JP2010192870A - Method for manufacturing silicon nano-wire, solar cell including the same, and method for manufacturing the solar cell - Google Patents

Method for manufacturing silicon nano-wire, solar cell including the same, and method for manufacturing the solar cell Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a silicon nano-wire, a solar cell including the silicon nano-wire, and a method for manufacturing the solar cell. <P>SOLUTION: The solar cell is provided which includes: a substrate; a first<SP>++</SP>type polycrystalline silicon layer equipped on the substrate; a first type silicon nano-wire layer including a first type silicon nano-wire grown from the first<SP>++</SP>type polycrystalline silicon layer; an intrinsic layer provided on the substrate having the first type silicon nano-wire layer; and a second type doping layer equipped on the intrinsic layer. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、シリコンナノワイヤの製造方法、シリコンナノワイヤを含む太陽電池及び太陽電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing silicon nanowires, a solar cell including silicon nanowires, and a method for producing solar cells.

現在、気候変動枠組条約による温室ガス削減義務への参加を促す声が次第に強まっており、それが二酸化炭素市場の活性化につながり、新・再生可能エネルギー分野への関心が高まっている。   At present, there is a growing demand for participation in greenhouse gas reduction obligations under the Framework Convention on Climate Change, which has led to the activation of the carbon dioxide market and increased interest in the field of new and renewable energy.

代表的な新・再生可能エネルギー分野である太陽電池は無限かつ清潔なエネルギー源である太陽光を用いて電気を生産するシステムであり、直接的に光を電気に変える太陽電池がその中心にある。   Solar cells, which are a typical new and renewable energy field, are systems that produce electricity using sunlight, an infinite and clean energy source, with solar cells that directly convert light into electricity at the center. .

現在、商用化されている90%以上の太陽電池は、バルクベースのシリコン太陽電池であるのでシリコンの需給バランスの影響を受けており、高温を中心とする工程であるので複雑であり、薄型化、薄膜化又は低温工程などが容易ではないという問題点がある。   Currently, more than 90% of solar cells in commercial use are bulk-based silicon solar cells, which are affected by the balance between supply and demand for silicon. However, there is a problem that thinning or low temperature process is not easy.

本発明の目的は、シリコンナノワイヤを製造する方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing silicon nanowires.

本発明の他の目的は、低温高密度プラズマを用いてシード層からシリコンナノワイヤを製造する方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing silicon nanowires from a seed layer using a low-temperature high-density plasma.

本発明のさらに他の目的は、シリコンナノワイヤを製造する方法を含む太陽電池を製造する方法を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a solar cell including a method of manufacturing silicon nanowires.

前記目的を達成するために、本発明の一側面によれば、基板と、前記基板上に具備された第1++型多結晶シリコン層と、前記第1++型多結晶シリコン層から成長した第1型シリコンナノワイヤを含む第1型シリコンナノワイヤ層と、前記第1型シリコンナノワイヤ層が具備された基板上に具備された真性層と、前記真性層上に具備された第2型ドーピング層と、を含む太陽電池が提供される。 To achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a substrate, a first ++ type polycrystalline silicon layer provided on the substrate, and a first ++ type polycrystalline silicon layer grown from the first ++ type polycrystalline silicon layer are provided. A first type silicon nanowire layer including a type 1 silicon nanowire; an intrinsic layer provided on a substrate provided with the first type silicon nanowire layer; a second type doping layer provided on the intrinsic layer; A solar cell is provided.

前記太陽電池は前記第2型ドーピング層上に具備されたTCO層と、前記TCO層上に具備され前記TCO層の所定領域を露出させる反射防止膜と、前記露出されたTCO層の所定領域上にパターン化された形態で具備された前面電極と、を含む。   The solar cell includes a TCO layer provided on the second type doping layer, an antireflection film provided on the TCO layer and exposing a predetermined region of the TCO layer, and a predetermined region of the exposed TCO layer. And a front electrode provided in a patterned form.

前記太陽電池は前記基板と第1++型多結晶シリコン層との間に具備されたTCO層、及び前記第2型ドーピング層上に具備された背面電極を含む。 The solar cell includes a TCO layer provided between the substrate and a first ++ type polysilicon layer, and a back electrode provided on the second type doping layer.

前記真性層はトップセル真性層で、前記第2型ドーピング層はトップセル第2型ドーピング層であり、前記太陽電池は前記トップセル第2型ドーピング層上に具備されたバッファ層と、前記バッファ層上に具備されたボトムセル第1型ドーピング層と、前記ボトムセル第1型ドーピング層上に具備されたボトムセル真性層と、前記ボトムセル真性層上に具備されたボトムセル第2型ドーピング層と、前記ボトムセル第2型ドーピング層上に具備された背面電極と、を含む。   The intrinsic layer is a top cell intrinsic layer, the second type doping layer is a top cell second type doping layer, and the solar cell includes a buffer layer provided on the top cell second type doping layer, and the buffer A bottom cell first type doping layer provided on a layer; a bottom cell intrinsic layer provided on the bottom cell first type doping layer; a bottom cell second type doping layer provided on the bottom cell intrinsic layer; and the bottom cell. And a back electrode provided on the second type doping layer.

前記第1型シリコンナノワイヤはその長さが2乃至5μmで、その直径は1乃至5nmである。   The first type silicon nanowire has a length of 2 to 5 μm and a diameter of 1 to 5 nm.

前記目的を達成するために、本発明の他の側面によれば、基板上に第1++型多結晶シリコン層を形成する第1++型多結晶シリコン層形成ステップと、前記第1++型多結晶シリコン層上に金属薄膜層を形成する金属薄膜層形成ステップと、前記金属薄膜層を金属ナノ粒子に形成する金属ナノ粒子形成ステップと、及び前記金属ナノ粒子をシードにして前記第1++型多結晶シリコン層から第1型シリコンナノワイヤを成長させる第1型シリコンナノワイヤ成長ステップと、を含むシリコンナノワイヤ形成方法が提供される。 To achieve the above object, according to another aspect of the present invention, a first ++ - type poly-Si layer formation step of forming a first ++ - type poly-Si layer on a substrate, the first ++ - type poly A metal thin film layer forming step for forming a metal thin film layer on the crystalline silicon layer, a metal nanoparticle forming step for forming the metal thin film layer on metal nanoparticles, and the first ++ type using the metal nanoparticles as a seed There is provided a silicon nanowire forming method including a first type silicon nanowire growth step of growing a first type silicon nanowire from a polycrystalline silicon layer.

前記目的を達成するために、本発明のさらに他の側面によれば、太陽電池の製造方法において、基板上に第1++型多結晶シリコン層を形成する第1++型多結晶シリコン層形成ステップと、前記第1++型多結晶シリコン層上に金属薄膜層を形成する金属薄膜層形成ステップと、前記金属薄膜層を金属ナノ粒子に形成する金属ナノ粒子形成ステップと、前記金属ナノ粒子をシードにして前記第1++型多結晶シリコン層から第1型シリコンナノワイヤを成長させる第1型シリコンナノワイヤ成長ステップと、を含む太陽電池の製造方法が提供される。 To achieve the above object, According to yet another aspect, in the method for manufacturing the solar cell, the first ++ - type poly-Si layer formation step of forming a first ++ - type poly-Si layer on a substrate of the present invention A metal thin film layer forming step of forming a metal thin film layer on the first ++- type polycrystalline silicon layer, a metal nanoparticle forming step of forming the metal thin film layer on metal nanoparticles, and seeding the metal nanoparticles And a first-type silicon nanowire growth step for growing a first-type silicon nanowire from the first ++- type polycrystalline silicon layer.

前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップの後に、前記第1型シリコンナノワイヤが成長した基板上に真性層を形成する真性層形成ステップと、前記真性層上に第2型ドーピング層を形成する第2型ドーピング層形成ステップと、前記第2型ドーピング層上にTCO層を形成するTCO層形成ステップと、前記TCO層上に反射防止膜を形成する反射防止膜形成ステップと、前記反射防止膜上に前面電極を形成する前面電極形成ステップと、を含む。   After the first-type silicon nanowire growth step, an intrinsic layer forming step of forming an intrinsic layer on the substrate on which the first-type silicon nanowire has grown, and a second type of forming a second-type doping layer on the intrinsic layer A doping layer forming step, a TCO layer forming step for forming a TCO layer on the second type doping layer, an antireflection film forming step for forming an antireflection film on the TCO layer, and a front surface on the antireflection film Forming a front electrode to form an electrode.

前記第1++型多結晶シリコン層形成ステップの前に、前記基板上にTCO層を形成するTCO層形成ステップを含み、前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップの後に、前記第1型シリコンナノワイヤが成長した基板上に真性層を形成する真性層形成ステップと、前記真性層上に第2型ドーピング層を形成する第2型ドーピング層形成ステップと、前記第2型ドーピング層上に背面電極を形成する背面電極形成ステップと、を含む。 A TCO layer forming step of forming a TCO layer on the substrate before the first ++ type polycrystalline silicon layer forming step, and the first type silicon nanowire grows after the first type silicon nanowire growth step; An intrinsic layer forming step for forming an intrinsic layer on the substrate, a second type doping layer forming step for forming a second type doping layer on the intrinsic layer, and a back electrode on the second type doping layer. A back electrode forming step.

前記第1++型多結晶シリコン層形成ステップの前に、前記基板上にTCO層を形成するTCO層形成ステップを含み、前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップの後に、前記第1型シリコンナノワイヤが成長した基板上にトップセル真性層を形成するトップセル真性層形成ステップと、前記トップセル真性層上にトップセル第2型ドーピング層を形成するトップセル第2型ドーピング層形成ステップと、前記トップセル第2型ドーピング層上にバッファ層を形成するバッファ層形成ステップと、前記バッファ層上にボトムセル第1型ドーピング層を形成するボトムセル第1型ドーピング層形成ステップと、前記ボトムセル第1型ドーピング層上にボトムセル真性層を形成するボトムセル真性層形成ステップと、前記ボトムセル真性層上にボトムセル第2型ドーピング層を形成するボトムセル第2型ドーピング層形成ステップと、前記ボトムセル第2型ドーピング層上に背面電極を形成する背面電極形成ステップと、を含む。 A TCO layer forming step of forming a TCO layer on the substrate before the first ++ type polycrystalline silicon layer forming step, and the first type silicon nanowire grows after the first type silicon nanowire growth step; A top cell intrinsic layer forming step for forming a top cell intrinsic layer on the substrate, a top cell second type doping layer forming step for forming a top cell second type doping layer on the top cell intrinsic layer, and the top cell A buffer layer forming step for forming a buffer layer on the second type doping layer, a bottom cell first type doping layer forming step for forming a bottom cell first type doping layer on the buffer layer, and a bottom cell first type doping layer A bottom cell intrinsic layer forming step for forming a bottom cell intrinsic layer on the bottom cell intrinsic layer; A bottom cell second type doping layer forming step of forming a bottom cell second type doping layer; and a back electrode forming step of forming a back electrode on the bottom cell second type doping layer.

前記金属薄膜層形成ステップは、スパッタリング法(sputtering method)又は蒸着法(evaporation method)を用いて金属を蒸着し、100乃至150nmの厚さに蒸着するステップである。   The metal thin film layer forming step is a step of depositing a metal to a thickness of 100 to 150 nm by using a sputtering method or an evaporation method.

前記金属ナノ粒子形成ステップ及び第1型シリコンナノワイヤ成長ステップは、誘導結合プラズマCVD装置(inductively coupled plasma chemical vapor deposition)又はVHFプラズマCVD装置(very high frequency−chemical vapor deposition)を利用する。   The metal nanoparticle formation step and the first-type silicon nanowire growth step may be performed using an inductively coupled plasma CVD apparatus or a VHF plasma CVD apparatus (very high frequency-chemical vapor).

前記金属ナノ粒子形成ステップ及び第1型シリコンナノワイヤ成長ステップは、誘導結合プラズマCVD装置又はVHFプラズマCVD装置を用いて連続的に進行する。   The metal nanoparticle formation step and the first type silicon nanowire growth step proceed continuously using an inductively coupled plasma CVD apparatus or a VHF plasma CVD apparatus.

前記金属ナノ粒子形成ステップは、200乃至400℃の工程温度、80乃至150mTorrの工程圧力、100乃至300sccmの水素(H)ガス流量、500乃至700Wのプラズマパワー、30乃至50Wのサセプタパワー、及び30乃至90分の工程時間を含む工程条件で前記誘導結合プラズマCVD装置を用いて前記金属薄膜層を金属ナノ粒子に形成するステップである。 The metal nanoparticle forming step includes a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 80 to 150 mTorr, a hydrogen (H 2 ) gas flow rate of 100 to 300 sccm, a plasma power of 500 to 700 W, a susceptor power of 30 to 50 W, and The metal thin film layer is formed on the metal nanoparticles using the inductively coupled plasma CVD apparatus under process conditions including a process time of 30 to 90 minutes.

前記金属ナノ粒子形成ステップは、200乃至400℃の工程温度、0.05乃至0.2Torrの工程圧力、40乃至60Wのプラズマパワー、及び30乃至60分の工程時間を含む工程条件で前記VHFプラズマCVD装置を用いて前記金属薄膜層を金属ナノ粒子に形成するステップである。   The metal nanoparticle formation step includes the VHF plasma under process conditions including a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 0.05 to 0.2 Torr, a plasma power of 40 to 60 W, and a process time of 30 to 60 minutes. It is a step of forming the metal thin film layer on metal nanoparticles using a CVD apparatus.

前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップは、200乃至400℃の工程温度、70乃至80mTorrの工程圧力、0.1乃至0.2のシランガス比、500乃至700Wのプラズマパワー、30乃至50Wのサセプタパワー、及び1乃至20分の工程時間を含む工程条件で前記誘導結合プラズマCVD装置を用いるステップであり、前記シランガス比はシラン(SiH)ガス及び水素ガスの混合ガスにおける前記シランガスの比のことである。 The first-type silicon nanowire growth step includes a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 70 to 80 mTorr, a silane gas ratio of 0.1 to 0.2, a plasma power of 500 to 700 W, a susceptor power of 30 to 50 W, And using the inductively coupled plasma CVD apparatus under process conditions including a process time of 1 to 20 minutes, and the silane gas ratio is a ratio of the silane gas in a mixed gas of silane (SiH 4 ) gas and hydrogen gas. .

