(57)【要約】【課題】太陽電池セルを分離する分離構造を有する太陽電池モジュール及びその製造方法を提供する。【解決手段】太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルと、複数の太陽電池セルの隣接した太陽電池セルを分離する複数の太陽電池セル分離領域と、を含む。複数の太陽電池セルの各々は、透明基板上で隣接した太陽電池セルの第１の電極層から電気的に分離される第１の電極層と、第１の電極層上で隣接した太陽電池セルの第２の電極層から電気的に分離される第２の電極層と、第１の電極層と第２の電極層間の電気的であり光学的な第１の光電変換層及び第２の光電変換層と、第１の光電変換層と第２の光電変換層間の導電性中間層とを具備する。太陽電池セル分離領域の少なくとも１つは、第１の電極層を通して伸張する第１の分離溝と、第１の分離溝内に充填された第１の光電変換層及び中間層を通して伸張する第２の分離溝とを具備する。【選択図】図３
2012015523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルと、
前記複数の太陽電池セルのうち隣接した太陽電池セルを分離する複数の太陽電池セル分離領域と、を具備し、
前記複数の太陽電池セルの各々は、
透明基板上で隣接した前記太陽電池セルから電気的に分離される第１の電極層と、
前記第１の電極層上で隣接した前記太陽電池セルから電気的に分離される第２の電極層と、
前記第１の電極層と前記第２の電極層間の電気的及び光学的な第１の光電変換層及び第２の光電変換層と、
前記第１の光電変換層と前記第２の光電変換層間との間導電性中間層と、を具備し、
前記太陽電池セル分離領域の少なくとも１つは、
前記第１の電極層の厚さを完全に通して伸張し、前記第１の光電変換層が充填される第１の分離溝と、
前記第１の分離溝を充填する前記第１の光電変換層と前記導電性中間層の厚さを完全に通して伸張する第２の分離溝と、
を具備することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記第２の光電変換層は、前記第２の分離溝を充填することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記第１の分離溝内の前記第１の電極層の側壁と第２の分離溝内の前記第２の光電変換層の側壁間に前記第１の光電変換層の一部分があることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記太陽電池セル分離領域の少なくとも１つは、
隣接した前記太陽電池セルの前記第２の電極層から前記第２の電極層を電気的に分離する第３の分離溝と、
前記第３の分離溝の幅より大きい幅を有し、前記第１の光電変換層及び前記中間層を隣接した前記太陽電池セルの第１の光電変換層及び前記中間層から分離する第４の分離溝と、
をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記第３の分離溝の側壁と前記第４の分離溝の側壁間に前記第２の光電変換層の一部分があることを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュール
【請求項６】
前記第１の電極層は、上部表面内に第１の凹状の表面を含み、
前記第４の分離溝は、前記第１の電極層の前記第１の凹状の表面上にある実質的に円弧形状を有するボトムを含むことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記第３の分離溝は、前記第４の分離溝の前記円弧のボトムと少なくとも１点又は一部分で接する実質的に円弧形状を有するボトムを含むことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記第１の電極層は、上部表面内に第２の凹状の表面をさらに含み、
前記太陽電池セル分離領域の少なくとも１つは、
隣接した前記太陽電池セルの前記第１の電極層と前記第２の電極層とを電気的に接続する導電プラグと、
前記第１の電極層の前記第２の凹状の表面と接する前記導電プラグのボトムと、
をさらに具備することを特徴とする請求項７に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
複数の太陽電池セルと、
前記複数の太陽電池セルの隣接した第１の太陽電池セル及び第２の太陽電池セルを分離する複数の太陽電池セル分離領域と、を具備し、
前記複数の太陽電池セルの各々は、
透明基板上の第１の電極層と、
前記第１の電極層上の第２の電極層と、
前記第１の電極層と前記第２の電極層間の第１の光電変換層及び第２の光電変換層と、
前記第１の光電変換層と前記第２の光電変換層間の導電性中間層と、を具備し、
前記複数の太陽電池セル分離領域の少なくとも１つは、
前記第１の太陽電池セルの前記第１の電極層を前記第２の太陽電池セルの前記第１の電極層から分離する第１の分離溝と、
前記第１の太陽電池セルの前記第２の電極層を前記第２の太陽電池セルの前記第２の電極層から分離する第２の分離溝と、
前記第１の太陽電池セルの分離された前記第２の電極層を隣接した前記第２の太陽電池セルの分離された前記第１の電極層に電気的に接続する導電プラグと、
前記第２の分離溝の幅より大きい幅を有する第３の分離溝と、を具備し、
前記太陽電池セル分離領域の少なくとも１つで、分離された前記第１の電極層上の前記第２の光電変換層は、前記第２の分離溝により分離され、
分離された前記第１の電極層上の前記第１の光電変換層及び前記中間層は、前記第３の分離溝により分離され、
前記第３の分離溝の側壁と前記第２の分離溝の側壁間に分離された前記第２の光電変換層の一部分があることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１０】
前記第１の電極層は、上部表面に第１の凹状の表面を含み、
前記第３の分離溝は、前記第１の電極層の前記第１の凹状の表面上に位置する実質的に円弧形状を有するボトムを含むことを特徴とする請求項９に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１１】
前記第２の分離溝は、前記第３の分離溝の前記円弧と少なくとも１点又は一部分で接する実質的に円弧形状を有するボトムを含むことを特徴とする請求項１０に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１２】
前記第１の電極層は、上部表面に第２の凹状の表面を含み、
前記導電プラグは、分離された前記第１の電極層の前記凹状の表面と接するボトムを含むことを特徴とする請求項１１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１３】
隣接したセルが電気的に直列接続される複数の太陽電池セルと、
前記複数の太陽電池セルの隣接した太陽電池セルを分離する複数の太陽電池セル分離領域と、を具備し、
前記複数の太陽電池セルの各々は、
透明基板上の第１の電極層と、
前記第１の電極層上の第１の光電変換層と、
前記第１の光電変換層上の導電性中間層と、
前記導電性中間層上の第１の層と第２の層とを含む第２の光電変換層と、
前記第２の層上の第２の電極層と、を具備し、
前記複数の太陽電池セル分離領域の少なくとも１つは、前記第２の光電変換層の前記第１の層、前記中間層、及び前記第１の光電変換層を通して前記第１の電極層の表面から伸張する第１の分離溝と、
を具備することを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１４】
前記第２の光電変換層の前記第２の層は、前記第１の分離溝を充填することを特徴とする請求項１３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１５】
前記複数の太陽電池セル分離領域の少なくとも１つは、
前記第２の電極層を隣接した前記太陽電池セルの前記第２の電極層から分離する第２の分離溝と、
前記第２の分離溝の幅より大きい幅を有し、前記第１の光電変換層、前記中間層、及び前記第２の光電変換層の前記第１の層を通して伸張する第３の分離溝と、
前記第２の分離溝の側壁と前記第３の分離溝の側壁間に前記第２の光電変換層の前記第２の層の一部分とをさらに具備することを特徴とする請求項１４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１６】
前記太陽電池セル分離領域の少なくとも１つは、前記第１の分離溝と前記第２の分離溝間に、前記第２の光電変換層、前記中間層、及び前記第１の光電変換層を通して伸張する第４の分離溝と、をさらに具備することを特徴とする請求項１５に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１７】
透明基板上に第１の電極層を形成し、
前記第１の電極層を分離する第１の分離溝及び第２の分離溝を形成し、
前記第１分離溝及び前記第２の分離溝を前記第１の電極層上に充填する第１の光電変換層を形成し、
前記第１の光電変換層上に導電性中間層を形成し、
前記導電性中間層及び前記第２の分離溝内に充填された前記第１の光電変換層を分離する第３の分離溝を形成することを特徴とする太陽電池セルの分離方法。
【請求項１８】
前記導電性中間層及び前記第１の光電変換層を通して前記第３の分離溝に平行に伸張され、第４の分離溝のボトム上に第１の光電変換層の一部が残っているように前記第４の分離溝を形成することをさらに具備することを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池セルの分離方法。
【請求項１９】
前記導電性中間層上に前記第４の分離溝を充填する第２の光電変換層を形成し、
前記第２の光電変換層上に第２の電極層を形成し
前記第４の分離溝を充填する前記第２の光電変換層及び前記第２の電極層を分離する第５の分離溝を形成することをさらに具備することを特徴とする請求項１８に記載の太陽電池セルの分離方法。
【請求項２０】
前記第１分離溝及び前記第２の分離溝に平行に伸張し、前記第１の電極層のボトムに凹状を有するように第４の分離溝を形成し、
前記第４の分離溝を前記第１の光電変換層で充填し、
前記第４の分離溝を充填する前記第１の光電変換層と前記導電性中間層とを分離し、実質的に円弧形状を有するボトムを含む第５の分離溝を形成し、
前記導電性中間層上に前記第５の分離溝を充填する第２の光電変換層を形成し、
前記第２の光電変換層上に第２の電極層を形成し、
前記第５の分離溝を充填する前記第２の光電変換層と前記第２の電極層とを分離し、実質的に円弧形状を有するボトムを含む第６の分離溝を形成することをさらに具備することを特徴とする請求項１７に記載の太陽電池セルの分離方法。
【請求項２１】
前記第２の分離溝と前記第４の分離溝間に位置し、前記第１の電極層上に凹形状を有する第７の分離溝を形成し、
前記第７の分離溝を前記第１の光電変換層で充填し、
前記第２の光電変換層、前記中間性導電層、及び前記第７の分離溝を充填する前記第１の光電変換層を分離し、実質的に円弧形状を有するボトムを含む第８の分離溝を形成することをさらに具備することを特徴とする請求項２０に記載の太陽電池セルの分離方法。
【請求項２２】
透明基板上に第１の電極層を形成し、
前記第１の電極層を分離する第１の分離溝を形成し、
前記第１の分離溝を前記第１の電極層上に充填する第１の光電変換層を形成し、
前記第１の光電変換層上に導電性中間層を形成し、
前記導電性中間層上に第２の光電変換層の第１の層を形成し、
前記第１の光電変換層、前記導電性中間層、及び前記第１の層を分離する第２の分離溝及び第３の分離溝を形成し、
前記第１の層上に前記第２の光電変換層の残りとして前記第２の分離溝及び前記第３の分離溝を充填する第２の層を形成し、
前記第２の分離溝と前記第３の分離溝間に、前記第１の層と前記第２の層とを含む前記第２の光電変換層、前記導電性中間層、及び前記第１の光電変換層を分離する第４の分離溝を形成し、
前記第２の層上に前記第４の分離溝を充填する第２の電極層を形成し、
