(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、上記光吸収層の上に配置される前面電極層、及び上記前面電極層から延びて、上記光吸収層を貫通して、上記後面電極層に接続される接続配線を含み、上記接続配線は上記後面電極層に形成されるリセスの内側に直接接触する。【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、
前記前面電極層から延びて、前記光吸収層を貫通して、前記後面電極層に接続される接続配線と、を含み、
前記接続配線は前記後面電極層に形成されるリセスの内側に直接接触されることを特徴とする、太陽光発電装置。
【請求項２】
前記光吸収層は貫通ホールを含み、
前記接続配線は前記貫通ホールの内側に配置され、
前記リセスは前記貫通ホール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３】
前記貫通ホールの内側面は前記リセスの内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２に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記リセスの幅は前記貫通ホールの幅より大きいことを特徴とする、請求項２に記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記後面電極層及び前記光吸収層の間に介される中間層を含み、
前記接続配線は前記中間層を貫通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】
前記リセスの底面は前記後面電極層の上面及び前記後面電極層の下面の間に位置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７】
前記リセスの内側面は曲面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８】
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中間層と、
前記中間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、
前記前面電極層から延びて、前記光吸収層及び前記中間層を貫通し、前記後面電極層に直接接続される接続配線と、
を含むことを特徴とする、太陽光発電装置。
【請求項９】
前記中間層は前記後面電極層に含まれた物質及び前記光吸収層に含まれた物質の化合物を含むことを特徴とする、請求項８に記載の太陽光発電装置。
【請求項１０】
前記中間層は二セレン化モリブデンを含むことを特徴とする、請求項８に記載の太陽光発電装置。
【請求項１１】
前記接続配線は前記光吸収層及び前記中間層に形成される貫通ホールの内側に配置され、
前記後面電極層には前記貫通ホールに対応するリセスが形成され、
前記接続配線は前記リセスの底面に直接接触されることを特徴とする、請求項８に記載の太陽光発電装置。
【請求項１２】
前記リセスの底面は曲面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】
前記後面電極層には貫通ホールが形成され、
前記基板には前記貫通ホールに対応するリセスが形成されることを特徴とする、請求項８に記載の太陽光発電装置。
【請求項１４】
前記リセスの内部面は曲面を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の太陽光発電装置。
【請求項１５】
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、
前記光吸収層を貫通する第２貫通ホールを形成し、同時に前記後面電極層の一部を除去して  第２リセス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し、前記第２貫通ホール及び前記第２リセスに配置される接続配線を形成するステップと、
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】
前記後面電極層を貫通する第１貫通ホールを形成し、同時に前記基板の一部を除去して第１リセスを形成するステップ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】
前記第２貫通ホール及び前記第２リセスを形成するステップにおいて、
前記光吸収層及び前記後面電極層に水を噴射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１８】
前記第２貫通ホール及び前記第２リセスを形成するステップにおいて、
前記光吸収層及び前記後面電極層にレーザーを照射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１９】
前記光吸収層を形成するステップにおいて、
前記後面電極層に含まれた物質及び前記光吸収層に含まれた物質が反応して、前記後面電極層及び前記光吸収層の間に中間層が形成され、
前記接続配線は前記中間層を貫通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】
前記第２貫通ホールは前記中間層を貫通することを特徴とする、請求項１９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は複数個のセルが相互連結されて形成されるものであって、各々のセルの電気的な特性を向上させるための研究が進められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、向上した電気的な特性を有する太陽光発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、上記光吸収層の上に配置される前面電極層、及び上記前面電極層から延びて、上記光吸収層を貫通して、上記後面電極層に接続される接続配線を含み、上記接続配線は上記後面電極層に形成されるリセスの内側に直接接触される。
【０００７】
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中間層、上記中間層の上に配置される光吸収層、上記光吸収層の上に配置される前面電極層、及び上記前面電極層から延びて、上記光吸収層及び上記中間層を貫通し、上記後面電極層に直接接続される接続配線を含む。
【０００８】
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、上記光吸収層を貫通する第２貫通ホールを形成し、同時に上記後面電極層の一部を除去して第２リセス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し、上記第２貫通ホール及び上記第２リセスに配置される接続配線を形成するステップを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に従う太陽光発電装置は、後面電極層に形成されたリセスに接続配線を接触させる。これによって、後面電極層と接続配線の接触面積が増加する。特に、リセスの内側面及び／または底面が曲面を含むことができ、これによって、後面電極層と接続配線の接触面積がより増加する。
【００１０】
また、後面電極層及び光吸収層の間には中間層が形成される。この際、中間層は後面電極層に含まれた物質及び光吸収層に含まれた物質が互いに反応して形成される。
【００１１】
この際、接続配線は中間層を貫通して、後面電極層に直接接触される。特に、中間層は二セレン化モリブデンを含むことができ、高い抵抗を有することができる。したがって、接続配線が中間層を通じて後面電極層に接続される場合より、直接後面電極層に接続される場合に後面電極層及び接続配線の間の接続特性が向上する。
【００１２】
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する。
【００１３】
