(57)【要約】【課題】本発明は集積型薄膜太陽電池に関し、より詳しくは製造工程の時発生される太陽電池の損失を最小化して低価の工程でも可能な薄膜太陽電池及びその製造方法と集積型薄膜太陽電池の単位セル間の絶縁間隔を最小化して有效面積を広げて製造単価を節減することができる集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法とその構造、及びその透明電極が形成された透明基板を提供する。【解決手段】このような本発明による集積型薄膜太陽電池の製造方法は（ａ）絶縁透明基板上に離隔されるようにパターニングされた透明電極を形成する段階と、（ｂ）前記（ａ）段階による基板の上に太陽電池(半導体)層を形成する段階と、（ｃ）前記太陽電池(半導体)層の上に伝導物質をななめに蒸着して１次裏面電極を形成する段階と、（ｄ）前記１次裏面電極をマスクで使って前記太陽電池(半導体)層を蝕刻する段階及び （ｅ）前記（ｄ）段階による基板の上に伝導物質をななめに蒸着して前記透明電極と前記１次裏面電極が電気的に繋がれるように２次裏面電極を形成する段階を含む。【選択図】図３
2008533737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ） 絶縁透明基板上に離隔されるようにパターニングされた透明電極を形成する段階と、
（ｂ）前記（ａ）段階による基板の上に太陽電池(半導体)層を形成する段階と、
（ｃ）前記太陽電池(半導体)層の上に伝導物質をななめに蒸着して１次裏面電極を形成する段階と、
（ｄ）前記１次裏面電極をマスクで使って前記太陽電池(半導体)層を蝕刻する段階と、
（ｅ）前記（ｄ）段階による基板の上に伝導物質をななめに蒸着して前記透明電極と前記１次裏面電極が電気的に繋がれるように２次裏面電極を形成する段階と、
を含むことを特徴とする集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項２】
前記（ａ）段階は、
（ａ−１）前記基板上に薄膜の透明電極を形成する段階と、
（ａ−２）前記透明電極上に離隔されるようにフォトレジスタ（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔｅｒ；ＰＲ）またはポリマーパターンを形成する段階と、
（ａ−３）前記フォトレジスタまたはポリマーパターンをマスクで使って前記透明電極をエッチングする段階と、
（ａ−４）前記フォトレジスタまたはポリマーパターンを取り除く段階と、
を含むことを特徴とする、請求項１記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項３】
前記透明電極は、酸化亜鉛（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ  （ＺｎＯ））、酸化柱石（Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ  （ＳｎＯ２））または酸化インジウム柱石（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ  （ＩＴＯ））の内の何れか一つ以上により形成されたことを特徴とする、請求項２記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項４】
前記（ａ−３）段階では、前記透明電極のエッチングは等方性蝕刻法であることを特徴とする、請求項２記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記（ａ−３）段階では、前記透明電極のエッチングはメッサ（ｍｅｓａ）エッチングであることを特徴とする、請求項２記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記（ａ−３）段階では、前記透明電極のエッチングは異方性蝕刻法であることを特徴とする、請求項２記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記（ｄ）段階は前記太陽電池(半導体)層を前記基板から垂直方向にエッチングすることを特徴とする、請求項４または５記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記（ｄ）段階は前記太陽電池(半導体)層を前記基板から傾いた方向にエッチングすることを特徴とする、請求項６記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記（ｅ）段階の伝導物質蒸着は、電子ビームまたは熱蒸着からなり、前記（ｅ）段階の伝導物質蒸着によって単位素子間電気的に直列繋がれることを特徴とする、請求項１記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記（ｂ）段階の前記太陽電池は、シリコン系薄膜太陽電池、化合物系薄膜太陽電池、有機物系太陽電池、乾式染料感応型太陽電池の内の何れか一つ以上を利用したことを特徴とする、請求項１記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記シリコン系薄膜太陽電池は、非晶質シリコン単一接合太陽電池（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ（ａ−Ｓｉ：Ｈ）  ｓｉｎｇｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、非晶質シリコン多重接合太陽電池（ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−Ｓｉ：Ｈ  ｍｕｌｔｉ−ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、非晶質シリコンゲルマニウム単一接合太陽電池（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ−ｇｅｒｍａｎｉｕｍ（ａ−ＳｉＧｅ：H） ｓｉｎｇｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、非晶質シリコン/非晶質シリコンゲルマニウム二重接合太陽電池（ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ  ｄｏｕｂｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、非晶質シリコン/非晶質シリコンゲルマニウム/非晶質シリコンゲルマニウム三重接合太陽電池（ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ／ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ  ｔｒｉｐｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、非晶質シリコン/マイクロ結晶シリコン(多結晶シリコン) 二重接合太陽電池（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ／ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ（ｐｏly）  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｄｏｕｂｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）の内の何れか一つ以上を利用したことを特徴とする、請求項１０記載の集積型薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
前記１次及び２次裏面電極は銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、または金（Ａｕ）の内の何れか一つ以上を利用したことを特徴とする、請求項１記載の薄膜太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
請求項１記載の薄膜太陽電池の製造方法によって単位素子間を電気的に直列連結して集積化されたことを特徴とする薄膜太陽電池。