前記第３の分離溝を充填する前記第２の層と前記第２の電極層を分離する第５の分離溝を形成することを具備することを特徴とする太陽電池セルの分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュール及びその製造方法に関し、特に、太陽電池セルを分離する分離構造を有する太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セル（Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌ又はＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｃｅｌｌ）は、太陽光を直接電気に変換させる太陽発電機の基本素子である。太陽電池セルを構成する半導体ｐ−ｎ接合が光電変換層（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  ｌａｙｅｒ）に用いられている。このようなｐ−ｎ接合を有する太陽電池セルは、半導体のバンドギャップエネルギー（Ｂａｎｄ−ｇａｐ  Ｅｎｅｒｇｙ；Ｅｇ）より大きいエネルギーを有する太陽光が入射すると、その内部に電子正孔対（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｈｏｌｅ  ｐａｉｒ）を生成する原理を用いている。したがって、ｐ−ｎ接合を有する太陽電池セルは、太陽光により電子正孔対を生成し、これらの電子正孔がｐ−ｎ接合部で発生した電界により、電子正孔対の電子はｎ層に、電子正孔対の正孔はｐ層に移動することにより、電流の流れが発生し、これにより、太陽光を電気エネルギーに変換している。
【０００３】
通常、太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルの直列接続により構成されている。
【０００４】
図１を参照すると、従来の太陽電池モジュールで太陽電池セルの効率を向上させるために、太陽電池セルの各々は、相互に異なるバンドギャップを有する電気的であり光学的な層である第１の光電変換層２１０と第２の光電変換層４１０との間に介在された導電性中間層（ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ）３１０を有する複数の光電変換層の直列接続の構成を用いている。この直列接続される光電変換層は、透明な基板１００上に形成される第１の電極層１１０と第２の電極層５１０との間にある。太陽電池モジュールを形成するためには、２つの太陽電池セル間の直列接続のために第１の分離領域Ｐ１、第２の分離領域Ｐ２、第３の分離領域Ｐ３、及び第４の分離領域Ｐ４のような分離領域を必要とする。すなわち、第１の分離領域Ｐ１は、第１の電極層１１０を分離するための領域であり、第２の分離領域Ｐ２は、導電性中間層３１０を分離するための領域であり、第３の分離領域Ｐ３は、第１の電極層１１０と第２の電極層５１０とを相互に電気的に接続するための領域であり、第４の分離領域Ｐ４は、太陽電池セル間を分離するための領域である。
【０００５】
通常、工程の便宜のために、レーザエッチングは、第１の分離領域Ｐ１〜第４の分離領域Ｐ４のパターニングのために用いられている。レーザエッチングは、湿式エッチング及び乾式エッチングのような化学反応を使用するエッチング技術とは異なり、レーザビームのような高いエネルギーの使用による昇華（ｓｕｂｌｉｍａｔｉｏｎ）又は気化（ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ）によりレーザエッチングを行っている。レーザエッチングが太陽電池セル間を分離するために用いられる場合に、導電性物質の昇華又は気化により発生する導電性残留物は、分離領域内に存在する側壁を汚染させている。導電性物質による汚染は、分離側壁上に生じ、第１の電極層１１０と中間層３１０との間、又は中間層３１０と第１の電極層１１０及び第２の電極層５１０との間の漏れ電流を発生させ、これにより、太陽電池モジュールの効率を減少させている。
【０００６】
例えば、第２の分離領域Ｐ２が中間層３１０及び第１の光電変換層２１０のパターニング又はエッチングにより形成される場合に、第１の電極層１１０の導電性物質の昇華又は気化により発生した導電性残留物は、第１の電極層１１０及び中間層３１０を電気的に漏れやすく接続されることにより、漏れ電流を発生させる。また、隣接した太陽電池セルを分離するための第４の分離領域Ｐ４が形成される場合に、第１の電極層１１０の導電性物質の昇華又は気化により生成された導電性残留物は、第１の電極層１１０及び中間層３１０を、又は中間層３１０及び第２の電極層５１０を電気的に漏れやすく接続されて漏れ電流を発生させている。このような漏れ電流の発生は、太陽電池モジュールの効率を減少させている。したがって、レーザエッチングによる漏れ電流の発生を防止することが要求されている。
【０００７】
また、第３の分離領域Ｐ３が第１の電極層１１０と第２の電極層５１０とを電気的に接続するためにレーザエッチングにより形成する場合に、第１の電極層１１０又は中間層３１０の導電性物質の昇華又は気化により発生した導電性残留物は、分離側壁上に取り付けられ、第１の電極層１１０と第２の電極層５１０とを電気的に接続するための導体物質又はプラグ（ｐｌｕｇ）物質が部分的にはがれるリフティングオフ（ｌｉｆｔｉｎｇ−ｏｆｆ）現象が発生する。したがって、第１の電極層１１０及び第２の電極層５１０を接続する導体物質又はプラグ物質のリフティングオフ現象による断線（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）の防止が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、分離領域がレーザエッチングにより形成される場合に発生する漏れ電流が減少した太陽電池モジュールを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、分離領域がレーザエッチングにより形成される場合に発生する漏れ電流が減少した太陽電池モジュールの太陽電池セルを分離する太陽電池モジュールの製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明のまた他の目的は、分離領域がレーザエッチングにより形成される場合に発生するプラグ物質のリフティングオフ問題を減少させる太陽電池モジュールを提供することにある。
【００１１】
本発明のさらなる他の目的は、分離領域がレーザエッチングにより形成される場合に発生するプラグ物質のリフティングオフ問題を減少させる太陽電池モジュールの太陽電池セルを分離する太陽電池モジュール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】
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、複数の太陽電池セルと、上記複数の太陽電池セルを分離する複数の太陽電池セル分離領域とを含む太陽電池モジュールを提供する。
【００１３】
上記太陽電池セルの各々は、透明基板上にあり、隣接した太陽電池セルから電気的に分離される第１の電極層と、上記第１の電極層上にあり、上記隣接した太陽電池セルの第２の電極層から電気的に分離される上記第２の電極層と、上記第１の電極層と上記第２の電極層間の電気的及び光学的な第１の光電変換層及び第２の光電変換層と、上記第１の光電変換層と上記第２の光電変換層間の導電性中間層とを具備する。上記太陽電池セル分離領域の中の少なくとも１つは、上記第１の電極層を通して伸張する第１の分離溝と、上記第１の分離溝を充填する上記第１の光電変換層及び上記導電性中間層を通して伸張する第２の分離溝とを含む。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、上記第１の分離溝内の上記第１の電極層の側壁と第２の分離溝内の上記第２の光電変換層の側壁間に上記第１の光電変換層の一部分が存在してもよい。
【００１５】
本発明の他の実施形態によれば、複数の太陽電池セルと、隣接した第１の太陽電池及び第２の太陽電池セルを分離する複数の太陽電池セル分離領域とを含む太陽電池モジュールを提供する。上記複数の太陽電池セルの各々は、透明基板上の第１の電極層と、上記第１の電極層上の第２の電極層と、上記第１の電極層と上記第２の電極層間の第１の光電変換層及び第２の光電変換層と、上記第１の光電変換層と上記第２の光電変換層間の導電性中間層と、を具備する。上記太陽電池セル分離領域の中の少なくとも１つは、上記第１の電極層を分離する第１の分離溝と、上記第２の電極層を分離する第２の分離溝と、上記第１の太陽電池セルの上記分離された第２の電極層を上記隣接した第２の太陽電池セルの上記分離された第１の電極層に電気的に接続する導電プラグと、上記第２の分離溝の幅より大きい幅を有する第３の分離溝と、を具備する。上記分離された第１の電極層上の上記第２の光電変換層は、上記第２の分離溝により分離される。上記分離された第１の電極層上の上記第１の光電変換層及び上記導電性中間層は、上記第３の分離溝により分離される。上記第３の分離溝の側壁と上記第２の分離溝の側壁間に上記分離された第２の光電変換層の一部分が存在する。
【００１６】
本発明のさらに他の実施形態によれば、隣接したセルが電気的に直列接続される複数の太陽電池セルと、上記隣接した太陽電池セルを分離する複数の太陽電池セル分離領域と、を含む太陽電池モジュールを提供する。上記複数の太陽電池セルの各々は、透明基板上の第１の電極層と、上記第１の電極層上の第１の光電変換層と、上記第１の光電変換層上の導電性中間層と、上記導電性中間層上の第１の層と第２の層とを含む第２の光電変換層と、上記第２の層上の第２の電極層と、を具備する。上記太陽電池セル分離領域中の少なくとも１つは、上記第１の層、上記中間層、及び上記第１の光電変換層を通して上記第１の電極層の表面から伸張する第１の分離溝を含んでもよい。
【００１７】
本発明のさらなる他の実施形態によれば、透明基板上に第１の電極層を形成し、上記第１の電極層を分離する第１の分離溝及び第２の分離溝を形成し、上記第１の電極層上に第１の光電変換層を形成し、上記第１の分離溝及び上記第２の分離溝を充填し、上記第１の光電変換層上に導電性中間層を形成し、上記導電性中間層及び上記第２の分離溝内に充填された上記第１の光電変換層を分離する第３の分離溝を形成する。
【００１８】
本発明のさらなる他の実施形態によれば、透明基板上に第１の電極層を形成し、上記第１の電極層を分離する第１の分離溝を形成し、上記第１の分離溝を上記第１の電極層上に充填する第１の光電変換層を形成し、上記第１の光電変換層上に導電性中間層を形成し、上記導電性中間層上に第２の光電変換層の第１の層を形成し、上記第１の光電変換層、上記導電性中間層、及び上記第１の層を分離する第２の分離溝及び第３の分離溝を形成し、上記第１の層上に上記第２の光電変換層の残りとして第２の層を形成し、上記第２の分離溝及び第３の分離溝を充填し、上記第２の分離溝と上記第３の分離溝間に、上記第１の層と上記第２の層とを含む上記第２の光電変換層、上記導電性中間層、及び上記第１の光電変換層を分離する第４の分離溝を形成し、上記第２の層上に上記第４の分離溝を充填する第２の電極層を形成し、上記第３の分離溝を充填する上記第２の層と上記第２の電極層とを分離する第５の分離溝を形成する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、太陽電池の漏れ電流を減少させることにより、太陽電池の効率の低下を防止することができ、プラグ物質のリフティングオフ問題を減少させる太陽電池モジュール及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来技術に係る太陽電池モジュールの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールを示す平面図である。
【図３】図２に示す太陽電池モジュールのＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿って切断した拡大断面図である。
