(57)【要約】【課題】実施例は、太陽電池及びその製造方法を提供する。【解決手段】実施例による太陽電池は、基板上に配置されたパターン層と、該パターン層上に配置された後面電極と、該後面電極上に配置された光吸収層と、該光吸収層上に配置されたバッファ層と、及び前記バッファ層上に配置された前面電極を含んで、前記パターン層は凹凸パターンを含む。実施例による太陽電池の製造方法は、基板上にパターン層を形成する段階と、前記パターン層上に後面電極を形成する段階と、前記後面電極上に光吸収層を形成する段階と、前記光吸収層上にバッファ層を形成する段階と、及び前記バッファ層上に前面電極を形成する段階と、を含んで、前記パターン層は凹凸パターンが形成されたことを含む。【選択図】図１１
2013509705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置されたパターン層と、
前記パターン層上に配置された後面電極と、
前記後面電極上に配置された光吸収層と、
前記光吸収層上に配置されたバッファ層と、及び
前記バッファ層上に配置された前面電極を含んで、
前記パターン層は凹凸パターンを含むことを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
前記凹凸パターンは、溝と突起が周期的に形成されたことを含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記溝の幅は１００〜３００ｎｍであり、前記突起の幅は１００〜２００ｎｍであり、
前記溝と突起の高さは１００〜３００ｎｍであり、
前記溝と突起を含む前記凹凸パターンの周期は、２００〜５００ｎｍであることを含むことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
前記基板、パターン層、後面電極に対して、
aは前記凹凸パターンの上面である前記突起の上面から前記後面電極の表面までの距離、ｂは前記溝の高さ、ｃは前記突起の高さ、ｄは前記パターン層で前記溝の底面から前記基板までの厚さであるとする時、
(ａ＋ｂ)=Ｗ(ｃ＋ｄ)
の条件式を満足して、ここで、Ｗは０．１７〜０．４３の値を有することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
【請求項５】
前記パターン層に対して、
ｃは、前記突起の高さ、ｄは前記パターン層で前記溝の底面から前記基板までの厚さであるとする時、
(ｃ)=Ｘ(ｄ)
の条件式を満足して、ここで、Ｘは０．０３〜０．１５の値を有することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
【請求項６】
前記基板とパターン層に対して、
ｄは前記パターン層で前記溝の底面から前記基板までの厚さ、ｅは前記基板の厚さであるとする時、
(ｄ)=Ｙ(ｅ)
の条件式を満足して、ここで、Ｙは０．０４〜０．１２の値を有することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
【請求項７】
前記パターン層に対して、
ｆは前記溝の幅、ｇは前記突起の幅とする時、
(ｆ)=Ｚ(ｇ)
の条件式を満足して、ここで、Ｚは１〜２の値を有することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池。
【請求項８】
前記パターン層はエポキシ、エポキシメラミン、アクリル、ウレタン樹脂などの単独または混合物形態のレジン(resin)を含む物質で形成されたことを含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項９】
前記後面電極が前記パターン層と接する面は、前記パターン層の凹凸パターンに対応する凹凸を有するように形成されて、前記後面電極の上面は前記基板と平行に形成されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１０】
前記凹凸パターンは基板から後面電極に向けて幅が細くなるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項１１】
基板上に凹凸パターンを含むパターン層を形成する段階と、
前記パターン層上に後面電極を形成する段階と、
前記後面電極上に光吸収層を形成する段階と、
前記光吸収層上にバッファ層を形成する段階と、及び
前記バッファ層上に前面電極を形成する段階を含む太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記パターン層を形成する段階は、
前記基板上に樹脂層を形成する段階と、及び