また、上記光吸収層に貫通ホールを形成する工程及び上記後面電極層にリセスを形成する工程は同時に進行できる。したがって、本発明に従う太陽光発電装置は容易に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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Ａ−Ａ’に沿って切断した断面を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に従う太陽光発電装置を示す平面図である。
【図１３】図１２のＢ−Ｂ’に沿って切断した断面を示す断面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図１７】本発明の第３実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図１８】本発明の第３実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図１９】本発明の第３実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図２０】本発明の第３実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図２１】本発明の第３実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図２２】本発明の第３実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【図２３】本発明の第３実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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Ａ−Ａ’に沿って切断した断面を示す断面図である。
【００１７】
図１及び図２を参照すると、実施形態に従う太陽光発電装置は、基板１００、後面電極層２００、中間層２５０、光吸収層３００、バッファ層４００、高抵抗バッファ層５００、前面電極層６００、及び多数個の接続配線７００を含む。
【００１８】
上記基板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６００、及び上記接続配線７００を支持する。
【００１９】
上記基板１００は絶縁体でありうる。上記基板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。上記基板１００は透明でありうる。上記基板１００はリジッドまたはフレキシブルでありうる。
【００２０】
上記後面電極層２００は上記基板１００の上に配置される。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。
【００２１】
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こともできる。
【００２２】
上記後面電極層２００には第１貫通ホールＰ１が形成される。上記第１貫通ホールＰ１は上記基板１００の上面を露出するオープン領域である。上記第１貫通ホールＰ１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。
【００２３】
上記第１貫通ホールＰ１の幅は約８０μｍ乃至２００μｍでありうる。
【００２４】
上記第１貫通ホールＰ１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貫通ホールＰ１によって上記後面電極が定義される。
【００２５】
上記後面電極は上記第１貫通ホールＰ１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。
【００２６】
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貫通ホールＰ１は平面視して、格子形態に形成される。
【００２７】
上記中間層２５０は上記後面電極層２００の上に配置される。即ち、上記中間層２５０は上記後面電極層２００及び上記光吸収層３００の間に介される。上記中間層２５０は上記後面電極層２００に含まれた物質及び上記光吸収層３００に含まれた物質の化合物を含む。
【００２８】
例えば、上記中間層２５０は上記後面電極層２００に含まれたモリブデン及び上記光吸収層３００に含まれたセレニウムが反応して形成される。即ち、上記中間層２５０は二セレン化モリブデン（ＭｏＳｅ２）を含むことができる。
【００２９】
即ち、上記中間層２５０はモリブデン合金を含む合金膜でありうる。また、上記中間層２５０は上記後面電極層２００及び上記光吸収層３００の間の界面層である。上記中間層２５０は上記後面電極層２００または上記光吸収層３００に比べて、非常に薄く形成できる。
【００３０】
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に含まれた物質は上記第１貫通ホールＰ１に詰められる。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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である。
【００３５】
上記中間層２５０、上記光吸収層３００、上記バッファ層４００、及び上記高抵抗バッファ層５００には第２貫通ホールＰ２が形成される。上記第２貫通ホールＰ２は、上記中間層２５０、上記光吸収層３００、上記バッファ層４００、及び上記高抵抗バッファ層５００を貫通する。
【００３６】
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。即ち、上記第２貫通ホールＰ２の一部は平面視して、上記第１貫通ホールＰ１の横側に形成される。
【００３７】
上記第２貫通ホールＰ２の幅は約８０μｍ乃至約２００μｍでありうる。
【００３８】
また、上記光吸収層３００は上記第２貫通ホールＰ２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貫通ホールＰ２によって上記光吸収部に区分される。
【００３９】
上記バッファ層４００は上記第２貫通ホールＰ２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貫通ホールＰ２によって上記バッファに分離される。  また、上記高抵抗バッファ層５００は上記第２貫通ホールＰ２によって多数個の高抵抗バッファに区分される。
【００４０】
また、上記後面電極層２００には多数個のリセス２１０が形成される。上記リセス２１０は上記後面電極層２００の一部が除去されて形成される。これによって、上記リセス２１０によって上記後面電極層２００には段差が形成される。
【００４１】
即ち、上記リセス２１０の底面は上記後面電極層２００の上面及び下面の間に位置する。
【００４２】
上記リセス２１０は上記第２貫通ホールＰ２の下に各々配置される。上記リセス２１０は上記第２貫通ホールＰ２に各々対応して配置される。上記リセス２１０は上記第２貫通ホールＰ２と各々一体形成される。上記リセス２１０の内側面は上記第２貫通ホールＰ２の内側面に各々一致する。
【００４３】
上記リセス２１０の深さは上記後面電極層２００の厚さの約１／４乃至約１／２でありうる。上記リセス２１０の幅は上記第２貫通ホールＰ２の幅と実質的に同一でありうる。
【００４４】
上記前面電極層６００は上記バッファ層４００の上に配置される。上記前面電極層６００は透明で、導電層である。上記前面電極層６００は導電性酸化物を含む。例えば、上記前面電極層６００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。
【００４５】
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６００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。
【００４６】
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、及び上記前面電極層６００には多数個の第３貫通ホールＰ３が形成される。上記第３貫通ホールＰ３は上記中間層２５０の上面を露出するオープン領域である。例えば、上記第３貫通ホールＰ３の幅は約８０μｍ乃至約２００μｍでありうる。
【００４７】