【図４Ａ】図２に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図４Ｂ】図２に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図４Ｃ】図２に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図４Ｄ】図２に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図４Ｅ】図２に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図４Ｆ】図２に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュールを示す断面図である。
【図６Ａ】図５に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図６Ｂ】図５に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図６Ｃ】図５に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図６Ｄ】図５に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図６Ｅ】図５に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図６Ｆ】図５に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図６Ｇ】図５に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュールを示す断面図である。
【図８Ａ】図７に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図８Ｂ】図７に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図８Ｃ】図７に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図８Ｄ】図７に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図８Ｅ】図７に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図８Ｆ】図７に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図８Ｇ】図７に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュールを示す断面図である。
【図１０Ａ】図９に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図１０Ｂ】図９に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図１０Ｃ】図９に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図１０Ｄ】図９に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図１０Ｅ】図９に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図１０Ｆ】図９に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【図１０Ｇ】図９に示す太陽電池モジュールを製造する中間ステップを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２２】
本発明の実施形態において、厚さ及びサイズのような様々な数値が一例として挙げられているが、本発明は、これらに限定されないことに留意すべきである。また、本明細書及び図面中、同一の構成要素には、可能な限り同一の参照符号及び番号を付するものとする。
【００２３】
１つの部材又は層が他の部材又は層“上にある”又は“と接続される”と称される際に、上記部材又は層は、他の部材又は層又は中間部材や層の真上にあるか又はこれらに接続される。他方、１つの部材が他の部材や層に“真上にある”又は“直接接続される”と称される際には、中間部材や層は存在しないことが理解されるのであろう。本明細書で使用される“接続される”という表現は、物理的に及び／又は電気的に接続されるものを含む。全体にわたって同一の図面符号は、同一の部材を称する。本明細書で使用される“及び／又は”の用語は、列挙された関連項目の中の１つ以上のすべての組合せ及び任意の１つを含む。
【００２４】
第１、第２、及び第３の用語などは、ここで、様々な部材、要素、領域、層、及び／又は領域を説明するために用いられるが、これらの部材、要素、領域、層、及び／又は領域は、これらの用語により限定されてはいけないことが分かるはずである。これらの用語は、ただ、１つの部材、要素、領域、層、又は領域を他の部材、要素、領域、層、又は領域と区分するために使用される。したがって、下記で論議される第１の部材、要素、領域、層、又は領域は、本発明の開示内容を逸脱しない範囲で、第２の部材、要素、領域、層又は領域といってよい。
【００２５】
“上に”、“下に”、“下部の”、及び“上部の”のような空間的に相対的な用語は、図面に示すように、１つの部材又は特徴と他の部材又は特徴間の関係に関する説明を容易にするために用いられる。空間的に相対的な用語は、図面に示す方向だけでなく、使用中又は作動中である装置の他の方向を含むためのものであることが分かるはずである。例えば、図面上の装置が回転する場合に、他の部材又は特徴に対して“下に”と説明された部材は、上記他の部材又は特徴に対して“上に”配向される。したがって、例に挙げられた用語“下に”は、上及び下方向をすべて含むことができる。上記装置は、異なって配向（９０°回転又は他の方位に回転)されてもよく、ここに使用された空間的に相対的な表現は、それに従って解釈される。
【００２６】
ここに使用された用語は、ただ、特定の実施形態を記述するためのもので、本発明を限定するためのものではない。本願明細書に記載の単数形（“ａ”、“ａｎ”、及び“ｔｈｅ”）は、本明細書中に特記で明示されない限り、複数形を含むことは、当業者にはわかるものである。“備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）”及び／又は“備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）”の用語が本明細書で用いられる際には、記述された特徴、整数、ステップ、動作、部材、及び／又は要素の存在を明示するものであり、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、部材、要素、及び／又はこれらでなされたグループの存在又は追加を不可能にしない。
【００２７】
ここでは、本発明の理想的な実施形態(及び中間構造）の概略的な図面である断面図を参照して本発明の実施形態を説明する。このように、例えば、製造方法及び／又は許容誤差の結果として図示された形態とは異なる変形が予想される。したがって、本発明の実施形態は、ここで説明した領域の特定の形態に限定されるものと解釈されてはならず、例えば、製造作業による変形された形態を含む。
【００２８】
特に別の定義がなければ、ここで用いられるすべての用語（技術及び科学用語を含む)は、通常、本発明が属する技術分野の当業者により理解されるものと同一の意味を有する。また、一般的に使用される事前に定義されたもののような用語は、関連分野との関連での意味と同一の意味を有するものと解釈されなければならず、ここで明らかに定義しなければ、理想化されるか又は過度に形式的な意味で解釈されないことも理解されるはずである。
【００２９】
ここで説明されるすべての方法は、ここで異なって指示されるか又は文脈と明白に相反しなければ適切な順序に実施することができる。任意の又はすべての例の使用又は例示的な表現(例えば、“〜のような”）の使用は、ただ本発明をさらによく説明するためのものであり、特に別の主張がなければ、本発明の範囲を限定するのではない。本明細書内の表現は、なにも主張されない部材がここで使用されるもののように、本発明の実施に必須であることを示すものと解析されてはいけない。
【００３０】
以下、本発明は、添付の図面を参照して詳細に説明される。
【００３１】
図２は、本発明の一実施形態による太陽電池モジュール１の概略平面図である。
【００３２】
図２を参照すると、太陽電池モジュール１は、フレーム７００と、複数の太陽電池セルＣ１、Ｃ２、…、ＣＮ−１、及びＣＮと、各セル間に位置し、隣接したセルを分離する複数のセル分離領域Ｐとを含む。太陽電池セルＣ１、Ｃ２、…、ＣＮ−１、ＣＮの外側領域には、周辺分離溝Ｉが横方向及び縦方向に伸張する。太陽電池セルＣ１、Ｃ２、…、ＣＮ−１、及びＣＮのエッジは、フレーム７００により囲まれる。
【００３３】
太陽電池セルＣ１、Ｃ２、…、ＣＮ−１、ＣＮは、相互に平行に垂直方向に伸張する。隣接した太陽電池セルは、セル分離領域Ｐにより分離される。各セル分離領域Ｐは、関連する太陽電池セルＣ１、Ｃ２、…、ＣＮ−１、ＣＮに平行に垂直方向に伸張する第１の分離領域Ｐ１、第２の分離領域Ｐ２、第３の分離領域Ｐ３、及び第４の分離領域Ｐ４を含む。
【００３４】
図３は、図２に示す太陽電池モジュール１をＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿って切断した拡大断面図である。以下、図３を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図３を参照すると、太陽電池モジュール１は、基板１００、第１の電極層１１０、第１の光電変換層２１０、中間層３１０、第２の光電変換層４１０、第２の電極層５１０、及び保護層６００を含む。太陽電池セルＣ１とＣ２間のセル分離領域Ｐにおいて、第１の分離溝Ｇ１、第２の分離溝Ｇ２、第３の分離溝Ｇ３、第４の分離溝Ｇ４、第５の分離溝Ｇ５、及び第６の分離溝Ｇ６は、関連する分離領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、及びＰ４に対応する。太陽電池モジュール１を外部衝撃及び湿気から保護するための保護層６００は、第２の電極層５１０上に存在する。フレーム７００は、太陽電池モジュール１の基板１００、第１の電極層１１０、第１の光電変換層２１０、中間層３１０、第２の光電変換層４１０、第２の電極層５１０、及び保護層６００のエッジを囲んでいる。
【００３６】
基板１００は、太陽電池モジュールのベースであり、透明な絶縁性あるガラス又は柔軟性あるプラスチックのような透明な物質を含んでもよい。
【００３７】
基板１００は、前面及び後面を有し、その前面には、電気的導電体を含む第１の電極層１１０が存在する。第１の電極層１１０は、第１の電極層１１０を通して太陽光（上向き矢印“光り”で示される）が入射し、太陽電池セルで生成した電荷が流れるようにする機能をするために、透明であり導電性ある材質を含む。このような透明導電性材質は、例えば、酸化スズ（ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ：ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ：ＺｎＯ）、インジウムスズ酸化物（ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ｉｎｄｉｕｍ−ｚｉｎｃ−ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）、アルミニウムドーピングされた酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）、及びホウ素ドーピングされた酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｂ）を構成するグループから選択される。
【００３８】
第１の電極層１１０には、第１の分離領域Ｐ１及び第２の分離領域Ｐ２にそれぞれ対応し、第１の分離溝Ｇ１及び第２の分離溝Ｇ２が存在する。第１の電極層１１０は、第１の分離溝Ｇ１により隣接した太陽電池セルＣ１とＣ２との間で電気的に分離される。第２の分離溝Ｇ２は、第１の分離溝Ｇ１に隣接し、これに平行に伸張される。第２の分離溝Ｇ２内の第１の電極層１１０の２側壁間の幅は、第３の分離溝Ｇ３内の第１の光電変換層２１０又は中間層３１０の２側壁間の幅より大きい。この幅は、基板１００の前面に平行に有する。