前記樹脂層に金型を利用したモールディング(molding)工程を進行しながら、ＵＶ硬化工程を同時に進行して、凹凸パターンが形成されたパターン層を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記樹脂層はエポキシ、エポキシメラミン、アクリル、ウレタン樹脂などの単独または混合物形態のレジン(resin)を含む物質で形成されたことを含むことを特徴とする請求項１２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記凹凸パターンは溝と突起が周期的に形成されたことを含むことを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記溝の幅は１００〜３００ｎｍであり、前記突起の幅は１００〜２００ｎｍであり、
前記溝と突起の高さは１００〜３００ｎｍであり、
前記溝と突起を含む前記凹凸パターンの周期は２００〜５００ｎｍであることを含むことを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記基板、パターン層、後面電極に対して、
ａは前記凹凸パターンの上面である前記突起の上面から前記後面電極の表面までの距離、ｂは前記溝の高さ、ｃは前記突起の高さ、ｄは前記パターン層で前記溝の底面から前記基板までの厚さであるとする時、
(ａ＋ｂ)=Ｗ(ｃ＋ｄ)
の条件式を満足して、ここでＷは０．１７〜０．４３の値を有することを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記パターン層に対して、
ｃは前記突起の高さ、ｄは前記パターン層で前記溝の底面から前記基板までの厚さであるとする時、
(ｃ)=Ｘ(ｄ)
の条件式を満足して、ここでＸは０．０３〜０．１５の値を有することを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
前記基板とパターン層に対して、
ｄは前記パターン層で前記溝の底面から前記基板までの厚さ、ｅは前記基板の厚さであるとする時、
(ｄ)=Ｙ(ｅ)
の条件式を満足して、ここでＹは０．０４〜０．１２の値を有することを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
前記パターン層に対して、
ｆは前記溝の幅、ｇは前記突起の幅とする時、
(ｆ)=Ｚ(ｇ)
の条件式を満足して、ここでＺは１〜２の値を有することを特徴とする請求項１４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】
実施例は、太陽電池及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、エネルギー需要が増加することによって、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行されている。
【０００３】
特に、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型窓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用されている。
【０００４】
前記基板としては、さまざまな種類の基板が使用されることができるが、前記基板がフレキシブル(flexible)な基板である時、基板が撓めた場合基板上に形成された金属後面電極層にクラック(crack)が発生される問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施例は基板と後面電極との結合力を増大させることができる太陽電池及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施例による太陽電池は、基板上に配置されたパターン層と、該パターン層上に配置された後面電極と、該後面電極上に配置された光吸収層と、該光吸収層上に配置されたバッファ層と、及び前記バッファ層上に配置された前面電極を含んで、前記パターン層は凹凸パターンを含む。
【０００７】
実施例による太陽電池の製造方法は、基板上にパターン層を形成する段階と、前記パターン層上に後面電極を形成する段階と、前記後面電極上に光吸収層を形成する段階と、前記光吸収層上にバッファ層を形成する段階と、及び前記バッファ層上に前面電極を形成する段階を含んで、前記パターン層は凹凸パターンが形成されたものを含む。
【発明の効果】
【０００８】
実施例による太陽電池及びその製造方法は、基板にナノ大きさの凹凸パターンを形成して、基板上に形成される後面電極との結合力を増大させることができる。
【０００９】
特に、基板がフレキシブル(flexible)である場合には、基板が撓んでも基板と後面電極との間にクラック(crack)が発生しない。
【００１０】
すなわち、凹凸構造のパターンの溝の内部にも後面電極が形成されて、基板と後面電極との結合力が増大されることができる。
【００１１】
