JP2018085509A - 太陽電池及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】カッティング用レーザーの熱による太陽電池の劣化を防止することができ、カッティング時に発生し得る不純物を最小化することで、前記不純物により発生し得る不良を防止することができる太陽電池および太陽電池の製造方法を提供する。
【解決手段】エッジ領域ＥＡ１とエッジ領域ＥＡ２の間に配置されたセル領域ＣＡを含み、第１面及び前記第１面と対向する第２面を含む半導体基板１０の前記第１面のセル領域に配置された第１パッシベーション膜５２、第１パッシベーション膜５２上に配置された第１導電型半導体層２０および第１導電型半導体層２０上に配置された第１電極４２を含み、半導体基板１０の前記第１面のエッジ領域ＥＡ１とエッジ領域ＥＡ２は露出している。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池及びその製造方法に関し、より詳細には、構造を改善した太陽電池及びその製造方法に関する。
近年、石油や石炭のような既存エネルギー資源の枯渇が予想されながら、これらに代わる代替エネルギーへの関心が高まっている。その中でも太陽電池は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換させる次世代電池として脚光を浴びている。
このような太陽電池は、様々な層及び電極を設計通りに形成することによって製造することができる。ところで、このような様々な層及び電極の設計に応じて太陽電池の効率が決定され得る。太陽電池の商用化のためには低い効率を克服しなければならないため、様々な層及び電極が太陽電池の効率を最大化できるように設計されることが要求される。
一方、太陽電池の製造方法は半導体基板を分割する工程を含む。このような半導体基板分割工程には、レーザーを用いた分割工程が使用され得る。ところが、レーザーを用いた分割工程でレーザーによる太陽電池の劣化が問題となる。
本発明は、高い効率を有することができる太陽電池及びその製造方法を提供しようとする。
本発明に係る太陽電池は、第１エッジ領域、第２エッジ領域、及び前記第１エッジ領域と第２エッジ領域との間に配置されたセル領域をそれぞれ含む、第１面及び前記第１面と対向する第２面を含む、半導体基板；前記半導体基板の前記第１面のセル領域に配置された第１パッシベーション膜；前記第１パッシベーション膜上に配置された第１導電型半導体層；及び前記第１導電型半導体層上に配置された第１電極を含み、前記半導体基板の前記第１面の第１エッジ領域は露出し、露出した前記第１面のエッジ領域において、前記半導体基板は深さ方向に沿って均一なドーピング濃度を有することができる。
本発明に係る太陽電池の製造方法は、複数個のセル部分、及び前記複数個のセル部分の間に配置されるスクライビング部分を含む半導体基板上に、前記スクライビング部分にマスクを配置し、前記半導体基板及び前記マスクの上に第１導電型領域を形成し、前記第１導電型領域上に、前記導電型領域と電気的に接続される第１電極を形成し、前記マスクを除去して、前記マスク上に配置された前記第１導電型領域の一部を除去し、前記スクライビング部分に沿って前記半導体基板を分割することを含むことができる。
〔本発明の一態様〕
〔１〕 太陽電池であって、
第１エッジ領域、第２エッジ領域、並びに前記第１エッジ領域と前記第２エッジ領域との間に配置されたセル領域をそれぞれ含んだ、第１面及び前記第１面と対向する第２面を備えた半導体基板と、
前記半導体基板の前記第１面のセル領域に配置された第１パッシベーション膜と、
前記第１パッシベーション膜上に配置された第１導電型半導体層と、
前記第１導電型半導体層上に配置された第１電極とを備えてなるものであり、
前記半導体基板の前記第１面の第１エッジ領域は露出してなり、
露出した前記第１面のエッジ領域において、前記半導体基板は深さ方向に沿って均一なドーピング濃度を有するものである、太陽電池。
〔２〕 前記第１面における前記第２エッジ領域は露出してなるものである、〔１〕に記載の太陽電池。
〔３〕 前記第２面における前記第１及エッジ領域及び前記第２エッジ領域は露出していないものである、〔１〕又は〔２〕に記載の太陽電池。
〔４〕 前記第１面における前記第１エッジ領域と前記第２面における前記第１エッジ領域とは互いに異なる結晶構造を含んでなるものである（好ましくは、前記半導体基板の前記第１面における前記第１エッジ領域が第１結晶構造を含んでなり、及び、前記半導体基板の前記第２面における前記第２エッジ領域が第２結晶構造を含んでなり、前記第１結晶構造と前記第２結晶構造とが異なる結晶構造である）、〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔５〕 太陽電池の製造方法であって、
複数個のセル部分と、前記複数個のセル部分の間に配置されるスクライビング部分とを含んだ半導体基板上に、前記スクライビング部分にマスクを配置し、
前記半導体基板及び前記マスクの上に、第１導電型領域を形成し、
前記第１導電型領域上に、前記導電型領域と電気的に接続される第１電極を形成し、
前記マスクを除去して、前記マスク上に配置された前記第１導電型領域の一部を除去し、
前記スクライビング部分に沿って前記半導体基板を分割することを含んでなる、太陽電池の製造方法。