【００３９】
太陽電池モジュール１を形成する工程において、第１の電極層１１０は、基板１００の前面が第２の分離溝Ｇ２のボトムで露出するようにレーザエッチングにより除去され、第３の分離溝Ｇ３は、非導電性物質を含む第１の光電変換層２１０の一部分が第２の分離溝Ｇ２の反対側壁上に残るようにレーザエッチングにより形成される。したがって、中間層３１０を分離する第２の分離領域Ｐ２が形成される際に、中間層３１０に電気的に漏れやすく接続されることにより漏れ電流経路を生成して昇華した第１の電極層１１０の残留物が減少するか又は効率的に防止することができる。
【００４０】
第１の電極層１１０上には、第１の光電変換層２１０が存在する。第１の光電変換層２１０は、太陽光を吸収することにより電子正孔対を生成する。第１の光電変換層２１０は、例えば、非晶質（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）シリコン（Ｓｉ）、非晶質シリコンゲルマニウム（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｇｅｒｍａｎｉｕｍ：ＳｉＧｅ）、及び非晶質シリコンカーバイド（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｃａｒｂｉｄｅ：ＳｉＣ）のような非晶質シリコン系化合物又はＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ及びＣｄＴｅのようなＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を含んでもよい。また、図示していないが、第１の光電変換層２１０は、第１の導電型半導体層、真性半導体層（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｌａｙｅｒ）、及び第２の導電型半導体層が第１の電極層１１０上に順次に積層された構成を含んでもよい。本発明の一実施形態において、例えば、ｐ型非晶質シリコン（ｐ−ｔｙｐｅ  ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｓｉ）層、真性非晶質シリコン（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｓｉ）層、及びｎ型非晶質シリコン（ｎ−ｔｙｐｅ  ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｓｉ）層は、順次に積層され、集合的に第１の光電変換層２１０を形成してもよい。
【００４１】
一方、第１の光電変換層２１０は、第１の電極層１１０内の第１の分離溝Ｇ１を充填し、露出された基板１００上に接触する。また、第１の光電変換層２１０は、第２の分離溝Ｇ２内の第１の電極層１１０の２反対側壁とこれらに隣接した露出された基板１００の部分に接触する。
【００４２】
第１の光電変換層２１０上には、中間層３１０が存在する。中間層３１０は、光透過性及び光反射性を有する導電性物質を含む。中間層３１０に入射した光の一部は、第１の光電変換層２１０に反射され、残りの部分は、第２の光電変換層４１０に透過され、これにより、第１の光電変換層２１０及び第２の光電変換層４１０内で光吸収率を増加させ、したがって、太陽電池の効率を向上させることができる。中間層３１０は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はリンドーピングされた酸化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｘｉｄｅ：ＳｉＯｘ）を含んでもよい。
【００４３】
中間層３１０を分離する第２の分離領域Ｐ２を形成するために、基板１００の前面が露出されるように中間層３１０及び第１の光電変換層２１０の厚さを通して第３の分離溝Ｇ３が完全に伸張される。第３の分離溝Ｇ３の幅は、第２の分離溝Ｇ２の幅より小さい。第３の分離溝Ｇ３の幅は、第２の分離溝Ｇ２内に位置することにより、第１の光電変換層２１０の一部分が第２の分離溝Ｇ２内の第１の電極層１１０の２側壁上に残っている。
【００４４】
隣接した太陽電池セル間を分離するための第４の分離領域Ｐ４内でレーザエッチングにより昇華又は気化される際に製造工程の間に発生した導電性残留物質による漏れ電流の発生を防止するために第４の分離溝Ｇ４が第４の分離領域Ｐ４内に存在する。第４の分離溝Ｇ４の幅は、第６の分離溝Ｇ６の幅より大きく、第４の分離溝Ｇ４は、第１の光電変換層２１０の一部分が第４の分離溝Ｇ４のボトムと第１の電極層１１０上に残っている溝形状を有し、中間層３１０の厚さを通して完全に伸張される。
【００４５】
太陽電池モジュール１を形成する工程において、第４の分離溝Ｇ４内に充填された第２の光電変換層４１０は、第２の光電変換層４１０の部分が第４の分離溝Ｇ４内のレーザエッチングされた中間層３１０及び第１の光電変換層２１０の２反対側壁上に残るようにレーザエッチングにより部分的に除去され、これにより、第６の分離溝Ｇ６を形成する。第６の分離溝Ｇ６は、第２の電極層５１０と第２の光電変換層４１０及び残っている第１の光電変換層２１０の厚さを通して完全に伸張され、第１の電極層１１０が露出された溝の形状である。残っている第１の光電変換層２１０の部分は、基板に垂直である方向に略３００オングストローム（Å）以上１０００オングストローム（Å）以下の厚さである。
【００４６】
第４の分離溝Ｇ４の幅より狭い幅を有する第６の分離溝Ｇ６は、隣接した太陽電池セル間を分離する。太陽電池モジュール１を形成する工程において、第６の分離溝Ｇ６がレーザエッチングにより形成される場合に、第２の光電変換層４１０の一部分が中間層３１０の２側壁上に存在するために、中間層３１０の導電性物質の昇華又は気化を避けることができ、中間層３１０の導電性物質の昇華又は気化による漏れ電流の発生可能性を減少させるか又は効率的に防止することができる。
【００４７】
第２の光電変換層４１０は、中間層３１０上にあり、太陽光を吸収することにより電子正孔対を生成する。第２の光電変換層４１０は、例えば、微結晶シリコン（ｍｃ−Ｓｉ）及び多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）のような結晶質シリコン、又はＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ及びＣｄＴｅのようなＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を含んでもよい。また、図示していないが、第２の光電変換層４１０は、第１の導電型半導体層、真性半導体層、及び第２の導電型半導体層が中間層３１０上に順次積層された構造を含んでもよい。本発明の一実施形態において、例えば、ｐ型微結晶シリコン（ｐ−ｔｙｐｅ  ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｉ）層、真性微結晶シリコン（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｉ）層、及びｎ型微結晶シリコン（ｎ−ｔｙｐｅ  ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｉ）層は、順次積層され、集合的に第２の光電変換層４１０を形成してもよい。
【００４８】
第１の電極層１１０及び第２の電極層５１０を電気的に接続して第３の分離領域Ｐ３を形成するために、第５の分離溝Ｇ５は、第２の光電変換層４１０、中間層３１０、及び第１の光電変換層２１０の厚さを通して完全に伸張され、第１の電極層１１０のトップ（上部）から伸張される。第５の分離溝Ｇ５のボトムは、第１の電極層１１０の露出された上部表面である。第５の分離溝Ｇ５は、第２の電極層５１０が第１の電極層１１０に電気的に接続されるように第２の電極層５１０の導電性物質又は導電プラグで充填される。
【００４９】
第２の光電変換層４１０上に位置した第２の電極層５１０は、光反射機能を有することができ、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、及び銀（Ａｇ）の中で選択された物質を含み得る。したがって、第１の太陽電池セルＣ１の第２の電極層５１０は、第５の分離溝Ｇ５に充填された第２の電極層５１０の導電性物質又は導電プラグ物質を用いて隣接した第２の太陽電池セルＣ２の第１の電極層１１０に電気的に接続され、これにより、隣接する第１の太陽電池セルＣ１と第２の太陽電池セルＣ２間の直列接続を形成する。
【００５０】
図２及び図３を参照すると、太陽電池モジュール１の外側領域には、第２の電極層５１０、第２の光電変換層４１０、中間層３１０、第１の光電変換層２１０、及び第１の電極層１１０を通る周辺分離溝Ｉがある。周辺分離溝Ｉは、配置図の横方向及び縦方向に伸びている。太陽電池モジュール１の外側領域において、太陽電池を構成する第１の電極層１１０、第１の光電変換層２１０、中間層３１０、第２の光電変換層４１０、及び第２の電極層５１０の厚さが不均一に形成されることにより、太陽電池の効率を減少させている。したがって、周辺分離溝Ｉを用いて太陽電池モジュール１の外側領域を太陽電池セルＣ１、Ｃ２、．．．、ＣＮ−１、ＣＮから分離することにより太陽電池効率の低下を減少させるか又は効率的に防止することができる。
【００５１】
第２の電極層５１０上には、保護層６００がある。保護層６００は、汚染防止、外部湿気遮断、及び耐熱機能を有しているために太陽電池を保護することができる。保護層６００は、ガラス又はアルミニウムのような金属層、及びフッ化ビニル樹脂（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ：ＰＶＦ）のような高分子層を含むフィルムを含んでもよい。
【００５２】
基板１００と保護層６００とを結合するフレーム７００は、太陽電池モジュール１の層のエッジ及び側面上に位置する。具体的に、フレーム７００は、基板１００の下部表面、基板１００の外部エッジ、第１の電極層１１０、第１の光電変換層２１０、中間層３１０、第２の光電変換層４１０、第２の電極層５１０、保護層６００、及び保護層６００の上部表面と重なる。フレーム７００は、太陽電池モジュール１の層の側面から流入する汚染物及び湿気を遮断し、太陽電池モジュール１を保護する機能を有する。フレーム７００と太陽電池モジュール１の層の側面の間には、アクリル又はポリエステルを含む保護部材（図示せず）がさらに形成される。フレーム７００は、アルミニウム（Ａｌ）を含む。
【００５３】
以下、図４Ａ〜図４Ｆを参照して図２及び図３に示す太陽電池モジュール１の製造方法について詳細に説明する。
【００５４】
図４Ａ〜図４Ｆは、図２及び図３に示す太陽電池モジュール１の製造方法を概略的に示す図である。
【００５５】
図４Ａを参照すると、化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）又はスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）技術を用いて第１の電極層１１０を基板１００の前面に形成する。第１の電極層１１０は、例えば、酸化スズ（ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ：ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ：ＺｎＯ）、インジウムスズ酸化物（ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ｉｎｄｉｕｍ−ｚｉｎｃ−ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）、アルミニウムドーピングされた酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）、及びホウ素ドーピングされた酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｂ）の中で選択された物質である。ＺｎＯ：Ａｌを含む場合に、第１の電極層１１０は、スパッタリング技術により形成され、ＳｎＯ２を含む場合に、第１の電極層１１０は、ＣＶＤにより形成される。第１の電極層１１０は、略１．０マイクロメータ（μｍ）以上略２．０マイクロメータ（μｍ）以下の厚さを有するように形成される。