上記第３貫通ホールＰ３は上記第２貫通ホールＰ２に隣接する位置に形成される。より詳しくは、上記第３貫通ホールＰ３は上記第２貫通ホールＰ２の横側に配置される。即ち、平面視して、上記第３貫通ホールＰ３は上記第２貫通ホールＰ２の横側に並んで配置される。
【００４８】
上記第３貫通ホールＰ３によって上記前面電極層６００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貫通ホールＰ３によって定義される。
【００４９】
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。
【００５０】
また、上記第３貫通ホールＰ３によって多数個のセルＣ１、Ｃ２・・・が定義される。より詳しくは、上記第２貫通ホールＰ２及び上記第３貫通ホールＰ３によって上記セルＣ１、Ｃ２・・・が定義される。即ち、上記第２貫通ホールＰ２及び上記第３貫通ホールＰ３によって実施形態に従う太陽光発電装置は上記セルＣ１、Ｃ２・・・に区分される。
【００５１】
上記接続配線７００は上記前面電極層６００から延びて、上記中間層２５０、上記光吸収層３００、上記バッファ層４００、及び上記高抵抗バッファ層５００を貫通する。上記接続配線７００は上記第２貫通ホールＰ２の内側に配置される。
【００５２】
上記接続配線７００は上記後面電極層２００に直接接続される。即ち、上記接続配線７００は上記後面電極層２００に直接接触される。より詳しくは、上記接続配線７００の端部は上記リセス２１０に各々挿入される。また、上記接続配線７００は上記リセス２１０の内部面に直接接触される。即ち、上記接続配線７００は上記リセス２１０の内側面及び底面に直接接触される。
【００５３】
これによって、上記接続配線７００及び上記後面電極層２００の間の接触面積が増加する。したがって、上記接続配線７００及び上記後面電極層２００の間の接触抵抗が減少し、接続特性が向上する。
【００５４】
上記接続配線７００は互いに隣接するセルを連結する。より詳しくは、上記接続配線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。
【００５５】
上記接続配線７００は上記前面電極層６００と一体形成される。即ち、上記接続配線７００に使われる物質は上記前面電極層６００に使われる物質と同一である。
【００５６】
上記のように、上記接続配線７００及び上記後面電極層２００の間の接触面積が増加するにつれて、上記接続配線７００及び上記後面電極層２００の間の接続特性が向上する。
【００５７】
また、上記接続配線７００は上記中間層２５０を貫通するため、上記後面電極層２００に直接接続される。即ち、中間層２５０は高い抵抗を有することができるため、接続配線７００が中間層２５０を通じて接続される場合には接続配線及び後面電極層２００の間に抵抗が増加する。
【００５８】
したがって、実施形態に従う太陽光発電装置は上記接続配線７００を上記後面電極層２００に直接接続させるため、低い抵抗を有し、向上した電気的な特性を有する。
【００５９】
実施形態に従う太陽光発電装置は上記セルＣ１、Ｃ２・・・の間の抵抗を減少させることができる。また、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。
【００６０】
図３乃至図９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。本製造方法に関する説明は前述した太陽光発電装置を参考する。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。
【００６１】
図３を参照して、基板１００の上に後面電極層２００が形成される。
【００６２】
上記基板１００はガラスが使われ、セラミック基板、金属基板、またはポリマー基板などが使われることもできる。
【００６３】
例えば、ガラス基板１００にはソーダライムガラス（soda lime glass）または高変形点ソーダガラス（high strained point soda glass）を使用することができる。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１００を使用することができる。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。
【００６４】
上記基板１００は透明でありうる。上記基板１００はリジッド（rigid）またはフレキシブル（flexible）でありうる。
【００６５】
上記後面電極層２００は金属などの導電体で形成される。
【００６６】
例えば、上記後面電極層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。
【００６７】
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。
【００６８】
上記後面電極層２００であるモリブデン薄膜は電極として比抵抗が低く、かつ 熱膨張係数の差によって剥離現象が起こらないように基板１００への粘着性が優れなければならない。
【００６９】
例えば、上記後面電極層２００は約９００ｎｍ乃至約１１００ｎｍの厚さで形成され、約０．３Ω／□の面抵抗を有することができる。
【００７０】
一方、上記後面電極層２００を形成する物質はこれに限定されず、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。
【００７１】
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できる。
【００７２】
図４を参照して、上記後面電極層２００に第１貫通ホールＰ１が形成され、上記後面電極層２００は多数個の後面電極にパターニングされる。
【００７３】
上記第１貫通ホールＰ１は上記基板１００の上面を選択的に露出させることができる。
【００７４】
例えば、上記第１貫通ホールＰ１は機械的装置またはレーザー装置によりパターニングできる。上記第１貫通ホールＰ１の幅は約６０μｍ乃至約１００μｍでありうる。
【００７５】
上記第１貫通ホールＰ１により上記後面電極層２００はストライプ（stripe）形態またはマトリックス（matrix）形態に配置され、各々のセルＣ１、Ｃ２・・・に対応することができる。
【００７６】
一方、上記後面電極は上記の形態に限定されず、多様な形態に形成できる。
【００７７】
図５を参照して、上記後面電極層２００の上に光吸収層３００が形成される。上記光吸収層３００はI族−III族−VI族系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（Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ２、  ＣＩＧＳ系）化合物を含むことができる。
【００７８】
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。
【００７９】
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、上記後面電極及び第１貫通ホールＰ１の上にＣＩＧ系金属プリカーソル（precursor）膜が形成される。
【００８０】
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系光吸収層が形成される。
【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】
例えば、上記光吸収層３００は約１５００ｎｍ乃至約２５００ｎｍでありうる。
【００８３】
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は光電効果により光起電力を生成する。
【００８４】
一方、上記光吸収層３００のセレニゼーション工程を進行する時、上記後面電極をなす金属元素と上記光吸収層３００をなす元素が相互反応により結合できる。これによって、金属間化合物である中間層２５０が上記後面電極層２００及び上記光吸収層３００の間に形成される。
【００８５】
例えば、上記中間層２５０は、モリブデン（Ｍｏ）とセレナイド（Ｓｅ）との化合物である二セレン化モリブデン（ＭｏＳｅ２）でありうる。
【００８６】
上記中間層２５０は上記光吸収層３００と上記後面電極層２００が接触する界面に形成され、上記後面電極層２００の上面を保護することができる。