〔６〕 前記マスクを除去することが、前記スクライビング部分を介して前記半導体基板を露出させることを含んでなる、〔５〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔７〕 前記半導体基板を分割することが、前記スクライビング部分を介して露出した前記半導体基板にレーザーを照射して前記半導体基板を分割することを含んでなる、〔５〕又は〔６〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔８〕 前記第１電極を形成することが、
第１透明電極層を形成し、及び
前記第１透明電極層上に形成される第１金属電極層を形成することを含んでなり、
前記第１金属電極層を形成することが、前記半導体基板のスクライビング部分に前記第１金属電極層を形成せず、前記セル部分に前記第１金属電極層を形成することを含んでなる、〔５〕〜〔７〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔９〕 前記マスクを配置する前に、前記半導体基板上に第１パッシベーション膜を形成することを更に含んでなり、
前記マスクを除去することが、前記マスクを除去して、前記スクライビング部分に配置された前記第１パッシベーション膜の一部を露出させることを含んでなる、〔５〕〜〔８〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔１０〕 前記半導体基板を分割することが、前記スクライビング部分を介して露出した前記第１パッシベーション膜の一部にレーザーを照射して前記半導体基板を分割することを含んでなる、〔９〕に記載の太陽電池の製造方法。
〔１１〕 前記半導体基板の前記第２面の第１エッジ領域及び第２エッジ領域とセル領域の上に配置された第２パッシベーション膜、
前記第２パッシベーション膜上に配置され、前記第１導電型半導体層と異なる導電型を有する第２導電型半導体層、及び
前記第２導電型半導体層上に配置された第２電極をさらに備えてなる、〔１〕〜〔４〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔１２〕 前記第２導電型半導体層は、前記半導体基板とＰＮ接合を形成するエミッタ層である、〔１１〕に記載の太陽電池。
〔１３〕 前記第１面の第１エッジ領域はレーザー損傷領域を含んでなる、〔１〕〜〔４〕、〔１１〕、〔１２〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔１４〕 前記第１パッシベーション膜は、前記第１エッジ領域の前記露出した第１面上に延び、前記露出した第１面を覆うものである、〔１〕〜〔４〕、〔１１〕〜〔１３〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔１５〕 前記第１エッジ領域と前記第２エッジ領域は、平面視で、互いに連結されてなるものである、〔１〕〜〔４〕、〔１１〕〜〔１４〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔１６〕 前記半導体基板は、前記半導体基板上に配置されて、前記半導体基板の側面と隣接するエッジ領域をさらに含んでなり、
前記マスクを配置することが、前記エッジ領域上に前記マスクを配置することを含んでなる、〔５〕〜〔１５〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔１７〕 前記半導体基板を分割した後に、
前記スクライビング部分を介して露出した前記半導体基板は、深さ方向に沿って均一なドーピング濃度を有するものである、〔５〕〜〔１６〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔１８〕 前記半導体基板と前記第１導電型領域とは同じ導電型を有する、〔５〕〜〔１７〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔１９〕 前記第１パッシベーション膜は真性半導体層を備えてなる、〔５〕〜〔１８〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
〔２０〕 前記半導体基板を分割することが、分割後の半導体基板が同一の面積を有するように前記半導体基板を分割することを含んでなる、〔５〕〜〔１９〕の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
本実施例によれば、ウエハ上に完成されたセルのカッティング時に、カッティング用レーザーの熱による太陽電池の劣化を防止することができる。また、カッティング時に発生し得る不純物を最小化して、前記不純物により発生し得る太陽電池の不良を防止することができる。