また、基板と一部が接する光吸収層も凹凸構造のパターンと接して、光吸収層と基板との結合力も増大されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例による太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図２】実施例による太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図３】実施例による太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図４】実施例による太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図５】同じく、実施例による太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図６】実施例による太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図７】実施例による太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図８】実施例による太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図９】実施例による太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図１０】実施例による太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【図１１】実施例による太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施例の説明において、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)”に形成されるものとして記載する場合において、“上(on)”と“下(under)”は“直接(directly)”または“他の構成要素を介して(indirectly)”形成されることをすべて含む。また、各構成要素の上または下に対する基準は、図面を基準で説明する。図面での各構成要素らの大きさは、説明のために誇張されることができるし、実際に適用される大きさを意味するものではない。
【００１４】
図１１は、実施例による太陽電池を示した断面図である。
【００１５】
図１１に示されたところのように、実施例による太陽電池は、基板１００、パターン層１７０、後面電極２００、光吸収層３００、バッファ層４００及び前面電極５００を含む。
【００１６】
この時、前記パターン層１７０は、凹凸パターン１５０を含んで、前記凹凸パターン１５０は四つ角形状または正弦波形状の屈曲が周期的に形成されることができる。
【００１７】
また、前記凹凸パターン１５０は、図３に示されたところのように、溝１１０と突起１２０を含んで、前記溝の幅は、１００〜３００ｎｍであり、前記突起の幅は、１００〜２００ｎｍであり、前記溝と突起の高さは、１００〜３００ｎｍになることができる。
【００１８】
前記溝１１０と突起１２０は、凹凸構造で形成されて、前記突起１２０が前記基板１００から突き出された形状を有する。
【００１９】
また、前記溝１１０と突起１２０によって接触面積が広くなって、前記基板１００と以後に形成される後面電極との結合を増大させることができる。
【００２０】
特に、前記基板１００がフレキシブル(flexible)な場合には、前記基板１００が撓んでもパターン層１７０によって後面電極にクラック(crack)が発生することを防止することができる。
【００２１】
そして、前記凹凸パターン１５０の前記溝１１０の内部にも後面電極が形成されて、前記基板１００と後面電極の結合力が増大されることができる。
【００２２】
前記パターン層１７０は、エポキシ、エポキシメラミン、アクリル、ウレタン樹脂などの単独または混合物形態のレジン(resin)を含む物質で形成されることができる。
【００２３】
以下、太陽電池の製造工程によって前記太陽電池をさらに詳しく説明するようにする。
【００２４】
図１乃至図１１は、実施例による太陽電池の製造方法を示した断面図である。
【００２５】
まず、図１に示されたところのように、基板１００上に凹凸パターン１５０を含むパターン層１７０を形成する。
【００２６】
前記基板１００は、硝子(glass)が使用されているし、アルミナのようなセラミックス基板、ステンレススチール、チタン基板またはポリマー基板なども使用されることができる。
【００２７】
硝子基板としては、ソーダライムガラス(sodalimeglass)を使用することができるし、ポリマー基板としてはＰＥＴ(polyethyleneterephthalate)、ポリイミド(polyimide)を使用することができる。