【００５６】
レーザを照射して第１の電極層１１０のパターニング又はエッチングを行うことにより、第１の分離溝Ｇ１及び第２の分離溝Ｇ２は、図３の第１の分離領域Ｐ１及び第２の分離領域Ｐ２に対応する位置に形成される。レーザは、第１の電極層１１０のトップ又は基板１００の後面から照射される。本発明の一実施形態において、例えば、第１の分離溝Ｇ１及び第２の分離溝Ｇ２は、略３５５ナノメータ（ｎｍ）の波長及び略３ワット（Ｗ）〜略６Ｗのパワーを有するネオジムドーピングされたイットリウムアルミニウムガーネット（ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ  ｙｔｔｒｉｕｍ  ａｌｕｍｉｎｉｕｍ  ｇａｒｎｅｔ；以下、“Ｎｄ：ＹＡＧ”と称する。）レーザとＸ−Ｙテーブルとを用いて形成される。第１の分離溝Ｇ１の幅は、略３０μｍ以上略２００μｍ以下であり、第２の分離溝Ｇ２の幅は、略５０μｍ以上略２００μｍ以下である。
【００５７】
図４Ｂを参照すると、第１の光電変換層２１０は、第１の電極層１１０上に形成され、第１の分離溝Ｇ１及び第２の分離溝Ｇ２を完全に充填しつつ、露出された基板１００の前面に伸張される。第１の光電変換層２１０は、例えば、非晶質シリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ：ａ−Ｓｉ）、非晶質シリコンゲルマニウム（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｇｅｒｍａｎｉｕｍ：ａ−ＳｉＧｅ）、及び非晶質シリコンカーバイド（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｃａｒｂｉｄｅ：ａ−ＳｉＣ）のような非晶質シリコン系化合物、又はＣｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ及びＣｄＴｅのようなＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を含んでもよい。また、図示していないが、第１の光電変換層２１０は、第１の導電型半導体層、真性半導体層、及び第２の導電型半導体層が第１の電極層１１０上に順次積層された構成を有するように形成される。本発明の一実施形態において、例えば、ｐ型非晶質シリコン層、真性非晶質シリコン層、及びｎ型非晶質シリコン層は、順次積層される。第１の光電変換層２１０の材質によってその厚さが変わる。本発明の一実施形態において、例えば、第１の光電変換層２１０は、ＣＶＤを用いて略５０Å（５ｎｍ）略以上３００Å（３０ｎｍ）の厚さを有するｐ型微結晶シリコン層、略１５００Å（１５０ｎｍ）以上略３５００Å（３５０ｎｍ）以下の厚さを有する真性非晶質シリコン層、及び略１００Å（１０ｎｍ）以上略３００Å（３０ｎｍ）の厚さを有するｎ型非晶質シリコン層を含んでもよい。第１の光電変換層２１０上には、導電性を有する中間層３１０が形成される。中間層３１０は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はリンドーピングされた酸化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｘｉｄｅ：ＳｉＯｘ）を含んでもよい。酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む場合に、中間層３１０は、ＣＶＤにより略２００Å（２０ｎｍ）以上略１０００Å（１００ｎｍ）の厚さを有するように形成される。
【００５８】
図４Ｃを参照すると、第３の分離溝Ｇ３及び第４の分離溝Ｇ４は、レーザを照射して、第１の光電変換層２１０及び中間層３１０のパターニング又はエッチングを行うことにより形成される。第３の分離溝Ｇ３のボトム上の第１の電極層１１０は、第２の分離溝Ｇ２が形成される際にすでに除去されたため、第１の電極層１１０の昇華又は気化による残留物が中間層３１０に電気的に接続されることを防止することができる。第３の分離溝Ｇ３は、その幅が第２の分離溝Ｇ２の幅より狭くなるように第２の分離溝Ｇ２内に位置し、基板１００の前面を露出しつつ形成される。したがって、第３の分離溝Ｇ３は、第２の分離溝Ｇ２を充填する第１の光電変換層２１０の一部分が第２の分離溝Ｇ２内の第１の電極層１１０の２反対側壁上に残っているように形成される。第３の分離溝Ｇ３の幅は、略４０μｍ以上略１９０μｍ以下であり、その幅は、第２の分離溝Ｇ２の幅より小さい。本発明の一実施形態において、例えば、第３の分離溝Ｇ３は、略５３２ｎｍの波長及び略０．３Ｗ以上略０．５Ｗ以下のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波とＸ−Ｙテーブルとを使用して形成される。
【００５９】
第４の分離溝Ｇ４は、第３の分離溝Ｇ３を形成するために用いられるものより低いパワーを有するレーザを用いて、第１の光電変換層２１０の一部が第４の分離溝Ｇ４内の第１の電極層１１０の前面に残るようにレーザエッチングが行われる。したがって、第４の分離溝Ｇ４を形成する場合に、中間層３１０に電気的に漏れやすくなる第１の電極層１１０の昇華又は気化残留物が減少するか又は効率的に防止することができる。第４の分離溝Ｇ４のボトムで第１の電極層１１０上に残る第１の光電変換層２１０の厚さは、略３００Å（３０ｎｍ）以上略１０００Å（１００ｎｍ）である。本発明の一実施形態において、例えば、第４の分離溝Ｇ４は、略０．１Ｗ以上０．１６Ｗ以下のパワーで第３の分離溝Ｇ３を形成するために用いられるものと同一の略５３２ｎｍの波長を有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波を用いて形成される。第４の分離溝Ｇ４は、略５０μｍ以上略２００μｍ以下の幅を有する。
【００６０】
本発明の他の実施形態によると、第３の分離溝Ｇ３を形成する場合に、基板１００の後面、例えば、第１の光電変換層２１０及び中間層３１０が形成された基板１００の反対側の表面上にレーザが照射される。第４の分離溝Ｇ４を形成する場合に、レーザが中間層３１０上に照射される。これにより、第４の分離溝Ｇ４を形成する場合に、レーザは、中間層３１０上に照射される。第４の分離溝Ｇ４のボトムで第１の電極層１１０上に残る第１の光電変換層２１０の厚さを調節することが容易であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には自明であるはずである。
【００６１】
図４Ｄを参照すると、第２の光電変換層４１０は、中間層３１０上及び第３の分離溝Ｇ３及び第４の分離溝Ｇ４内に形成される。第５の分離溝Ｇ５は、形成された第２の光電変換層４１０に対して又は第２の光電変換層４１０が形成された基板１００の反対側の表面に対してレーザを照射することにより形成される。第５の分離溝Ｇ５は、第１の電極層１１０の表面から形成され、第２の光電変換層４１０、中間層３１０、及び第１の光電変換層２１０を通して伸張される。第５の分離溝Ｇ５は、第３の分離溝Ｇ３と第４の分離溝Ｇ４間に介在され、図２及び図３を参照して上述したように、第３の分離領域Ｐ３に対応するように位置する。
【００６２】
第２の光電変換層４１０は、ＣＶＤを用いて形成する。第２の光電変換層４１０は、例えば、微結晶シリコン又は多結晶シリコンを含んでもよい。図示していないが、第２の光電変換層４１０は、ｐ型微結晶シリコン層、真性微結晶シリコン層、及びｎ型微結晶シリコン層が中間層３１０上に順次積層される構造を有するように形成される。本発明の一実施形態において、例えば、第２の光電変換層４１０は、微結晶シリコンで形成される場合に、その厚さが略１．５μｍ以上略３．０μｍ以下である。
【００６３】
第５の分離溝Ｇ５の幅は、略５０μｍ以上略１００μｍ以下であり、略５３２ｎｍの波長及び略０．３Ｗ以上略０．５Ｗ以下のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波を用いて形成される。
【００６４】
図４Ｅを参照すると、第２の電極層５１０は、第２の光電変換層４１０上及び第５の分離溝Ｇ５内に形成される。光反射性特性を有する第２の電極層５１０は、第２の電極層５１０に到達した光を第１の光電変換層２１０又は第２の光電変換層４１０に再反射させることにより、太陽電池効率を向上させることができる。第２の電極層５１０は、第５の分離溝Ｇ５を充填しつつ第１の電極層１１０の表面から伸張されることにより第１の電極層１１０に電気的に接続される。本発明の一実施形態において、例えば、第２の電極層５１０は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、及びモリブデン（Ｍｏ）の中で選択された物質を含んでもよい。第２の電極層５１０は、ＺｎＯ／Ａｇ、ＺｎＯ／Ａｌ、及びＺｎＯ／Ｍｏのような二重膜を有するように形成される。本発明の一実施形態において、第２の電極層５１０は、ＺｎＯ／Ａｇの二重膜構造を有し、ＺｎＯは、ＣＶＤを用いて略５００Å（５０ｎｍ）以上略１５００Å（１５０ｎｍ）の厚さを有するように形成され、Ａｇは、スパッタリング技術を用いて略１０００Å（１００ｎｍ）以上略５０００Å（５００ｎｍ）以下の厚さを有するように形成される。
【００６５】
図４Ｆを参照すると、第６の分離溝Ｇ６及び周辺分離溝Ｉが形成される。第６の分離溝Ｇ６は、第２の電極層５１０、第２の光電変換層４１０、及び第１の電極層１１０上の第１の光電変換層２１０を通して伸張され、第１の電極層１１０の表面を露出するように形成される。第６の分離溝Ｇ６は、第４の分離溝Ｇ４を充填する第２の光電変換層４１０が部分的に除去され、第２の光電変換層４１０の部分が中間層３１０及び第１の光電変換層２１０の両反対側壁上に残るように形成される。第６の分離溝Ｇ６は、略５３２ｎｍの波長及び略０．３Ｗ以上０．７Ｗ以下のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波を使用して形成される。第６の分離溝Ｇ６の幅は、第４の分離溝Ｇ４の幅より狭い略４０μｍ以上略１９０μｍ以下の幅を有する。
【００６６】
周辺分離溝Ｉは、略５３２ｎｍの波長及び略０．３Ｗ以上０．７Ｗ以下のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波を使用して形成される。周辺分離溝Ｉは、図２に示すように、太陽電池モジュール１のエッジに沿って横方向及び縦方向に伸張され、基板１００のトップから形成され、第２の電極層５１０、第２の光電変換層４１０、中間層３１０、第１の光電変換層２１０、及び第１の電極層１１０を通して伸張される。１つの周辺分離溝Ｉが図２及び図３に示すように、複数の周辺分離溝は、平行に形成される。
【００６７】
上述したように、第１の電極層１１０は、第２の分離溝Ｇ２により分離され、第２の分離溝Ｇ２の幅より狭い幅を有する第３の分離溝Ｇ３が、分離された第１の電極層１１０の両側壁上に第１の光電変換層２１０が残るように形成されるために、第１の電極層１１０の残留物が第１の電極層１１０の導電性物質の昇華又は気化により中間層３１０に電気的に漏れやすく接続される際に発生する漏れ電流を減少させるか又は効率的に防止することができる。また、第４の分離溝Ｇ４は、第１の光電変換層２１０の一部が第４の分離溝Ｇ４のボトム上に残るように形成することにより、第１の電極層１１０の残留物が第１の電極層１１０の導電性物質の昇華又は気化により中間層３１０に電気的に漏れやすく接続されることを防止することができる。
【００６８】
本発明の他の実施形態に係る太陽電池モジュール２は、図２に示すものと実質的に同一である。図５は、本発明の他の実施形態に係る図２のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿って切断した太陽電池モジュールを示す拡大断面図である。図示した実施形態に係る太陽電池モジュール２において、第４の分離領域Ｐ４の構造を除いた第１の分離領域Ｐ１〜第３の分離領域Ｐ３の構造は、図３を参照して説明した第１の分離領域Ｐ１〜第３の分離領域Ｐ３の構造と実質的に同一であるため、これに関する説明は、重複した説明を避けるために省略し、以下、第４の分離領域Ｐ４に関連した構造のみを説明する。