前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップは、200乃至400℃の工程温度、0.05乃至0.2Torrの工程圧力、0.4乃至0.6のシランガス比、40乃至60Wのプラズマパワー、及び30乃至60分の工程時間を含む工程条件で前記VHFプラズマCVD装置を用いるステップであり、前記シランガス比はシランガス及び水素ガスの混合ガスにおける前記シランガスの比のことである。   The first-type silicon nanowire growth step includes a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 0.05 to 0.2 Torr, a silane gas ratio of 0.4 to 0.6, a plasma power of 40 to 60 W, and 30 to In this step, the VHF plasma CVD apparatus is used under process conditions including a process time of 60 minutes, and the silane gas ratio is a ratio of the silane gas in a mixed gas of silane gas and hydrogen gas.

前記シリコンナノワイヤはその長さが2乃至5μmで、その直径が1乃至5nmである。   The silicon nanowire has a length of 2 to 5 μm and a diameter of 1 to 5 nm.

前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップの後、前記基板上に残留する金属を除去する残留金属除去ステップを含む。   After the first type silicon nanowire growth step, a residual metal removal step of removing metal remaining on the substrate is included.

本発明の構成によれば、上述した本発明のすべての目的を達成することができる。具体的には、本発明によれば、シリコンナノワイヤを製造する方法を提供する効果がある。   According to the configuration of the present invention, all the objects of the present invention described above can be achieved. Specifically, according to the present invention, there is an effect of providing a method for manufacturing silicon nanowires.

また、本発明によれば、低温高密度プラズマを用いてシード層を形成し、前記シード層を用いてシリコンナノワイヤを製造する方法を提供する効果がある。   In addition, according to the present invention, there is an effect of providing a method of forming a seed layer using low-temperature and high-density plasma and manufacturing silicon nanowires using the seed layer.

さらに、本発明によれば、シリコンナノワイヤを製造する方法を含む太陽電池を製造する方法を提供する効果がある。   Furthermore, according to this invention, there exists an effect which provides the method of manufacturing a solar cell including the method of manufacturing a silicon nanowire.

本発明の一実施の形態による太陽電池を図示した断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a solar cell according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施の形態による太陽電池を図示した断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a solar cell according to another embodiment of the present invention. 本発明のさらに他の実施の形態による太陽電池を図示した断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a solar cell according to still another embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態による第1型シリコンナノワイヤを製造する方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a first-type silicon nanowire according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態による太陽電池の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the solar cell by one embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態による太陽電池の製造方法を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a method for manufacturing a solar cell according to another embodiment of the present invention. 本発明のさらに他の実施の形態による太陽電池の製造方法を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a method for manufacturing a solar cell according to still another embodiment of the present invention.

以下、添付図面に基づいて本発明による実施の形態について詳細に説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の一実施の形態による太陽電池を図示した断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a solar cell according to an embodiment of the present invention.

図1を参照しながら説明すると、本発明の一実施の形態による太陽電池100は、基板110、第1++型多結晶シリコン層120、第1型シリコンナノワイヤ層130、真性層140、第2型ドーピング層150、TCO層160、反射防止膜170、及び前面電極180を含む。 Referring to FIG. 1, a solar cell 100 according to an embodiment of the present invention includes a substrate 110, a first ++ type polycrystalline silicon layer 120, a first type silicon nanowire layer 130, an intrinsic layer 140, a second type. A doping layer 150, a TCO layer 160, an antireflection film 170, and a front electrode 180 are included.

この時、前記第1型はP型で、前記第2型はN型である。これとは逆に、前記第1型はN型で、前記第2型はP型であり得る。   At this time, the first type is a P type and the second type is an N type. In contrast, the first type may be an N type and the second type may be a P type.

一方、前記「++」付きで表示される第1型又は第2型における「++」は、P型又はN型の不純物がドーピングされた程度を示し、「+」が付いていない第1型又は第2型に比べて「+」付きで表示されている第1型又は第2型の方により多くの不純物がドーピングされていることを意味し、「++」付きで表示されている第1型又は第2型の方に「+」付きで表示されている第1型又は第2型に比べてより多くの不純物がドーピングされているということを意味する。   On the other hand, “++” in the first type or the second type displayed with “++” indicates the degree of doping with a P-type or N-type impurity, and the first type without “+” or Compared to the second type, it means that more impurities are doped in the first type or the second type indicated with “+”, and the first type indicated with “++”. Or, it means that more impurities are doped as compared with the first type or the second type indicated with “+” in the second type.

前記基板110は太陽光が透過され得る透明な絶縁基板又は金属フォイル基板などのような不透明な基板からなることができる。   The substrate 110 may be an opaque substrate such as a transparent insulating substrate or a metal foil substrate through which sunlight can be transmitted.

前記基板110が透明な絶縁基板からなる場合、前記基板110はガラス基板又はプラスチックなどからなることができる。   When the substrate 110 is made of a transparent insulating substrate, the substrate 110 can be made of a glass substrate or plastic.

前記基板110が金属フォイル基板からなる場合には前記基板110上に具備された前記第1++型多結晶シリコン層120との絶縁のために、前記基板110と前記第1++型多結晶シリコン層120との間に絶縁層を具備し得る。 For the case where the substrate 110 comprises a metal foil substrate is insulating and the first ++ - type poly-Si layer 120 which is provided on the substrate 110, the first ++ - type poly-Si layer and the substrate 110 120 may be provided with an insulating layer.

前記第1++型多結晶シリコン層120は前記基板110の一側表面上に具備される。 The first ++ type polycrystalline silicon layer 120 is provided on one side surface of the substrate 110.

前記第1++型多結晶シリコン層120は第1型が高濃度にドーピングされた多結晶シリコン層として具備される。 The first ++ type polycrystalline silicon layer 120 is provided as a polycrystalline silicon layer doped with a first type at a high concentration.

前記第1++型多結晶シリコン層120は第1型が高濃度にドーピングされた多結晶シリコンからなり背面電極の役割を行う。 The first ++ type polycrystalline silicon layer 120 is made of polycrystalline silicon doped with a high concentration of the first type and serves as a back electrode.

また、前記第1++型多結晶シリコン層120は前記第1型シリコンナノワイヤ層130の第1型シリコンナノワイヤが成長するシード層の役割を行う。 The first ++ type polycrystalline silicon layer 120 serves as a seed layer on which the first type silicon nanowires of the first type silicon nanowire layer 130 are grown.

前記第1型シリコンナノワイヤ層130は前記第1++型多結晶シリコン層120の所定領域で成長した第1型シリコンナノワイヤからなる。即ち、前記第1型シリコンナノワイヤ層130は金属誘起結晶化法(metal induced crystallization method)又はレーザー結晶化法(laser crystallization method)で前記第1++型多結晶シリコン層120の所定領域で成長した第1型シリコンナノワイヤからなる。 The first type silicon nanowire layer 130 is a first type silicon nanowire grown in a predetermined region of the first ++ type polycrystalline silicon layer 120. That is, the first-type silicon nanowire layer 130 is grown on a predetermined region of the first ++- type polycrystalline silicon layer 120 by a metal induced crystallization method or a laser crystallization method. It consists of type 1 silicon nanowires.

前記第1型シリコンナノワイヤ層130を構成する前記第1型シリコンナノワイヤの長さは2乃至5μmで、その直径は1乃至5nmであることが好ましい。これは前記第1型シリコンナノワイヤ層130の第1型シリコンナノワイヤは太陽光が入射された時光を吸収する役割を行うからである。即ち、前記第1型シリコンナノワイヤが太陽光を最も多く吸収できる長さ及び直径である2乃至5μm及び1乃至5nmに形成されていることが好ましい。   The first type silicon nanowires constituting the first type silicon nanowire layer 130 may have a length of 2 to 5 μm and a diameter of 1 to 5 nm. This is because the first type silicon nanowire of the first type silicon nanowire layer 130 serves to absorb light when sunlight is incident. That is, the first-type silicon nanowires are preferably formed to have a length and a diameter of 2 to 5 μm and 1 to 5 nm that can absorb most sunlight.

前記真性層140は前記第1型シリコンナノワイヤ層130及び前記第1型シリコンナノワイヤが成長していない第1++型多結晶シリコン層120の表面、即ち、前記前記第1型シリコンナノワイヤ層130が形成された基板110上に具備される。 The intrinsic layer 140 is formed by the first-type silicon nanowire layer 130 and the surface of the first ++- type polycrystalline silicon layer 120 where the first-type silicon nanowire is not grown, that is, the first-type silicon nanowire layer 130 is formed. The substrate 110 is provided.

前記真性層140は第1型又は第2型の不純物がドーピングされていない真性シリコンからなる。   The intrinsic layer 140 is made of intrinsic silicon that is not doped with a first-type or second-type impurity.

前記真性層140は様々な形態の真性シリコンからなることができるが、好ましくは水素化された非晶質シリコン層、即ち、α−Si:H層からなることが好ましい。   The intrinsic layer 140 may be made of various forms of intrinsic silicon, but is preferably made of a hydrogenated amorphous silicon layer, that is, an α-Si: H layer.

前記真性層140は前記第1型シリコンナノワイヤ層130を不動態化(passivation)する役割も行う。   The intrinsic layer 140 also serves to passivate the first type silicon nanowire layer 130.

前記真性層140は化学気相蒸着装置(chemical vapor deposition)又は物理気相成長装置(physical vapor deposition)で形成することができる。好ましくは前記真性層140は誘導結合プラズマ化学気相蒸着装置で形成することができる。   The intrinsic layer 140 may be formed using a chemical vapor deposition apparatus or a physical vapor deposition apparatus. Preferably, the intrinsic layer 140 may be formed by an inductively coupled plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus.

前記真性層140を前記誘導結合プラズマ化学気相蒸着装置で蒸着する場合には、水素ガス及びシランガスを含む混合ガスを使用するが、前記水素ガスに対するシランガスの比が8乃至10で、工程圧力は70乃至90mtorrで、工程パワーは200乃至300Wで、工程温度は250乃至350℃である工程条件で蒸着して形成することが好ましい。   When the intrinsic layer 140 is deposited by the inductively coupled plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus, a mixed gas containing hydrogen gas and silane gas is used. The ratio of the silane gas to the hydrogen gas is 8 to 10, and the process pressure is It is preferably formed by vapor deposition under process conditions of 70 to 90 mtorr, process power of 200 to 300 W, and process temperature of 250 to 350 ° C.

前記真性層140を前記誘導結合プラズマ化学気相蒸着装置で形成する場合には、前記真性層140と接触する層、特に前記第1型シリコンナノワイヤ層130との間の界面特性が優秀になる。   When the intrinsic layer 140 is formed by the inductively coupled plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus, interface characteristics between the layer in contact with the intrinsic layer 140, particularly the first-type silicon nanowire layer 130, are excellent.

前記第2型ドーピング層150は前記真性層140上に具備される。   The second type doping layer 150 is provided on the intrinsic layer 140.

前記第2型ドーピング層150は第2型がドーピングされたシリコン層からなる。   The second type doping layer 150 includes a silicon layer doped with the second type.

前記第2型ドーピング層150は第2+型ドーピング層からなることができ、前記第2型ドーピング層に比べて第2型の不純物の濃度が低い第2型ドーピング層からなることができる。 The second-type doping layer 150 may include a 2 + -type doping layer, and may include a second-type doping layer having a second-type impurity concentration lower than that of the 2 + -type doping layer.

前記第2型ドーピング層150はプラズマ化学気相蒸着装置(plasmaenhanced chemical vapor deposition)などのような化学気相蒸着装置又は物理気相成長装置などで形成することができる。   The second type doping layer 150 may be formed using a chemical vapor deposition apparatus such as a plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus or a physical vapor deposition apparatus.

前記TCO(transparent conducting oxide)層160は前記第2型ドーピング層150上に具備される。   The TCO (Transparent Conducting Oxide) layer 160 is provided on the second type doping layer 150.

前記TCO層160は透明な導電酸化物、例えば、ZnO(zinc oxide)、アルミニウムがドーピングされたZnO膜であるAZO(aluminum zinc oxide)、ITO(indium tin oxide)、及びSnO2:Fなどのような物質からなることができる。   The TCO layer 160 may be a transparent conductive oxide such as ZnO (zinc oxide), aluminum-doped ZnO film AZO (aluminum zinc oxide), ITO (indium tin oxide), and SnO2: F. It can consist of a substance.

前記TCO層160は少なくとも5μm以上の厚さに形成されることが好ましく、スパッタリング(sputtering)装置などのような物理気相成長装置又は有機金属化学気相成長装置(metal organic chemical vapor deposition:MOCVD)などのような化学気相蒸着装置などを用いて形成することができる。   The TCO layer 160 is preferably formed to a thickness of at least 5 μm, and may be a physical vapor deposition apparatus such as a sputtering apparatus or a metal organic chemical vapor deposition apparatus (MOCVD). It can be formed using a chemical vapor deposition apparatus or the like.

前記反射防止膜170は前記TCO層160上に具備され、前記TCO層160の一部の領域は露出されるように具備されている。   The antireflection film 170 is provided on the TCO layer 160, and a part of the TCO layer 160 is exposed.

前記反射防止膜170は入射された太陽光が反射されて外部に放出されることを防止する構成要素で、前記太陽電池100を光電変換の効率を高める役割を行う。   The antireflection film 170 is a component that prevents incident sunlight from being reflected and emitted to the outside, and serves to increase the efficiency of photoelectric conversion of the solar cell 100.

前記反射防止膜170はシリコン窒化膜(SiN)などのような物質であり得る。   The anti-reflection layer 170 may be a material such as a silicon nitride layer (SiN).

前記前面電極180は前記反射防止膜170によって露出された前記TCO層160の一部の領域上に前記TCO層160と接触するように具備される。   The front electrode 180 is disposed on a part of the TCO layer 160 exposed by the antireflection film 170 so as to be in contact with the TCO layer 160.

前記前面電極180はアルミニウム(Al)又は銀(Ag)などのような導電性物質からなる。   The front electrode 180 is made of a conductive material such as aluminum (Al) or silver (Ag).