本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池を示した断面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池を示した断面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための平面図及び断面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための平面図及び断面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための平面図及び断面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための平面図及び断面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための平面図及び断面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための平面図及び断面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池を示した断面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。 本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池を示した断面図である。
以下では、添付の図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明がこれらの実施例に限定されるものではなく、様々な形態に変形可能であることは勿論である。
図面では、本発明を明確且つ簡略に説明するために、説明と関係のない部分の図示を省略し、明細書全体において同一又は極めて類似の部分に対しては同一の図面参照符号を使用する。そして、図面では、説明をより明確にするために、厚さ、面積などを拡大又は縮小して示しており、本発明の厚さ、面積などは図面に示したものに限定されない。
そして、明細書全体において、ある部分が他の部分を「含む」とするとき、特に反対の記載がない限り、他の部分を排除するのではなく、他の部分をさらに含むことができる。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるとするとき、これは、他の部分の「直上に」ある場合のみならず、それらの間に他の部分が位置する場合も含む。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「直上に」あるとするときは、それらの間に他の部分が位置しないことを意味する。
以下、添付の図面を参照して、本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池を詳細に説明する。
図１は、本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池を示した断面図である。
図１を参照すると、本実施例に係る太陽電池１００は、ベース領域１０を含む半導体基板１１０と、半導体基板１１０の第１面上に形成される第１パッシベーション膜５２と、半導体基板１１０の第２面上に形成される第２パッシベーション膜５４と、半導体基板１１０の第１面側で第１パッシベーション膜５２上に形成される第１導電型領域２０と、半導体基板１１０の第２面側で第２パッシベーション膜５４上に形成される第２導電型領域３０と、第１導電型領域２０に電気的に接続される第１電極４２と、第２導電型領域３０に電気的に接続される第２電極４４とを含むことができる。前記第１面と前記第２面は互いに対向する面であってもよく、前記第１面は太陽電池１００の入射面であってもよいが、本発明の技術的特徴がこれに制限されるものではない。
本実施例において、半導体基板１１０の第１面及び第２面のそれぞれは、第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２、及び第１エッジ領域ＥＡ１と第２エッジ領域ＥＡ２との間に配置されたセル領域ＣＡを含む。第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２のそれぞれは、半導体基板１１０の前記第１面と前記第２面を連結する側面ＮＳと隣接する領域であってもよい。
本実施例において、半導体基板１１０の第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２は、導電型領域やパッシベーション膜のような構成が配置されない領域であってもよく、半導体基板１１０の第１面のセル領域ＣＡは、導電型領域やパッシベーション膜のような半導体層が配置された領域であってもよい。したがって、本実施例において、半導体基板１１０は、第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２を介して露出することができる。また、半導体基板１１０の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２は、深さ方向に沿って同一のドーピング濃度を有することができ、第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２と第２面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２において、半導体基板１１０の結晶構造は互いに異なってもよい。これと関連するより詳細な内容は後述する。