【００２８】
また、前記基板１００は、リジット(rigid)でも、またはフレキシブル(flexible)でもよい。
【００２９】
前記凹凸パターン１５０は、前記基板１００の表面に樹脂層を形成した後、前記樹脂層に凹凸パターンを形成することができる。
【００３０】
この時、パターンを形成する方法は、図２に示されたところのように、前記樹脂層を前記基板１００上に形成した後、金型２３０を利用してモールディング(molding)工程を進行しながら、ＵＶ硬化工程を同時に進行して形成されることができる。
【００３１】
前記樹脂層を前記基板１００上に塗布する時はスピンコーティング(spin coating)工程で進行されることができる。
【００３２】
前記樹脂層は、エポキシ、エポキシメラミン、アクリル、ウレタン樹脂などの単独または混合物形態のレジン(resin)を含む物質で形成されることができる。
【００３３】
しかし、前記パターンを形成する方法は、これに限定されないで、前記樹脂層を前記基板１００上に形成した後、レーザー光源を利用して形成されることもできる。
【００３４】
図３及び図４は、図１の‘Ａ'領域を詳細に示したものであり、前記凹凸パターン１５０は、溝１１０と突起１２０を含むように形成されて、四角柱形状の凹凸パターン１５０の屈曲が周期的に形成される。
【００３５】
前記溝１１０と突起１２０は、凹凸構造に形成されて、前記突起１２０が前記基板１００から突き出された形状を有する。
【００３６】
また、前記溝１１０と突起１２０によって接触面積が広くなるので、前記基板１００と以後に形成される後面電極との結合力を増大させることができる。
【００３７】
特に、前記基板１００がフレキシブル(flexible)な場合には、前記基板１００が撓んでも前記パターン層１７０によって引張応力が後面電極に伝達されてクラック(crack)が発生することを防止することができる。
【００３８】
この時、前記溝１１０の幅(ｆ)は、１００〜３００ｎｍであり、前記突起１２０の幅(ｇ)は１００〜２００ｎｍであり、前記溝１１０の高さ(b)と突起１２０の高さ(c)は、１００〜３００ｎｍになることができる。
【００３９】
本実施例では前記凹凸パターン１５０が前記溝１１０と突起１２０で形成されたことを提示したが、これに限定されないで、以後に形成される後面電極との結合力を向上させることができるパターンが形成された構造に形成されることができる。
【００４０】
図面には示さなかったが、四角柱形状の前記凹凸パターン１５０は、一方向に長く形成されることができる。
【００４１】
この時、前記凹凸パターン１５０は、四角柱形状に限定されないで、図４に示されたところのように、屈曲された正弦波形状の凹凸パターン１６０の屈曲が周期的に形成されることもできる。
【００４２】
前記パターン層１７０は、エポキシ、エポキシメラミン、アクリル、ウレタン樹脂などの単独または混合物形態のレジン(resin)を含む物質で形成されることができる。
【００４３】
前記基板１００がポリマー基板であるＰＥＴ、ポリイミドで形成される場合、前記パターン層１７０と基板１００との結合力が強いために、前記基板１００と以後に形成される後面電極とも結合力が強まることができる。
【００４４】
そして、図５及び図６に示されたところのように、前記パターン層１７０上に後面電極２０１を形成する。
【００４５】
前記後面電極２０１は、導電層である。前記後面電極２０１は、太陽電池のうちで前記光吸収層３００から生成された電荷が移動するようにして太陽電池の外部に電流を流れるようにすることができる。前記後面電極２０１は、このような機能を遂行するために電気伝導度が高くて比抵抗が小さくなければならない。
【００４６】
また、前記後面電極２０１は、ＣＩＧＳ化合物形成時に隋伴される硫黄(Ｓ)またはセレニウム(Se)雰囲気下での熱処理時に高温安全性が維持されなければならない。
【００４７】
このような後面電極２０１は、モリブデン(Ｍｏ)、ニッケル(Ｎｉ)、金(Ａｕ)、アルミニウム(Ａｌ)、クロム(Ｃｒ)、タングステン(Ｗ)及び銅(Ｃｕ)のうち何れか一つで形成されることができる。このなかに、特に、モリブデン(Ｍｏ)は、上述した後面電極２０１に要求される特性を全般的に満たすことができる。
【００４８】
前記後面電極２０１は、二つ以上の層らを含むことができる。この時、それぞれの層らは同じ金属で形成されるか、またはお互いに異なる金属で形成されることができる
この時、前記後面電極２０１は、前記凹凸パターン１５０の前記溝１１０内部にも挿入されて、前記後面電極２０１と基板１００との結合力が増大されることができる。
【００４９】
前記後面電極２０１が前記パターン層１７０と接する面は、前記パターン層１７０の凹凸パターン１５０に対応する凹凸を有するように形成されて、前記後面電極２０１の上面は、前記基板１００と平行な面を有するように形成されることができる。
【００５０】