【請求項１４】
集積型薄膜太陽電池単位セルの透明電極を加工する方法において、
（ａ）絶縁透明基板上に薄膜で透明電極層を形成する段階と、
（ｂ）前記透明電極層の上に印刷法を利用して離隔されるようにフォトレジスタ（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ；  ＰＲ）またはポリマーパターンを形成する段階と、
（ｃ）前記フォトレジスタまたはポリマーパターンをマスクで使って前記透明電極をエッチングする段階と、
（ｄ）前記フォトレジスタまたはポリマーパターンを取り除く段階と、
を含むことを特徴とする集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法。
【請求項１５】
前記（ａ）段階では、透明電極層は、酸化亜鉛（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ  （ＺｎＯ））、酸化柱石（Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ  （ＳｎＯ２））または酸化インジウム柱石（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ  （ＩＴＯ））の内の何れか一つ以上を利用したことを特徴とする、請求項１４記載の集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法。
【請求項１６】
前記（ｃ）段階は前記透明電極層を垂直エッチングすることを特徴とする、請求項１４記載の集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法。
【請求項１７】
前記（ｃ）段階は前記透明電極層をメッサ（ｍｅｓａ）エッチングすることを特徴とする、請求項１４記載の集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法。
【請求項１８】
前記（ｃ）段階は前記透明電極層を等方性エッチングすることを特徴とする、請求項１４記載の集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法。
【請求項１９】
集積型薄膜太陽電池単位セルの透明電極を加工する方法において、
（ａ）基板上に薄膜で透明電極層を形成する段階と、
（ｂ）前記透明電極層の上にフォトレジスタ（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ；  ＰＲ）をコーティングして、写真蝕刻法を利用して離隔されたフォトレジスタパターンを形成する段階と、
（ｃ）前記フォトレジスタパターンをマスクで使って前記透明電極をエッチングする段階と、
（ｄ）前記フォトレジスタパターンを取り除く段階と、
を含むことを特徴とする集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法。
【請求項２０】
集積型薄膜太陽電池単位セルの透明電極を加工する方法において、
（ａ）ゾル-ゲル（ｓｏｌ−ｇｅｌ）法を利用してゲル状態の透明伝導物質を高精細な版胴に塗布する段階と、
（ｂ）圧胴と前記版胴との間に基板を挿入して印刷法で前記版胴に塗布された前記透明伝導物質を前記基板の上に印刷する段階と、
を含むことを特徴とする集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法。
【請求項２１】
請求項１４、 １９、 ２０のいずれか一項の集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法によって製作されたことを特徴とする集積型薄膜太陽電池用透明電極。
【請求項２２】
請求項
１４、１９、 ２０のいずれか一項の集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法によって製作された透明電極が相互間絶縁されて形成された透明基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集積型薄膜太陽電池（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌｓ）に関し、 より詳しくは集積型太陽電池の製造工程の時発生される面積損失を最小化して低価の工程でも可能な集積型薄膜シリコン太陽電池及びその製造方法と集積型薄膜太陽電池（ｉｎｔｅｒｇｒａｔｅｄ  ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）の複数の単位セルが一定間隔に絶縁されて直列連結でモジュール化された集積型薄膜太陽電池において各単位セルの間絶縁間隔を最小化するための集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法とその構造、及びその透明電極が形成された透明基板に関する。 
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は太陽光エネルギーを直接電気に変換させる半導体素子で、ここに使われる材料によって大きくシリコン系、化合物系、有機物系に分類することができる。
【０００３】
そして、シリコン系太陽電池は半導体の相（ｐｈａｓｅ）によって詳細には単結晶（ｓｉｎｇｌｅ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）シリコン、多結晶（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）シリコン、非晶質（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）シリコン太陽電池に分類される。
また、太陽電池は、半導体の厚さによってバルク(基板)型太陽電池と薄膜型太陽電池に分類されるのに、 薄膜型太陽電池は半導体層の厚さが数１０ｕｍないし数ｕｍ以下の太陽電池である。
【０００４】
シリコン系太陽電池では、単結晶及び多結晶シリコン太陽電池はバルク型に属し、 非晶質シリコン太陽電池は薄膜型に属する。
【０００５】
一方、化合物系太陽電池はＩＩＩ-Ｖ族の ＧａＡｓ（Ｇａｌｌｉｕｍ Ａｒｓｅｎｉｄｅ）やＩｎＰ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ）などのバルク型とＩＩ−ＶＩ族のＣｄＴｅ  （Ｃａｄｍｉｕｍ  Ｔｅｌｌｕｒｉｄｅ）及びＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族のＣｕｌｎＳｅ２ （ＣＩＳ；  Ｃｏｐｐｅｒ Ｉｎｄｉｕｍ  Ｄｉｓｅｌｅｎｉｄｅ）などの薄膜型に分類され、有機物系太陽電池には有機分子型と有無機複合型がある。 この他に染料感応型太陽電池がありこれらすべては薄膜型に属する。
【０００６】
このように多くの種類の太陽電池の中でエネルギー変換效率が高く製造費用が相対的に少ないバルク型シリコン太陽電池が主に地上電力用で幅広く活用されてきている。
【０００７】
しかし、最近はバルク型シリコン太陽電池の需要が急増するによって原料の不足現象で価格が上昇する傾向にある。 ここで大規模地上電力用太陽電池の低価化及び量産化技術開発のためには、シリコン原料を現在の１００分の１に節減することができる薄膜型太陽電池の開発が切実に要求されている。
薄膜型太陽電池は、バルク型太陽電池に比べて大きい面積での製作が容易であるとの長所があるが、一方で受光面側の透明電極の抵抗のため、エネルギー変換効率については面積が大きくなるほど減少するという短所がある。
このような問題を解決するために開発されたものが集積型薄膜太陽電池の構造である。この構造は、透明電極が帯形状で複数に分割され、その上に形成された小さい単位セルが互いに電気的に直列連結された構造となっているため、透明電極の抵抗による電力損失を減らすことができる。また、大きい面積で製作する場合にも変換効率の低下を小さくすることができる。なお、集積型構造によって一枚の基板から実用的な高い電圧を得ることができるため、モジュール組立工程を簡単化することができる。
しかし、このような集積型薄膜太陽電池の構造及び製作工程にも様々な問題点がある。これについては、以下説明する。