前記前面電極180は0.2乃至1μm、好ましくは0.5μmの厚さに形成されている。   The front electrode 180 has a thickness of 0.2 to 1 μm, preferably 0.5 μm.

前記前面電極180はパターン化された形態で具備される。   The front electrode 180 is provided in a patterned form.

図2は本発明の他の実施の形態による太陽電池を図示した断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a solar cell according to another embodiment of the present invention.

図2を参照しながら説明すると、本発明の他の実施の形態による太陽電池200は基板210、TCO層220、第1++型多結晶シリコン層230、第1型シリコンナノワイヤ層240、真性層250、第2型ドーピング層260、及び背面電極270を含む。 Referring to FIG. 2, a solar cell 200 according to another embodiment of the present invention includes a substrate 210, a TCO layer 220, a first ++ type polycrystalline silicon layer 230, a first type silicon nanowire layer 240, and an intrinsic layer 250. , The second type doping layer 260, and the back electrode 270.

前記基板210は太陽光が透過され得る透明な絶縁基板からなることができる。   The substrate 210 may be a transparent insulating substrate through which sunlight can be transmitted.

前記基板210はガラス基板又はプラスチックなどからなることができる。   The substrate 210 may be made of a glass substrate or plastic.

前記TCO層220は前記基板210の一側表面上に具備される。   The TCO layer 220 is provided on one surface of the substrate 210.

前記TCO層220は透明な導電酸化物、例えば、ZnO、AZO、ITO、及びSnO2:Fなどのような物質からなることができる。   The TCO layer 220 may be made of a transparent conductive oxide such as ZnO, AZO, ITO, and SnO 2: F.

前記TCO層220はスパッタリング装置などのような物理気相成長装置又は有機金属化学気相成長装置などのような化学気相蒸着装置などを用いて形成することができる。   The TCO layer 220 may be formed using a physical vapor deposition apparatus such as a sputtering apparatus or a chemical vapor deposition apparatus such as a metal organic chemical vapor deposition apparatus.

前記第1++型多結晶シリコン層230は前記TCO層220上に具備される。 The first ++ type polycrystalline silicon layer 230 is provided on the TCO layer 220.

前記第1++型多結晶シリコン層230は第1型が高濃度にドーピングされた多結晶シリコン層として具備される。 The first ++ type polycrystalline silicon layer 230 is provided as a polycrystalline silicon layer doped with a high concentration of the first type.

また、前記第1++型多結晶シリコン層230は前記第1型シリコンナノワイヤ層240の第1型シリコンナノワイヤが成長するシード層の役割を行う。 In addition, the first ++ type polycrystalline silicon layer 230 serves as a seed layer on which the first type silicon nanowires of the first type silicon nanowire layer 240 are grown.

前記第1型シリコンナノワイヤ層240は前記第1++型多結晶シリコン層230の所定領域で成長した第1型シリコンナノワイヤからなる。即ち、前記第1型シリコンナノワイヤ層240は金属誘起結晶化法又はレーザー結晶化法で前記第1++型多結晶シリコン層230の所定領域で成長した第1型シリコンナノワイヤからなる。 The first type silicon nanowire layer 240 is formed of a first type silicon nanowire grown in a predetermined region of the first ++ type polycrystalline silicon layer 230. That is, the first type silicon nanowire layer 240 is formed of a first type silicon nanowire grown in a predetermined region of the first ++ type polycrystalline silicon layer 230 by a metal induced crystallization method or a laser crystallization method.

前記第1型シリコンナノワイヤ層240を構成する前記第1型シリコンナノワイヤの長さは2乃至5μmで、その直径は1乃至5nmであることが好ましい。これは前記第1型シリコンナノワイヤ層240の第1型シリコンナノワイヤは太陽光が入射された時光を吸収する役割を行うからである。即ち、前記第1型シリコンナノワイヤが太陽光を最も多く吸収できる長さ及び直径である2乃至5μm及び1乃至5nmに形成されていることが好ましい。   The first type silicon nanowire constituting the first type silicon nanowire layer 240 may have a length of 2 to 5 μm and a diameter of 1 to 5 nm. This is because the first type silicon nanowire of the first type silicon nanowire layer 240 functions to absorb light when sunlight is incident. That is, the first-type silicon nanowires are preferably formed to have a length and a diameter of 2 to 5 μm and 1 to 5 nm that can absorb most sunlight.

前記真性層250は前記第1型シリコンナノワイヤ層240及び前記第1型シリコンナノワイヤが成長していない第1++型多結晶シリコン層240の表面上に具備される。 The intrinsic layer 250 is provided on the surface of the first type silicon nanowire layer 240 and the first ++ type polycrystalline silicon layer 240 on which the first type silicon nanowire is not grown.

前記真性層250は第1型又は第2型の不純物がドーピングされていない真性シリコンからなる。   The intrinsic layer 250 is made of intrinsic silicon that is not doped with a first-type or second-type impurity.

前記真性層250は様々な形態の真性シリコンからなることができるが、好ましくは水素化された非晶質シリコン層、即ち、α−Si:H層からなることが好ましい。   The intrinsic layer 250 may be made of various forms of intrinsic silicon, but is preferably made of a hydrogenated amorphous silicon layer, that is, an α-Si: H layer.

前記真性層250は400乃至600μm、好ましくは500μmの厚さに具備される。   The intrinsic layer 250 has a thickness of 400 to 600 μm, preferably 500 μm.

前記真性層250は前記第1型シリコンナノワイヤ層240を不動態化する役割も行う。   The intrinsic layer 250 also serves to passivate the first type silicon nanowire layer 240.

前記真性層250は化学気相蒸着装置又は物理気相成長装置で形成できる。好ましくは前記真性層250は誘導結合プラズマ化学気相蒸着装置で形成できる。   The intrinsic layer 250 may be formed using a chemical vapor deposition apparatus or a physical vapor deposition apparatus. Preferably, the intrinsic layer 250 can be formed by an inductively coupled plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus.

前記真性層250を前記誘導結合プラズマ化学気相蒸着装置で蒸着する場合には、水素ガス及びシランガスを含む混合ガスを使用するが、前記水素ガスに対するシランガスの比が8乃至10で、工程圧力は70乃至90mtorrで、工程パワーは200乃至300Wで、工程温度は250乃至350℃である工程条件で蒸着して形成されることが好ましい。   When the intrinsic layer 250 is deposited by the inductively coupled plasma chemical vapor deposition apparatus, a mixed gas containing hydrogen gas and silane gas is used, and the ratio of silane gas to hydrogen gas is 8 to 10, and the process pressure is It is preferably formed by vapor deposition under process conditions of 70 to 90 mtorr, process power of 200 to 300 W, and process temperature of 250 to 350 ° C.

前記真性層250を前記誘導結合プラズマ化学気相蒸着装置で形成する場合には、前記真性層250と接触する層、特に前記第1型シリコンナノワイヤ層240との間の界面特性が優秀になる。   When the intrinsic layer 250 is formed by the inductively coupled plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus, the interface characteristics between the layer in contact with the intrinsic layer 250, particularly the first-type silicon nanowire layer 240, are excellent.

前記第2型ドーピング層260は前記真性層250上に具備される。   The second type doping layer 260 is provided on the intrinsic layer 250.

前記第2型ドーピング層260は第2型がドーピングされたシリコン層からなる。   The second type doping layer 260 comprises a silicon layer doped with the second type.

前記第2型ドーピング層260は第2型ドーピング層からなることができ、前記第2型ドーピング層に比べて第2型の不純物の濃度が低い第2型ドーピング層からなることができる。 The second type doping layer 260 may include a second + type doping layer, and may include a second type doping layer having a second type impurity concentration lower than that of the second + type doping layer.

前記第2型ドーピング層260はプラズマ化学気相蒸着装置などのような化学気相蒸着装置又は物理気相成長装置などで形成できる。   The second type doping layer 260 may be formed by a chemical vapor deposition apparatus such as a plasma chemical vapor deposition apparatus or a physical vapor deposition apparatus.

前記第2型ドーピング層260は10乃至15nm、好ましくは12nmの厚さに具備される。   The second type doping layer 260 has a thickness of 10 to 15 nm, preferably 12 nm.

前記背面電極270は第2型ドーピング層260上に具備される。   The back electrode 270 is provided on the second type doping layer 260.

前記背面電極270はアルミニウム又は銀などのような導電性物質からなる。   The back electrode 270 is made of a conductive material such as aluminum or silver.

前記背面電極270は前記第2型ドーピング層260の全体表面に具備される。   The back electrode 270 is provided on the entire surface of the second type doping layer 260.

前記背面電極270は入射された太陽光が反射されて外部に放出されることを防止する反射防止膜の役割も行う。   The back electrode 270 also functions as an antireflection film for preventing incident sunlight from being reflected and emitted to the outside.

前記背面電極270はアルミニウムで形成される場合、200乃至400nm、好ましくは300nmの厚さに具備される。   When the back electrode 270 is formed of aluminum, it has a thickness of 200 to 400 nm, preferably 300 nm.

図3は本発明のさらに他の実施の形態による太陽電池を図示した断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a solar cell according to another embodiment of the present invention.

図3を参照しながら説明すると、本発明のさらに他の実施の形態による太陽電池300は、基板310、TCO層320、トップセル330、バッファ層340、ボトムセル350、及び背面電極360を含む。   Referring to FIG. 3, a solar cell 300 according to another embodiment of the present invention includes a substrate 310, a TCO layer 320, a top cell 330, a buffer layer 340, a bottom cell 350, and a back electrode 360.

前記トップセル330は第1++型多結晶シリコン層332、第1型シリコンナノワイヤ層334、トップセル真性層336、及びトップセル第2型ドーピング層338を含む。 The top cell 330 includes a first ++ type polysilicon layer 332, a first type silicon nanowire layer 334, a top cell intrinsic layer 336, and a top cell second type doping layer 338.

前記ボトムセル350はボトムセル第1型ドーピング層352、ボトムセル真性層354、及びボトムセル第2型ドーピング層356を含む。   The bottom cell 350 includes a bottom cell first type doping layer 352, a bottom cell intrinsic layer 354, and a bottom cell second type doping layer 356.

前記基板310は太陽光が透過され得る透明な絶縁基板からなることができる。   The substrate 310 may be a transparent insulating substrate through which sunlight can be transmitted.

前記基板310はガラス基板又はプラスチックなどからなることができる。   The substrate 310 may be made of a glass substrate or plastic.

前記TCO層320は前記基板310の一側表面上に具備される。   The TCO layer 320 is provided on one surface of the substrate 310.

前記TCO層320は透明な導電酸化物、例えば、ZnO、AZO、ITO、及びSnO2:Fなどのような物質からなることができる。   The TCO layer 320 may be made of a transparent conductive oxide such as ZnO, AZO, ITO, and SnO 2: F.

前記第1++型多結晶シリコン層332は前記TCO層320上に具備される。 The first ++ type polysilicon layer 332 is provided on the TCO layer 320.

前記第1++型多結晶シリコン層332は第1型が高濃度にドーピングされた多結晶シリコン層として具備される。 The first ++ type polycrystalline silicon layer 332 is provided as a polycrystalline silicon layer doped with the first type at a high concentration.

前記第1++型多結晶シリコン層332は前記第1型シリコンナノワイヤ層334の第1型シリコンナノワイヤが成長するシード層の役割を行う。 The first ++ type polysilicon layer 332 serves as a seed layer on which the first type silicon nanowires of the first type silicon nanowire layer 334 are grown.

前記第1型シリコンナノワイヤ層334は前記第1++型多結晶シリコン層332の所定領域で成長した第1型シリコンナノワイヤからなる。即ち、前記第1型シリコンナノワイヤ層332は金属誘起結晶化法又はレーザー結晶化法で前記第1++型多結晶シリコン層332の所定領域で成長した第1型シリコンナノワイヤからなる。 The first type silicon nanowire layer 334 includes a first type silicon nanowire grown in a predetermined region of the first ++ type polycrystalline silicon layer 332. That is, the first type silicon nanowire layer 332 is formed of a first type silicon nanowire grown in a predetermined region of the first ++ type polycrystalline silicon layer 332 by a metal induced crystallization method or a laser crystallization method.

前記第1型シリコンナノワイヤ層334を構成する前記第1型シリコンナノワイヤの長さは2乃至5μmで、その直径は1乃至5nmであることが好ましい。これは前記第1型シリコンナノワイヤ層334の第1型シリコンナノワイヤは太陽光が入射された時光を吸収する役割を行うからである。即ち、前記第1型シリコンナノワイヤが太陽光を最も多く吸収できる長さ及び直径である2乃至5μm及び1乃至5nmに形成されていることが好ましい。   The first type silicon nanowire constituting the first type silicon nanowire layer 334 may have a length of 2 to 5 μm and a diameter of 1 to 5 nm. This is because the first type silicon nanowire of the first type silicon nanowire layer 334 serves to absorb light when sunlight is incident. That is, the first-type silicon nanowires are preferably formed to have a length and a diameter of 2 to 5 μm and 1 to 5 nm that can absorb most sunlight.

前記トップセル真性層336は前記第1型シリコンナノワイヤ層334及び前記第1型シリコンナノワイヤが成長していない第1++型多結晶シリコン層332の表面上に具備される。 The top cell intrinsic layer 336 is provided on the surface of the first type silicon nanowire layer 334 and the first ++ type polycrystalline silicon layer 332 on which the first type silicon nanowire is not grown.

前記トップセル真性層336は第1型又は第2型の不純物がドーピングされていない真性シリコンからなる。   The top cell intrinsic layer 336 is made of intrinsic silicon that is not doped with a first-type or second-type impurity.

前記トップセル真性層336は様々な形態の真性シリコンからなることができるが、好ましくは水素化された非晶質シリコン層、即ち、α−Si:H層からなることが好ましい。   The top cell intrinsic layer 336 may be formed of various forms of intrinsic silicon, but is preferably formed of a hydrogenated amorphous silicon layer, that is, an α-Si: H layer.

この時、前記トップセル真性層336は前記図2を参照しながら説明した前記真性層250と同じ形態であり得る。   At this time, the top cell intrinsic layer 336 may have the same form as the intrinsic layer 250 described with reference to FIG.