半導体基板１１０は結晶質半導体で構成することができる。一例として、半導体基板１１０は、単結晶又は多結晶半導体（一例として、単結晶又は多結晶シリコン）で構成されてもよい。特に、半導体基板１１０は単結晶半導体（例えば、単結晶半導体ウエハ、より具体的には単結晶シリコンウエハ）で構成されてもよい。このように、半導体基板１１０が単結晶半導体（例えば、単結晶シリコン）で構成されると、太陽電池１００が単結晶半導体太陽電池（例えば、単結晶シリコン太陽電池）を構成するようになる。このように、結晶性が高いため欠陥の少ない結晶質半導体で構成される半導体基板１１０をベースとする太陽電池１００は、優れた電気的特性を有することができる。
本実施例では、半導体基板１１０に別途のドーピング領域が形成されず、半導体基板１１０がベース領域１０のみで構成されてもよい。このように、半導体基板１１０に別途のドーピング領域が形成されないと、ドーピング領域を形成するときに発生し得る半導体基板１１０の損傷、欠陥の増加などが防止され、半導体基板１１０が優れたパッシベーション特性を有することができる。これによって、半導体基板１１０の表面で発生する表面再結合を最小化することができる。
本実施例において、半導体基板１１０又はベース領域１０は、ベースドーパントである第１導電型ドーパントが低いドーピング濃度でドープされて第１導電型を有することができる。このとき、半導体基板１１０又はベース領域１０は、これと同じ導電型を有する第１導電型領域２０よりも低いドーピング濃度、高い抵抗、または低いキャリア濃度を有することができる。
半導体基板１１０の第１面及び／又は第２面は、反射を防止できるようにテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）を有することができる。これによって、半導体基板１１０の第１面及び第２面に入射する光の反射を全て防止できるので、本実施例のような両面受光型（ｂｉ−ｆａｃｉａｌ）構造を有する太陽電池１００での光損失を効果的に低減することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、半導体基板１１０の第１面又は第２面のいずれか一方にのみテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）が形成されることも可能である。
上述したように、半導体基板１１０の第１面及び第２面のそれぞれは、第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２、及び第１エッジ領域ＥＡ１と第２エッジ領域ＥＡ２との間に配置されたセル領域ＣＡを含む。半導体基板１１０の第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２は露出して、損傷領域を含み得る。前記損傷領域は、レーザー照射による損傷領域であり得る。一方、半導体基板１１０の第１面及び第２面のそれぞれが含む第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２は、太陽電池１００の平面視で、互いに連結され得る。
また、半導体基板１１０の第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２と第２面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２との結晶構造は互いに異なってもよい。具体的に、半導体基板１１０の第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２の結晶構造が、第２面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２の結晶構造よりも大きくてもよい。これは、ウエハスクライビングのためのレーザー照射を通じて実現することができる。すなわち、半導体基板１１０の第１面にレーザースクライビングを試みる場合、第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２はレーザー照射によって損傷領域が形成され、前記損傷領域での結晶構造は、第２面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２の結晶構造よりも大きくなり得る。
図２４は、本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池を示した断面図である。
さらに、図２４を参照すると、露出された第１および第２のエッジ領域（ＥＡ１、ＥＡ２）上に酸化物（５５）が形成されることができ、酸化物（５５）は、シリコン酸化物であることができる。
一方、本発明において、半導体基板１１０の第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２において、ドーピング濃度は深さ方向に沿って一定であり得る。これは、本発明の製造方法から導出される構造的特徴であり、より詳細な説明は、後述する製造方法の説明を通じて説明する。
半導体基板１１０の第１面上には第１パッシベーション膜５２が形成され、半導体基板１１０の第２面上には第２パッシベーション膜５４が形成される。これによって、半導体基板１１０の第１面及び第２面をそれぞれパッシベーションすることができる。