【０００８】
図１は従来の集積型薄膜太陽電池のモジュール構造を示す図面で、図２には従来の集積型薄膜太陽電池用透明電極、太陽電池(半導体)層、裏面電極を形成するためのレーザーパターニング（ｌａｓｅｒ  ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）工程を示す一つの実施形態がある。
【０００９】
図１に示すように、従来の集積型薄膜太陽電池１は、ガラス基板や絶縁透明プラスチック基板（１０；以下 透明基板とする) 上に複数の単位セル２０が直列に繋がれモジュール化された構造からなる。
【００１０】
したがって、集積型薄膜太陽電池のモジュールは、絶縁体である透明基板１０の上部に相互断絶(絶縁)された帯形状に形成された透明電極２２と、 透明電極２２を覆って帯形状に形成された単位太陽電池(半導体)層２４、 太陽電池層２４を覆って帯形状に形成された裏面電極層２６で構成されて、 切断(絶縁)された複数の単位セル２０が相互直列に繋がれた構造になっている。そして、太陽電池の電気的な段落防止及び保護を目的に樹脂（ｒｅｓｉｎ）になった裏面保護層３０を裏面電極で覆って形成することより構成されている。
【００１１】
このような構造の集積型薄膜太陽電池１を製作するために、レーザーパターニング（ｌａｓｅｒ  ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）法、化学的気化加工（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ；  ＣＶＭ）法、金属針による機械的スクライビング（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｃｒｉｂｉｎｇ）法などが一般的に使われている。レーザーパターニング法は、主にＹＡＧ  レーザービームを利用して、透明電極２２、太陽電池(半導体)層（２４）、 裏面電極層２６ などを蝕刻する技術である。 具体的な使い方を説明すれば次のとおりである。
【００１２】
図１に示すように、 絶縁透明基板１０上に一番目に形成される透明電極２２を待機状態でレーザービームを利用して蝕刻（ｅｔｃｈｉｎｇ）した後、二番目に形成される太陽電池(半導体)層２４を再度待機状態でレーザービームを利用して切断(絶縁)し、最後に形成される裏面電極層２６を再び待機状態でレーザーパターニングによって蝕刻することで太陽電池を直列に連結させて集積型太陽電池モジュールを形成することとする。
【００１３】
このようなレーザーパターニング法の問題点を指摘する。
まず、 絶縁透明基板１０の上部全面(全面)に形成された透明電極２２を、図２に示すようにレーザーパターニング法で切断して一定の幅を持つ帯形態で切断(絶縁)すれば、 加工された切断幅は、５０ｕｍないし数１００ｕｍ位になるのが一般的である。
【００１４】
ところが、透明電極２２に形成される太陽電池(半導体)層２４の形成工程が大部分真空状態からなるのに比べて、 この太陽電池(半導体)層２４を切断するためのレーザーパターニングは待機状態からなるから真空の中での連続的な工程をすることができず、このため、製造装置の稼動効率が下がるようになる。 その結果、このような工程は太陽電池の価格をあげる要因に作用されることでしかない。 また、太陽電池１層の蝕刻のために基板が大気の中に露出するから水気及び汚染物質の付着によって太陽電池モジュールの特性が低下する問題点が生じうる。
【００１５】
その次の段階として、通常、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）法によって裏面電極を真空の中で形成し、また、大気の中でレーザーパターニングをして集積型太陽電池モジュールを製作するようになるのに、 このような工程も、前記のような工程の連続性と汚染問題を惹起させうる。 そして、透明電極２２及び太陽電池(半導体)層２４の切断のための二度のレーザーパターニングと、 裏面電極２６を切断して同時に太陽電池を直列連結するための一回のレーザーパターニングとの計三回にわたるレーザーパターニングを通じて消失する太陽電池のセル２０とセル間の無効面積(切断幅)が広くなるようになり、太陽電池の有効面積の損失が大きくなる問題点がある。また、パターニングのためのレーザー装備が高価で、また正確な位置でパターニングするためには精密な位置制御システムが必要となり、これにより製造単価が上がってしまう問題点がある。
【００１６】
一方、化学的気化加工法は、ＳＦ６／Ｈｅなどのガスを利用して基板上部に近接してグリッド（ｇｒｉｄ）状に配列された直径数十ｕｍの電極周辺に常圧のプラズマを局所的に発生させることで太陽電池(半導体)層を均一な幅を持つ複数の単位セルを一度に切断する技術である。
【００１７】
このような化学的気化加工法は工程時間が短く、膜の選択性がすぐれ、レーザーパターニング法に比べて膜の損傷（ｄａｍａｇｅ）を小さくできる特徴がある。 また、レーザーパターニング法とは違い真空状態で蝕刻が遂行されるから、レーザーパターニング法の問題点として基板が待機状態に露出するによる太陽電池の性能低下を防止することができるし、 レーザーパターニング法に比べて製造単価を節減できる利点がある。
【００１８】
しかし、パターニングされた透明電極に合わせて正確な位置で蝕刻が遂行されなければならないから真空装置の中で位置を正確に制御できる精密位置制御システムが必要となる。 このような点は大面積の基板を使って太陽電池を製作しようとすると、大変困難な問題として台頭する。また、蝕刻できる間隔が最小２００ｕｍ位になり、レーザーパターニング法による絶縁間隔より広く、太陽電池の有効面積の損失が大きくなる問題点がある。
【００１９】
一方、さらに他の蝕刻方法として機械的なスクライビング（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｃｒｉｂｉｎｇ） 法がある。 この方法では、複数の金属針によって、必要な単位セル数に対応して一括スクライビングが可能であり、 拡張性及び高速処理への適応性は、レーザーパターニング法より高い。 また、装置及び運転コストが先に記述した二つの方法に比べて一番安い蝕刻方法である。
【００２０】
ＣＩＳ太陽電池を例にあげれば、モリブデン（Ｍｏ）に比べて相対的に淡い ＣｄＳ／ＣＩＳ層はスクライビング方法により容易に掻き出す（ｓｃｒｉｂｉｎｇ）ことができるので、ＣＩＳ太陽電池の製作に広く使われている。
【００２１】
しかし、既存の機械的なスクライビング方法も太陽電池(半導体)層にだけに限って使われるので、裏面電極で使われるモリブデン（Ｍｏ）及び前面電極で使われるＺｎＯを蝕刻するためにはレーザーパターニング装備及び正確な位置制御のための精密位置制御装置などが必要になる問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は前述の問題点を解決するために案出され、 その目的は、 集積型薄膜太陽電池の単位素子間絶縁間隔を小さくして太陽電池の有効面積を広げ、 透明電極の形成後のすべての工程が真空の中で遂行されるようにして、 簡単な工程で太陽電池の単位素子を直列連結してモジュール化された集積型薄膜太陽電池を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前述の集積型薄膜太陽電池を製造する場合においてモジュールの性能低下を防止して製造単価を節減するための製造方法を提供することにある。
【００２３】
また、本発明の他の目的は、前述の集積型薄膜太陽電池を製造する場合において、モジュールの性能低下が無視することができるほどに小さいながらも望まれる高電圧を一つのモジュールで得ることができる方法を提供することにある。
【００２４】