【００８７】
上記中間層２５０は上記第１貫通ホールＰ１を通じて露出した上記基板１００の表面には形成されないので、上記第１貫通ホールＰ１の内部に上記光吸収層３００がギャップフィルされる。
【００８８】
上記中間層２５０に使われる二セレン化モリブデンは、上記後面電極層２００であるモリブデン薄膜より高い面抵抗を有する。したがって、前面電極とのオーミックコンタクト特性を向上させるために、上記前面電極と接する上記中間層２５０の一部の除去が要求される。
【００８９】
図６を参照して、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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
上記高抵抗バッファ層５００は上記バッファ層４００の上に透明電極層で形成される。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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前面電極の間に配置される。
【００９６】
即ち、上記光吸収層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、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。
【００９７】
本実施形態では２つのバッファ層４００、５００を上記光吸収層３００の上に形成したが、これに限定されず、バッファ層は単一層に形成されることもできる。
【００９８】
図７を参照して、上記高抵抗バッファ層５００、上記バッファ層４００、上記光吸収層３００、及び上記中間層２５０を貫通する第２貫通ホールＰ２が形成される。上記第２貫通ホールＰ２は上記後面電極層２００を露出させることができる。
【００９９】
また、上記第２貫通ホールＰ２が形成される時、同時に上記後面電極層２００の一部が除去されて多数個のリセス２１０が形成できる。
【０１００】
上記第２貫通ホールＰ２及び上記リセス２１０は上記第１貫通ホールＰ１に隣接して形成される。例えば、上記第２貫通ホールＰ２の幅は約６０μｍ乃至約１００μｍでありうる。また、上記第２貫通ホールＰ２と上記第１貫通ホールＰ１のギャップは約６０μｍ乃至約１００μｍでありうる。
【０１０１】
上記リセス２１０は上記後面電極層２００の一部がエッチングされて形成されるので、上記後面電極層２００の上面は段差を有する。即ち、上記リセス２１０によって上記後面電極層２００の表面積が増加する。
【０１０２】
また、上記第２貫通ホールＰ２によって上記中間層２５０が除去されて上記後面電極は露出する。特に、上記後面電極層２００の一部まで除去するので、上記中間層２５０で、上記第２貫通ホールＰ２に対応する部分は完全に除去することができる。
【０１０３】
上記第２貫通ホールＰ２及び上記リセス２１０はレーザー工程により同時に形成できる。即ち、上記光吸収層３００及び上記後面電極層２００に順次にレーザーを照射して上記第２貫通ホールＰ２及び上記リセス２１０が形成される。
【０１０４】
図８を参照して、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、前面電極層６００が形成される。上記前面電極層６００が形成される時、上記透明な導電物質は上記第２貫通ホールＰ２及び上記リセス２１０の内側にも蒸着される。これによって、上記第２貫通ホールＰ２及び上記リセス２１０に各々配置される多数個の接続配線７００が形成される。
【０１０５】
上記接続配線７００は上記第２貫通ホールＰ２を通じて上記後面電極と直接連結される。特に、上記リセス２１０によって上記接続配線７００及び上記後面電極層２００の上の接触面積が増加する。
【０１０６】
これによって、上記接続配線７００と上記後面電極層２００のオーミック（ohmic）コンタクトが向上することができる。特に、実施形態に従う太陽光発電装置のバックコンタクト（back contact）に使われる上記後面電極層２００の表面に沿って流れる電流の移動性及び伝導性が向上することができる。
【０１０７】
上記前面電極層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。
【０１０８】
上記前面電極層６００は上記光吸収層３００とｐｎ接合を形成するウィンドウ（window）層であって、太陽電池の前面の透明電極の機能をするので、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。
【０１０９】
したがって、上記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。
【０１１０】
上記前面電極層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等により形成される。
【０１１１】
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蒸着した二重構造を形成することもできる。
【０１１２】
図９を参照して、上記前面電極層６００、高抵抗バッファ層５００、バッファ層４００、及び光吸収層３００を貫通する第３貫通ホールＰ３が形成される。
【０１１３】
上記第３貫通ホールＰ３は上記中間層２５０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。
【０１１４】
例えば、上記第３貫通ホールＰ３の幅は約６０μｍ乃至約１００μｍでありうる。上記第３貫通ホールＰ３と上記第２貫通ホールＰ２とのギャップは約６０μｍ乃至約１００μｍでありうる。
【０１１５】
上記第３貫通ホールＰ３はレーザー（laser）のよる方法、またはチップ（Tip）のような機械的（mechanical）方法により形成される。上記第３貫通ホールＰ３が機械的な方法により形成される時、上記中間層２５０によって上記後面電極層２００の表面が保護できる。
【０１１６】
即ち、上記中間層２５０が上記後面電極層２００の表面に形成されているので、上記チップを使用したエッチング工程時、上記中間層２５０は潤滑機能を遂行して、上記後面電極層２００の損傷を防止することができる。
【０１１７】
上記第３貫通ホールＰ３によって多数個のセルＣ１、Ｃ２・・・が定義される。この際、上記接続配線７００により各々のセルＣ１、Ｃ２・・・は互いに連結できる。即ち、上記接続配線７００は相互隣接するセルの後面電極と前面電極を物理的、電気的に連結することができる。
【０１１８】
上記後面電極の表面に形成された二セレン化モリブデン層を選択的に除去することで、上記前面電極とのオーミックコンタクト特性を向上させることができる。
【０１１９】
また、上記二セレン化モリブデン層によって上記後面電極層２００の損傷を防止することもできる。
【０１２０】
これによって、向上した電気的な特性を有する太陽光発電装置が提供できる。
【０１２１】
図１０及び図１１は、本発明の第２実施形態に従う太陽光発電装置を形成する過程を示す図である。図１０及び図１１に示すように、第２貫通ホールＰ２及びリセス２２０の内側面は多数個の曲面を含むことができる。
【０１２２】
即ち、図１０に示すように、上記第２貫通ホールＰ２はレーザー工程により形成されるので、上記第２貫通ホールＰ２の内側面には曲面を含む多数個の溝２３０が形成される。
【０１２３】
即ち、上記第２貫通ホールＰ２により露出した上記高抵抗バッファ層５００、バッファ層４００、光吸収層３００、及び中間層２５０の内側面に上記溝２３０が形成される。
【０１２４】
上記溝１２０により上記第２貫通ホールＰ２の側壁の表面積は拡張され、以後に形成される接続配線７００とのコンタクト特性が向上することができる。
【０１２５】
また、上記第２貫通ホールＰ２から延びるリセス２２０の側面及び／または底面も凹な曲面を含むことができる。即ち、上記リセス２２０の側面及び／または底面が曲面を含むので、上記上記接続配線７００と上記後面電極層２００の接触面積が増加し、コンタクト特性が向上することができる。
【０１２６】