【００６９】
図５を参照すると、第４の分離領域Ｐ４は、第９の分離溝Ｇ９、第１０の分離溝Ｇ１０、及び第１１の分離溝Ｇ１１を有する。第９の分離溝Ｇ９は、第１の電極層１１０の凹状の上部表面であるボトムを有する。第９の分離溝Ｇ９のボトムは、第４の分離領域Ｐ４で実質的に円弧のような曲線形状を有する。すなわち、第１の電極層１１０の一部は、第９の分離溝Ｇ９のボトム上に、そして、隣接した太陽電池セルＣ１とＣ２間に残り、太陽電池セルＣ１及びＣ２を電気的に接続する。残っている第１の電極層１１０の厚さは、隣接した太陽電池セルＣ１及びＣ２を電気的に接続する第１の電極層１１０の導電性を考慮して決定され、その厚さは、略２０００Å（２００ｎｍ）以上略８０００Å（８００ｎｍ）である。
【００７０】
第１０の分離溝Ｇ１０は、第９の分離溝Ｇ９の幅より狭い幅を有する。本発明の一実施形態において、第１０の分離溝は、第９の分離溝Ｇ９内に充填された第１の光電変換層２１０及び第１の光電変換層２１０上の中間層３１０をレーザエッチングすることにより形成され、これにより、第１０の分離溝Ｇ１０のボトムが第９の分離溝Ｇ９の円弧と接するように円弧形状を有する。したがって、第１の光電変換層２１０の一部分は、それぞれ第１０の分離溝Ｇ１０及び第９の分離溝Ｇ９の円弧の両反対側壁間に存在する。第１の電極層１１０の一部が第９の分離溝Ｇ９により除去されるために、第１０の分離溝Ｇ１０が形成される際に第１の電極層１１０の導電性物質の昇華又は気化は減少される。したがって、昇華した第１の電極層１１０の導電性残留物が中間層３１０に電気的に漏れやすく接続される際に発生する漏れ電流を減少させることができる。
【００７１】
第１０の分離溝Ｇ１０の幅より狭い第１１の分離溝Ｇ１１は、第１０の分離溝Ｇ１０内に位置し、第１１の分離溝Ｇ１１のボトムは、第９の分離溝Ｇ９及び第１０の分離溝Ｇ１０のボトム上の円弧と相互に接するように実質的に円弧形状を有する。したがって、第１１の分離溝Ｇ１１が第２の電極層５１０及び第２の光電変換層４１０を通して伸張する際に、第２の光電変換層４１０の一部分は、第１１の分離溝Ｇ１１及び第１０の分離溝Ｇ１０内の中間層３１０及び第１の光電変換層２１０の両側壁間に存在する。したがって、第１１の分離溝Ｇ１１がレーザエッチングにより形成される際に、中間層３１０の昇華又は気化による導電性物質の残留物の汚染が減少されるか又は効率的に防止されることができる。
【００７２】
したがって、第９の分離溝Ｇ９乃至第１１の分離溝Ｇ１１の形成により、隣接した太陽電池セル間の分離は、漏れ電流を生じさせることがない。
【００７３】
以下、図６Ａ乃至図６Ｇを参照して図５に示す太陽電池モジュール２の製造方法について詳細に説明する。
【００７４】
図６Ａ乃至図６Ｇは、図５に示す太陽電池モジュール２の製造方法を概略的に示す図である。
【００７５】
図６Ａを参照すると、第１の電極層１１０は、基板１００上に形成される。第１の電極層１１０の材質、厚さ及び形成方法は、図４Ａを参照して説明したものと実質的に同一である。レーザを照射して第１の電極層１１０をパターニングすることにより、第１の分離溝Ｇ１、第２の分離溝Ｇ２、及び第９の分離溝Ｇ９は、図２に示した第１の分離領域Ｐ１、第２の分離領域Ｐ２、及び第４の分離領域Ｐ４に対応する位置に形成される。本発明の一実施形態において、例えば、第１の分離溝Ｇ１及び第２の分離溝Ｇ２は、略１０６４ｎｍの波長及び略１０Ｗ以上略１６Ｗ以下のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザを第１の電極層１１０又は第１の電極層１１０が形成された基板１００の後面に照射することにより形成される。第１の分離溝Ｇ１及び第２の分離溝Ｇ２の幅は、略４０μｍ以上略８０μｍ以下である。第９の分離溝Ｇ９は、略１０６４ｎｍの波長及び略２Ｗ以上略５Ｗ以下のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザを第１の電極層１１０に照射することにより形成される。第９の分離溝Ｇ９の幅は、略４０μｍ以上略８０μｍ以下である。レーザ発生装置のスリット装置を調節してガウス分布（Ｇａｕｓｓｉａｎ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を有するようにレーザの強度を調節することにより、図６Ａに示すように、第９の分離溝Ｇ９のボトムは、実質的に円弧のような曲線形状を有するように形成される。第９の分離溝Ｇ９のボトムと基板１００間に残っている第１の電極層１１０の厚さは、基板１００に対して垂直方向に略２０００Å（２００ｎｍ）以上略８０００Å（８００ｎｍ）以下である。
【００７６】
図６Ｂを参照すると、第１の電極層１１０上には、第１の光電変換層２１０が第１の分離溝Ｇ１、第２の分離溝Ｇ２、及び第９の分離溝Ｇ９を充填して形成される。第１の光電変換層２１０は、第１の分離溝Ｇ１及び第２の分離溝Ｇ２で基板１００の前面から充填される一方、第９の分離溝Ｇ９では、第１の電極層１１０の円弧又は曲線弧の表面から充填される。第１の光電変換層２１０の材料、厚さ、及び形成方法は、図４Ｂを参照して説明したものと同一である。
【００７７】
第１の光電変換層２１０上には、導電性の中間層３１０が形成される。中間層３１０は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はリン（ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ）ドーピングされた酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）を含む。中間層３１０が酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む場合に、ＣＶＤにより略２００Å（２０ｎｍ）以上略１０００Å（１００ｎｍ）以下の厚さを有するように形成される。
【００７８】
図６Ｃを参照すると、第３の分離溝Ｇ３及び第１０の分離溝Ｇ１０は、レーザを照射して第１の光電変換層２１０及び中間層３１０のエッチング又はパターニングを行うことにより形成される。第３の分離溝Ｇ３は、図４Ｃに示す第３の分離溝Ｇ３と実質的に同一の構造を有するが、その幅は異なる。第３の分離溝Ｇ３は、略３５μｍ以上４５μｍ以下の幅を有し、その幅は、第２の分離溝Ｇ２の幅より小さい。本発明の一実施形態において、例えば、第３の分離溝Ｇ３は、略５３２ｎｍの波長及び略０．３Ｗ以上略０．６Ｗ以下のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波を使用して形成される。
【００７９】
第１０の分離溝Ｇ１０は、第９の分離溝Ｇ９内に位置し、そのボトムは、第１の電極層１１０の円弧又は曲線弧の表面と１点又は一部分で相互に接するように円弧又は曲線弧の形状を有する。第１０の分離溝Ｇ１０は、第９の分離溝Ｇ９内に充填された第１の光電変換層２１０の部分が第１の電極層１１０の円弧又は曲線弧の両側壁上に残るように形成される。第１０の分離溝Ｇ１０は、略３５μｍ以上略４５μｍ以下の幅を有し、その幅は、第９の分離溝Ｇ９の幅より狭い。本発明の一実施形態において、例えば、第１０の分離溝Ｇ１０は、略５３２ｎｍの波長及び略０．３Ｗ以上略０．６Ｗ以下のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波を使用して形成される。第１０の分離溝Ｇ１０のボトム上に存在する第１の電極層１１０の一部は、第９の分離溝Ｇ９が形成される際に予め除去することにより、第１０の分離溝Ｇ１０が形成される際に、第１の電極層１１０の導電性物質の昇華又は気化の量を減少させることができる。したがって、第１の電極層１１０の昇華又は気化がなされる残留物及び中間層３１０が電気的に漏れやすく接続される漏れ電流経路の発生を減少させることができる。
【００８０】
図６Ｄを参照すると、第２の光電変換層４１０は、第３の分離溝Ｇ３及び第１０の分離溝Ｇ１０を充填しつつ中間層３１０上に形成される。第２の光電変換層４１０の材質、厚さ、及び形成方法は、図４Ｄを参照して説明したものと同一であり得る。
【００８１】
図６Ｅを参照すると、第５の分離溝Ｇ５は、レーザを照射して第２の光電変換層４１０、中間層３１０、及び第１の光電変換層２１０のエッチング又はパターニングを行うことにより形成される。第５の分離溝Ｇ５の構造は、図４Ｄを参照して説明したものと実質的に同一であるが、その幅は、異なる。第５の分離溝Ｇ５の幅は、略４０μｍ以上略８０μｍ以下である。
【００８２】
本発明の一実施形態において、例えば、第５の分離溝Ｇ５は、略５３２ｎｍの波長及び略０．３Ｗ以上略０．５Ｗ以下のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波を使用して形成される。
【００８３】
図６Ｆを参照すると、第２の電極層５１０は、第２の光電変換層４１０上及び第５の分離溝Ｇ５内に形成される。第２の電極層５１０の構造、材質、厚さ及び形成方法は、図４Ｅを参照して説明したものと実質的に同一である。
【００８４】
図６Ｇを参照すると、第１１の分離溝Ｇ１１及び周辺分離溝Ｉは、レーザを照射することにより形成される。第１１の分離溝Ｇ１１の幅は、第１０の分離溝Ｇ１０の幅より狭い。第１１の分離溝Ｇ１１は、第９の分離溝Ｇ９内の第１の電極層１１０の円弧又は曲線弧、及び第１０の分離溝Ｇ１０内の円弧又は曲線弧の点又は部分から実質的に形成され、第２の電極層５１０及び第９の分離溝Ｇ９内の第２の光電変換層４１０を通して伸張する。第１０の分離溝Ｇ１０を充填する第２の光電変換層４１０の一部分が除去されるため、第１１の分離溝Ｇ１１は、第２の光電変換層４１０の一部分が中間層３１０及び第１の光電変換層２１０の両側壁上に残るように第２の電極層５１０を通して伸張して形成される。第１１の分離溝Ｇ１１は、略５３２ｎｍの波長及び略０．３Ｗ以上略０．６Ｗ以下のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波を用いて形成される。第１１の分離溝Ｇ１１は、第１０の分離溝Ｇ１０の幅より狭い略２５μｍ乃至略３５μｍの幅を有する。
【００８５】
周辺分離溝Ｉは、略５３２ｎｍの波長を有するレーザを略０．４Ｗ以上略０．７Ｗ以下のパワーでエッチングすることにより形成される。
【００８６】
図示した本発明の実施形態によると、第２の分離溝Ｇ２は、第１の電極層１１０に形成され、その内に第１の光電変換層２１０を形成した後に、第３の分離溝Ｇ３は、第１の光電変換層２１０の部分が第２の分離溝Ｇ２内の第１の電極層１１０の両側壁上に取り付けられるように残っているために、そのレーザエッチングの間に第１の電極層１１０の導電性物質の昇華又は気化により発生する残留物の汚染を防止することができる。また、第９の分離溝Ｇ９が形成される際に第１の電極層１１０の一部がさらに除去されることにより、第１０の分離溝Ｇ１０が第９の分離溝Ｇ９の内側に形成される際に昇華される第１の電極層１１０の導電性物質の昇華量を減少させることができる。さらに、第１１の分離溝Ｇ１１は、第２の光電変換層４１０の一部分が第１０の分離溝Ｇ１０の内側に位置した中間層３１０の両側壁を覆うように形成されるために、中間層３１０の導電性物質の昇華又は気化を防止することができる。したがって、導電性物質の昇華による第１の電極層１１０と中間層３１０間の電気的接続及び中間層３１０と第２の電極層５１０間の電気的接続による漏れ電流の発生を減少させることができる。
【００８７】
本発明の実施形態に係る太陽電池モジュール３は、図２に示すものと実質的に同様である。図７は、本発明の他の実施形態に従って図２のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿って切断した太陽電池セルの拡大断面図である。図示された実施形態に係る太陽電池モジュール３において、第３の分離領域Ｐ３の構造を除いた第１の分離領域Ｐ１、第２の分離領域Ｐ２、及び第４の分離領域Ｐ４の構造は、図５を参照して説明した第１の分離領域Ｐ１、第２の分離領域Ｐ２、及び第４の分離領域Ｐ４の構造と実質的に同一である。したがって、重複した説明を避けるために、これらの説明は省略し、以下、第３の分離領域Ｐ３に関連した構造のみを説明する。