前記トップセル真性層336は前記第1型シリコンナノワイヤ層334を不動態化する役割も行う。   The top cell intrinsic layer 336 also serves to passivate the first type silicon nanowire layer 334.

前記トップセル真性層336は化学気相蒸着装置又は物理気相成長装置で形成できる。好ましくは前記トップセル真性層336は誘導結合プラズマ化学気相蒸着装置で形成できる。   The top cell intrinsic layer 336 may be formed by a chemical vapor deposition apparatus or a physical vapor deposition apparatus. Preferably, the top cell intrinsic layer 336 can be formed by an inductively coupled plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus.

前記トップセル真性層336を前記誘導結合プラズマ化学気相蒸着装置で蒸着する場合には、水素ガス及びシランガスを含む混合ガスを使用するが、前記水素ガスに対するシランガスの比が8乃至10で、工程圧力は70乃至90mtorrで、工程パワーは200乃至300Wで、工程温度は250乃至350℃である工程条件で蒸着して形成されることが好ましい。   When the top cell intrinsic layer 336 is deposited by the inductively coupled plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus, a mixed gas containing hydrogen gas and silane gas is used, but the ratio of silane gas to hydrogen gas is 8 to 10, Preferably, the pressure is 70 to 90 mtorr, the process power is 200 to 300 W, and the process temperature is 250 to 350.degree.

前記トップセル真性層336を前記誘導結合プラズマ化学気相蒸着装置で形成する場合には、前記トップセル真性層336と接触する層、特に前記第1型シリコンナノワイヤ層334との間の界面特性が優秀になる。   When the top cell intrinsic layer 336 is formed by the inductively coupled plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus, the interface property between the layer in contact with the top cell intrinsic layer 336, particularly the first type silicon nanowire layer 334 is Become excellent.

前記トップセル真性層336は400乃至600μm、好ましくは500μmの厚さに具備される。   The top cell intrinsic layer 336 has a thickness of 400 to 600 μm, preferably 500 μm.

前記トップセル第2型ドーピング層338は前記トップセル真性層336上に具備される。   The top cell second type doping layer 338 is provided on the top cell intrinsic layer 336.

前記トップセル第2型ドーピング層338は第2型の不純物がドーピングされたシリコン層からなる。   The top cell second type doping layer 338 includes a silicon layer doped with a second type impurity.

この時、前記トップセル第2型ドーピング層338は前記図2を参照しながら説明した前記第2型ドーピング層260と同じ形態であり得る。   At this time, the top cell second type doping layer 338 may have the same form as the second type doping layer 260 described with reference to FIG.

前記トップセル第2型ドーピング層338は第2型ドーピング層からなることができ、前記第2+型ドーピング層に比べて第2型の不純物の濃度が低い第2型ドーピング層からなることができる。 The top cell second type doping layer 338 may be formed of a second + type doping layer, and may be formed of a second type doping layer having a second type impurity concentration lower than that of the second + type doping layer. .

前記トップセル第2型ドーピング層338はプラズマ化学気相蒸着装置などのような化学気相蒸着装置又は物理気相成長装置などで形成できる。   The top cell second type doping layer 338 may be formed by a chemical vapor deposition apparatus such as a plasma chemical vapor deposition apparatus or a physical vapor deposition apparatus.

前記バッファ層340は前記トップセル第2型ドーピング層338上に具備される。   The buffer layer 340 is provided on the top cell second type doping layer 338.

前記バッファ層340は前記トップセル330とボトムセル350を電気的に連結する役割を行う。   The buffer layer 340 serves to electrically connect the top cell 330 and the bottom cell 350.

前記バッファ層340は前記トップセル330とボトムセル350、特に前記トップセル330のトップセル第2型ドーピング層338と前記ボトムセル350のボトム第1型ドーピング層352とがトンネル接合(tunnel junction)を行うようにする役割を行う。   In the buffer layer 340, the top cell 330 and the bottom cell 350, in particular, the top cell second type doping layer 338 of the top cell 330 and the bottom first type doping layer 352 of the bottom cell 350 form a tunnel junction. To play a role.

前記バッファ層340は前記トップセル330とボトムセル350との間のバンドギャップを調節する役割も行う。   The buffer layer 340 also serves to adjust the band gap between the top cell 330 and the bottom cell 350.

前記バッファ層340はZnOなどのような透明な導電物質からなることが好ましい。   The buffer layer 340 is preferably made of a transparent conductive material such as ZnO.

前記ボトムセル第1型ドーピング層352は前記バッファ層340上に具備される。   The bottom cell first type doping layer 352 is provided on the buffer layer 340.

前記ボトムセル第1型ドーピング層352は第1型ドーピング層からなることができ、前記第1型ドーピング層に比べて第2型の不純物の濃度が低い第2型ドーピング層からなることができる。 The bottom cell first type doping layer 352 may be formed of a first + type doping layer, and may be formed of a second type doping layer having a second type impurity concentration lower than that of the first + type doping layer. .

前記ボトムセル第1型ドーピング層352はプラズマ化学気相蒸着装置などのような化学気相蒸着装置又は物理気相成長装置などで形成できる。   The bottom cell first type doping layer 352 may be formed by a chemical vapor deposition apparatus such as a plasma chemical vapor deposition apparatus or a physical vapor deposition apparatus.

前記ボトムセル真性層354は前記ボトムセル第1型ドーピング層352上に具備される。   The bottom cell intrinsic layer 354 is disposed on the bottom cell first type doping layer 352.

前記ボトムセル真性層354は第1型又は第2型の不純物がドーピングされていない真性シリコンからなる。   The bottom cell intrinsic layer 354 is made of intrinsic silicon that is not doped with a first-type or second-type impurity.

前記ボトムセル真性層354は様々な形態の真性シリコンからなることができるが、好ましくは水素化された微細結晶質シリコン層、即ち、μc−Si:H層からなることが好ましい。   The bottom cell intrinsic layer 354 may be made of various forms of intrinsic silicon, but is preferably made of a hydrogenated fine crystalline silicon layer, that is, a μc-Si: H layer.

前記ボトムセル真性層354は化学気相蒸着装置又は物理気相成長装置で形成できる。   The bottom cell intrinsic layer 354 can be formed by a chemical vapor deposition apparatus or a physical vapor deposition apparatus.

前記ボトムセル真性層354は1乃至2μmの厚さに具備される。   The bottom cell intrinsic layer 354 has a thickness of 1 to 2 μm.

前記ボトムセル第2型ドーピング層356は前記ボトムセル真性層354上に具備される。   The bottom cell second type doping layer 356 is provided on the bottom cell intrinsic layer 354.

前記ボトムセル第2型ドーピング層356は第2型の不純物がドーピングされたシリコン層からなる。   The bottom cell second type doping layer 356 includes a silicon layer doped with a second type impurity.

前記ボトムセル第2型ドーピング層356は第2型ドーピング層からなることができ、前記第2型ドーピング層に比べて第2型の不純物の濃度が低い第2型ドーピング層からなることができる。 The bottom cell second type doping layer 356 may be formed of a second + type doping layer, and may be formed of a second type doping layer having a second type impurity concentration lower than that of the second + type doping layer. .

前記ボトムセル第2型ドーピング層356はプラズマ化学気相蒸着装置などのような化学気相蒸着装置又は物理気相成長装置などで形成できる。   The bottom cell second type doping layer 356 may be formed by a chemical vapor deposition apparatus such as a plasma chemical vapor deposition apparatus or a physical vapor deposition apparatus.

前記背面電極360は前記第2型ドーピング層356上に具備される。   The back electrode 360 is provided on the second type doping layer 356.

前記背面電極360はアルミニウム又は銀などのような導電性物質からなる。   The back electrode 360 is made of a conductive material such as aluminum or silver.

図4は本発明の一実施の形態による第1型シリコンナノワイヤを製造する方法を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a first-type silicon nanowire according to an embodiment of the present invention.

図4を参照しながら説明すると、本発明の一実施の形態による第1型シリコンナノワイヤを製造する方法は、第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S110)、金属薄膜層形成ステップ(S120)、金属ナノ粒子形成ステップ(S130)、第1型シリコンナノワイヤ成長ステップ(S140)、及び残留金属除去ステップ(S150)を含む。 Referring to FIG. 4, a method for manufacturing a first type silicon nanowire according to an embodiment of the present invention includes a first ++ type polycrystalline silicon layer forming step (S110) and a metal thin film layer forming step (S120). A metal nanoparticle formation step (S130), a first-type silicon nanowire growth step (S140), and a residual metal removal step (S150).

前記第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S110)は基板上に第1++型多結晶シリコン層を形成するステップである。 The first ++ type polycrystalline silicon layer forming step (S110) is a step of forming a first ++ type polycrystalline silicon layer on the substrate.

前記第1++型多結晶シリコン層は第1型が高濃度にドーピングされたシリコン層が多結晶に結晶化している。 In the first ++ type polycrystalline silicon layer, a silicon layer doped with a high concentration of the first type is crystallized into polycrystalline.

前記第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S110)は前記第1++型多結晶シリコン層を様々な方法で形成できる。 The first ++ type polycrystalline silicon layer forming step (S110) may form the first ++ type polycrystalline silicon layer by various methods.

本実施の形態では前記第1++型多結晶シリコン層を形成する方法のうち一つを紹介する。 In this embodiment, one of the methods for forming the first ++ type polycrystalline silicon layer is introduced.

前記第1++型多結晶シリコン層を形成する方法は、前記基板上に第1++型非晶質シリコン層を形成し、金属誘起結晶化法又はレーザー結晶化法などのような結晶化法を用いて前記第1++型シリコン層を前記第1++型多結晶シリコン層に形成する方法であり得る。 The first ++ type polycrystalline silicon layer is formed by forming a first ++ type amorphous silicon layer on the substrate and performing a crystallization method such as a metal induced crystallization method or a laser crystallization method. The first ++ type silicon layer may be used to form the first ++ type polycrystalline silicon layer.

この時、第1++型非晶質シリコン層を形成するために一般的なシリコン層形成方法を用いることができる。即ち、プラズマ化学気相蒸着装置又は誘導結合プラズマCVD装置などのような化学気相蒸着装置を用いて前記基板110上に前記第1++型非晶質シリコン層を形成できる。 At this time, a general silicon layer forming method can be used to form the first ++ type amorphous silicon layer. That is, the first ++ type amorphous silicon layer can be formed on the substrate 110 using a chemical vapor deposition apparatus such as a plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus or an inductively coupled plasma CVD apparatus.

前記第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S110)の後、前記金属薄膜層形成ステップ(S120)を行う。 After the first ++ type polycrystalline silicon layer forming step (S110), the metal thin film layer forming step (S120) is performed.

前記金属薄膜層形成ステップ(S120)はスパッタリング法又は蒸着法 を用いて前記第1++型多結晶シリコン層上に金属を蒸着して金属層を形成するステップである。 The metal thin film layer forming step (S120) is a step of forming a metal layer by depositing a metal on the first ++ type polycrystalline silicon layer using a sputtering method or a vapor deposition method.

前記金属薄膜層形成ステップ(S120)は前記金属層を100乃至150nmの厚さに蒸着する。   The metal thin film layer forming step (S120) deposits the metal layer to a thickness of 100 to 150 nm.

前記金属薄膜層形成ステップ(S120)は前記金属層を形成するが、前記金属層の金属が低密度で蒸着するように前記金属層を形成するステップであることが好ましい。これは前記金属ナノ粒子形成ステップ(S130)で前記金属層が金属ナノ粒子に容易に変化できるようにするためである。   The metal thin film layer forming step (S120) forms the metal layer, and is preferably a step of forming the metal layer so that the metal of the metal layer is deposited at a low density. This is because the metal layer can be easily changed to metal nanoparticles in the metal nanoparticle formation step (S130).

前記金属薄膜層の金属はAu、In、Ga及びSnのうちいずれか一つ以上を含む。   The metal of the metal thin film layer includes at least one of Au, In, Ga, and Sn.

前記金属薄膜層形成ステップ(S120)の後、前記金属ナノ粒子形成ステップ(S130)を行う。   After the metal thin film layer forming step (S120), the metal nanoparticle forming step (S130) is performed.

前記金属ナノ粒子形成ステップ(S130)は前記金属薄膜層を金属ナノ粒子に変化させるステップである。   The metal nanoparticle formation step (S130) is a step of changing the metal thin film layer into metal nanoparticles.

前記金属ナノ粒子形成ステップ(S130)は誘導結合プラズマCVD装置又はVHFプラズマCVD装置を用いて前記金属ナノ粒子を形成する。   In the metal nanoparticle formation step (S130), the metal nanoparticles are formed using an inductively coupled plasma CVD apparatus or a VHF plasma CVD apparatus.

前記金属ナノ粒子形成ステップ(S130)は前記誘導結合プラズマCVD装置を用いる場合、200乃至400℃の工程温度、80乃至150mTorrの工程圧力、100乃至300sccmの水素ガス流量、500乃至700Wのプラズマパワー、30乃至50Wのサセプタパワー、及び30乃至90分の工程時間を含む工程条件で前記金属ナノ粒子を形成するステップであり得る。   When the inductively coupled plasma CVD apparatus is used in the metal nanoparticle formation step (S130), a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 80 to 150 mTorr, a hydrogen gas flow rate of 100 to 300 sccm, a plasma power of 500 to 700 W, The metal nanoparticles may be formed under process conditions including a susceptor power of 30 to 50 W and a process time of 30 to 90 minutes.

また、前記金属ナノ粒子形成ステップ(S130)は前記VHFプラズマCVD装置を用いる場合、200乃至400℃の工程温度、0.05乃至0.2Torrの工程圧力、40乃至60Wのプラズマパワー、及び30乃至60分の工程時間を含む工程条件で前記金属ナノ粒子を形成するステップであり得る。   In the metal nanoparticle formation step (S130), when the VHF plasma CVD apparatus is used, a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 0.05 to 0.2 Torr, a plasma power of 40 to 60 W, and 30 to 30 are used. It may be a step of forming the metal nanoparticles under process conditions including a process time of 60 minutes.