特に、前記基板１００がフレキシブル(flexible)な場合、基板と後面電極との熱膨張係数差によって前記基板１００が撓んでも前記基板１００に形成された前記凹凸パターン１５０によって、前記基板１００と後面電極との間にクラック(crack)が発生することを防止することができる。
【００５１】
この時、前記基板１００、凹凸パターン１５０及び後面電極２０１との厚さは、前記基板１００が凹凸パターン１５０及び後面電極２０１より厚く形成されて、前記後面電極２０１が前記凹凸パターン１５０より厚く形成される。
【００５２】
すなわち、前記基板１００、凹凸パターン１５０及び後面電極２０１の厚さ及び大きさ関係は、図６を参照して、次のように示すことができる。
【００５３】
(ａ＋ｂ)=Ｗ(ｃ＋ｄ)・・・(１)
(ｃ)=Ｘ(ｄ)・・・(２)
(ｄ)=Ｙ(ｅ)・・・(３)
(ｆ)=Ｚ(ｇ)・・・(４)
ここで、Ｗは０．１７〜０．４３、Ｘは０．０３〜０．１５、Ｙは０．０４〜０．１２、Ｚは１〜２の値を有する。
【００５４】
前記条件式でａは、前記凹凸パターン１５０の上面である前記突起１２０の上面から前記後面電極パターン２０１の上面までの距離、ｂは前記溝１１０の高さ、ｃは前記突起１２０の高さ、ｄは前記パターン層１７０で前記溝１１０の底面から前記基板１００までの厚さを意味する。
【００５５】
また、ｅは、前記基板１００の厚さ、ｆは前記溝１１０の幅、ｇは前記突起１２０の幅を意味する。
【００５６】
条件式(１)は、前記後面電極２０１とパターン層１７０との間の関係を示す条件式である。
【００５７】
条件式(１)に示されたところのように、前記後面電極２０１の全体厚さである(ａ＋ｂ)は、前記パターン層１７０の全体厚さである(ｃ＋ｄ)の０．１７〜０．４３(Ｗ)倍になることができる。
【００５８】
この時、前記Ｗの値が０．１７より小さな場合には、緩衝層である前記パターン層１７０のｄ領域が厚くなって、前記基板１００とパターン層１７０の密着力が減少することがある。
【００５９】
また、前記Ｗの値が０．４３より大きい場合には、前記後面電極２０１全体の厚さと前記パターン層１７０厚さの差が減少するので、前記パターン層１７０でｄの十分な厚さが確保されなくて、クラック(crack)防止のための緩衝役割が減少することがある。
【００６０】
条件式(２)は、前記パターン層１７０の全体厚さで前記突起１２０または溝１１０が占める割合を意味する。
【００６１】
すなわち、前記突起１２０の高くｃは、前記パターン層１７０で前記溝１１０の底面から前記基板１００までの厚さであるｄの０．０３〜０．１５(Ｘ)倍になることができる。
【００６２】
この時、前記Ｘの値が０．０３より小さな場合には前記突起１２０の高くｃ値が小さすぎて、前記後面電極２０１との密着面積が減少すると共に前記凹凸パターン１５０が小さすぎてクラック防止のための緩衝役割が減少することがある。
【００６３】
また、前記Ｘの値が０．１５より大きい場合には、前記突起１２０の高さｃ値が大きくなって、前記凹凸パターン１５０を製作しにくいだけでなく、前記後面電極２０１蒸着時に前記溝１１０の底面まで蒸着されなくて、クラックのための緩衝役割が減少することがある。
【００６４】
条件式(３)は、前記基板１００と前記パターン層１７０で前記溝１１０の底面から前記基板１００までの厚さであるｄ領域との間の関係を示す条件式である。
【００６５】
すなわち、前記溝１１０の底面から前記基板１００までパターン層１７０の厚さであるｄの値は前記基板１００の０．０４〜０．１２(Ｙ)倍になることができる。
【００６６】
この時、前記Ｙの値が０．０４より小さければｄ値が低くて、前記基板１００によるクラックの緩衝役割が減少することがある。
【００６７】
また、前記Ｙの値が０．１２より大きい場合には相対的に前記基板１００の厚さが減少して前記基板１００の撓め現象が易しく発生してクラックが易しく発生することがある。
【００６８】
条件式(４)は、前記溝１１０の幅(ｆ)と前記突起１２０の幅(ｇ)の割合に関係を示す条件式である。
【００６９】
すなわち、前記溝１１０の幅(ｆ)は、前記突起１２０の幅(ｇ)の１〜２(Ｚ)倍になることができる。
【００７０】
また、前記凹凸パターン１５０の周期(ｈ)は、規則的または非規則的に形成されることができるし、２００〜５００ｎｍの周期で形成されることができる。
【００７１】
そして、前記基板１００、凹凸パターン１５０及び後面電極２０１の硬度(hardness)は、前記後面電極２０１が前記基板１００、凹凸パターン１５０より堅くて、前記基板１００の硬度が前記凹凸パターン１５０の硬度より堅いか、または等しいことがある。
【００７２】
引き継いで、図７に示されたところのように、前記後面電極２０１にパターニング(patterning)工程を進行して後面電極パターン２００を形成する。
【００７３】