また、本発明のまた他の目的は集積型薄膜太陽電池単位セル間の絶縁間隔を小さくして太陽電池の有効面積を広げ、 レーザーまたは精密位置制御システムなどの高価装備を使わずに製造単価を節減することができる印刷法を利用した集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法、その構造、 及びその透明電極が形成された透明基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の一つの実施形態による集積型薄膜太陽電池の製造方法は（ａ）絶縁透明基板上に離隔されるようにパターニングされた透明電極を形成する段階と、（ｂ）前記（ａ）段階による基板の上に太陽電池(半導体)層を形成する段階と、（ｃ）前記太陽電池(半導体)層の上に伝導物質をななめに蒸着して１次裏面電極を形成する段階と、（ｄ）前記１次裏面電極をマスクで使って前記太陽電池(半導体)層を蝕刻する段階と、（ｅ）前記（ｄ）段階による基板の上に伝導物質をななめに蒸着して前記透明電極と前記１次裏面電極が電気的に繋がれるように２次裏面電極を形成する段階と、を含む。
【００２６】
ここで、 前記（ａ）段階は（ａ−１）前記基板上に薄膜の透明電極を形成する段階と、（ａ−２）前記透明電極上に離隔されるようにフォトレジスタ（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔｅｒ；ＰＲ）またはポリマーパターンを形成する段階と、（ａ−３）前記フォトレジスタまたはポリマーパターンをマスクで使って前記透明電極をエッチングする段階と、（ａ−４）前記フォトレジスタまたはポリマーパターンを取り除く段階と、を含むのが望ましい。
【００２７】
ここで、前記透明電極は酸化亜鉛（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ  （ＺｎＯ））、 酸化柱石（Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ  （ＳｎＯ２））または酸化インジウム柱石（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ  （ＩＴＯ））内の何れか一つ以上で形成されることが望ましい。
【００２８】
ここで、前記（ａ−３）段階では、前記透明電極のエッチングは等方性蝕刻法であることが望ましい。
【００２９】
ここで、前記 （ａ−３）段階では、前記透明電極のエッチングはメッサ（ｍｅｓａ） エッチングであることが望ましい。
【００３０】
ここで、前記（ａ−３）段階では、前記透明電極のエッチングは異方性蝕刻法であることが望ましい。
【００３１】
ここで、前記（ｄ）段階は前記太陽電池(半導体)層を前記基板から垂直方向にエッチングすることが望ましい。
【００３２】
ここで、前記（ｄ）段階は前記太陽電池(半導体)層を前記基板から傾いた方向にエッチングすることが望ましい。
【００３３】
ここで、前記（ｅ）段階の金属蒸着は電子ビームまたは熱蒸着によって行われて、前記（ｅ）段階の金属蒸着によって単位素子間電気的に直列繋がれるのが望ましい。
【００３４】
ここで、 前記（b）段階の前記太陽電池はシリコン系薄膜太陽電池、化合物系薄膜太陽電池、有機物系太陽電池、乾式染料感応型太陽電池の内の何れか一つ以上を利用するのが望ましい。
【００３５】
ここで、前記シリコン系薄膜太陽電池は非晶質シリコン単一接合太陽電池（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ（ａ−Ｓｉ：Ｈ）  ｓｉｎｇｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、非晶質シリコン多重接合太陽電池（ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−Ｓｉ：Ｈ、ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−Ｓｉ：Ｈ  ｍｕｌｔｉ−ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、非晶質シリコンゲルマニウム単一接合太陽電池（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ−ｇｅｒｍａｎｉｕｍ（ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ）  ｓｉｎｇｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、非晶質シリコン/非晶質シリコンゲルマニウム二重接合太陽電池（ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ  ｄｏｕｂｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、非晶質シリコン/非晶質シリコンゲルマニウム/非晶質シリコンゲルマニウム三重接合太陽電池（ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ／ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ  ｔｒｉｐｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、非晶質シリコン/マイクロ結晶シリコン(多結晶シリコン) 二重接合太陽電池（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ／ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ（ｐｏｌｙ）  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｄｏｕｂｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）の内何れの一つ以上を利用するのが望ましい。
【００３６】
ここで、前記１次及び２次裏面電極は銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、または金（Ａｕ）の内の何れか一つ以上を利用するのが望ましい。
【００３７】
本発明の他の実施形態による薄膜太陽電池は、前述の薄膜太陽電池の製造方法によって単位素子間を電気的に直列連結でモジュール化される。
【００３８】
本発明のさらに他の実施形態による集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法は、集積型薄膜太陽電池単位セルの透明電極を加工する方法において、（ａ）絶縁透明基板上に薄膜で透明電極層を形成する段階と、（ｂ）前記透明電極層の上に印刷法を利用して離隔されるようにフォトレジスタ（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ；  ＰＲ）またはポリマーパターンを形成する段階と、（ｃ）前記フォトレジスタまたはポリマーパターンをマスクで使って前記透明電極をエッチングする段階と、（ｄ）前記フォトレジスタまたはポリマーパターンを取り除く段階と、を含む。
【００３９】
ここで、前記（ａ）段階では、透明電極層は、酸化亜鉛（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ  （ＺｎＯ））、酸化柱石（Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ  （ＳｎＯ２）） または酸化インジウム柱石（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ  （ＩＴＯ））の内の何れか一つ以上を利用するのが望ましい。
【００４０】
ここで、前記（ｃ）段階は前記透明電極層を垂直エッチングすることが望ましい。
【００４１】
ここで、前記（ｃ）段階は前記透明電極層をメッサ（ｍｅｓａ）エッチングすることが望ましい。
【００４２】
ここで、前記（ｃ）段階は前記透明電極層を等方性エッチングすることが望ましい。
【００４３】
本発明のさらに他の実施形態による集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法は、集積型薄膜太陽電池単位セルの透明電極を加工する方法において、（ａ）基板上に薄膜で透明電極層を形成する段階と、（ｂ）前記透明電極層の上にフォトレジスタ（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ；  ＰＲ）をコーティングして、写真蝕刻法を利用して離隔されたフォトレジスタパターンを形成する段階と、（ｃ）前記フォトレジスタパターンをマスクで使って前記透明電極をエッチングする段階と、（ｄ）前記フォトレジスタパターンを取り除く段階と、を含む。