前記金属ナノ粒子形成ステップ(S130)の後、前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップ(S140)を行う。   After the metal nanoparticle formation step (S130), the first-type silicon nanowire growth step (S140) is performed.

前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップ(S140)は誘導結合プラズマCVD装置又はVHFプラズマCVD装置を用いて前記第1型シリコンナノワイヤ、正確には第1型シリコンナノワイヤを成長させるステップである。   The first type silicon nanowire growth step (S140) is a step of growing the first type silicon nanowire, more precisely the first type silicon nanowire, using an inductively coupled plasma CVD apparatus or a VHF plasma CVD apparatus.

前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップ(S140)は前記金属ナノ粒子形成ステップ(S130)で前記金属ナノ粒子が形成された前記第1++型多結晶シリコン層をシード層にして前記第1型シリコンナノワイヤを成長させるステップである。 In the first type silicon nanowire growth step (S140), the first type silicon nanowire is formed using the first ++ type polycrystalline silicon layer on which the metal nanoparticles are formed in the metal nanoparticle formation step (S130) as a seed layer. Is a step to grow.

即ち、前記第1++型多結晶シリコン層上に形成された金属ナノ粒子が結晶成長のシード(seed)として作用し、前記第1++型多結晶シリコン層から前記第1型シリコンナノワイヤが成長される。 That is, metal nanoparticles formed on the first ++ type polycrystalline silicon layer act as a seed for crystal growth, and the first type silicon nanowire is grown from the first ++ type polycrystalline silicon layer. The

前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップ(S140)は前記誘導結合プラズマCVD装置を用いる場合、200乃至400℃の工程温度、70乃至80mTorrの工程圧力、0.1乃至0.2のシランガス比、500乃至700Wのプラズマパワー、30乃至50Wのサセプタパワー、及び1乃至20分の工程時間を含む工程条件で前記第1型シリコンナノワイヤを成長させるステップである。   In the first type silicon nanowire growth step (S140), when the inductively coupled plasma CVD apparatus is used, a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 70 to 80 mTorr, a silane gas ratio of 0.1 to 0.2, and 500 to The step of growing the first-type silicon nanowires under process conditions including a plasma power of 700 W, a susceptor power of 30 to 50 W, and a process time of 1 to 20 minutes.

また、前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップ(S140)は前記VHFプラズマCVD装置を用いる場合、200乃至400℃の工程温度、0.05乃至0.2Torrの工程圧力、0.4乃至0.6のシランガス比、40乃至60Wのプラズマパワー、及び30乃至60分の工程時間を含む工程条件で前記第1型シリコンナノワイヤを成長させるステップである。   The first-type silicon nanowire growth step (S140) may be performed at a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 0.05 to 0.2 Torr, and a pressure of 0.4 to 0.6 when using the VHF plasma CVD apparatus. In this step, the first-type silicon nanowires are grown under process conditions including a silane gas ratio, a plasma power of 40 to 60 W, and a process time of 30 to 60 minutes.

この時、前記誘導結合プラズマCVD装置及びVHFプラズマCVD装置を用いて前記第1型シリコンナノワイヤを成長させる工程における前記シランガス比とは、シランガス及び水素ガスの混合ガスにおける前記シランガスの比(SiH/(SiH+H))を意味する。 At this time, the silane gas ratio in the step of growing the first-type silicon nanowires using the inductively coupled plasma CVD apparatus and the VHF plasma CVD apparatus is the ratio of the silane gas to the mixed gas of silane gas and hydrogen gas (SiH 4 / (SiH 4 + H 2 )).

前記金属ナノ粒子形成ステップ(S130)及び前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップ(S140)は前記誘導結合プラズマCVD装置及びVHFプラズマCVD装置を用いて連続的に進行することができる。即ち、前記第1++型多結晶シリコン層上に具備された金属薄膜層を金属ナノ粒子に変化させ、前記金属ナノ粒子を用いて前記第1++型多結晶シリコン層から前記第1型シリコンナノワイヤを成長させる工程を前記誘導結合プラズマCVD装置又はVHFプラズマCVD装置で連続的な工程として進行することができる。 The metal nanoparticle formation step (S130) and the first type silicon nanowire growth step (S140) may be continuously performed using the inductively coupled plasma CVD apparatus and the VHF plasma CVD apparatus. That is, the metal thin film layer provided on the first ++ type polycrystalline silicon layer is changed to metal nanoparticles, and the first type silicon nanowire is changed from the first ++ type polycrystalline silicon layer using the metal nanoparticles. The process of growing can be performed as a continuous process in the inductively coupled plasma CVD apparatus or the VHF plasma CVD apparatus.

この時、前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップ(S140)で成長した第1型シリコンナノワイヤはその長さが2乃至5μmで、その直径が1乃至5nmである。   At this time, the first type silicon nanowire grown in the first type silicon nanowire growth step (S140) has a length of 2 to 5 μm and a diameter of 1 to 5 nm.

前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップ(S140)の後、前記残留金属除去ステップ(S150)を行う。   After the first-type silicon nanowire growth step (S140), the residual metal removal step (S150) is performed.

前記残留金属除去ステップ(S150)は前記前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップ(S140)の後、前記基板、特に前記第1型シリコンナノワイヤからなる第1型シリコンナノワイヤ層上に残留する金属をエッチングなどのような湿式工程で除去するステップである。   In the residual metal removal step (S150), after the first-type silicon nanowire growth step (S140), the metal remaining on the substrate, particularly the first-type silicon nanowire layer made of the first-type silicon nanowire is etched. This is a step of removing by a wet process.

この時、前記残留する金属は前記金属薄膜層の一部又は前記金属ナノ粒子の一部であり得る。   At this time, the remaining metal may be a part of the metal thin film layer or a part of the metal nanoparticles.

図5は本発明の一実施の形態による太陽電池の製造方法を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing a method for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.

図5を参照しながら説明すると、本発明の一実施の形態による太陽電池の製造方法は第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S210)、第1型シリコンナノワイヤ層形成ステップ(S220)、真性層形成ステップ(S230)、第2型ドーピング層形成ステップ(S240)、TCO層形成ステップ(S250)、反射防止膜形成ステップ(S260)、及び前面電極形成ステップ(S270)を含む。 Referring to FIG. 5, a method for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention includes a first ++ type polycrystalline silicon layer forming step (S210), a first type silicon nanowire layer forming step (S220), and an intrinsic property. It includes a layer forming step (S230), a second doping layer forming step (S240), a TCO layer forming step (S250), an antireflection film forming step (S260), and a front electrode forming step (S270).

本実施の形態による太陽電池の製造方法は、図1を参照しながら説明した太陽電池100を製造する方法を中心に説明する。   The method for manufacturing the solar cell according to the present embodiment will be described focusing on the method for manufacturing the solar cell 100 described with reference to FIG.

前記第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S210)は前記基板110上に前記第1++型多結晶シリコン層120を形成するステップである。 The first ++ type polycrystalline silicon layer forming step (S <b> 210) is a step of forming the first ++ type polycrystalline silicon layer 120 on the substrate 110.

まず、前記基板110上に第1++型多結晶シリコン層120を形成する前に、前記基板110を洗浄して準備する。この時、前記基板110を洗浄する過程は前記基板110上に残留する有機物、金属、及び酸化物などを除去する過程であり得る。前記基板110上に残留する有機物、金属、及び酸化物などを除去する工程は一般的な半導体製造工程で用いられる工程を利用できる。 First, before forming the first ++ type polycrystalline silicon layer 120 on the substrate 110, the substrate 110 is prepared by cleaning. At this time, the process of cleaning the substrate 110 may be a process of removing organic substances, metals, oxides, and the like remaining on the substrate 110. A process used in a general semiconductor manufacturing process can be used as a process of removing organic substances, metals, oxides, and the like remaining on the substrate 110.

次に、前記基板110上に前記第1++型多結晶シリコン層120を形成する。 Next, the first ++ type polycrystalline silicon layer 120 is formed on the substrate 110.

前記基板110上に前記第1++型多結晶シリコン層120を形成する方法は、図4を参照しながら説明した前記第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S110)と同じ方法を利用することができるので詳細な説明は省略する。 The first ++ type polycrystalline silicon layer 120 is formed on the substrate 110 by using the same method as the first ++ type polycrystalline silicon layer forming step (S110) described with reference to FIG. Detailed description will be omitted.

前記第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S210)の後、前記第1型シリコンナノワイヤ層形成ステップ(S220)を行う。 After the first ++ type polycrystalline silicon layer forming step (S210), the first type silicon nanowire layer forming step (S220) is performed.

前記第1型シリコンナノワイヤ層形成ステップ(S220)は前記第1++型多結晶シリコン層120で前記第1型シリコンナノワイヤを成長させて前記第1型シリコンナノワイヤ層130を形成するステップである。 The first-type silicon nanowire layer forming step (S220) is a step of forming the first-type silicon nanowire layer 130 by growing the first-type silicon nanowire on the first ++- type polycrystalline silicon layer 120.

前記第1型シリコンナノワイヤ層形成ステップ(S220)は前記図4を参照しながら説明した金属薄膜層形成ステップ(S120)、金属ナノ粒子形成ステップ(S130)、第1型シリコンナノワイヤ成長ステップ(S140)、及び残留金属除去ステップ(S150)を順に行って前記第1++型多結晶シリコン層120上から前記第1型シリコンナノワイヤを成長させて前記第1型シリコンナノワイヤ層130を形成するステップであるので詳細な説明は省略する。 The first type silicon nanowire layer forming step (S220) includes the metal thin film layer forming step (S120), the metal nanoparticle forming step (S130), and the first type silicon nanowire growth step (S140) described with reference to FIG. , And the residual metal removal step (S150) are sequentially performed to grow the first type silicon nanowire from the first ++ type polycrystalline silicon layer 120 to form the first type silicon nanowire layer 130. Detailed description is omitted.

前記第1型シリコンナノワイヤ層形成ステップ(S220)の後、前記真性層形成ステップ(S230)を行う。   After the first-type silicon nanowire layer forming step (S220), the intrinsic layer forming step (S230) is performed.

前記真性層形成ステップ(S230)は前記第1型シリコンナノワイヤ層130及び前記第1型シリコンナノワイヤが成長していない第1++型多結晶シリコン層120の表面上に前記真性層140を形成するステップである。 In the intrinsic layer forming step (S230), the intrinsic layer 140 is formed on the surface of the first type silicon nanowire layer 130 and the first ++ type polycrystalline silicon layer 120 where the first type silicon nanowire is not grown. It is.

前記真性層形成ステップ(S230)は第1型又は第2型の不純物がドーピングされていない様々な形態の真性シリコンからなる真性層140を形成できるが、好ましくは水素化された非晶質シリコン層、即ち、α−Si:H層からなる真性層140を形成することが好ましい。   In the intrinsic layer forming step (S230), the intrinsic layer 140 made of various types of intrinsic silicon that is not doped with the first-type or second-type impurities can be formed. Preferably, the hydrogenated amorphous silicon layer is formed. That is, it is preferable to form an intrinsic layer 140 made of an α-Si: H layer.

前記真性層形成ステップ(S230)は化学気相蒸着装置又は物理気相成長装置、好ましくは誘導結合プラズマ化学気相蒸着装置を用いて前記真性層140を形成するステップであり得る。   The intrinsic layer forming step (S230) may be a step of forming the intrinsic layer 140 using a chemical vapor deposition apparatus or a physical vapor deposition apparatus, preferably an inductively coupled plasma chemical vapor deposition apparatus.

前記真性層形成ステップ(S230)は前記誘導結合プラズマ化学気相蒸着装置を用いる場合には、水素ガス及びシランガスを含む混合ガスを使用するが、前記水素ガスに対するシランガスの比が8乃至10で、工程圧力は70乃至90mtorrで、工程パワーは200乃至300Wで、工程温度は250乃至350℃である工程条件で前記真性層140を形成することが好ましい。   In the intrinsic layer forming step (S230), when the inductively coupled plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus is used, a mixed gas containing hydrogen gas and silane gas is used, but the ratio of silane gas to hydrogen gas is 8 to 10, The intrinsic layer 140 is preferably formed under process conditions of a process pressure of 70 to 90 mtorr, a process power of 200 to 300 W, and a process temperature of 250 to 350 ° C.

前記真性層形成ステップ(S230)の後、前記第2ドーピング層形成ステップ(S240)を行う。   After the intrinsic layer forming step (S230), the second doping layer forming step (S240) is performed.

前記第2ドーピング層形成ステップ(S240)は前記真性層140上に前記第2型ドーピング層150を形成するステップである。   The second doping layer forming step (S240) is a step of forming the second type doping layer 150 on the intrinsic layer 140.

前記第2型ドーピング層形成ステップ(S240)はプラズマ化学気相蒸着装置などのような化学気相蒸着装置又は物理気相成長装置などで第2型不純物又は第2型不純物がドーピングされたシリコン層である前記第2型ドーピング層150を形成するステップであり得る。 In the second type doping layer forming step (S240), silicon doped with a second type impurity or a second + type impurity by a chemical vapor deposition apparatus such as a plasma chemical vapor deposition apparatus or a physical vapor deposition apparatus is used. It may be a step of forming the second type doping layer 150 as a layer.

前記第2型ドーピング層形成ステップ(S240)の後、前記TCO層形成ステップ(S250)を行う。   After the second-type doping layer forming step (S240), the TCO layer forming step (S250) is performed.

前記TCO層形成ステップ(S250)は前記第2型ドーピング層150上に前記TCO層160を形成するステップである。   The TCO layer forming step (S250) is a step of forming the TCO layer 160 on the second type doping layer 150.

前記TCO層形成ステップ(S250)は前記第2型ドーピング層150上に透明な導電酸化物、例えば、ZnO、AZO、ITO、及びSnO:Fなどのような物質からなる前記TCO層160を少なくとも5μm以上の厚さに形成するステップである。 In the TCO layer forming step (S250), at least the TCO layer 160 made of a material such as ZnO, AZO, ITO, and SnO 2 : F is formed on the second-type doping layer 150. This is a step of forming a thickness of 5 μm or more.