上記溝２３０及び上記リセス２２０の曲面は上記レーザー工程のエネルギー及び波長によって形成されたものである。即ち、上記レーザー工程により上記中間層２５０が除去され、同時に、上記第２貫通ホールＰ２の内側面と上記リセス２２０の内部面は多数個の曲面で形成される。特に、上記レーザーのエネルギー及びパワーを制御することによって、上記溝２３０及び上記リセス２２０の深さが制御できる。
【０１２７】
図１１を参照して、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、前面電極層６００が形成される。上記前面電極層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及び上記リセス２２０の内部に蒸着して、上記接続配線７００が形成される。
【０１２８】
上記前面電極層６００及び接続配線７００を形成する方法は、図８と同一であるので、これに対する詳細な説明は省略する。
【０１２９】
上記接続配線７００は、上記第２貫通ホールＰ２を介して上記後面電極層２００と直接連結される。
【０１３０】
特に、上記接続配線７００は上記溝２３０によって上記第２貫通ホールＰ２との接触力を向上させることができる。これは、上記溝２３０によって上記第２貫通ホールＰ２の内部の表面積が増加したためである。
【０１３１】
また、上記接続配線７００は上記リセス２２０によって上記後面電極層２００とのコンタクト特性が向上することができる。これは、上記リセス２２０の底面が曲面を含むので、上記リセス２２０の内部面の面積が向上したためである。
【０１３２】
これによって、上記接続配線７００と上記後面電極層２００とのオーミック（ohmic）コンタクトが向上することができる。特に、実施形態に従う太陽光発電装置のバックコンタクト（back contact）に使われる後面電極層２００の表面に沿って流れる電流の移動性及び伝導性が向上することができる。以後、上記図９に図示された第３貫通ホールＰ３を形成する工程が進められる。
【０１３３】
このように、向上した電気的な特性を有する太陽光発電装置が提供できる。
【０１３４】
図１２は、本発明の第３実施形態に従う太陽光発電装置を示す平面図である。図１３は図１２のＢ−Ｂ’に沿って切断した断面を示す断面図である。本実施形態に対する説明において、前述した実施形態を参考する。即ち、前述した実施形態に対する説明は変更された部分を除いては、本実施形態に対する説明に本質的に結合できる。
【０１３５】
図１２及び図１３を参照すると、実施形態に従う太陽光発電装置は、基板１００、後面電極層２００、中間層２５０、光吸収層３００、バッファ層４００、前面電極層６００、及び多数個の接続配線７００を含む。
【０１３６】
上記基板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６００、及び上記接続配線７００を支持する。
【０１３７】
上記基板１００は絶縁体でありうる。上記基板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。上記基板１００は透明でありうる。上記基板１００は、リジッドまたはフレキシブルでありうる。
【０１３８】
上記後面電極層２００は上記基板１００の上に配置される。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。
【０１３９】
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こともできる。
【０１４０】
上記後面電極層２００には第１貫通ホールＰ１が形成される。上記第１貫通ホールＰ１は上記基板１００の上面を露出するオープン領域である。上記第１貫通ホールＰ１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。
【０１４１】
上記第１貫通ホールＰ１の幅は約８０μｍ乃至２００μｍでありうる。
【０１４２】
上記第１貫通ホールＰ１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貫通ホールＰ１によって上記後面電極が定義される。
【０１４３】
上記後面電極は上記第１貫通ホールＰ１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。
【０１４４】
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貫通ホールＰ１は平面視して、格子形態に形成される。
【０１４５】
上記第１貫通ホールＰ１の内側面は均一でありうる。即ち、上記第１貫通ホールＰ１の内側面は滑らかに形成できる。
【０１４６】
上記基板１００には上記第１貫通ホールＰ１に対応して、多数個の第１リセス１１０が形成される。即ち、上記第１貫通ホールＰ１が形成される時、上記基板１００の一部が除去されて、上記第１リセス１１０が形成される。即ち、上記第１リセス１１０は上記第１貫通ホールＰ１と一体形成される。
【０１４７】
また、上記第１リセスによって上記基板１００の上面には段差が形成される。例えば、上記第１リセス１１０は上記基板１００の上面に対して凹に形成される。上記第１リセス１１０の内部面は曲面を含むことができる。即ち、上記第１リセス１１０の内側面及び底面は曲面を含む。より詳しくは、上記第１リセス１１０の内部面の全体が曲面でありうる。より詳しくは、上記第１リセス１１０の断面は一部が切られた円形状を有することができる。
【０１４８】
上記中間層２５０は上記後面電極層２００の上に配置される。即ち、上記中間層２５０は上記後面電極層２００及び上記光吸収層３００の間に介される。上記中間層２５０は、上記後面電極層２００に含まれた物質及び上記光吸収層３００に含まれた物質の化合物を含む。
【０１４９】
例えば、上記中間層２５０は上記後面電極層２００に含まれたモリブデン及び上記光吸収層３００に含まれたセレニウムが反応して形成される。即ち、上記中間層２５０は二セレン化モリブデン（ＭｏＳｅ２）を含むことができる。
【０１５０】
即ち、上記中間層２５０はモリブデン合金を含む合金膜でありうる。また、上記中間層２５０は上記後面電極層２００及び上記光吸収層３００の間の界面層である。上記中間層２５０は上記後面電極層２００または上記光吸収層３００に比べて、非常に薄く形成される。
【０１５１】
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に含まれた物質は上記第１貫通ホールＰ１に詰められる。
【０１５２】
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、ＧａＳｅ２；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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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である。
【０１５６】
上記中間層２５０、上記光吸収層３００、上記バッファ層４００、及び上記高抵抗バッファ層５００には、第２貫通ホールＰ２が形成される。上記第２貫通ホールＰ２は、上記中間層２５０、上記光吸収層３００、上記バッファ層４００、及び上記高抵抗バッファ層５００を貫通する。
【０１５７】
上記第２貫通ホールＰ２の内側面は均一に形成される。即ち、上記第２貫通ホールＰ２の内側面は滑らかに形成される。
【０１５８】
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。即ち、上記第２貫通ホールＰ２の一部は平面視して、上記第１貫通ホールＰ１の横側に形成される。
【０１５９】
上記第２貫通ホールＰ２の幅は約８０μｍ乃至約２００μｍでありうる。
【０１６０】
また、上記光吸収層３００は上記第２貫通ホールＰ２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貫通ホールＰ２によって上記光吸収部に区分される。
【０１６１】
上記バッファ層４００は上記第２貫通ホールＰ２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貫通ホールＰ２によって上記バッファに分離される。また、上記高抵抗バッファ層５００は上記第２貫通ホールＰ２によって多数個の高抵抗バッファに区分される。
【０１６２】