【００４４】
本発明のさらに他の実施形態による集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法は、集積型薄膜太陽電池単位セルの透明電極を加工する方法において、（ａ）ゾル-ゲル（ｓｏｌ−ｇｅｌ）法 を利用してゲル状態の透明伝導物質を高精細な版胴に塗布する段階と、（ｂ）圧胴と前記版胴との間に基板を挿入して印刷法で前記版胴に塗布された前記透明伝導物質を前記基板の上に印刷する段階と、を含む。
【００４５】
本発明のさらに他の実施形態による集積型薄膜太陽電池用透明電極は前述の集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法によって製作される。
【００４６】
本発明のさらに他の実施形態による透明電極が相互間絶縁されて形成された透明基板は前述の集積型薄膜太陽電池用透明電極の加工方法によって製作される。
【発明の効果】
【００４７】
前述したように本発明によれば、 集積型薄膜太陽電池の単位素子間絶縁間隔を既存のレーザーパターニング及び化学的気化加工法に比べて数十倍ないし数百倍以上減らすことができて太陽電池の有効面積を極大化することができるし、 これによって太陽電池モジュールの性能を高めることができる效果がある。
【００４８】
また、自己の整列が可能で正確な位置制御装置が不必要で、透明電極の加工の時には印刷法を利用してエッチングさせることで、レーザー、 精密位置制御システムなどの高価装備が不要となり、これにより製造単価を節減することができるし、 透明電極形成後のすべての工程が真空の中で遂行されるから大気状態に露出するによる太陽電池モジュールの性能低下を防止することができる效果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態をより詳しく説明する。
図３は本発明による集積型薄膜太陽電池のモジュール構造を示す断面図である。示すように、本発明による集積型薄膜太陽電池は所定基板１上に傾斜断面を持つ透明電極２と、 太陽電池(半導体)層３、１次裏面電極４、２次裏面電極５が順番どおり積層された構造からなっている。１次裏面電極４、２次裏面電極５は伝導物質で構成される。
【００５０】
すなわち、透明電極２は、左右隣接している透明電極２間を絶縁するようにパターニングされて絶縁間隔が形成され、太陽電池(半導体)層３及び１次裏面電極４は、パターニングされた透明電極２上に蒸着され、１次裏面電極４上に位置された２次裏面電極５は、隣接している一方向の透明電極２と接触して単位素子間を電気的に直列に繋がれる構造である。
【００５１】
このとき、パターニングされた透明電極２の側部は、示すように一定傾きを持つ傾斜断面にできるが、これに限定されない。湾曲された傾斜断面、または基板１と垂直した断面にできる。
【００５２】
このような本発明の集積型薄膜太陽電池を製造する工程段階を順に説明すれば次のとおりである。
【００５３】
図４ないし図１４は本発明による集積型薄膜太陽電池を製造するための工程段階を順に示す断面図、 図１５は図４ないし図１４に示す工程段階を順に説明するための手続図、図１６は図１５に示す工程の詳細手続図である。
【００５４】
先ず図４及び図１５を参照すれば、図４には、所定基板１の上に傾斜断面を持つ透明電極２が形成された状態の断面が図示されている。
【００５５】
示すように、本発明の集積型薄膜太陽電池を製造する方法は、初段階として、所定基板１上にパターニング（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）された透明電極２を形成する（Ｓ１０）。
ここで基板１は、ガラスや透明プラスチックなどの絶縁透明基板で、透明電極２は、酸化亜鉛（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ（ＺｎＯ））、酸化柱石（Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ（ＳｎＯ２））、酸化インジウム柱石（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ））内の何れか一つ以上の透明伝導膜が使われる。
【００５６】
そして、パターニングされた透明電極２は、凹凸表面がある場合、凹凸表面がない場合のいずれも可能である。
【００５７】
このような透明電極２をパターニングする工程は、図５及び図１６に示すように、透明基板１上に薄膜で透明伝導層２を形成して（Ｓ１２）、透明伝導層２上には印刷法でフォトレジスタ（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ；  ＰＲ）またはポリマー２０を塗布するが、印刷されるフォトレジスタまたはポリマーの粘度大きさを調節して相互間一定距離離隔されるように塗布する（Ｓ１４）。 塗布後、フォトレジスタまたはポリマー２０をマスクで使って透明伝導層２を蝕刻した後フォトレジスタまたはポリマー２０を取り除く段階を含む（Ｓ１６、Ｓ１８）。
【００５８】
この時、使われる印刷法は印刷装置が一番簡単で安価の工程で簡便にパターン化されたフォトレジスタまたはポリマー薄膜を塗布することができるスクリーン印刷（ｓｃｒｅｅｎ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）法または一番高精細なパターン形成が可能なグラビア印刷（ｇｒａｖｕｒｅ  ｐｒｅｓｓ）法などを利用する。
【００５９】
そして、 透明電極２を蝕刻する場合には蝕刻する方式に従って異方性（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）または等方性（ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ）蝕刻法を利用するのに、等方性蝕刻法を通じる透明電極２は図４に示すように両側部が曲線に湾曲された傾斜面で下部に行くほどその幅がますます大きくなるパターンに形成されることができる。
【００６０】
また、異方性蝕刻法を通じる透明電極２は図６及び図７に示すように基板と垂直した断面または一定な傾きを持つ傾いた断面を持つパターンに形成される。
【００６１】
このように、各印刷法の原理を利用して本発明の透明電極をエッチングする工程に活用すれば、高密度パターンの印刷が可能で、薄膜の均質性ができ、 比較的工程が簡単になると共に、既存の工程のように、レーザーパターニングのための高価の装備が不必要となるので、製造単価を節減することができる。
【００６２】
さらに、透明電極をパターニングするための前述した方法以外に、所定フォトレジスタ（Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ；  ＰＲ）が光を受ければ化学反応を起こして性質が変化する原理を利用した写真蝕刻法（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）を活用することで印刷法によって塗布されたポリマー代りにフォトレジスタを形成して具現することもできる。
【００６３】
また、透明伝導膜製造用原料を含んだゾル-ゲル（ｓｏｌ−ｇｅｌ）溶液をインクのように使って印刷法を活用することで前述した印刷法または写真蝕刻法を利用したフォトレジスタやポリマーパターンの使用なしに透明伝導膜を基板の上に直接塗布することができる。    このような方法はマスク作業による蝕刻工程なしに帯形状でパターン化された透明電極を低温工程で直接形成するのが可能である。
【００６４】
このような透明電極２をパターニングしてエッチング加工する技術に関する詳しい説明は図１７ないし図２２での説明部分で後述する。
【００６５】
次に図８を参照すれば、 これは本発明による太陽電池層が形成された状態の断面図である。前段階でパターニングされた透明電極２上に基板１の表面形象によって太陽電池層３を形成する（Ｓ２０）。
【００６６】
ここで、太陽電池は、シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、有機物系太陽電池、乾式染料感応型太陽電池の内の何れか一つ以上を利用することができる。