前記後面電極パターン２００は、前記後面電極２０１にフォトリソグラフィー(photolithography)工程を進行して形成されることができる。
【００７４】
また、前記後面電極パターン２００は、ストライプ(stripe)形態またはマトリックス(matrix)形態で配置されることができるし、それぞれのセルに対応することができる。
【００７５】
しかし、前記後面電極パターン２００は、前記の形態に限定されないで、多様な形態で形成されることができる。
【００７６】
この時、前記後面電極パターン２００の間で前記基板１００に形成された前記凹凸パターン１５０の一部が露出することができる。
【００７７】
次に図８に示されたところのように、前記後面電極パターン２００上に光吸収層３００、バッファ層４００を形成する。
【００７８】
前記光吸収層３００は、ｐ型半導体化合物を含む。さらに詳しくは、前記光吸収層３００は、Ｉ-ＩＩＩ-ＶＩ族系化合物を含む。例えば、前記光吸収層３００は、銅-インジウム-ガリウム-セレン系(Ｃｕ(Ｉｎ、Ｇａ)Ｓｅ２と、ＣＩＧＳ系)結晶構造、銅-インジウム-セレン系または銅-ガリウム-セレン系結晶構造を有することができる。
【００７９】
例えば、前記光吸収層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、前記後面電極パターン２００上にＣＩＧ系金属プリカーソルー(precursor)膜が形成される。
【００８０】
以後、前記金属プリカーソルー膜は、セレニゼイション(selenization)工程によって、セレニウム(Ｓｅ)と反応してＣＩＧＳ系光吸収層３００が形成される。
【００８１】
また、前記金属プリカーソルー膜を形成する工程及びセレニゼイション工程の間に、前記基板１００に含まれたアルカリ(alkali)成分が前記後面電極パターン２００を通じて、前記金属プリカーソルー膜及び前記光吸収層３００に拡散される。
【００８２】
アルカリ(alkali)成分は、前記光吸収層３００のグレーン(grain)大きさを向上させて、結晶性を向上させることができる。
【００８３】
また、前記光吸収層３００は、銅、インジウム、ガリウム、セレン(Ｃｕ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｅ)を同時蒸着法(co-evaporation)によって形成することもできる。
【００８４】
前記光吸収層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。前記光吸収層３００は、光電効果によって光起電力を生成する。
【００８５】
この時、前記基板１００と接する前記光吸収層３００の一部も前記凹凸パターン１５０上に形成される。
【００８６】
すなわち、前記光吸収層３００の一部も前記凹凸パターン１５０の溝１１０と突起１２０に結合されて、前記光吸収層３００と基板１００との結合力も増大されることができる。
【００８７】
前記バッファ層４００は、少なくとも一つ以上の層で形成されることができるし、前記光吸収層３００が形成された前記基板１００上に硫化カドミウム(ＣｄＳ)、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ｉ−ＺｎＯのうちで何れか一つまたはこれらの積層で形成されることができるし、インジウム(Ｉｎ)、ガリウム(Ｇａ)、アルミニウム(Ａｌ)などをドーピングすることで低い抵抗値を得ることができる。
【００８８】
この時、前記バッファ層４００は、ｎ型半導体層であり、前記光吸収層３００は、ｐ型半導体層である。よって、前記光吸収層３００及びバッファ層４００はｐｎ接合を形成する。
【００８９】
前記バッファ層４００は、前記光吸収層３００と以後に形成される前面電極との間に配置される。
【００９０】
すなわち、前記光吸収層３００と前面電極は、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に、バンドギャップが二つの物質の中間に位置する前記バッファ層４００を挿入して良好な接合を形成することができる。
【００９１】
本実施例では一つのバッファ層を前記光吸収層３００上に形成したが、これに限定されないで、前記バッファ層４００は複数個の層で形成されることもできる。
【００９２】
引き継いで、図９に示されたところのように、前記光吸収層３００及びバッファ層４００を貫通するコンタクトパターン３１０を形成する。
【００９３】
前記コンタクトパターン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るし、前記後面電極パターン２００の一部が露出される。
【００９４】
そして、図１０に示されたところのように、前記バッファ層４００上に透明な導電性物質を積層して、前面電極５００及び接続配線７００を形成する。
【００９５】