また、上記後面電極層２００には多数個の第２リセス２４０が形成される。上記第２リセス２４０は上記後面電極層２００の一部が除去されて形成される。これによって、上記第２リセスによって上記後面電極層２００には段差が形成される。
【０１６３】
上記第２リセス２４０は上記基板１００の上面に対して凹に形成される。上記第２リセス２４０の内部面は曲面を含むことができる。即ち、上記第２リセス２４０の内側面及び底面は曲面を含む。より詳しくは、上記第２リセス２４０の内部面の全体が曲面でありうる。より詳しくは、上記第２リセス２４０の断面は一部が切られた円形状を有することができる。
【０１６４】
上記第２リセス２４０は上記第２貫通ホールＰ２の下に各々配置される。上記第２リセス２４０は上記第２貫通ホールＰ２に各々対応して配置される。上記第２リセス２４０は上記第２貫通ホールＰ２と各々一体形成される。上記第２リセス２４０の内側面は上記第２貫通ホールＰ２の内側面に各々一致する。
【０１６５】
上記第２リセス２４０の深さは上記後面電極層２００の厚さの約１／４乃至約１／２でありうる。上記第２リセス２４０の幅は上記第２貫通ホールＰ２の幅と実質的に同一でありうる。
【０１６６】
上記前面電極層６００は上記バッファ層４００の上に配置される。上記前面電極層６００は透明で、導電層である。上記前面電極層６００は導電性酸化物を含む。例えば、上記前面電極層６００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。
【０１６７】
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６００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。
【０１６８】
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、及び上記前面電極層６００には、多数個の第３貫通ホールＰ３が形成される。上記第３貫通ホールＰ３は上記中間層２５０の上面を露出するオープン領域である。例えば、上記第３貫通ホールＰ３の幅は約８０μｍ乃至約２００μｍでありうる。
【０１６９】
上記第３貫通ホールＰ３は上記第２貫通ホールＰ２に隣接する位置に形成される。より詳しくは、上記第３貫通ホールＰ３は上記第２貫通ホールＰ２の横側に配置される。即ち、平面視して、上記第３貫通ホールＰ３は上記第２貫通ホールＰ２の横側に並んで配置される。
【０１７０】
上記第３貫通ホールＰ３によって上記前面電極層６００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貫通ホールＰ３によって定義される。
【０１７１】
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。
【０１７２】
また、上記第３貫通ホールＰ３によって多数個のセルＣ１、Ｃ２・・・が定義される。より詳しくは、上記第２貫通ホールＰ２及び上記第３貫通ホールＰ３によって上記セルＣ１、Ｃ２・・・が定義される。即ち、上記第２貫通ホールＰ２及び上記第３貫通ホールＰ３によって実施形態に従う太陽光発電装置は上記セルＣ１、Ｃ２・・・に区分される。
【０１７３】
上記接続配線７００は上記前面電極層６００から延びて、上記中間層２５０、上記光吸収層３００、上記バッファ層４００、及び上記高抵抗バッファ層５００を貫通する。上記接続配線７００は上記第２貫通ホールＰ２の内側に配置される。
【０１７４】
上記接続配線７００は上記後面電極層２００に直接接続される。即ち、上記接続配線７００は上記後面電極層２００に直接接触される。より詳しくは、上記接続配線７００の端部は上記第２リセスに挿入される。また、上記接続配線７００は上記第２リセス２４０の内部面に直接接触される。即ち、上記接続配線７００は上記第２リセス２４０の内側面及び底面に直接接触される。
【０１７５】
これによって、上記接続配線７００及び上記後面電極層２００の間の接触面積が増加する。したがって、上記接続配線７００及び上記後面電極層２００の間の接触抵抗が減少し、接続特性が向上する。
【０１７６】
上記接続配線７００は互いに隣接するセルを連結する。より詳しくは、上記接続配線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。
【０１７７】
上記接続配線７００は上記前面電極層６００と一体形成される。即ち、上記接続配線７００に使われる物質は上記前面電極層６００に使われる物質と同一である。
【０１７８】
上記のように、上記接続配線７００及び上記後面電極層２００の間の接触面積が増加するにつれて、上記接続配線７００及び上記後面電極層２００の間の接続特性が向上する。
【０１７９】
また、上記接続配線７００は上記中間層２５０を貫通するため、上記後面電極層２００に直接接続される。即ち、中間層２５０は高い抵抗を有することができるため、接続配線７００が中間層２５０を通じて接続される場合には接続配線及び後面電極層２００の間に抵抗が増加する。
【０１８０】
したがって、実施形態に従う太陽光発電装置は上記接続配線７００を上記後面電極層２００に直接接続させるので、低い抵抗を有し、向上した電気的な特性を有する。
【０１８１】
実施形態に従う太陽光発電装置は、上記セルＣ１、Ｃ２・・・の間の抵抗を減少させることができる。また、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。
【０１８２】
図１４乃至図２３は、本発明の第３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。本製造方法に関する説明は前述した太陽光発電装置を参考する。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。
【０１８３】
図１４を参照して、基板１００の上に後面電極層２００が形成される。
【０１８４】
上記基板１００はガラスが使われ、セラミック基板、金属基板、またはポリマー基板などが使われることもできる。
【０１８５】
例えば、ガラス基板１００にはソーダライムガラス（soda lime glass）、または高変形点ソーダガラス（high strained point soda glass）を使用することができる。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１００を使用することができる。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。
【０１８６】
上記基板１００は透明でありうる。上記基板１００はリジッド（rigid）またはフレキシブル（flexible）でありうる。
【０１８７】
上記後面電極層２００は金属などの導電体で形成される。
【０１８８】
例えば、上記後面電極層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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
上記後面電極層２００であるモリブデン薄膜は電極として比抵抗が低く、かつ 熱膨張係数の差によって剥離現象が起こらないように基板１００への粘着性に優れなければならない。
【０１９１】
一方、上記後面電極層２００を形成する物質はこれに限定されず、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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
図１５を参照して、上記後面電極層２００に多数個の第１貫通ホールＰ１が形成される。上記後面電極層２００は上記第１貫通ホールＰ１によって電気的、物理的に相互分離できる。上記第１貫通ホールＰ１は上記基板１００を選択的に露出させることができる。
【０１９４】
上記第１貫通ホールＰ１は上記基板１００の上部領域を一部除去して上記基板１００に第１リセス１１０を形成することができる。上記第１リセス１１０は上記第１貫通ホールＰ１から延びて形成される。
【０１９５】
即ち、上記第１貫通ホールＰ１によって上記後面電極層２００は相互分離され、上記第１リセス１１０によって上記基板１００の表面は段差を有するように形成することができる。
【０１９６】