【００６７】
この内、シリコン系太陽電池は、非晶質シリコン単一接合太陽電池（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ（ａ−Ｓｉ：Ｈ）  ｓｉｎｇｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、 非晶質シリコン多重接合太陽電池（ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−Ｓｉ：Ｈ、  ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−Ｓｉ：Ｈ  ｍｕｌｔｉ−ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、非晶質シリコンゲルマニウム単一接合太陽電池（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ−ｇｅｒｍａｎｉｕｍ（ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ）ｓｉｎｇｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、 非晶質シリコン/非晶質シリコンゲルマニウム二重接合太陽電池（ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ  ｄｏｕｂｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、 非晶質シリコン/非晶質シルリコンゲルマニュム/非晶質シリコンゲルマニウム三重接合太陽電池（ａ−Ｓｉ：Ｈ／ａ−ＳｉＧｅ：H/a−ＳｉＧｅ：Ｈ  ｔｒｉｐｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、 非晶質シリコン/マイクロ結晶シリコン(多結晶シリコン) 二重接合太陽電池（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ／ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ（ｐｏｌｙ）  ｓｉｌｉｃｏｎ ｄｏｕｂｌｅ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）の内の何れか一つを利用することを特徴とする。
【００６８】
図９は本発明による１次裏面電極が形成された状態の断面図である。前段階で形成された太陽電池層３上に電子ビームまたは熱蒸着などの蒸着法を利用して金属材料をななめに蒸着させることで１次裏面電極４を形成する（Ｓ３０）。
【００６９】
このとき、１次裏面電極４はアルミニウム（Ａｌ）、 銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などのように反射率が高い金属の単一金属やまたはアルミニウム（Ａｌ）/銀（Ａｇ）が混合した多重金属材料であり、１次裏面電極４を形成するための電子ビームまたは熱蒸着器が使われる。
【００７０】
したがって、図９に示すように電子ビームまたは熱蒸着器を通じて金属材料を角度１（θ1）位ななめに蒸着させれば蒸着の直進性（６ａ）によって金属材料が太陽電池層３上に薄ら薄膜に蒸着されて１次裏面電極４が形成されて、傾斜面を含んだ一部分（５ａ）には１次裏面電極４が形成されない。 このような傾斜面を含んだ一部分（５ａ）は下記段階で蝕刻される区間である。
【００７１】
図１０乃至図１２は本発明による１次裏面電極をマスクで利用して垂直蝕刻した状態の断面図で、透明電極２の断面形象によって三種類方法に仕分けされることができる。
【００７２】
すなわち、図１０及び図１１に示すように透明電極（２、２’）の断面が傾斜面の場合、図８の工程から蒸着された１次裏面電極４をマスクにして太陽電池層３を垂直方向に蝕刻する（Ｓ４０）。 蝕刻の時、 反応性イオン蝕刻法（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ；  ＲＩＥ）などのような乾式蝕刻工程を利用するのが望ましい。
【００７３】
そして、 図１２に示すように透明電極（２’’）が垂直した断面の場合には図８の工程から蒸着された１次裏面電極４をマスクにして太陽電池層３を基板に対して一定角度（θ2）位傾いた方向に蝕刻する。
【００７４】
未説明簿号５ｂ、５ｃは傾斜断面または垂直断面を持つ透明電極（2’、2’’）上に蒸着された１次裏面電極４が形成されない区間で、下記段階で蝕刻される部位である。
【００７５】
前述した方法によれば、特殊なマスクが必要なしに太陽電池層３の微少蝕刻が可能で単位素子間絶縁間隔を数十ｕｍないし数ｕｍ位に具現することができるし、 これは既存のプラズマを利用した化学的気化加工法とレーザービームを利用したレーザーパターニングに比べて数十倍ないし数百倍以上減らすことができて太陽電池の有效面積を極大化することができる。
【００７６】
最後に図１３及び図１４を参照すれば、図１３は図１０によって蝕刻された１次裏面電極４上に２次裏面電極５を形成する工程で、図１４bは図１２によって蝕刻された１次裏面電極４上に２次裏面電極５を形成する工程である。 図１１によって蝕刻された１次裏面電極４上に２次裏面電極を形成する工程は図１３と等しいので略する。
【００７７】
示すように、 前段階の蝕刻工程を通じて単位素子間所定絶縁間隔が形成された状態で１次裏面電極４を蒸着する方法と等しい伝導物質蒸着法を利用して２次裏面電極５を形成する（Ｓ５０）。
【００７８】
すなわち、電子ビームまたは熱蒸着器を使って伝導物質を所定角度（θ3、θ4）位ななめに蒸着すれば、蒸着の直進性（６ｂ、６ｃ）によって伝導物質が１次裏面電極４上に薄ら薄膜に蒸着して２次裏面電極５が形成され、斜めな角度（θ3）によって傾斜面の一部分(５ｂ)は２次裏面電極５が形成されない。
【００７９】
このとき、２次裏面電極５は、図９の１次裏面電極４と等しい金属であるか、または太陽電池の製造価格を低めるため、１次裏面電極４とは異なる安い金属を使うことができる。
【００８０】
したがって、前述の工程によれば、左側単位素子の透明電極２とこれと隣接された右側単位素子の２次裏面電極５が互いに接続され、単位素子間が電気的に直列繋がれた状態になる。
【００８１】
このような過程は、特別な位置制御装置が必要なく、自己の整列（ｓｅｌｆ−ａｌｉｎｇｍｅｎｔ）からなり、 比較的簡単な工程を通じて、集積型薄膜太陽電池モジュール化が可能になる。
【００８２】
以下では基板上に透明電極をパターニングしてエッチング加工する技術に対して詳しく説明する。
<印刷法を利用した集積型薄膜太陽電池用透明電極の形成方法>
【００８３】
まず、本発明に使われる印刷法についての技術を詳しくみる。
【００８４】
本発明で説明される印刷法は、凸版印刷（ｌａｔｔｅｒｐｒｅｓｓ）、 凹版印刷（ｉｎｔａｇｌｉｏ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）、グラビア印刷（ｇｒａｖｕｒｅ  ｐｒｅｓｓ）、平版 印刷（ｏｆｆｓｅｔ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）、 孔版またはスクリーン印刷（ｓｃｒｅｅｎ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）などに分類される。 ここでは印刷装置が一番簡単で、安価な工程で簡便にパターン化されたフォトレジスタまたはポリマー薄膜を塗布することができるスクリーン印刷法と一番高精細なパターン形成が可能なグラビア印刷法を本発明を具現するために適用した実施形態について説明する。
【００８５】
スクリーン印刷法は、所定スクリーンの上にスクイズ（ｓｑｕｅｅｚｅ）を使ってインクを作業面に転移させることで具現しようとするパターンを形成するように印刷する方法である。 このようなスクリーン印刷法は、スクリーンのメッシュ（ｍｅｓｈ）によって印刷の解像度が左右されるのに、例えば２５４ メッシュ（ｍｅｓｈ）であれば、１インチ（２５。４ｍｍ）の長さ内にプリントされる網点（ｄｏｔ）の個数が１００個であることを意味する。