前記透明な導電性物質を前記バッファ層４００上に積層させる時、前記透明な導電性物質が前記コンタクトパターン３１０の内部にも挿入されて、前記接続配線７００を形成することができる。
【００９６】
前記後面電極パターン２００と前面電極５００は、前記接続配線７００によって電気的に連結される。
【００９７】
前記前面電極５００は、前記基板１００上にスパッタリング工程を進行してアルミニウムがドーピングされた酸化亜鉛で形成される。
【００９８】
前記前面電極５００は、前記光吸収層３００とｐｎ接合を形成するウィンドウ(window)層として、太陽電池前面の透明電極の機能をするために光透過率が高くて、電気伝導性が良い酸化亜鉛(ＺｎＯ)で形成される。
【００９９】
この時、前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。
【０１００】
前記前面電極５００である酸化亜鉛薄膜は、ＲＦスパッタリング方法としてＺｎＯターゲットを使用して蒸着する方法とＺｎターゲットを利用した反応性スパッタリング、そして有機金属化学蒸着法などで形成されることができる。
【０１０１】
また、電気光学的特性が優れたＩＴＯ(IndiumtinOxide)薄膜を酸化亜鉛薄膜上に蒸着した二重構造を形成することもできる。
【０１０２】
引き継いで、図１１に示されたところのように、前記光吸収層３００、バッファ層４００及び前面電極５００を貫通する分離パターン３２０を形成する。
【０１０３】
前記分離パターン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ることができるし、前記後面電極パターン２００の一部が露出される。
【０１０４】
前記バッファ層４００及び前面電極５００は、前記分離パターン３２０によって区分されることができるし、前記分離パターン３２０によってそれぞれのセル(Ｃ１、Ｃ２)はお互いに分離することができる。
【０１０５】
前記分離パターン３２０によって前記前面電極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で配置されることができる。
【０１０６】
前記分離パターン３２０は、前記の形態に限定されないで、多様な形態で形成されることができる。
【０１０７】
前記分離パターン３２０によって前記後面電極パターン２００、光吸収層３００、バッファ層４００及び前面電極５００を含むセル(Ｃ１、Ｃ２)が形成される。
【０１０８】
この時、前記接続配線７００によってそれぞれのセル(Ｃ１、Ｃ２)は、お互いに連結されることができる。すなわち、前記接続配線７００は第２セル(Ｃ２)の後面電極パターン２００と前記第２セル(Ｃ２)に隣接する前記第１セル(Ｃ１)の前面電極５００を電気的に連結する。
【０１０９】
以上で説明した実施例による太陽電池及びその製造方法は、基板にナノ大きさの凹凸パターンを形成して基板上に形成される後面電極との結合力を増大させることができる。
【０１１０】
特に、基板がフレキシブル(flexible)な場合には、基板が撓んでも基板と後面電極との間にクラック(crack)が発生しない。
【０１１１】
すなわち、凹凸構造のパターンの溝の内部にも後面電極が形成されて、基板と後面電極との結合力が増大されることができる。
【０１１２】
また、基板と一部が接する光吸収層も凹凸構造のパターンと接して、光吸収層と基板との結合力も増大されることができる。
【０１１３】
以上で実施例を中心に説明したが、これは単に例示であるだけで本発明を限定するものではなくて、本発明が属する分野の通常の知識を有した者なら本実施例の本質的な特性を脱しない範囲で以上に例示されないさまざまの変形と応用が可能であることを分かることができるであろう。例えば、実施例に具体的に現われた各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異点らは、添付された請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。
【符号の説明】
【０１１４】
１００  基板
１１０  溝
１２０  突起
１５０  凹凸パターン
１７０  パターン層
２００  後面電極
３００  光吸収層
４００  バッファ層
５００  前面電極
【図１】
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【図２】
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【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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【国際調査報告】
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