【００８８】
図７を参照すると、第３の分離領域Ｐ３は、第７の分離溝Ｇ７及び第８の分離溝Ｇ８を有する。第７の分離溝Ｇ７は、第１の電極層１１０の凹状の上部表面であるボトムを有する。第７の分離溝Ｇ７のボトムは、第３の分離領域Ｐ３で実質的に円弧のような曲線形状を有する。
【００８９】
本発明の一実施形態において、第８の分離溝Ｇ８は、第７の分離溝Ｇ７内に充填された第１の光電変換層２１０、その上の中間層３１０、及び中間層３１０上の第２の光電変換層４１０をレーザエッチングすることにより形成される。第８の分離溝Ｇ８の幅は、第７の分離溝Ｇ７の幅より狭く、第８の分離溝Ｇ８のボトムは、第７の分離溝Ｇ７の円弧と接するように実質的に円弧の形状を有する。第１の電極層１１０の一部は、第７の分離溝Ｇ７及び第８の分離溝Ｇ８のボトム上に残っている。
【００９０】
第２の電極層５１０は、第８の分離溝Ｇ８を充填しつつ、残っている第１の電極層１１０の円弧から伸張することにより、隣接した太陽電池セルＣ１及びＣ２を電気的に直列接続する。残っている第１の電極層１１０の厚さは、隣接した太陽電池セルＣ１とＣ２間の電気的接続のための第１の電極層１１０の伝導性を考慮して定められることができ、本発明の一実施形態において、例えば、略２０００Å（２００ｎｍ）以上略８０００Å（８０ｎｍ）以下である。上述したように、第１の電極層１１０の一部が第７の分離溝Ｇ７の形成の間に予め除去されているため、続いて第８の分離溝Ｇ８が形成される際に第１の電極層１１０の導電性物質の昇華又は気化が減少することにより、第８の分離溝Ｇ８の側壁に付着される第１の電極層１１０の導電性残留物が減少する。したがって、第８の分離溝Ｇ８の側壁上に付着された導電性残留物により発生する第８の分離溝Ｇ８を充填する第２の電極層５１０の一部がはがれるリフティングオフ（ｌｉｆｔｉｎｇ−ｏｆｆ）現象が減少することができる。
【００９１】
以下、図８Ａ乃至図８Ｇを参照して図７に示す太陽電池モジュール３の製造方法について詳細に説明する。
【００９２】
図８Ａ乃至図８Ｇは、図７に示す太陽電池モジュール３の製造方法を概略的に示す図である。
【００９３】
図８Ａを参照すると、第１の電極層１１０は、基板１００上に形成される。第１の電極層１１０の材質、厚さ、及び形成方法は、図６Ａを参照して説明したものと実質的に同一である。レーザを照射して第１の電極層１１０をパターニングすることにより、第１の分離溝Ｇ１、第２の分離溝Ｇ２、第７の分離溝Ｇ７、及び第９の分離溝Ｇ９は、図１の第１の分離領域Ｐ１、第２の分離領域Ｐ２、第３の分離領域Ｐ３、及び第４の分離領域Ｐ４に対応する位置に形成される。本発明の一実施形態において、例えば、第１の分離溝Ｇ１及び第２の分離溝Ｇ２は、略１０６４ｎｍの波長及び略１０Ｗ以上略１６Ｗ以下のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザを第１の電極層１１０に照射することにより形成される。第１の分離溝Ｇ１及び第２の分離溝Ｇ２の幅は、略４０μｍ以上８０μｍ以下である。第７の分離溝Ｇ７及び第９の分離溝Ｇ９は、略１０６４ｎｍの波長及び略２Ｗ以上略５Ｗのパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザを第１の電極層１１０に照射することにより形成される。第７の分離溝Ｇ７及び第９の分離溝Ｇ９の幅は、略４０μｍ以上８０μｍ以下である。レーザ発生装置のスリット装置を調節してガウス分布を有するようにレーザの強度を調節することにより、図８Ａに示すように、第７の分離溝Ｇ７及び第９の分離溝Ｇ９のボトムは、実質的に円弧のような曲線形状を有するように形成される。第７の分離溝Ｇ７及び第９の分離溝Ｇ９のボトムと基板１００間に残っている第１の電極層１１０の厚さは、基板１００に対して垂直方向で略２０００Å（２００ｎｍ）以上略８０００Å（８００ｎｍ）以下である。
【００９４】
図８Ｂを参照すると、第１の電極層１１０上には、第１の光電変換層２１０が第１の分離溝Ｇ１、第２の分離溝Ｇ２、第７の分離溝Ｇ７、及び第９の分離溝Ｇ９を充填しつつ形成される。第１の光電変換層２１０は、基板１００の前面から第１の分離溝Ｇ１及び第２の分離溝Ｇ２に充填される一方、第７の分離溝Ｇ７及び第９の分離溝Ｇ９では、部分的に残っている第１の電極層１１０の円弧又は曲線弧の表面から充填される。第１の光電変換層２１０の材料、厚さ、及び形成方法は、図６Ｂを参照して説明したものと実質的に同一である。
【００９５】
第１の光電変換層２１０上には、中間層３１０が形成される。中間層３１０の材質、厚さ、及び形成方法は、図６Ｂを参照して説明したものと実質的に同一である。
【００９６】
図８Ｃを参照すると、第３の分離溝Ｇ３及び第１０の分離溝Ｇ１０は、レーザを照射して第１の光電変換層２１０及び中間層３１０のエッチング又はパターニングを行うことにより形成される。第３の分離溝Ｇ３及び第１０の分離溝Ｇ１０は、それぞれ図６Ｃを参照して説明した第３の分離溝Ｇ３及び第１０の分離溝Ｇ１０の製造方法により形成される。
【００９７】
図８Ｄを参照すると、第２の光電変換層４１０は、第３の分離溝Ｇ３及び第１０の分離溝Ｇ１０内を充填しつつ中間層３１０上に形成される。第２の光電変換層４１０の材質、厚さ、及び形成方法は、図６Ｄを参照して説明したものと実質的に同一である。
【００９８】
図８Ｅを参照すると、第８の分離溝Ｇ８は、レーザを照射して第２の光電変換層４１０、中間層３１０、及び第１の光電変換層２１０のエッチング又はパターニングを行うことにより形成される。第８の分離溝Ｇ８は、第２の光電変換層４１０、中間層３１０、及び第１の光電変換層２１０を通して伸張しつつ第７の分離溝Ｇ７の内側に位置した第１の電極層１１０の円弧又は曲線弧の表面から形成される。第８の分離溝Ｇ８の幅は、第７の分離溝Ｇ７の幅より狭く、第８の分離溝Ｇ８のボトムは、第７の分離溝Ｇ７の円弧又は曲線弧と接するように実質的に円弧の形状を有する。
【００９９】
本発明の一実施形態において、例えば、略２５μｍ以上略３５μｍ以下の幅を有する第８の分離溝Ｇ８は、略５３２ｎｍの波長及び略０．３Ｗ以上略０．５Ｗ以下のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波を用いて形成される。
【０１００】
図８Ｆを参照すると、第２の電極層５１０は、第２の光電変換層４１０の上及び第８の分離溝Ｇ８内に形成される。第２の電極層５１０は、第８の分離溝Ｇ８を充填しつつ隣接した太陽電池セル内の第１の電極層１１０の円弧又は曲線弧の表面から形成されることにより、隣接した太陽電池セルＣ１及びＣ２を電気的に直列接続する。第８の分離溝Ｇ８のボトム上の第１の電極層１１０の一部が、第７の分離溝Ｇ７が形成される際に予め除去されたため、第１の電極層１１０の導電性物質の昇華又は気化の量は、第８の分離溝Ｇ８が形成される際に減少する。したがって、第８の分離溝Ｇ８の側壁に取り付けられた導電性残留物を最小化することにより、第８の分離溝Ｇ８に充填される第２の電極層５１０が部分的にはがれるリフティングオフ現象を減少させることができる。第２の電極層５１０の材質、厚さ、及び形成方法は、図６Ｆを参照して説明したものと実質的に同一である。
【０１０１】
図８Ｇを参照すると、第１１の分離溝Ｇ１１及び周辺分離溝Ｉは、レーザを照射することにより形成される。第１１の分離溝Ｇ１１は、図６Ｇを参照して説明した第１１の分離溝Ｇ１１の構造及びその製造方法と実質的に同一である。周辺分離溝Ｉは、略５３２ｎｍの波長及び略０．４Ｗ以上略０．７Ｗ以下のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波を用いることにより形成される。
【０１０２】
図示した本発明の実施形態によると、第２の分離溝Ｇ２は、第１の電極層１１０に形成され、その内に第１の光電変換層２１０が形成された後に、第３の分離溝Ｇ３は、第１の光電変換層２１０の部分が第２の分離溝Ｇ２内の第１の電極層１１０の両側壁上に残るように形成されて、第３の分離溝Ｇ３を形成するためのレーザエッチングの間に、第１の電極層１１０の導電性物質の昇華又は気化された残留物が中間層３１０に電気的に漏れやすく接続される際に発生し得る漏れ電流を抑制することができる。
【０１０３】
また、第８の分離溝Ｇ８のボトムに位置した第１の電極層１１０の一部が第７の分離溝Ｇ７の形成の間に予め除去されるために、第８の分離溝Ｇ８が形成される際に、第１の電極層１１０の導電性物質の昇華又は気化の量を減少させる。したがって、第８の分離溝Ｇ８を充填する第２の電極層５１０が第８の分離溝の側壁に付着された導電性物質の残留物のために、第８の分離溝Ｇ８から部分的にはがれるリフティングオフ現象を減少させることができる。
【０１０４】
さらに、第９の分離溝Ｇ９が形成される際に第１の電極層１１０の一部が予め除去されるために、第１０の分離溝Ｇ１０が第９の分離溝Ｇ９の内側に形成される際、第１の電極層１１０の導電性物質の昇華又は気化の量を減少させることができる。したがって、第１の電極層１１０と中間層３１０とが電気的に漏れやすく接続される際に発生する漏れ電流経路を減少させることができる。
【０１０５】
さらに、第１１の分離溝Ｇ１１は、第２の光電変換層４１０の部分が第１０の分離溝Ｇ１０の内側に位置した中間層３１０の両側壁を覆うように形成されるために、中間層３１０の導電性物質の昇華又は気化を防止することができる。したがって、第１の電極層１１０と中間層３１０間の電気的接続及び中間層３１０と第２の電極層５１０間の電気的接続により発生する漏れ電流を減少させることができる。
【０１０６】
本発明の実施形態に係る太陽電池モジュール４は、図２に示すものと実質的に同一である。図９は、本発明の他の実施形態に係る図２のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿って切断した太陽電池セルの拡大断面図である。同一の図面参照符号は、同一の素子、特性、及び構造を意味することが分かるはずであり、説明の便宜上、詳細な説明の反復は省略する。
【０１０７】
図９を参照すると、基板１００は、太陽電池モジュールのベースであり、通常、絶縁性あるガラス又は柔軟性あるプラスチックを含む。
【０１０８】
基板１００は、前面及び後面を含み、その前面には、第１の電極層１１０が存在する。第１の電極層１１０は、太陽光が第１の電極層１１０を通して太陽電池セルに入射し、太陽電池セルで生成した電荷が流れる機能を有するために、透明であり導電性ある材質を含む。
【０１０９】
第１の電極層１１０には、第１の分離領域Ｐ１を形成するための第１の分離溝Ｇ１が存在する。第１の電極層１１０は、第１の分離溝Ｇ１により隣接する太陽電池セルＣ１とＣ２間で電気的に分離される。
【０１１０】
第１の光電変換層２１０は、第１の電極層１１０上にあり、太陽光を吸収することにより電子正孔対を生成する。
【０１１１】
第１の光電変換層２１０は、第１の電極層１１０内の第１の分離溝Ｇ１を充填しつつ第１の電極層１１０の表面上にある。第１の光電変換層２１０上には、中間層３１０が存在する。中間層３１０上には、第２の光電変換層４１０が存在する。第２の光電変換層は、中間層３１０の真上に第１の層４０２を含む。第１の層４０２は、略５００Å（５０ｎｍ）以上略２５００Å（２５０ｎｍ）以下の厚さを有する。
【０１１２】
第１２の分離溝Ｇ１２及び第１４の分離溝Ｇ１４は、第１の層４０２、中間層３１０、及び第１の光電変換層２１０を通して伸張されつつ、第１の電極層１１０のトップから伸張される。第１２の分離溝Ｇ１２は、第２の分離領域Ｐ２に対応し、第１４の分離溝Ｇ１４は、第４の分離領域Ｐ４に対応する。
【０１１３】
第１の層４０２の真上には、第２の光電変換層４１０の残りである第２の層４０５があり、第１２の分離溝Ｇ１２内を充填し、第１４の分離溝Ｇ１４内の第１の層４０２、中間層３１０、及び第１の光電変換層２１０の両反対側壁を覆う。第２の層４０５は、略１．５μｍ以上略２．０μｍ以下の厚さを有する。第２の層４０５は、第１２の分離溝Ｇ１２及び第１４の分離溝Ｇ１４内の中間層３１０の両反対側壁を覆うことにより、第２の電極層５１０と中間層３１０とが電気的に漏れやすく接続される際に発生する漏れ電流を減少させることができる。
【０１１４】
第１の層４０２及び第２の層４０５を含む第２の光電変換層４１０は、太陽光を吸収することにより電子正孔対を生成する。