【００８６】
このようなスクリーン印刷法を利用すれば、一つの網点と網点中心間距離１００ｕｍ位まで減らすことができ、線幅及びピッチがそれぞれ最小約１００ｕｍの値を得ることができる。
【００８７】
したがって、このような原理を利用して本発明の透明電極をエッチングする工程に活用すれば、メッシュ大きさを調節することにより高密度パターンの印刷が可能である。 このスクリーン印刷法は、薄膜の均質性が良く、比較的工程が簡単で、既存の工程のようにレーザーパターニングのための高価の装備が不必要なので、製造単価を節減することができる利点がある。ただし、このようなスクリーン印刷法を本発明の具現に活用するにおいて、印刷インク代りに、有機溶剤で溶かしてインクのようにされたフォトレジス（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｉｔ；  ＰＲ）またはポリマーを使う。このとき、印刷材料の粘度と適切な印刷条件が選定(たとえば、 メッシュ大きさ)されるとエッチング間隔についての調節が可能となる。
【００８８】
フォトレジスタまたはポリマー薄膜を塗布した後は、通常のフォトレジスタ後工程のように熱処理し、有機溶剤を蒸発させて薄膜を硬化させる。
【００８９】
グラビア印刷（ｇｒａｖｕｒｅ  ｐｒｅｓｓ）法は、凹版印刷法に属し、写真技術を応用して製版された凹版で印刷することにより、 凹版の凹部分に液体インクを満たしてその他の部分のインクをはけで取り除いて印刷する方式である。
【００９０】
このようなグラビア印刷法は、版の深みにより色彩感(階調)を現わすので、各種書籍や商業刷り物、美術刷り物、切手刷り物、吸水性がないセロハン、プラスチックフィルムまたは金属箔などの材料を利用した印刷など、その応用範囲が広い。
【００９１】
グラビア印刷用ロールには、画像の階調を現わすために凹型の網点（ｈａｌｆｔｏｎｅ  ｄｏｔ  ｏｒ  ｉｎｋ  ｐｏｃｋｅｔ）が形成されており、網点のインクを転移して画像を被刷り物に再現するようになる。
【００９２】
例えば、４５００ｄｐｉを実現することができるグラビア印刷法を利用すれば、一つの網点（ｄｏｔ）と網点中心間との距離を５ないし６ｕｍまで小さくできるので、線幅及びピッチをそれぞれ、最小約５ ないし６ｕｍの値にすることができる。
【００９３】
したがって、グラビア印刷法を利用して本発明の透明電極をエッチングする工程に活用すれば、高精細な高密度パターンの印刷が可能で、広い面積の薄膜製作が容易なことは勿論のこと、エッチング間隔を小さくすることができて絶縁間隔を最小化することができる。 また、スクリーン印刷法のように比較的工程が簡単で、既存の工程のようにレーザーパターニングのための高価の装備が不必要になるので、製造単価を節減することができる利点がある。 この場合にも、本発明の具現に活用するにおいては、印刷インク代りに、有機溶剤で溶してインクのようになったフォトレジスタまたはポリマーを使うのが望ましい。
【００９４】
前記した印刷法の他にも、マイクロコンテックトプリンティング（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔａｃｔ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）法やナノ−イムプリント（ｎａｎｏｉｍｐｒｉｎｔ）法などのような印刷技法を多様に適用することができる。また、 このような印刷法を本発明の具現のために活用すれば、より大面積の高精細にパターン化されたポリマー薄膜を塗布することができる。
【００９５】
図１７乃至図１９は本発明による集積型薄膜太陽電池用透明電極を示す多様な実施形態を示すもの、図２０は図１７乃至図１９に示す本発明の集積型薄膜太陽電池用透明電極を加工するための印刷法工程段階を順に示す図面である。
【００９６】
先ず図１７乃至図１９を参照すれば、本発明による集積型薄膜太陽電池用透明電極（１２０、１３０、１４０）は、所定基板１１０上に帯形状にパターニングされた透明伝導膜が等間隔に形成される。
【００９７】
ここで示す基板１１０は、絶縁体としてガラスや透明プラスチックなどの透明基板である。透明電極（１２０、１３０、１４０）には、酸化亜鉛（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ（ＺｎＯ））や酸化柱石（Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ  （ＳｎＯ２））、 酸化インジウム柱石（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ））などの透明伝導膜が使われる。
【００９８】
このような透明電極（１２０、１３０、１４０）は、図１７に示すように側壁が垂直断面１２２に形成され隣接透明電極とは一定間隔（ｄ）で離隔されて絶縁された帯形状のパターンを成す。または、図１８に示すように側壁が一定傾きを持つ傾斜面１３２で下部になるにつれ幅が段々大きくなるパターンに形成することができる。 また、図１９に示すように側壁が湾曲された傾斜面１４２では、下部になるほど幅がより大きくなるパターンに形成することができる。
【００９９】
形成された透明電極（１２０、１３０、１４０）は、表面に凹凸がある場合または凹凸がない場合のすべてが可能である。
【０１００】
このとき、 透明電極（１２０、１３０、１４０）は、互いに対向する側壁間の離隔距離（ｄ１、ｄ２、ｄ３）が小さくなることにより、集積型薄膜太陽電池の単位セル有効面積が広くなり、高効率にできる。
【０１０１】
このような本発明の透明電極（１２０、１３０、１４０）を加工する工程は下記のとおりである。
【０１０２】
図２０に示すように、先ず絶縁体である透明基板２１０上に透明伝導膜を薄膜で蒸着または塗布して透明電極２３０層を形成する。
【０１０３】
次いで、形成された透明電極２３０層の上に印刷法方式でフォトレジスタまたはポリマー（ｐｏｌｙｍｅｒ；  ２５０）を塗布するが、フォトレジスタまたはポリマー２５０の間に一定な離隔距離（ｄ）が形成されるようにあらかじめメッシュ（ｍｅｓｈ）大きさを設定して塗布する。このとき、隔離距離（ｄ）は、高精細に数十ｕｍないし数ｕｍ 以下まで可能となる。
【０１０４】
このようなフォトレジスタまたはポリマー２５０は、下記段階の蝕刻工程で透明電極２３０を蝕刻するためのマスクで使うためのものである。
【０１０５】
これによれば、フォトレジスタまたはポリマー２５０が一定距離離隔された帯形状のパターンに形成され、 パターンが形成されない部位には透明電極２３０の表面一部が外部で露出した状態になる。
【０１０６】
次いで、 透明電極２３０の露出した表面を上面のポリマー２３０をマスクにして蝕刻することにより、蝕刻された透明電極２３０の側断面が垂直した断面、 傾斜面または湾曲された傾斜面の形状にする。
【０１０７】
このとき、蝕刻工程は透明電極２３０の蝕刻形象によって異方性または等方性蝕刻法を選択的に利用する。
【０１０８】
異方性蝕刻法（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｅｔｃｈｉｎｇ）は、基板２１０面の垂直方向または一定な方向だけで蝕刻が進行され、その蝕刻された断面が垂直した切り目または傾斜された切り目を持つようにするための技術であり、これによれば図１７及び図１８に示すように、側壁が垂直面または一定傾きを持つ傾斜面に蝕刻されてパターニング（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）された透明電極１２０，１３０を形成することができる。
【０１０９】
等方性蝕刻法（ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｅｔｃｈｉｎｇ）は、等しい速度で垂直または水平のすべての方向を蝕刻することにより蝕刻後、少しの曲面が目につく断面を持つようにするための技術であり、、図１９に示すように湾曲された傾斜面に蝕刻された透明電極１４０を形成することができる。
【０１１０】
このように蝕刻後、最終的にフォトレジスタまたはポリマー２５０を取り除いて基板２１０上に一定間隔に絶縁された帯形状パターンの透明電極２３０を形成する。
<写真蝕刻法を利用した集積型薄膜太陽電池用透明電極の形成方法>