本実施例において、半導体基板１１０の第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２には第１パッシベーション膜５２が形成されなくてもよい。ただし、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではなく、本発明の他の実施例において、第１パッシベーション膜５２は、第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２に延びることで、第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２を覆うことができる。より詳細な内容は後述する。
本明細書では、第１パッシベーション膜５２及び第２パッシベーション膜５４という用語を使用したが、第１パッシベーション膜５２及び／又は第２パッシベーション膜５４がトンネリング膜としての役割も果たすことができる。すなわち、第１及び第２パッシベーション膜５２，５４は、電子及び正孔にとって一種のバリア（ｂａｒｒｉｅｒ）として作用して、少数キャリア（ｍｉｎｏｒｉｔｙ ｃａｒｒｉｅｒ）が通過しないようにし、第１及び第２パッシベーション膜５２，５４に隣接する部分で蓄積された後、一定以上のエネルギーを有する多数キャリア（ｍａｊｏｒｉｔｙ ｃａｒｒｉｅｒ）のみが第１及び第２パッシベーション膜５２，５４をそれぞれ通過できるようにする。一例として、第１及び第２パッシベーション膜５２，５４が真性非晶質半導体を含むことができる。例えば、第１及び第２パッシベーション膜５２，５４が真性非晶質シリコン（ｉ−ａ−Ｓｉ）層からなることができる。すると、第１及び第２パッシベーション膜５２，５４が半導体基板１１０と同じ半導体物質を含むことによって類似の特性を有するため、半導体基板１１０の表面特性をさらに効果的に向上させることができる。これによって、パッシベーション特性を大幅に向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。したがって、第１及び／又は第２パッシベーション膜５２，５４が真性非晶質シリコン炭化物（ｉ−ａ−ＳｉＣｘ）層を含むか、または第１及び第２パッシベーション膜５２，５４が真性非晶質シリコン酸化物（ｉ−ａ−ＳｉＯｘ）層を含むこともできる。
このとき、第１及び第２パッシベーション膜５２，５４は、半導体基板１１０の第１面及び第２面にそれぞれ全体的に形成することができる。これによって、半導体基板１１０の第１面及び第２面を全体的にパッシベーションすることができ、別途のパターニングなしに容易に形成することができる。第１及び第２パッシベーション膜５２，５４のそれぞれは、２ｎｍ〜８ｎｍの厚さを有することができる。
第１パッシベーション膜５２上には、第１導電型を有する第１導電型領域２０が形成され得る。そして、第２パッシベーション膜５４上には、第１導電型と反対の第２導電型を有する第２導電型領域３０が位置し得る。
本発明において、第１導電型領域２０は、半導体基板１１０の第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２には形成されず、第１面のセル領域ＣＡには形成される。これとは異なり、第２導電型領域３０は、半導体基板１１０の第２面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２とセル領域ＣＡの両方ともに形成されてもよい。
第１導電型領域２０は、第１導電型ドーパントを含むことによって第１導電型を有する領域であってもよい。また、第２導電型領域３０は、第２導電型ドーパントを含むことによって第２導電型を有する領域であってもよい。一例として、第１導電型領域２０が第１パッシベーション膜５２に接触し、第２導電型領域３０が第２パッシベーション膜５４に接触してもよい。すると、太陽電池１００の構造を単純化し、第１及び第２パッシベーション膜５２，５４のトンネル効果を最大化することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。
第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０が半導体基板１１０上で半導体基板１１０と別個に形成されるため、半導体基板１１０上で容易に形成され得るように、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０が、半導体基板１１０と異なる物質及び／又は結晶構造を有することができる。
例えば、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０のそれぞれは、蒸着などの様々な方法によって容易に製造できる非晶質半導体などに第１又は第２導電型ドーパントをドープして形成することができる。すると、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０を簡単な工程により容易に形成することができる。このとき、上述したように、第１及び第２パッシベーション膜５２，５４が真性非晶質半導体（一例として、真性非晶質シリコン）で構成されると、優れた接着特性、優れた電気伝導度などを有することができる。