前記TCO層形成ステップ(S250)はスパッタリング装置などのような物理気相成長装置又は有機金属化学気相成長装置などのような化学気相蒸着装置などを用いて前記TCO層160を形成するステップであり得る。   The TCO layer forming step (S250) is a step of forming the TCO layer 160 using a physical vapor deposition apparatus such as a sputtering apparatus or a chemical vapor deposition apparatus such as a metal organic chemical vapor deposition apparatus. possible.

前記TCO層形成ステップ(S250)の後、前記反射防止膜形成ステップ(S260)を行う。   After the TCO layer forming step (S250), the antireflection film forming step (S260) is performed.

前記反射防止膜形成ステップ(S260)は前記TCO層160上にシリコン窒化膜などのような物質で前記反射防止膜170を形成するステップである。   The antireflection film forming step (S260) is a step of forming the antireflection film 170 on the TCO layer 160 using a material such as a silicon nitride film.

前記反射防止膜形成ステップ(S260)は前記反射防止膜170を二つの方法で形成するステップであり得る。   The antireflection film forming step (S260) may be a step of forming the antireflection film 170 by two methods.

第一の方法は、前記TCO層160上の全体面に前記反射防止膜170を形成する方法であり、第二の方法は前記TCO層160上に前記反射防止膜170を形成するが、前記TCO層160の所定領域が露出されるように前記反射防止膜170をパターン化して形成する方法である。   The first method is a method of forming the antireflection film 170 on the entire surface of the TCO layer 160, and the second method is the method of forming the antireflection film 170 on the TCO layer 160. In this method, the antireflection film 170 is patterned so that a predetermined region of the layer 160 is exposed.

前記反射防止膜形成ステップ(S270)の後、前記前面電極形成ステップ(S270)を行う。   After the antireflection film formation step (S270), the front electrode formation step (S270) is performed.

前記前面電極形成ステップ(S270)はアルミニウム又は銀などのような導電性物質を前記TCO層160と接触するように形成するが、パターン化された形態に前記前面電極180を形成するステップである。   In the front electrode forming step (S270), a conductive material such as aluminum or silver is formed in contact with the TCO layer 160, and the front electrode 180 is formed in a patterned form.

前記前面電極形成ステップ(S270)は前記反射防止膜形成ステップ(S260)と同様に二つの方法で形成するステップであり得る。   The front electrode forming step (S270) may be a step of forming by two methods similar to the antireflection film forming step (S260).

第一の方法は前記反射防止膜170が前記TCO層160の全面にわたって形成されている場合、前面電極形成用ペーストを前記反射防止膜170の所定領域上に塗布、即ち、パターン形状に塗布した後、これを焼成し前記反射防止膜170をエッチングして前記TCO層160に接触する前記前面電極180を形成する方法であり得る。   In the first method, when the antireflection film 170 is formed over the entire surface of the TCO layer 160, a paste for forming a front electrode is applied on a predetermined region of the antireflection film 170, that is, after a pattern shape is applied. Then, the front electrode 180 may be formed by firing and etching the antireflection film 170 to contact the TCO layer 160.

この時、前記前面電極形成用ペーストは前記前面電極280を構成する物質であるアルミニウム又は銀を含むのみならず、前記反射防止膜170をエッチング(etching)できるエッチング物質を含む。   At this time, the front electrode forming paste includes an etching material capable of etching the anti-reflection layer 170 as well as aluminum or silver as a material constituting the front electrode 280.

第二の方法は前記反射防止膜170がパターン化された形態で前記TCO層160上に具備された場合、前記前面電極180を露出された前記TCO層160上にパターン化された形態に蒸着する方法であり得る。即ち、パターンマスク法などを用いてパターン化された前記前面電極180を形成する方法であり得る。   A second method is to deposit the front electrode 180 in a patterned form on the exposed TCO layer 160 when the anti-reflective coating 170 is provided on the TCO layer 160 in a patterned form. It can be a method. That is, it may be a method of forming the patterned front electrode 180 using a pattern mask method or the like.

この時、前記前面電極形成ステップ(S270)は前記前面電極180を0.2乃至1μm、好ましくは0.5μmの厚さに形成するステップである。   At this time, the front electrode forming step (S270) is a step of forming the front electrode 180 to a thickness of 0.2 to 1 μm, preferably 0.5 μm.

図6は本発明の他の実施の形態による太陽電池の製造方法を図示したフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a solar cell according to another embodiment of the present invention.

図6を参照しながら説明すると、本発明の他の実施の形態による太陽電池の製造方法は、TCO層形成ステップ(S310)、第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S320)、第1型シリコンナノワイヤ層形成ステップ(S330)、真性層形成ステップ(S340)、第2型ドーピング層形成ステップ(S350)、及び背面電極形成ステップ(S360)を含む。 Referring to FIG. 6, a method for manufacturing a solar cell according to another embodiment of the present invention includes a TCO layer forming step (S310), a first ++ type polycrystalline silicon layer forming step (S320), and a first type. A silicon nanowire layer forming step (S330), an intrinsic layer forming step (S340), a second type doping layer forming step (S350), and a back electrode forming step (S360) are included.

本実施の形態による太陽電池の製造方法は、前記図2を参照しながら説明した太陽電池200を製造する方法を中心に説明する。   The method for manufacturing the solar cell according to the present embodiment will be described focusing on the method for manufacturing the solar cell 200 described with reference to FIG.

前記TCO層形成ステップ(S310)は前記基板210上に前記TCO層220を形成するステップである。   The TCO layer forming step (S310) is a step of forming the TCO layer 220 on the substrate 210.

まず、前記基板210上に前記TCO層220を形成する前に、前記基板210を洗浄して準備する。   First, before forming the TCO layer 220 on the substrate 210, the substrate 210 is cleaned and prepared.

この時、前記基板210を洗浄する方法は、前記図5を参照しながら説明した前記基板110を洗浄する方法と同じ方法を使用できるので詳細な説明は省略する。   At this time, the method for cleaning the substrate 210 may be the same as the method for cleaning the substrate 110 described with reference to FIG.

また、前記TCO層形成ステップ(S310)は前記図5を参照しながら説明した前記TCO層形成ステップ(S250)と同じ方法で前記基板210上にTCO層220を形成することができるので詳細な説明は省略する。   Further, the TCO layer forming step (S310) can be formed on the substrate 210 by the same method as the TCO layer forming step (S250) described with reference to FIG. Is omitted.

前記TCO層形成ステップ(S310)の後、第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S320)を行う。 After the TCO layer formation step (S310), a first ++ type polycrystalline silicon layer formation step (S320) is performed.

前記第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S320)は前記TCO層220上に第1++型多結晶シリコン層230を形成するステップであり、前記図5を参照しながら説明した第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S220)と同じ方法を利用できるので詳細な説明は省略する。 The first ++ - type poly-Si layer formed step (S320) is a step of forming a first ++ - type poly-Si layer 230 on the TCO layer 220, a first ++ - type described with reference to FIG. 5 Since the same method as the polycrystalline silicon layer forming step (S220) can be used, detailed description thereof is omitted.

前記第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S320)の後、前記第1型シリコンナノワイヤ層形成ステップ(S330)を行う。 After the first ++ type polycrystalline silicon layer forming step (S320), the first type silicon nanowire layer forming step (S330) is performed.

前記第1型シリコンナノワイヤ層形成ステップ(S330)は前記第1++型多結晶シリコン層230から前記第1型シリコンナノワイヤを成長させて前記第1型シリコンナノワイヤ層240を形成するステップであり、前記図5を参照しながら説明した第1型シリコンナノワイヤ形成ステップ(S220)と同じ方法を利用できるので詳細な説明は省略する。 The first-type silicon nanowire layer forming step (S330) is a step of growing the first-type silicon nanowire from the first ++- type polycrystalline silicon layer 230 to form the first-type silicon nanowire layer 240, Since the same method as the first-type silicon nanowire forming step (S220) described with reference to FIG. 5 can be used, detailed description thereof is omitted.

前記第1型シリコンナノワイヤ層形成ステップ(S330)の後、前記真性層形成ステップ(S340)を行う。   After the first-type silicon nanowire layer forming step (S330), the intrinsic layer forming step (S340) is performed.

前記真性層形成ステップ(S340)は前記第1型シリコンナノワイヤ層240が成長した基板上に前記真性層250を400乃至600μm、好ましくは500μmの厚さに形成するステップであり、前記図5を参照しながら説明した真性層形成ステップ(S230)とは形成される真性層250の厚さが異なり得ることを除けば同じ方法を利用できるので詳細な説明は省略する。   The intrinsic layer forming step (S340) is a step of forming the intrinsic layer 250 on the substrate on which the first-type silicon nanowire layer 240 is grown to a thickness of 400 to 600 μm, preferably 500 μm, see FIG. However, since the same method can be used except that the thickness of the intrinsic layer 250 to be formed can be different from the intrinsic layer forming step (S230) described above, detailed description thereof will be omitted.

前記真性層形成ステップ(S340)の後、前記第2型ドーピング層形成ステップ(S350)を行う。   After the intrinsic layer forming step (S340), the second type doping layer forming step (S350) is performed.

前記第2型ドーピング層形成ステップ(S350)は前記真性層250上に第2型ドーピング層260を形成するステップである。   The second type doping layer forming step (S350) is a step of forming a second type doping layer 260 on the intrinsic layer 250.

前記第2型ドーピング層形成ステップ(S350)は前記第2型ドーピング層260を10乃至15nm、好ましくは12nmの厚さに形成するステップであり、前記図5を参照しながら説明した第2型ドーピング層形成ステップ(S240)とは形成される前記第2型ドーピング層260の厚さが異なり得ることを除けば同じ方法を利用することができるので詳細な説明は省略する。   The second type doping layer forming step (S350) is a step of forming the second type doping layer 260 to a thickness of 10 to 15 nm, preferably 12 nm. The second type doping layer described with reference to FIG. Since the same method can be used except that the thickness of the formed second type doping layer 260 can be different from that of the layer forming step (S240), detailed description is omitted.

前記第2型ドーピング層形成ステップ(S350)の後、前記背面電極形成ステップ(S360)を行う。   After the second-type doping layer forming step (S350), the back electrode forming step (S360) is performed.

前記背面電極形成ステップ(S360)は前記第2型ドーピング層260上に前記背面電極270を形成するステップである。   The back electrode forming step (S360) is a step of forming the back electrode 270 on the second type doping layer 260.

前記背面電極形成ステップ(S360)は前記背面電極270をアルミニウムで形成する場合、200乃至400nm、好ましくは300nmの厚さに形成するステップである。   The back electrode forming step (S360) is a step of forming the back electrode 270 to a thickness of 200 to 400 nm, preferably 300 nm, when the back electrode 270 is formed of aluminum.

前記背面電極形成ステップ(S360)はスパッタリング法又は蒸着法などを用いて前記第2型ドーピング層260上にアルミニウム又は銀などのような導電性物質からなる背面電極270を形成するステップである。   The back electrode forming step (S360) is a step of forming the back electrode 270 made of a conductive material such as aluminum or silver on the second type doping layer 260 by using a sputtering method or a vapor deposition method.

図7は本発明のさらに他の実施の形態による太陽電池の製造方法を図示したフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a solar cell according to another embodiment of the present invention.

図7を参照しながら説明すると、本発明のさらに他の実施の形態による太陽電池の製造方法は、TCO層形成ステップ(S410)、第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S422)、第1型シリコンナノワイヤ層形成ステップ(S424)、トップセル真性層形成ステップ(S426)、トップセル第2型ドーピング層形成ステップ(S428)、バッファ層形成ステップ(S430)、ボトムセル第1型ドーピング層形成ステップ(S442)、ボトムセル真性層形成ステップ(S444)、ボトムセル第2型ドーピング層形成ステップ(S446)、及び背面電極形成ステップ(S450)を含む。 Referring to FIG. 7, a method for manufacturing a solar cell according to another embodiment of the present invention includes a TCO layer forming step (S410), a first ++ type polycrystalline silicon layer forming step (S422), and a first method. Type silicon nanowire layer formation step (S424), top cell intrinsic layer formation step (S426), top cell second type doping layer formation step (S428), buffer layer formation step (S430), bottom cell first type doping layer formation step ( S442), bottom cell intrinsic layer forming step (S444), bottom cell second type doping layer forming step (S446), and back electrode forming step (S450).

本実施の形態による太陽電池の製造方法は、前記図3を参照しながら説明した太陽電池300を製造する方法を中心に説明する。   The method for manufacturing the solar cell according to the present embodiment will be described focusing on the method for manufacturing the solar cell 300 described with reference to FIG.

前記TCO層形成ステップ(S410)は前記基板310上にTCO層320を形成するステップである。   The TCO layer forming step (S410) is a step of forming a TCO layer 320 on the substrate 310.

まず、前記基板310上に前記TCO層320を形成する前に、前記基板310を洗浄して準備する。   First, before forming the TCO layer 320 on the substrate 310, the substrate 310 is cleaned and prepared.

この時、前記基板310を洗浄する方法は、前記図5を参照しながら説明した前記基板110を洗浄する方法と同じ方法を使用することができるので詳細な説明は省略する。   At this time, the method for cleaning the substrate 310 may be the same as the method for cleaning the substrate 110 described with reference to FIG.

また、前記TCO層形成ステップ(S410)は前記図5を参照しながら説明した前記TCO層形成ステップ(S250)と同じ方法で前記基板310上にTCO層320を形成できるので詳細な説明は省略する。   Further, the TCO layer forming step (S410) can be formed on the substrate 310 by the same method as the TCO layer forming step (S250) described with reference to FIG. .

前記TCO層形成ステップ(S410)の後、前記第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S422)、第1型シリコンナノワイヤ層形成ステップ(S424)、トップセル真性層形成ステップ(S426)、及びトップセル第2型ドーピング層形成ステップ(S428)を順に行う。 After the TCO layer forming step (S410), the first ++ type polycrystalline silicon layer forming step (S422), the first type silicon nanowire layer forming step (S424), the top cell intrinsic layer forming step (S426), and the top The cell second type doping layer forming step (S428) is sequentially performed.

