備支持基板１０２の下部をエッチングする方法について具体的に説明する。
【００９８】
図８に示すように、上記予備支持基板１０２はフレーム２０により固定される。上記フレーム２０は、上記予備支持基板１０２のエッジ領域Ｅと結合される。特に、上記フレーム２０は、上記エッジ領域Ｅに該当する上記予備支持基板１０２の上面及び上記ハードマスク１０と接しながら上記予備支持基板１０２を固定させることができる。
【００９９】
図６に示すように、上記予備支持基板１０２の下部面にエッチング液またはエッチング気体が噴射され、上記予備支持基板１０２の下部がエッチングされる。これによって、上記オープン領域ＯＡを含む上記支持基板１００が形成される。
【０１００】
上記エッチング工程は、エッチャントを上記予備支持基板１０２の下部に提供して進行される。例えば、上記エッチャントが盛られたバス（bath）に上記予備支持基板１０２を浸漬させることによって進行される。上記エッチャントにヒドロゲンフルオリド（ＨＦ）系列のエッチング液が使われる。
【０１０１】
この際、上記エッジ領域Ｅに該当する上記予備支持基板１０２の下部面には上記ハードマスク１０が形成されている。したがって、上記エッジ領域Ｅの内側に該当する上記予備支持基板１０２のセンター領域Ｃのみ選択的にエッチングされ、上記オープン領域ＯＡが形成される。
【０１０２】
また、上記オープン領域ＯＡは、上記ハードマスク１０をエッチングマスクとして使用するドライエッチング工程により進行される。このようなドライエッチング工程時にはフッ酸系列のガスが使われる。
【０１０３】
一方、上記オープン領域ＯＡは、上記予備支持基板１０２の下部で上記エッジ領域Ｅを除いたセンター領域Ｃに形成されることと説明したが、これに限定されるものではない。
【０１０４】
即ち、上記オープン領域ＯＡは、底面が曲面を有するように形成されることもできる。または、上記オープン領域ＯＡを形成するためのハードマスク１０を上記予備支持基板１０２の下部面のセンター領域Ｃに少なくとも１つ以上配置し、上記エッチング工程を進行することができる。これによって、上記予備支持基板１０２の下部は所望の形状にエッチングされ、特に、前述した図４のような形状にエッチングされる。
【０１０５】
図１０を参照すると、上記ハードマスク１０は一般的はストリップ工程により除去される。
【０１０６】
一般的な太陽電池パネルにおいて、プレート形状の支持基板１００の重さが、太陽電池パネルの大部分の重さを占める。本実施形態では、上記予備支持基板１０２が選択的に除去されるので、上記支持基板１００は軽量化する。
【０１０７】
即ち、上記支持基板１００の重さは上記予備支持基板１０２の重さに比べて、約５０％以下に減少する。
【０１０８】
これによって、実施形態に係る太陽電池パネル全体の重さが減少して、実施形態は太陽電池パネルのスリム化、軽量化、及び小型化を具現することができる。
【０１０９】
本実施形態で説明した太陽電池パネルは、太陽光発電装置に該当する。したがって、本実施形態は多様な太陽光発電装置に適用できる。
【０１１０】
図１１は、本発明の更に他の実施形態に係る太陽光発電装置の一断面を示す断面図である。本実施形態では、前述した実施形態を参考にすることができる。即ち、前述した実施形態に対する説明は、本実施形態に対する説明に本質的に結合できる。
【０１１１】
図１１を参照すると、本実施形態に係る太陽光発電装置は、支持基板１０３、裏面電極層２００、光吸収層３００、バッファ層４００、高抵抗バッファ層５００、及びウィンドウ層６００を含む。
【０１１２】
上記裏面電極層２００、上記光吸収層３００、上記バッファ層４００、上記高抵抗バッファ層５００、及び上記ウィンドウ層６００は、１つまたは多数個の太陽電池を構成することができる。即ち、実施形態に係る太陽光発電装置は、上記支持基板１０３及び上記支持基板１０３の上に配置される１つまたは多数個の太陽電池を含む。
【０１１３】
上記支持基板１０３はプレート形状を有し、上記裏面電極層２００、上記光吸収層３００、バッファ層４００、高抵抗バッファ層５００、及び上記ウィンドウ層６００を支持する。
【０１１４】
上記支持基板１０３は絶縁体でありうる。上記支持基板１０３は、ガラス基板またはプラスチック基板でありうる。より詳しくは、上記支持基板１０３はソーダライムグラス（soda lime glass）基板でありうる。上記支持基板１０３はリジッドまたはフレキシブルである。
【０１１５】
上記支持基板１０３の下面にはパターン１３０が形成される。上記パターン１３０は多様な形状を有することができる。例えば、上記パターン１３０は、ランダムに形成される突起パターン１３０でありうる。
【０１１６】
上記パターン１３０によって、上記支持基板１０３の下面には乱反射が生じることができる。即ち、上記パターン１３０によって、上記支持基板１０３は半透明になる。上記支持基板１０３の下面の粗度は約０．００８μｍ乃至約０．０２３μｍでありうる。
【０１１７】