【０１１１】
前述したのような印刷法以外にも、既存の写真蝕刻（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）法を活用して本発明の具現が可能である。
【０１１２】
図２１には図１７及び図１９に示す本発明の集積型薄膜太陽電池用透明電極を形成するための写真蝕刻法を利用した工程を示す他のさらなる実施形態がある。
【０１１３】
本発明で説明される写真蝕刻法（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）は、所定フォトレジスタ（Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ；  ＰＲ）が光を受ければ、化学反応を起こして性質が変化する原理を利用して具現しようとするパターンのマスク（ｍａｓｋ）を使って光を選択的にフォトレジスタに照射することにより、マスクのパターンと等しいパターンを形成する工程である。
【０１１４】
このような写真蝕刻法は、薄膜のフォトレジスタを塗布するフォトレジスタ塗布工程、 マスクを利用して選択的に光を照射する露光工程、 現像液を利用して光を受けた部分のフォトレジスタをとり除いてパターンを形成させる現象工程、 及び、現象工程を通じてパターンを成したフォトレジスタをマスクにして蝕刻する工程で構成される。
【０１１５】
すなわち、図２１に示すように基板３１０上に透明電極３３０を薄膜に蒸着して、 蒸着された透明電極３３０上には透明電極３３０と等しい面積を持つフォトレジスタ（ＰＲ；  ３５０）をコーティングした後、具現しようとするパターンに製作されたフォトマスク３７０を通じて露光をする。
【０１１６】
このようなフォトマスク３７０は、通常ガラス基板上に金属やエマルション（ｅｍｕｌｓｉｏｎ）で具現しようとするパターンを形成することで露光の時金属膜のある部分は光が透過することができないようにし、金属膜がない部分だけ光を通過させる。
【０１１７】
したがって、 フォトレジスタ３５０の一部には露光されて一部には露光されなくなるのに、光が露光されたフォトレジスタの部位が現像液によって除去されればポジティブ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）形であり、露光されない部位のフォトレジスタが現像液によって除去されればネガティブ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）形である。
【０１１８】
このような原理によって形成されたフォトレジスタ３５０は印刷法によって形成されたポリマーパターンと同じく透明電極３３０を蝕刻するためのマスクで使われ、 高精細に５ｕｍないし１０ｕｍ以下の離隔距離を持つパターン化が可能なので、 これを活用して本発明の具現が可能である。
【０１１９】
透明電極３３０を蝕刻する工程は前述の印刷法を利用した透明電極の形成方法で説明した内容と同様である。
<ゾルゲル法及び印刷法を利用した透明電極の形成方法>
【０１２０】
一方、透明電極をパターニングするための前述した方法以外にも、ゾル-ゲル（ｓｏｌ−ｇｅｌ）法と印刷法を同時に利用する方法が可能である。
【０１２１】
ここで、ゾル-ゲル（ｓｏｌ−ｇｅｌ)法は、物理蒸着法、熱分解法のように機能性薄膜を形成する方法の一つである。 金属の有機及び無機化合物を加水分解して得た酸化物前駆体 高分子を含む液体（ｓｏｌ）からゲル（ｇｅｌ）状態を経て、ガラス、 セラミックスまたは有無機複合体を製作する方法である。
【０１２２】
ゾル-ゲル薄膜形成法としては、ディップ（ｄｉｐ）、スピン（ｓｐｉｎ）、ロール（ｒｏｌｌ）、スプレー（ｓｐｒａｙ）コーティング及び印刷法などがあり、このようなゾル-ゲルボブによって薄膜を製造する応用分野は、反射防止膜、 干渉フィルター、 熱線反射膜、 反射膜、透明伝導膜を形成するのに利用される。
【０１２３】
図２２には図１７乃至図１９に示す本発明の集積型薄膜太陽電池用透明電極を形成するためのゾルゲル法及び印刷法を利用した工程を示す他の実施形態として、透明伝導膜製造用原料を含むゾル-ゲル溶液をインクのように使って印刷法を活用する例が示されている。
【０１２４】
すなわち、示すように本発明による集積型薄膜太陽電池用透明電極を形成するために、先ず高精細に凹凸が形成された版胴(版胴；１)を形成し、 このような版胴１にゾル-ゲル法を利用してゲル状態に製作された透明伝導物質３を透明伝導物質ロール（ｒｏｌｌ）２を通じて塗布した後、版胴１と圧胴４の間に基板４１０を挿入して印刷法で透明伝導物質３を基板５上に印刷する方法を利用する。
【０１２５】
このとき、版胴１の凹凸を高精細に調節することで基板４１０上に印刷する各透明伝導物質３の網点（ｄｏｔ）と網点中心との間の距離を５ｕｍないし１０ｕｍ位まで狭くすることができる。
【０１２６】
ゾル-ゲル法によって透明伝導膜を形成する工程については、既に公知技術であるので、 ここでは詳細な説明は省略する。
【０１２７】
すなわち、前述したゾル-ゲル法と印刷法を同時に活用すれば、本発明で具現した印刷法と同じく透明電極をセル単位で切断するためにフォトレジスタやポリマー薄膜代りに透明伝導膜を基板の上に直接塗布することでマスク作業による蝕刻工程なしに帯形状でパターン化された透明電極を低温工程で直接形成するのが可能になる。
以上のように本発明に対する技術思想を添付図面とともに説明したが、これは本発明の望
ましい実施形態の例示説明であり、本発明を限定するものではなく、 本発明の技術思想のを逸脱しない範囲内で多様な変形と組み合わせが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】従来の集積型薄膜太陽電池のモジュール構造を示す図。
【図２】従来の集積型薄膜太陽電池用透明電極、太陽電池層、裏面電極を加工するためのレーザーパターニング工程を示す一実施形態。
【図３】本発明による集積型薄膜太陽電池の構造を示す断面図。
【図４】本発明のパターニングされた透明電極が形成された基板の断面図。
【図５】図４に示す透明電極をパターニングするための印刷法工程を順に示す図面。
【図６】本発明によってパターニングされた透明電極の他の実施形態。
【図７】本発明によってパターニングされた透明電極の他の実施形態。
【図８】本発明による太陽電池層が形成された状態の断面図。
【図９】本発明による１次裏面電極が形成された状態の断面図。
【図１０】本発明による１次裏面電極をマスクで利用して垂直蝕刻した状態の断面図。
【図１１】本発明による１次裏面電極をマスクで利用して垂直蝕刻した状態の断面図。
【図１２】本発明による１次裏面電極をマスクで利用して傾いた蝕刻した状態の断面図。
【図１３】本発明による２次裏面電極が形成された状態の断面図。
【図１４】本発明による２次裏面電極が形成された状態の断面図。
【図１５】図４乃至図１４に示す工程段階を順に説明するための手続図。
【図１６】図１５に示す工程の詳細手続図。
【図１７】本発明による集積型薄膜太陽電池用透明電極を示す多様な実施形態。
【図１８】本発明による集積型薄膜太陽電池用透明電極を示す多様な実施形態。
【図１９】本発明による集積型薄膜太陽電池用透明電極を示す多様な実施形態。
【図２０】図１７に示す本発明の集積型薄膜太陽電池用透明電極を加工するための印刷法工程段階を順に示す一つの実施形態。
【図２１】図１７に示す本発明の集積型薄膜太陽電池用透明電極を形成するための写真蝕刻法を利用した工程を示すまた他の実施形態。
【図２２】図１７乃至図１９に示す本発明の集積型薄膜太陽電池用透明電極を形成するためのゾルゲル法及び印刷法を利用した工程を示す他の実施形態である。
【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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【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】
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【国際調査報告】
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