前記第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S422)、第1型シリコンナノワイヤ層形成ステップ(S424)、トップセル真性層形成ステップ(S426)、及びトップセル第2型ドーピング層形成ステップ(S428)はそれぞれが、前記TCO層320上に前記第1++型多結晶シリコン層332を形成し、前記第1++型多結晶シリコン層332からシリコンナノワイヤを成長させて前記第1型シリコンナノワイヤ層334を形成し、前記第1型シリコンナノワイヤ層334が形成された基板上にボトムセル真性層336を形成し、前記ボトムセル真性層336上にボトムセルドーピング層338を形成するステップであり、前記図5を参照しながら説明した第1++型多結晶シリコン層形成ステップ(S210)、第1型シリコンナノワイヤ層形成ステップ(S220)、真性層形成ステップ(S230)、及び第2型ドーピング層形成ステップ(S240)と同じ方法で形成できるので詳細な説明は省略する。 The first ++ type polycrystalline silicon layer forming step (S422), the first type silicon nanowire layer forming step (S424), the top cell intrinsic layer forming step (S426), and the top cell second type doping layer forming step (S428). each has, the TCO layer 320 forming the first ++ - type poly-Si layer 332 on the first ++ - type poly-Si layer 332 silicon nano said wire is grown first-type silicon nano wire layer 334 from Forming a bottom cell intrinsic layer 336 on the substrate on which the first-type silicon nanowire layer 334 is formed, and forming a bottom cell doping layer 338 on the bottom cell intrinsic layer 336, see FIG. The first ++ type polycrystalline silicon layer forming step (S210) explained while Since it can be formed by the same method as the silicon nanowire layer forming step (S220), the intrinsic layer forming step (S230), and the second type doping layer forming step (S240), detailed description is omitted.

前記トップセル第2型ドーピング層形成ステップ(S428)の後、前記バッファ層形成ステップ(S430)を行う。   After the top cell second-type doping layer forming step (S428), the buffer layer forming step (S430) is performed.

前記バッファ層形成ステップ(S430)は前記ステップで形成されたトップセル330と、この後形成されるボトムセル350との間でトンネル接合が行われるようにするバッファ層340を形成するステップである。   The buffer layer forming step (S430) is a step of forming a buffer layer 340 that allows a tunnel junction to be formed between the top cell 330 formed in the above step and the bottom cell 350 formed thereafter.

前記バッファ層形成ステップ(S430)は化学気相蒸着装置又は物理気相成長装置を用いて前記第2型ドーピング層338上に前記バッファ層340を形成するステップである。   The buffer layer forming step (S430) is a step of forming the buffer layer 340 on the second-type doping layer 338 using a chemical vapor deposition apparatus or a physical vapor deposition apparatus.

前記バッファ層形成ステップ(S430)の後、前記ボトムセル第1型ドーピング層形成ステップ(S442)を行う。   After the buffer layer forming step (S430), the bottom cell first type doping layer forming step (S442) is performed.

前記ボトムセル第1型ドーピング層形成ステップ(S442)は前記バッファ層340上に前記ボトムセル第1型ドーピング層352を形成するステップである。   The bottom cell first type doping layer forming step (S442) is a step of forming the bottom cell first type doping layer 352 on the buffer layer 340.

前記ボトムセル第1型ドーピング層形成ステップ(S442)は、前記バッファ層340上に前記第1型がドーピングされたシリコン層を形成するステップである。   The bottom cell first type doping layer forming step (S442) is a step of forming a silicon layer doped with the first type on the buffer layer 340.

この時、前記ボトムセル第1型ドーピング層352は第1型ドーピング層からなることができ、前記第1型ドーピング層に比べて第1型の不純物の濃度が低い第1型ドーピング層からなることができる。 At this time, the bottom cell first-type doping layer 352 may include a first + -type doping layer, and may include a first-type doping layer having a lower first-type impurity concentration than the first + -type doping layer. be able to.

前記ボトムセル第1型ドーピング層形成ステップ(S442)はプラズマ化学気相蒸着装置などのような化学気相蒸着装置又は物理気相成長装置などを用いて前記ボトムセル第1型ドーピング層352を形成するステップであり得る。   In the bottom cell first type doping layer forming step (S442), the bottom cell first type doping layer 352 is formed using a chemical vapor deposition apparatus such as a plasma chemical vapor deposition apparatus or a physical vapor deposition apparatus. It can be.

前記ボトムセル第1型ドーピング層形成ステップ(S442)の後、前記ボトムセル真性層形成ステップ(S444)を行う。   After the bottom cell first type doping layer forming step (S442), the bottom cell intrinsic layer forming step (S444) is performed.

前記ボトムセル真性層形成ステップ(S444)は前記ボトムセル第1型ドーピング層352上に水素化された微細結晶質シリコン層、即ち、μc−Si:H層からなる前記ボトムセル真性層354を1乃至2μmの厚さに形成するステップである。   In the bottom cell intrinsic layer forming step (S444), the bottom cell intrinsic layer 354 made of a hydrogenated fine crystalline silicon layer, that is, a μc-Si: H layer, is formed on the bottom cell first type doping layer 352 by 1 to 2 μm. This is a step of forming a thickness.

前記ボトムセル真性層形成ステップ(S444)は誘導結合プラズマ化学気相蒸着装置を用いて前記水素化された微細結晶質シリコン層からなるボトムセル真性層354を直接形成することもでき、前記第1型ドーピング層352上に水素化された非晶質シリコン層を形成した後、結晶化法を用いてこれを微細結晶化して前記水素化された微細結晶質シリコン層からなるボトムセル真性層354を形成するステップであり得る。この時、前記結晶化法は熱処理結晶化法、レーザー結晶化法、及び金属触媒結晶化法など様々な方法のうちいずれか一つを選択して進行することができる。   The bottom cell intrinsic layer forming step (S444) may directly form the bottom cell intrinsic layer 354 including the hydrogenated fine crystalline silicon layer using an inductively coupled plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus. Forming a hydrogenated amorphous silicon layer on the layer 352 and then microcrystallizing the hydrogenated amorphous silicon layer using a crystallization method to form a bottom cell intrinsic layer 354 composed of the hydrogenated microcrystalline silicon layer; It can be. At this time, the crystallization method may be performed by selecting any one of various methods such as a heat treatment crystallization method, a laser crystallization method, and a metal catalyst crystallization method.

前記ボトムセル真性層形成ステップ(S444)の後、前記ボトムセル第2型ドーピング層形成ステップ(S446)を行う。   After the bottom cell intrinsic layer forming step (S444), the bottom cell second type doping layer forming step (S446) is performed.

前記ボトムセル第2型ドーピング層形成ステップ(S446)は前記ボトムセル真性層354上に前記ボトムセル第2型ドーピング層356を形成するステップであり、図5を参照しながら説明した第2型ドーピング層形成ステップ(S230)と同じ方法で形成できるので詳細な説明は省略する。   The bottom cell second type doping layer forming step (S446) is a step of forming the bottom cell second type doping layer 356 on the bottom cell intrinsic layer 354, and the second type doping layer forming step described with reference to FIG. Since it can be formed by the same method as (S230), detailed description is omitted.

前記ボトムセル第2型ドーピング層形成ステップ(S446)の後、前記背面電極形成ステップ(S450)を行う。   After the bottom cell second type doping layer forming step (S446), the back electrode forming step (S450) is performed.

前記背面電極形成ステップ(S450)は前記ボトムセル第2型ドーピング層356上に前記背面電極360を形成するステップであり、図6を参照しながら説明した前記背面電極形成ステップ(S360)と同じ方法で形成できるので詳細な説明は省略する。   The back electrode forming step (S450) is a step of forming the back electrode 360 on the bottom cell second type doping layer 356, and is the same method as the back electrode forming step (S360) described with reference to FIG. Since it can be formed, detailed description is omitted.

以上、本発明を上述した実施の形態を例に説明したが、本発明はこれに制限されるものではない。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく修正、変更を行うことができ、このような修正及び変更も本発明に属するものであることを理解できるであろう。   The present invention has been described above by taking the embodiment described above as an example, but the present invention is not limited to this. A person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can make corrections and changes without departing from the spirit and scope of the present invention. Such corrections and changes also belong to the present invention. You will understand that there is.

110,210,310 基板
120,230,332 第1++型多結晶シリコン層
130,240,334 第1型シリコンナノワイヤ層
110, 210, 310 Substrate 120, 230, 332 First ++ type polycrystalline silicon layer 130, 240, 334 First type silicon nanowire layer

Claims (30)