上記裏面電極層２００は上記支持基板１０３の上に配置される。上記裏面電極層２００は導電層である。上記裏面電極層２００に使われる物質の例としては、モリブデン（Ｍｏ）などの金属が挙げられる。
【０１１８】
また、上記裏面電極層２００は２つ以上の層を含むことができる。この際、各々の層は同一な金属で形成されたり、互いに異なる金属で形成される。
【０１１９】
上記光吸収層３００は上記裏面電極層２００の上に配置される。上記光吸収層３００はI−III−VI族系化合物を含む。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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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に使われる物質の例としては、硫化カドミウムなどが挙げられる。上記バッファ層４００の厚さは約５０μｍ乃至約１５０μｍでありうる。また、上記バッファ層４００のバンドギャップエネルギーは約２．０ｅＶ乃至約２．５ｅＶでありうる。
【０１２２】
上記高抵抗バッファ層５００は上記バッファ層４００の上に配置される。上記高抵抗バッファ層５００は不純物がドーピングされていないジンクオキサイド（ｉ−ＺｎＯ）を含む。上記高抵抗バッファ層５００のエネルギーバンドギャップは約３．１ｅＶ乃至３．３ｅＶでありうる。
【０１２３】
上記ウィンドウ層６００は上記高抵抗バッファ層５００の上に配置される。上記ウィンドウ層６００は透明で、導電層である。上記ウィンドウ層６００に使われる物質の例としては、アルミニウムがドーピングされたジンクオキサイド（Al doped ZnO；ＡＺＯ）などが挙げられる。
【０１２４】
実施形態に係る太陽光発電装置は、上記パターン１３０によって乱反射を起こして、下面からの光の反射を防止することができる。
【０１２５】
特に、実施形態に係る太陽光発電装置が窓戸用に使われる場合、上記支持基板１０３の下面は建物の内部に露出する。この際、上記パターン１３０は、上記支持基板１０３を通じて上記裏面電極層２００などが建物内で見られるものを乱反射などにより防止する。
【０１２６】
即ち、建物の内部では上記支持基板１０３の上に形成される層の特異なパターンなどが見られず、均一な外観を維持することができる。
【０１２７】
したがって、本実施形態に係る太陽光発電装置は窓戸に使われて、向上した美観を有する。
【０１２８】
図１２乃至図１５は、本発明の更に他の実施形態に係る太陽光発電装置を製造するための工程を示す断面図である。本製造方法に対する説明において、前述した太陽光発電装置に対する説明を参照する。即ち、前述した太陽光発電装置に対する説明は本製造方法に関する説明に本質的に結合できる。
【０１２９】
図１２を参照すると、予備支持基板１０４の上にスパッタリング工程によりモリブデンなどの金属が蒸着され、裏面電極層２００が形成される。上記裏面電極層２００は工程条件が互いに異なる２回の工程により形成される。
【０１３０】
上記予備支持基板１０４及び上記裏面電極層２００の間には拡散防止膜のような追加的な層が介される。
【０１３１】
図１３を参照すると、上記裏面電極層２００の上に光吸収層３００が形成される。
【０１３２】
上記光吸収層３００は、スパッタリング工程または蒸発法等により形成される。
【０１３３】
例えば、上記光吸収層３００を形成するために、銅、インジウム、ガリウム、セレニウムを同時または区分して蒸発させながら、銅−インジウム−ガリウム−セレナイド系（Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ２；ＣＩＧＳ系）の光吸収層３００を形成する方法と、金属プリカーソル膜を形成させた後、セレニゼーション（Selenization）工程により形成させる方法が広く使われている。
【０１３４】
金属プリカーソル膜を形成させた後、セレニゼーションすることを細分化すると、銅ターゲット、インジウムターゲット、ガリウムターゲットを使用するスパッタリング工程により上記裏面電極２００の上に金属プリカーソル膜が形成される。
【０１３５】
以後、上記金属プリカーソル膜はセレニゼーション（selenization）工程により銅−インジウム−ガリウム−セレナイド系（Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ２；ＣＩＧＳ系）の光吸収層が形成される。
【０１３６】
これとは異なり、上記銅ターゲット、インジウムターゲット、ガリウムターゲットを使用するスパッタリング工程及び上記セレニゼーション工程は同時に進行される。
【０１３７】
これとは異なり、銅ターゲット及びインジウムターゲットのみを使用したり、銅ターゲット及びガリウムターゲットを使用するスパッタリング工程及びセレニゼーション工程によりＣＩＳ系またはＣＩＧ系光吸収層が形成される。
【０１３８】
この際、上記予備支持基板１０４の下面に異質物３０１が付着される。例えば、上記予備支持基板１０４の下面にセレニウム（Ｓｅ）などが蒸着される。特に、セレニウムは蒸発法により上記裏面電極層２００の上に蒸着されるので、上記予備支持基板１０４の下面にも容易に蒸着される。