上記第１リセス１１０は上記基板１００の表面に対して凹な形態に形成され、その底面は曲面を有することができる。
【０１９７】
上記第１貫通ホールＰ１は等方性エッチング（isotropic etch）工程により形成される。
【０１９８】
例えば、上記第１貫通ホールＰ１はウォーター−ジェット（water-zet）を用いた湿式エッチング工程により形成される。即ち、上記第１貫通ホールＰ１及び上記第１リセス１１０は上記後面電極層２００及び上記基板１００に順次に高圧のエッチング液が噴射されて形成される。
【０１９９】
即ち、上記ウォーター−ジェットにより上記後面電極層２００が選択的に除去されて上記第１貫通ホールＰ１が形成される。この際、上記第１貫通ホールＰ１の下部の上記基板１００もエッチングして上記第１リセス１１０を形成することができる。
【０２００】
特に、上記ウォーター−ジェット工程により上記基板１００が等方性エッチングされるので、上記上記第１リセス１１０の底面は曲面を有するようになる。
【０２０１】
一般に、レーザー工程またはチップを使用したスクライビング工程時、基板１００と後面電極との熱膨張係数の差によって後面電極層２００が基板１００と分離される現象が発生する。
【０２０２】
本実施形態では、上記第１貫通ホールＰ１がウォーター−ジェットを用いた湿式エッチング工程により形成されて、上記第１貫通ホールＰ１によって分離された上記後面電極層２００の浮き上がり現象を防止することができる。
【０２０３】
また、上記第１貫通ホールＰ１が上記ウォーター−ジェットを用いた湿式エッチング工程により形成されて、上記第１貫通ホールの内側面は均一な形態に形成される。
【０２０４】
また、図１６を参照して、上記ウォーター−ジェット工程時間を延長させれば、エッチング液が上記基板１００の側面方向（ｘ、ｘ’）に浸透しながら上記基板１００を等方性エッチングするようになる。
【０２０５】
これによって、上記第１リセス１１０は上記第１貫通ホールＰ１より広い幅を有するようになる。即ち、上記第１貫通ホールＰ１の幅は第１幅（ｗ１）で形成され、上記第１リセス１１０の幅は上記第１幅（ｗ１）より広い第２幅（ｗ２）で形成される。
【０２０６】
例えば、上記第１貫通ホールＰ１の幅は約４０μｍ乃至約８０μｍであり、上記第１リセス１１０の幅は約６０μｍ乃至約１００μｍで形成される。
【０２０７】
上記第１貫通ホールＰ１により上記後面電極層２００はストライプ（stripe）形態またはマトリックス（matrix）形態に配置され、各々のセルＣ１、Ｃ２・・・に対応することができる。
【０２０８】
一方、上記後面電極層２００は上記の形態に限定されず、多様な形態に形成される。以後、上記後面電極層２００及び第１貫通ホールＰ１に対する洗浄及び乾燥工程を進行することができる。
【０２０９】
上記第１貫通ホールＰ１がウォーター−ジェットを用いた等方性エッチング工程により形成されるので、上記後面電極層２００のエッチング工程時に発生できるパーティクルなどの残余物の発生を抑制することができる。
【０２１０】
即ち、上記第１貫通ホールＰ１がウォーター−ジェット工程により形成されるので、上記後面電極層２００の残余物の発生を最小化し、またこのような残余物はウォーター−ジェットを用いて除去することができる。
【０２１１】
これによって、相互隣り合う上記後面電極が互いに短絡することを防止することができる。
【０２１２】
図１７を参照して、上記後面電極層２００及び第１貫通ホールＰ１の上に光吸収層３００が形成される。上記光吸収層３００はI−III−VI系化合物を含むことができる。
【０２１３】
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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
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、上記後面電極層２００の上、及び第１貫通ホールＰ１の内側にＣＩＧ系金属プリカーソル（precursor）膜が形成される。
【０２１６】
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系光吸収層が形成される。
【０２１７】
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。
【０２１８】
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は光電効果により光起電力を生成する。
【０２１９】
一方、上記光吸収層３００のセレニゼーション工程を進行する時、上記後面電極層２００をなす金属元素と上記光吸収層３００をなす元素が相互反応により結合できる。これによって、金属間化合物（intermetallic composite）を含む中間層２５０が上記後面電極層２００の上面に形成される。
【０２２０】
例えば、上記中間層２５０はモリブデン（Ｍｏ）とセレナイド（Ｓｅ）との化合物である二セレン化モリブデン（ＭｏＳｅ２）でありうる。
【０２２１】
上記中間層２５０は上記光吸収層３００及び上記後面電極層２００の間の界面に形成され、上記後面電極層２００の上面を保護することができる。
【０２２２】
上記中間層２５０は上記第１貫通ホールＰ１を介して露出した上記基板１００の表面には形成されないので、上記第１貫通ホールＰ１の内部に上記光吸収層３００がギャップフィルされる。
【０２２３】
上記中間層２５０である二セレン化モリブデン層は、上記後面電極層２００であるモリブデン薄膜より高い面抵抗を有する。したがって、上記後面電極層２００のコンタクト抵抗が高まるので、除去が要求される。
【０２２４】
図１８を参照して、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。
【０２２５】
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る。上記バッファ層４００は化学溶液蒸着法（chemical bath deposition；ＣＢＤ）により硫化カドミウム（ＣｄＳ）で形成される。
【０２２６】
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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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。
【０２３０】
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前面電極層６００との間に配置される。
【０２３１】
即ち、上記光吸収層３００と前面電極層６００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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
図１９を参照して、上記高抵抗バッファ層５００、バッファ層４００、光吸収層３００、及び中間層２５０を貫通する第２貫通ホールＰ２が形成される。
【０２３４】
上記第２貫通ホールＰ２は上記後面電極層２００を露出させることができる。
【０２３５】
上記第２貫通ホールＰ２が形成される時、上記後面電極層２００の一部が除去され、上記後面電極層２００に第２リセス２４０を形成することができる。
【０２３６】
即ち、上記第２リセス２４０は上記後面電極層２００の表面でリセス（recess）されて形成される。上記第２リセス２４０は上記第２貫通ホールＰ２から延びることができる。
【０２３７】
上記第２貫通ホールＰ２によって上記光吸収層３００及びバッファ層４００は相互分離され、上記第２リセス２４０によって上記後面電極層２００は露出し段差を有することができる。
【０２３８】
上記第２リセス２４０は上記後面電極層２００の表面に対して凹な形態に形成され、その底面は曲面を有することができる。上記第２リセス２４０によって上記後面電極層２００の露出する面積は増加する。
【０２３９】
上記第２貫通ホールＰ２によって上記中間層２５０が除去されて上記後面電極層２００は露出する。特に、上記後面電極層２００まで除去されて、上記第２貫通ホールＰ２及び上記リセス２１０が形成されるので、上記中間層２５０のうち、上記第２貫通ホールＰ２に対応する部分は完全に除去される。