【０１１５】
第１３の分離溝Ｇ１３は、第１の層４０２及び第２の層４０５を含む第２の光電変換層４１０、中間層３１０、及び第１の光電変換層２１０を通して第１の電極層１１０の表面から伸張される。第１３の分離溝Ｇ１３は、第３の分離領域Ｐ３に対応する。
【０１１６】
第２の電極層５１０は、第１３の分離溝Ｇ１３を充填しつつ第２の層４０５上にある。第２の電極層５１０は、第１３の分離溝Ｇ１３を充填しつつ第１の電極層１１０の表面から伸張される。したがって、第１の太陽電池セルＣ１の第２の電極層５１０及び隣接した第２のセルＣ２の第１の電極層１１０は、第１３の分離溝Ｇ１３を通して電気的に直列接続される。
【０１１７】
第１５の分離溝Ｇ１５は、第２の電極層５１０及び第２の層４０５を通して第１の電極層１１０の表面から伸張される。第１５の分離溝Ｇ１５は、第１４の分離溝Ｇ１４内に位置し、第４の分離領域Ｐ４に対応し、第１４の分離溝Ｇ１４の幅より狭い。第１５の分離溝Ｇ１５は、隣接した第１の太陽電池セルＣ１とＣ２間の第２の電極層５１０を電気的に分離する。本発明の一実施形態において、第１５の分離溝Ｇ１５は、第２の層４０５が第１４の分離溝Ｇ１４内に位置した第１の層４０２、中間層３１０、及び第１の光電変換層２１０の両反対側壁を覆うように形成され、これにより、第１５の分離溝Ｇ１５を形成するためのレーザエッチングの間に、中間層３１０の導電性物質の昇華又は気化を防止することができる。したがって、昇華又は気化がなされた中間層３１０の導電性物質が第２の電極層５１０又は第１の電極層１１０に電気的に漏れやすく接続される際に発生する漏れ電流を減少させることができる。
【０１１８】
図１０Ａ乃至図１０Ｇを参照して図９に示す太陽電池モジュール４の製造方法について詳細に説明する。
【０１１９】
図１０Ａ乃至図１０Ｇは、図９に示す太陽電池モジュール４の製造方法を概略的に示す図である。
【０１２０】
図１０Ａを参照すると、第１の電極層１１０は、ＣＶＤ又はスパッタリングにより基板１００上に形成される。第１の電極層１１０の材質、厚さ、及び製造方法は、上述した実施形態で説明したものと実質的に同一である。第１の電極層１１０は、略１．０μｍ以上略２．０μｍ以下の厚さを有するように形成される。第１の分離溝Ｇ１は、レーザを第１の電極層１１０又は第１の電極層１１０が形成された基板１００の後面に照射して第１の電極層１１０をパターニングすることにより図９の第１の分離領域Ｐ１に対応する位置に形成される。本発明の一実施形態において、例えば、第１の分離溝Ｇ１は、略３５５ｎｍの波長を有するＮｄ：ＹＡＧレーザを略３Ｗ以上略６Ｗ以下のパワーでエッチングすることにより形成される。第１の分離溝Ｇ１の幅は、略２０μｍ以上略１９０μｍ以下である。
【０１２１】
図１０Ｂを参照すると、第１の光電変換層２１０は、第１の分離溝Ｇ１を充填しつつＣＶＤにより基板１００のトップから第１の電極層１１０上に形成される。第１の光電変換層２１０の材質、厚さ、及び製造方法は、上述した実施形態で説明したものと実質的に同一である。
【０１２２】
中間層３１０は、第１の光電変換層２１０上に形成される。中間層３１０は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はリンドーピングされた酸化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｘｉｄｅ：ＳｉＯｘ）を含む。酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む場合に、中間層３１０は、ＣＶＤにより略２００Å（２０ｎｍ）以上略１０００Å（１００ｎｍ）以下の厚さを有するように形成される。
【０１２３】
図９を参照して説明したように、中間層３１０の真上には、第２の光電変換層４１０の一部である第１の層４０２が形成される。本発明の一実施形態において、例えば、第１の層４０２は、ＣＶＤにより略５００Å（５０ｎｍ）以上略２５００Å（２５０ｎｍ）以下の厚さで形成される。
【０１２４】
図１０Ｃを参照すると、第１２の分離溝Ｇ１２及び第１４の分離溝Ｇ１４は、レーザを照射して第１の層４０２、中間層３１０、及び第１の光電変換層２１０のエッチング又はパターニングを行うことにより、第１の電極層１１０の表面から形成される。第１２の分離溝Ｇ１２は、図９に示す第２の分離領域Ｐ２に対応するように形成され、第１４の分離溝Ｇ１４は、第４の分離領域Ｐ４に対応するように形成される。第１２の分離溝Ｇ１２は、略５０μｍ以上略１００μｍ以下の幅を有し、第１３の分離溝Ｇ１３は、略６０μｍ以上略２００μｍ以下の幅を有する。第１２の分離溝Ｇ１２及び第１４の分離溝Ｇ１４は、略５３２ｎｍの波長及び略０．４Ｗ未満のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザを使用して形成される。
【０１２５】
図１０Ｄを参照すると、第１の層４０２の真上には、第１２の分離溝Ｇ１２及び第１４の分離溝Ｇ１４を充填しつつ、第２の光電変換層４１０の残りである第２の層４０５がＣＶＤにより形成される。第２の層４０５は、略１．５μｍ以上略２．０μｍ以下の厚さである。
【０１２６】
第１の層４０２及び第２の層４０５を含む第２の光電変換層４１０は、例えば、微結晶シリコン（ｍｃ-Ｓｉ）又は多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）を含む。図示していないが、第２の光電変換層４１０は、ｐ型微結晶シリコン層、真性微結晶シリコン層、及びｎ型微結晶シリコン層が中間層３１０上に順次積層された構造を有する。
【０１２７】
図１０Ｅを参照すると、第１３の分離溝Ｇ１３は、第１の電極層１１０の表面から形成され、第１の層４０２及び第２の層４０５を含む第２の光電変換層４１０、中間層３１０、及び第１の光電変換層２１０を通して伸張される。第１３の分離溝Ｇ１３は、図９の第３の分離領域Ｐ３に対応するように形成される。第１３の分離溝Ｇ１３の幅は、略５０μｍ以上略１００μｍ以下であり、第１３の分離溝Ｇ１３は、略５３２ｎｍの波長及び略０．４Ｗのパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波を用いて形成される。
【０１２８】
図１０Ｆを参照すると、第２の層４０５の真上には、第１３の分離溝Ｇ１３を充填しつつ第１の電極層１１０の表面から第２の電極層５１０が形成される。第２の電極層５１０の材質、厚さ、及び製造方法は、上述した実施形態で説明したものと実質的に同一である。
【０１２９】
図１０Ｇを参照すると、第１５の分離溝Ｇ１５及び周辺分離溝Ｉは、レーザを照射して形成される。第１５の分離溝Ｇ１５は、第２の電極層５１０、第１４の分離溝Ｇ１３を充填した第２の層４０５を通して伸張され、第１の電極層１１０の表面から形成される。第１５の分離溝Ｇ１５は、第１４の分離溝Ｇ１４に充填された第２の層４０５の一部分が部分的に除去され、第２の層４０５の部分が第１の層４０２、中間層３１０、及び第１の光電変換層２１０の両反対側壁上に残るように形成される。第１５の分離溝Ｇ１５は、略５３２ｎｍの波長及び略０．４Ｗのパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波を用いて形成される。第１５の分離溝Ｇ１５は、第１４の分離溝Ｇ１４の幅より狭い略４０μｍ以上略１８０μｍ以下の幅を有する。
【０１３０】
周辺分離溝Ｉは、略５３２ｎｍの波長及び略０．３Ｗ以上略０．７Ｗ以下のパワーを有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波を照射することにより形成される。周辺分離溝Ｉは、図２に示すように、太陽電池モジュール４のエッジに沿って横方向及び縦方向に伸張され、基板１００の表面から形成され、第２の電極層５１０、第２の光電変換層４１０、中間層３１０、第１の光電変換層２１０、及び第１の電極層１１０を通して伸張される。
【０１３１】
上述したように、第２の層４０５が形成された後に、第１３の分離溝Ｇ１３がレーザエッチング又はパターニングを行うことにより形成される際に、略５３２ｎｍの波長を有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波は、略０．４Ｗのパワーで用いられ、他方、第１の層４０２が形成された後に、第１２の分離溝Ｇ１２及び第１４の分離溝Ｇ１４がレーザエッチング又はパターニングを行うことにより形成される際に、略５３２ｎｍの波長を有するＮｄ：ＹＡＧレーザの第２の高調波は、略０．２Ｗ以上略０．４Ｗ以下のパワーで用いられる。すなわち、第２の光電変換層４１０の一部である第１の層４０２だけが形成される場合に、第２の光電変換層４１０の全層が形成される場合に比べてレーザパワーを弱く調節することによりレーザエッチング又はパターニングを行う。用いられるレーザのパワーが弱く調節されることにより、第１の電極層１１０の導電性物質の昇華又は気化が減少することができ、これにより、中間層３１０及び第１の電極層１１０の導電性物質が第１の電極層１１０の導電性物質の昇華又は気化により電気的に漏れやすく接続される際に発生する漏れ電流が減少することができる。用いられるレーザのタイプに従ってパワーが変わる。
【０１３２】
以上、本発明を具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な変更が可能であるということは、当業者には明らかであり、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるべきである。
【符号の説明】
【０１３３】
１００…基板、１１０…第１の電極層、２１０…第１の光電変換層、３１０…中間層、４１０…第２の光電変換層、５１０…第２の電極層、６００…保護層、７００…フレーム、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…第１乃至第４の分離領域、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５…第１乃至第５の分離溝。
【図１】
2012015523.tif 000003
【図２】
2012015523.tif 000004
【図３】
2012015523.tif 000005
【図４Ａ】
2012015523.tif 000006
【図４Ｂ】
2012015523.tif 000007
【図４Ｃ】
2012015523.tif 000008
【図４Ｄ】
2012015523.tif 000009
【図４Ｅ】
2012015523.tif 000010
【図４Ｆ】
2012015523.tif 000011
【図５】
2012015523.tif 000012
【図６Ａ】
2012015523.tif 000013
【図６Ｂ】
2012015523.tif 000014
【図６Ｃ】
2012015523.tif 000015
【図６Ｄ】
2012015523.tif 000016
【図６Ｅ】
2012015523.tif 000017
【図６Ｆ】
2012015523.tif 000018
【図６Ｇ】
2012015523.tif 000019
【図７】
2012015523.tif 000020
【図８Ａ】
2012015523.tif 000021
【図８Ｂ】
2012015523.tif 000022
【図８Ｃ】
2012015523.tif 000023
【図８Ｄ】
2012015523.tif 000024
【図８Ｅ】
2012015523.tif 000025
【図８Ｆ】
2012015523.tif 000026
【図８Ｇ】
2012015523.tif 000027
【図９】
2012015523.tif 000028
【図１０Ａ】
2012015523.tif 000029
【図１０Ｂ】
2012015523.tif 000030
【図１０Ｃ】
2012015523.tif 000031
【図１０Ｄ】
2012015523.tif 000032
【図１０Ｅ】
2012015523.tif 000033
【図１０Ｆ】
2012015523.tif 000034
【図１０Ｇ】
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