【０１３９】
図１４に示すように、上記光吸収層３００の上にバッファ層４００が形成される。
【０１４０】
上記バッファ層４００は、化学溶液成長法（chemical bath depositon；ＣＢＤ）により形成される。
【０１４１】
上記バッファ層４００が形成されるために、上記バッファ層４００を形成するためのイオンが過飽和した水溶液が製造される。例えば、上記水溶液は、Ｃｄ２＋及びＳ２−を過飽和した状態で含むことができる。
【０１４２】
より詳しくは、上記水溶液はカドミウムアセテート（cadmium acetate）及びチオウレア（thiourea）を含むことができ、緩衝剤及びアンモニアなどを更に含むことができる。
【０１４３】
以後、上記光吸収層３００は上記水溶液にディッピング（dipping）される。即ち、上記光吸収層３００は上記水溶液と直接接触し、化学反応によって、上記光吸収層３００の上に上記バッファ層４００が形成される。この際、反応温度は約６０℃乃至約８０℃でありうる。また、反応時間は約１０分乃至約１５分でありうる。
【０１４４】
以後、上記バッファ層４００の上に不純物がドーピングされていないジンクオキサイドがスパッタリング工程などにより蒸着され、上記高抵抗バッファ層５００が形成される。
【０１４５】
以後、上記高抵抗バッファ層５００の上にウィンドウ層６００が形成される。上記ウィンドウ層６００を形成するために、上記高抵抗バッファ層５００の上に透明な導電物質が積層される。上記透明な導電物質の例としては、アルミニウムがドーピングされたジンクオキサイドなどが挙げられる。
【０１４６】
図１５を参照すると、上記ウィンドウ層６００が形成された後、上記予備支持基板１０４の下面はパターニングされる。これによって、下面に微細なパターン１３０を含む支持基板１０３が形成される。また、このようなパターニング工程で、上記予備支持基板１０４の下面に付着した異質物３０１は除去される。
【０１４７】
上記予備支持基板１０４の下面はサンドブラスト（sand blast）工程により表面処理され、パターン１３０が形成される。同時に、上記異質物３０１が除去される。
【０１４８】
即ち、上記予備支持基板１０４の下面に微細な砂が圧縮空気と共に噴射され、上記予備支持基板１０４の下面はエッチングされ、微細なパターン１３０が形成される。同時に、上記砂により上記異質物３０１が除去される。
【０１４９】
実施形態に係る太陽光発電装置の製造方法は、上記予備支持基板１０４の下面に異質物除去及びパターン形成を１つの工程により進行する。
【０１５０】
したがって、実施形態に係る太陽光発電装置の製造方法は容易に製造できる。
【０１５１】
また、以上、各実施形態を別に説明したが、各実施形態は互いに結合できる。即ち、図１乃至図１０で説明した太陽光発電装置でも、予備支持基板１０２の下部をエッチングする過程で、予備支持基板１０２の下面に付着した異質物が除去できる。また、予備支持基板１０２の下部がエッチングされるにつれて、図１乃至図１０の支持基板１００の下面、より詳しくは、支持層１１０の下面にも微細なパターンが形成できる。
【０１５２】
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て、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して実施可能である。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ものと解釈されるべきである。
【０１５３】
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】
【０１５４】
本発明に係る太陽光発電装置は、太陽光発電分野に用いられる。
【図１】
2013506992.tif 000003
【図２】
2013506992.tif 000004
【図３】
2013506992.tif 000005
【図４】
2013506992.tif 000006
【図５】
2013506992.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013506992.tif 000009
【図８】
2013506992.tif 000010
【図９】
2013506992.tif 000011
【図１０】
2013506992.tif 000012
【図１１】
2013506992.tif 000013
【図１２】
2013506992.tif 000014
【図１３】
2013506992.tif 000015
【図１４】
2013506992.tif 000016
【図１５】
2013506992.tif 000017
【国際調査報告】
2013506992.tif 000018
2013506992.tif 000019
2013506992.tif 000020
2013506992.tif 000021