【０２４０】
上記第２貫通ホールＰ２及び第２リセス２４０は等方性エッチング工程により形成される。即ち、上記第２貫通ホールＰ２及び第２リセス２４０はウォーター−ジェット（water‐zet）を用いた湿式エッチング工程により形成される。
【０２４１】
上記第２貫通ホールＰ２及び第２リセス２４０の形成のためのウォーター−ジェット工程は上記第１貫通ホールＰ１及び第１リセス１１０の形成のための方法と同一であるので、これに対する詳細な説明は省略する。
【０２４２】
上記ウォーター−ジェットを用いた等方性エッチング工程により上記後面電極層２００が等方性エッチングされるので、上記第２リセス２４０の底面は曲面を有するようになる。
【０２４３】
一般に、レーザー工程またはチップを使用したスクライビング工程時、上記第２貫通ホールの側壁は不均一な形態、即ち第２貫通ホールの内側面はラフネス（roughness）が大きくなり、シャントパス（shunt path）を誘発させることができる。
【０２４４】
本実施形態では、上記第２貫通ホールＰ２はウォーター−ジェットを用いたエッチング工程により形成され、上記第２貫通ホールＰ２の内側面のラフネスを減少させることができる。
【０２４５】
また、図２０を参照して、上記ウォーター−ジェット工程時間を延長させれば、上記後面電極層２００の側面方向（ｘ−ｘ’）にエッチング液が浸透し、上記後面電極層２００は等方性エッチングされる。
【０２４６】
これによって、上記第２リセス２４０は上記第２貫通ホールＰ２より広い幅を有するようになる。即ち、上記第２貫通ホールＰ２の幅は第３幅（ｗ３）で形成され、上記第２リセス２４０の幅は第３幅（ｗ３）より広い第４幅（ｗ４）で形成される。
【０２４７】
例えば、上記第２貫通ホールＰ２の幅は約４０μｍ乃至約８０μｍであり、上記第２リセス２４０の幅は約６０μｍ乃至約１００μｍで形成される。
【０２４８】
また、上記第２貫通ホールＰ２は上記第１貫通ホールＰ１と隣接するように形成される。例えば、上記第１貫通ホールＰ１と第２貫通ホールＰ２とのギャップは約４０μｍ乃至約８０μｍでありうる。
【０２４９】
以後、上記第２貫通ホールＰ２を含む上記基板１００に対する洗浄及び乾燥工程を進行することができる。
【０２５０】
上記第２貫通ホールＰ２及び第２リセス２４０により上記中間層２５０が選択的に除去され、上記後面電極層２００を露出させることができる。したがって、上記後面電極層２００の露出する面積が増加する。
【０２５１】
図２１を参照して、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、前面電極層６００が形成される。
【０２５２】
上記前面電極層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及び第２リセス２４０の内側にも蒸着して、多数個の接続配線７００が形成される。
【０２５３】
上記接続配線７００は上記第２貫通ホールＰ２を介して上記後面電極層２００と直接連結できる。特に、上記接続配線７００は上記第２リセス２４０によって上記後面電極層２００との接触面積を拡張させることができる。
【０２５４】
これによって、上記接続配線７００と上記後面電極層２００とのオーミック（ohmic）コンタクトが向上することができる。特に、実施形態に従う太陽光発電装置のバックコンタクト（back contact）に使われる上記後面電極層２００の表面に沿って流れる電流の移動性及び伝導性が向上することができる。
【０２５５】
上記前面電極層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。
【０２５６】
上記前面電極層６００は上記光吸収層３００とｐｎ接合を形成するウィンドウ（window）層であって、太陽電池の前面の透明電極の機能をするので、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。
【０２５７】
したがって、上記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。
【０２５８】
上記前面電極層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等により形成される。
【０２５９】
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。
【０２６０】
図２２を参照して、上記前面電極層６００、高抵抗バッファ層５００、バッファ層４００、及び光吸収層３００を貫通する第３貫通ホールＰ３が形成される。
【０２６１】
上記第３貫通ホールＰ３は上記中間層２５０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。
【０２６２】
例えば、上記第３貫通ホールＰ３の幅は約４０μｍ乃至約８０μｍであり、上記第３貫通ホールＰ３と上記第２貫通ホールＰ２とのギャップは約４０μｍ乃至約８０μｍでありうる。
【０２６３】
上記第３貫通ホールＰ３はレーザー（laser）を照射するか、チップ（Tip）のような機械的（mechanical）方法により形成される。
【０２６４】
上記第３貫通ホールＰ３が形成される時、上記中間層２５０によって上記後面電極の表面が保護できる。
【０２６５】
即ち、上記中間層２５０が上記後面電極層２００の表面に形成されているので、上記チップを使用したエッチング工程時、上記中間層２５０は潤滑機能を遂行して、上記後面電極層２００の損傷を防止することができる。
【０２６６】
上記第３貫通ホールＰ３によって、上記光吸収層３００、バッファ層４００、高抵抗バッファ層５００、及び前面電極層６００は多数個のセルＣ１、Ｃ２・・・に相互分離される。
【０２６７】
この際、上記接続配線７００により各々のセルＣ１、Ｃ２・・・は互いに連結できる。即ち、上記接続配線７００は相互隣接するセルの後面電極層２００と前面電極層６００を物理的、電気的に連結することができる。
【０２６８】
図２３は、第１貫通ホールＰ１の下部に延びた第１リセス１１０が第２幅（ｗ２）で形成され、上記第２貫通ホールＰ２の下部に延びた第２リセス２４０が第４幅（ｗ４）で形成されたものを示す図である。
【０２６９】
本実施形態では、ウォーター−ジェットを用いた等方性エッチング工程により第１貫通ホールＰ１及び第２貫通ホールＰ２を形成することができる。
【０２７０】
これによって、上記第１貫通ホールＰ１で後面電極層２００と上記基板１００の浮き上がり現象を防止し、素子の不良を防止することができる。
【０２７１】
また、上記第２貫通ホールＰ２の形成時、下部の二セレン化モリブデン層を選択的に除去し、上記接続配線７００及び上記後面電極層２００の間のコンタクト特性が向上することができる。
【０２７２】
また、上記二セレン化モリブデン層によって上記後面電極層２００の損傷を防止することができる。
【０２７３】
また、上記第１貫通ホールＰ１及び第２貫通ホールＰ２の形成時に発生する残余物を除去し、漏洩電流発生を防止することができる。
【０２７４】
これによって、向上した電気的特性を有する太陽光発電装置が容易に提供できる。
【０２７５】
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。
【０２７６】
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】
【０２７７】
本発明は、太陽光発電分野に用いられる。
【図１】
2013508945.tif 000003
【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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【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2013508945.tif 000024
【図２３】
2013508945.tif 000025
【国際調査報告】
2013508945.tif 000026
2013508945.tif 000027
2013508945.tif 000028
2013508945.tif 000029