基板と、
前記基板上に具備された第1++型多結晶シリコン層と、
前記第1++型多結晶シリコン層から成長した第1型シリコンナノワイヤを含む第1型シリコンナノワイヤ層と、
前記第1型シリコンナノワイヤ層が具備された基板上に具備された真性層と、
前記真性層上に具備された第2型ドーピング層と、を含む太陽電池。
A substrate,
A first ++ type polycrystalline silicon layer provided on the substrate;
A first type silicon nanowire layer including a first type silicon nanowire grown from the first ++ type polycrystalline silicon layer;
An intrinsic layer provided on a substrate provided with the first-type silicon nanowire layer;
And a second type doping layer provided on the intrinsic layer.
前記太陽電池は、
前記第2型ドーピング層上に具備されたTCO層と、
前記TCO層上に具備され、前記TCO層の所定領域を露出させる反射防止膜と、
前記露出されたTCO層の所定領域上にパターン化された形態で具備された前面電極と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池。
The solar cell is
A TCO layer provided on the second type doping layer;
An antireflective film provided on the TCO layer and exposing a predetermined region of the TCO layer;
The solar cell according to claim 1, further comprising: a front electrode provided in a patterned form on a predetermined region of the exposed TCO layer.
前記太陽電池は、
前記基板と第1++型多結晶シリコン層との間に具備されたTCO層と、
前記第2型ドーピング層上に具備された背面電極と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池。
The solar cell is
A TCO layer provided between the substrate and a first ++ type polysilicon layer;
The solar cell according to claim 1, further comprising a back electrode provided on the second type doping layer.
前記真性層はトップセル真性層であり、
前記第2型ドーピング層はトップセル第2型ドーピング層であり、
前記太陽電池は、
前記トップセル第2型ドーピング層上に具備されたバッファ層と、
前記バッファ層上に具備されたボトムセル第1型ドーピング層と、
前記ボトムセル第1型ドーピング層上に具備されたボトムセル真性層と、
前記ボトムセル真性層上に具備されたボトムセル第2型ドーピング層と、
前記ボトムセル第2型ドーピング層上に具備された背面電極と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池。
The intrinsic layer is a top cell intrinsic layer;
The second type doping layer is a top cell second type doping layer;
The solar cell is
A buffer layer provided on the top cell second type doping layer;
A bottom cell first type doping layer provided on the buffer layer;
A bottom cell intrinsic layer provided on the bottom cell first type doping layer;
A bottom cell second type doping layer provided on the bottom cell intrinsic layer;
The solar cell according to claim 1, further comprising a back electrode provided on the bottom cell second type doping layer.
前記第1型シリコンナノワイヤはその長さが2乃至5μmで、その直径は1乃至5nmであることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池。   The solar cell of claim 1, wherein the first-type silicon nanowire has a length of 2 to 5 µm and a diameter of 1 to 5 nm. 基板上に第1++型多結晶シリコン層を形成する第1++型多結晶シリコン層形成ステップと、
前記第1++型多結晶シリコン層上に金属薄膜層を形成する金属薄膜層形成ステップと、
前記金属薄膜層を金属ナノ粒子に形成する金属ナノ粒子形成ステップと、
前記金属ナノ粒子をシードにして前記第1++型多結晶シリコン層から第1型シリコンナノワイヤを成長させる第1型シリコンナノワイヤ成長ステップと、を含むシリコンナノワイヤ形成方法。
A first ++ - type poly-Si layer formation step of forming a first ++ - type poly-Si layer on a substrate,
A metal thin film layer forming step of forming a metal thin film layer on the first ++ type polycrystalline silicon layer;
A metal nanoparticle forming step of forming the metal thin film layer into metal nanoparticles;
A first-type silicon nanowire growth step of growing a first-type silicon nanowire from the first ++- type polycrystalline silicon layer using the metal nanoparticles as a seed.
前記金属薄膜層形成ステップは、スパッタリング法(sputtering method)又は蒸着法(evaporation method)を用いて金属を蒸着し、100乃至150nmの厚さに蒸着するステップであることを特徴とする請求項6に記載のシリコンナノワイヤ形成方法。   The metal thin film layer forming step is a step of depositing a metal using a sputtering method or an evaporation method, and depositing the metal to a thickness of 100 to 150 nm. The silicon nanowire formation method as described. 前記金属はAu、In、Ga及びSnのうちいずれか一つ以上を含むことを特徴とする請求項7に記載のシリコンナノワイヤ形成方法。   The method according to claim 7, wherein the metal includes one or more of Au, In, Ga, and Sn. 前記金属ナノ粒子形成ステップ及び第1型シリコンナノワイヤ成長ステップは、誘導結合プラズマCVD装置(inductively coupled plasma chemical vapor deposition)又はVHFプラズマCVD装置(very high frequency−chemical vapor deposition)を用いることを特徴とする請求項6に記載のシリコンナノワイヤ形成方法。   The metal nanoparticle formation step and the first-type silicon nanowire growth step may be performed using an inductively coupled plasma chemical vapor deposition apparatus or a VHF plasma CVD apparatus (very high frequency-chemical vapor deposition). The method for forming silicon nanowires according to claim 6. 前記金属ナノ粒子形成ステップ及び第1型シリコンナノワイヤ成長ステップは、誘導結合プラズマCVD装置又はVHFプラズマCVD装置を用いて連続的に進行することを特徴とする請求項9に記載のシリコンナノワイヤ形成方法。   10. The method of forming a silicon nanowire according to claim 9, wherein the metal nanoparticle formation step and the first type silicon nanowire growth step proceed continuously using an inductively coupled plasma CVD apparatus or a VHF plasma CVD apparatus. 前記金属ナノ粒子形成ステップは、200乃至400℃の工程温度、80乃至150mTorrの工程圧力、100乃至300sccmの水素(H)ガス流量、500乃至700Wのプラズマパワー、30乃至50Wのサセプタパワー、及び30乃至90分の工程時間を含む工程条件で前記誘導結合プラズマCVD装置を用いて前記金属薄膜層を金属ナノ粒子に形成するステップであることを特徴とする請求項9に記載のシリコンナノワイヤ形成方法。 The metal nanoparticle forming step includes a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 80 to 150 mTorr, a hydrogen (H 2 ) gas flow rate of 100 to 300 sccm, a plasma power of 500 to 700 W, a susceptor power of 30 to 50 W, and 10. The method of forming a silicon nanowire according to claim 9, wherein the metal thin film layer is formed on metal nanoparticles using the inductively coupled plasma CVD apparatus under process conditions including a process time of 30 to 90 minutes. . 前記金属ナノ粒子形成ステップは、200乃至400℃の工程温度、0.05乃至0.2Torrの工程圧力、40乃至60Wのプラズマパワー、及び30乃至60分の工程時間を含む工程条件で前記VHFプラズマCVD装置を用いて前記金属薄膜層を金属ナノ粒子に形成するステップであることを特徴とする請求項9に記載のシリコンナノワイヤ形成方法。   The metal nanoparticle formation step includes the VHF plasma under process conditions including a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 0.05 to 0.2 Torr, a plasma power of 40 to 60 W, and a process time of 30 to 60 minutes. The method of forming a silicon nanowire according to claim 9, wherein the metal thin film layer is formed on metal nanoparticles using a CVD apparatus. 前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップは、200乃至400℃の工程温度、70乃至80mTorrの工程圧力、0.1乃至0.2のシランガス比、500乃至700Wのプラズマパワー、30乃至50Wのサセプタパワー、及び1乃至20分の工程時間を含む工程条件で前記誘導結合プラズマCVD装置を用いるステップであり、
前記シランガス比はシラン(SiH)ガス及び水素ガスの混合ガスにおける前記シランガスの比であることを特徴とする請求項9に記載のシリコンナノワイヤ形成方法。
The first-type silicon nanowire growth step includes a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 70 to 80 mTorr, a silane gas ratio of 0.1 to 0.2, a plasma power of 500 to 700 W, a susceptor power of 30 to 50 W, And using the inductively coupled plasma CVD apparatus under process conditions including a process time of 1 to 20 minutes,
The method of forming a silicon nanowire according to claim 9, wherein the silane gas ratio is a ratio of the silane gas in a mixed gas of silane (SiH 4 ) gas and hydrogen gas.
前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップは、200乃至400℃の工程温度、0.05乃至0.2Torrの工程圧力、0.4乃至0.6のシランガス比、40乃至60Wのプラズマパワー、及び30乃至60分の工程時間を含む工程条件で前記VHFプラズマCVD装置を用いるステップであり、
前記シランガス比はシランガス及び水素ガスの混合ガスにおける前記シランガスの比であることを特徴とする請求項9に記載のシリコンナノワイヤ形成方法。
The first-type silicon nanowire growth step includes a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 0.05 to 0.2 Torr, a silane gas ratio of 0.4 to 0.6, a plasma power of 40 to 60 W, and 30 to Using the VHF plasma CVD apparatus under process conditions including a process time of 60 minutes,
The method of forming a silicon nanowire according to claim 9, wherein the silane gas ratio is a ratio of the silane gas in a mixed gas of silane gas and hydrogen gas.
前記シリコンナノワイヤはその長さが2乃至5μmで、その直径が1乃至5nmであることを特徴とする請求項6に記載のシリコンナノワイヤ形成方法。   The method according to claim 6, wherein the silicon nanowire has a length of 2 to 5 μm and a diameter of 1 to 5 nm. 前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップの後、
前記基板上に残留する金属を除去する残留金属除去ステップを含むことを特徴とする請求項6に記載のシリコンナノワイヤ形成方法。
After the first type silicon nanowire growth step,
The method of forming a silicon nanowire according to claim 6, further comprising a residual metal removing step of removing the metal remaining on the substrate.
太陽電池の製造方法において、
基板上に第1++型多結晶シリコン層を形成する第1++型多結晶シリコン層形成ステップと、
前記第1++型多結晶シリコン層上に金属薄膜層を形成する金属薄膜層形成ステップと、
前記金属薄膜層を金属ナノ粒子に形成する金属ナノ粒子形成ステップと、
前記金属ナノ粒子をシードにして前記第1++型多結晶シリコン層から第1型シリコンナノワイヤを成長させる第1型シリコンナノワイヤ成長ステップと、を含む太陽電池の製造方法。
In the method for manufacturing a solar cell,
A first ++ - type poly-Si layer formation step of forming a first ++ - type poly-Si layer on a substrate,
A metal thin film layer forming step of forming a metal thin film layer on the first ++ type polycrystalline silicon layer;
A metal nanoparticle forming step of forming the metal thin film layer into metal nanoparticles;
A first-type silicon nanowire growth step of growing a first-type silicon nanowire from the first ++- type polycrystalline silicon layer using the metal nanoparticles as a seed.
前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップの後に、
前記第1型シリコンナノワイヤが成長した基板上に真性層を形成する真性層形成ステップと、
前記真性層上に第2型ドーピング層を形成する第2型ドーピング層形成ステップと、
前記第2型ドーピング層上にTCO層を形成するTCO層形成ステップと、
前記TCO層上に反射防止膜を形成する反射防止膜形成ステップと、
前記反射防止膜上に前面電極を形成する前面電極形成ステップと、を含むことを特徴とする請求項17に記載の太陽電池の製造方法。
After the first type silicon nanowire growth step,
An intrinsic layer forming step of forming an intrinsic layer on the substrate on which the first-type silicon nanowires are grown;
A second type doping layer forming step of forming a second type doping layer on the intrinsic layer;
A TCO layer forming step of forming a TCO layer on the second type doping layer;
An antireflection film forming step of forming an antireflection film on the TCO layer;
The method for manufacturing a solar cell according to claim 17, further comprising: a front electrode forming step of forming a front electrode on the antireflection film.
前記第1++型多結晶シリコン層形成ステップの前に、
前記基板上にTCO層を形成するTCO層形成ステップを含み、
前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップの後に、
前記第1型シリコンナノワイヤが成長した基板上に真性層を形成する真性層形成ステップと、
前記真性層上に第2型ドーピング層を形成する第2型ドーピング層形成ステップと、
前記第2型ドーピング層上に背面電極を形成する背面電極形成ステップと、を含むことを特徴とする請求項17に記載の太陽電池の製造方法。
Before the first ++ type polycrystalline silicon layer forming step,
Forming a TCO layer on the substrate;
After the first type silicon nanowire growth step,
An intrinsic layer forming step of forming an intrinsic layer on the substrate on which the first-type silicon nanowires are grown;
A second type doping layer forming step of forming a second type doping layer on the intrinsic layer;
The method for manufacturing a solar cell according to claim 17, further comprising a back electrode forming step of forming a back electrode on the second type doping layer.
前記第1++型多結晶シリコン層形成ステップの前に、
前記基板上にTCO層を形成するTCO層形成ステップを含み、
前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップの後に、
前記第1型シリコンナノワイヤが成長した基板上にトップセル真性層を形成するトップセル真性層形成ステップと、
前記トップセル真性層上にトップセル第2型ドーピング層を形成するトップセル第2型ドーピング層形成ステップと、
前記トップセル第2型ドーピング層上にバッファ層を形成するバッファ層形成ステップと、
前記バッファ層上にボトムセル第1型ドーピング層を形成するボトムセル第1型ドーピング層形成ステップと、
前記ボトムセル第1型ドーピング層上にボトムセル真性層を形成するボトムセル真性層形成ステップと、
前記ボトムセル真性層上にボトムセル第2型ドーピング層を形成するボトムセル第2型ドーピング層形成ステップと、
前記ボトムセル第2型ドーピング層上に背面電極を形成する背面電極形成ステップと、を含むことを特徴とする請求項17に記載の太陽電池の製造方法。
Before the first ++ type polycrystalline silicon layer forming step,
Forming a TCO layer on the substrate;
After the first type silicon nanowire growth step,
A top cell intrinsic layer forming step of forming a top cell intrinsic layer on the substrate on which the first-type silicon nanowires are grown;
A top cell second type doping layer forming step of forming a top cell second type doping layer on the top cell intrinsic layer;
A buffer layer forming step of forming a buffer layer on the top cell second type doping layer;
A bottom cell first type doping layer forming step of forming a bottom cell first type doping layer on the buffer layer;
A bottom cell intrinsic layer forming step of forming a bottom cell intrinsic layer on the bottom cell first type doping layer;
A bottom cell second type doping layer forming step of forming a bottom cell second type doping layer on the bottom cell intrinsic layer;
The method for manufacturing a solar cell according to claim 17, further comprising: a back electrode forming step of forming a back electrode on the bottom cell second type doping layer.
前記金属薄膜層形成ステップは、スパッタリング法又は蒸着法を用いて金属を蒸着し、100乃至150nmの厚さに蒸着するステップであることを特徴とする請求項17に記載の太陽電池の製造方法。   18. The method of manufacturing a solar cell according to claim 17, wherein the metal thin film layer forming step is a step of depositing a metal using a sputtering method or a vapor deposition method to a thickness of 100 to 150 nm. 前記金属はAu、In、Ga及びSnのうちいずれか一つ以上を含むことを特徴とする請求項21に記載の太陽電池の製造方法。   The method for manufacturing a solar cell according to claim 21, wherein the metal includes at least one of Au, In, Ga, and Sn. 前記金属ナノ粒子形成ステップ及び第1型シリコンナノワイヤ成長ステップは、誘導結合プラズマCVD装置又はVHFプラズマCVD装置を用いることを特徴とする請求項17に記載の太陽電池の製造方法。   18. The method of manufacturing a solar cell according to claim 17, wherein the metal nanoparticle formation step and the first type silicon nanowire growth step use an inductively coupled plasma CVD apparatus or a VHF plasma CVD apparatus. 前記金属ナノ粒子形成ステップ及び第1型シリコンナノワイヤ成長ステップは、連続的に進行することを特徴とする請求項23に記載の太陽電池の製造方法。   24. The method of manufacturing a solar cell according to claim 23, wherein the metal nanoparticle formation step and the first type silicon nanowire growth step proceed continuously. 前記金属ナノ粒子形成ステップは、200乃至400℃の工程温度、80乃至150mTorrの工程圧力、100乃至300sccmの水素ガス流量、500乃至700Wのプラズマパワー、30乃至50Wのサセプタパワー、及び30乃至90分の工程時間を含む工程条件で前記誘導結合プラズマCVD装置を用いて前記金属薄膜層を金属ナノ粒子に形成するステップであることを特徴とする請求項23に記載の太陽電池の製造方法。   The metal nanoparticle formation step includes a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 80 to 150 mTorr, a hydrogen gas flow rate of 100 to 300 sccm, a plasma power of 500 to 700 W, a susceptor power of 30 to 50 W, and a time of 30 to 90 minutes. 24. The method for manufacturing a solar cell according to claim 23, wherein the metal thin film layer is formed on the metal nanoparticles using the inductively coupled plasma CVD apparatus under process conditions including the following process time. 前記金属ナノ粒子形成ステップは、200乃至400℃の工程温度、0.05乃至0.2Torrの工程圧力、40乃至60Wのプラズマパワー、及び30乃至60分の工程時間を含む工程条件で前記VHFプラズマCVD装置を用いて前記金属薄膜層を金属ナノ粒子に形成するステップであることを特徴とする請求項23に記載の太陽電池の製造方法。   The metal nanoparticle formation step includes the VHF plasma under process conditions including a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 0.05 to 0.2 Torr, a plasma power of 40 to 60 W, and a process time of 30 to 60 minutes. The method of manufacturing a solar cell according to claim 23, wherein the metal thin film layer is formed into metal nanoparticles using a CVD apparatus. 前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップは、200乃至400℃の工程温度、70乃至80mTorrの工程圧力、0.1乃至0.2のシランガス比、500乃至700Wのプラズマパワー、30乃至50Wのサセプタパワー、及び1乃至20分の工程時間を含む工程条件で前記誘導結合プラズマCVD装置を用いるステップであり、
前記シランガス比はシランガス及び水素ガスの混合ガスにおける前記シランガスの比であることを特徴とする請求項23に記載の太陽電池の製造方法。
The first-type silicon nanowire growth step includes a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 70 to 80 mTorr, a silane gas ratio of 0.1 to 0.2, a plasma power of 500 to 700 W, a susceptor power of 30 to 50 W, And using the inductively coupled plasma CVD apparatus under process conditions including a process time of 1 to 20 minutes,
The method for manufacturing a solar cell according to claim 23, wherein the silane gas ratio is a ratio of the silane gas in a mixed gas of silane gas and hydrogen gas.
前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップは、200乃至400℃の工程温度、0.05乃至0.2Torrの工程圧力、0.4乃至0.6のシランガス比、40乃至60Wのプラズマパワー、及び30乃至60分の工程時間を含む工程条件で前記VHFプラズマCVD装置を用いるステップであり、
前記シランガス比はシランガス及び水素ガスの混合ガスにおける前記シランガスの比であることを特徴とする請求項23に記載の太陽電池の製造方法。
The first-type silicon nanowire growth step includes a process temperature of 200 to 400 ° C., a process pressure of 0.05 to 0.2 Torr, a silane gas ratio of 0.4 to 0.6, a plasma power of 40 to 60 W, and 30 to Using the VHF plasma CVD apparatus under process conditions including a process time of 60 minutes,
The method for manufacturing a solar cell according to claim 23, wherein the silane gas ratio is a ratio of the silane gas in a mixed gas of silane gas and hydrogen gas.
前記第1型シリコンナノワイヤはその長さが2乃至5μmで、その直径が1乃至5nmであることを特徴とする請求項17に記載の太陽電池の製造方法。   The method of claim 17, wherein the first type silicon nanowire has a length of 2 to 5 μm and a diameter of 1 to 5 nm. 前記第1型シリコンナノワイヤ成長ステップの後、
前記基板上に残留する金属を除去する残留金属除去ステップを含むことを特徴とする請求項17に記載の太陽電池の製造方法。
After the first type silicon nanowire growth step,
The method for manufacturing a solar cell according to claim 17, further comprising a residual metal removing step of removing metal remaining on the substrate.
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