また、第１又は第２導電型ドーパントとして使用されるｐ型ドーパントとしては、ボロン（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）などの３族元素を挙げることができ、ｎ型ドーパントとしては、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）などの５族元素を挙げることができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、様々なドーパントが第１又は第２導電型ドーパントとして使用されてもよい。
一例として、第１導電型を有する半導体基板１１０及び第１導電型領域２０がｎ型を有することができ、第２導電型領域３０がｐ型を有することができる。これによれば、半導体基板１１０がｎ型を有することによって、キャリアの寿命（ｌｉｆｅ ｔｉｍｅ）に優れる。この場合、半導体基板１１０及び第１導電型領域２０が、ｎ型ドーパントとしてリン（Ｐ）を含むことができ、第２導電型領域３０が、ｐ型ドーパントとしてボロン（Ｂ）を含むことができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、第１導電型を有する半導体基板１１０及び第１導電型領域２０がｐ型を有してもよく、第２導電型領域３０がｎ型を有してもよい。
本実施例において、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０は、それぞれ、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層、非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯｘ）層、非晶質シリコン炭化物（ａ−ＳｉＣｘ）層のうち少なくとも１つを含むことができる。
このとき、第１導電型領域２０又は第２導電型領域３０に適用される非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層、非晶質シリコン酸化物（ａ−ＳｉＯｘ）層、非晶質シリコン炭化物（ａ−ＳｉＣｘ）層は、第１又は第２導電型ドーパントでドープされてもよい。
このうち非晶質シリコン酸化物層及び非晶質シリコン炭化物層は、高いエネルギーバンドギャップを有することによってエネルギーバンドベンディングが十分に起こるようにして、キャリアを選択的に通過させることができる。
また、第２導電型領域３０が、非晶質シリコン層、非晶質シリコン酸化物層、及び非晶質シリコン炭化物層のうち少なくとも１つを含むことができる。第２導電型領域３０は、半導体基板１１０とｐｎ接合（又は第２パッシベーション膜５４を介在したｐｉｎ接合）を形成して光電変換に直接関与する層であるため、半導体基板１１０と同じ半導体物質（すなわち、シリコン）を含むことによって類似の特性を有するようにして、キャリアの移動がさらに効果的に行われるようにすることができる。
一方、第１導電型領域２０又は第２導電型領域３０は、金属化合物、例えば、金属酸化物層で構成されてもよい。
一例として、第１導電型領域２０として使用できる金属化合物層は、モリブデン酸化物で構成されるモリブデン酸化物層、タングステン酸化物（一例として、ＷＯ３）で構成されるタングステン酸化物層、バナジウム酸化物（一例として、Ｖ２Ｏｘ）で構成されるバナジウム酸化物層、チタン酸化物（一例として、ＴｉＯ２）で構成されるチタン酸化物層、ニッケル酸化物（一例として、ＮｉＯ）で構成されるニッケル酸化物層、銅酸化物（ＣｕＯ）で構成される銅酸化物層、レニウム酸化物（一例として、ＲｅＯ３）で構成されるレニウム酸化物層、タンタル酸化物（一例として、ＴａＯｘ）で構成されるタンタル酸化物層、及びハフニウム酸化物（一例として、ＨｆＯ２）で構成されるハフニウム酸化物層のうち少なくとも１つであってもよい。
特に、第１導電型領域２０がモリブデン酸化物層又はタングステン酸化物層を含む場合、正孔を選択的に収集する効果に優れる。一方、第２導電型領域３０として使用できる金属化合物層は、チタン酸化物（一例として、ＴｉＯ２）で構成されるチタン酸化物層、亜鉛酸化物（一例として、ＺｎＯ）で構成される亜鉛酸化物層、錫酸化物（一例として、ＳｎＯ２）で構成される錫酸化物層、及びジルコニウム酸化物（一例として、ＺｒＯ）で構成されるジルコニウム酸化物層のうち少なくとも１つを含む金属酸化物層であってもよい。
特に、第２導電型領域３０がチタン酸化物層を含む場合、電子を選択的に収集する効果に優れる。
ただし、第１導電型領域２０又は第２導電型領域３０が含む金属酸化物が、上述した金属酸化物に限定されるものではなく、第１導電型領域２０が、上述した第２導電型領域３０が含む金属酸化物を含んでもよく、第２導電型領域３０が、上述した第１導電型領域２０が含む金属酸化物を含んでもよい。
第１及び第２導電型領域２０，３０のそれぞれは、５ｎｍ〜１５ｎｍの厚さを有することができる。
第１導電型領域２０上には、これに電気的に接続される第１電極４２が位置（一例として、接触）し、第２導電型領域３０上には、これに電気的に接続される第２電極４４が位置（一例として、接触）する。
第１電極４２は、第１導電型領域２０上に順次積層される第１透明電極層４２１及び第１金属電極層４２２を含むことができる。
ここで、第１透明電極層４２１は、第１導電型領域２０上に全体的に形成（一例として、接触）することができる。全体的に形成するということは、空き空間又は空き領域なしに第１導電型領域２０の全体を覆う場合のみならず、不可避に一部の部分が形成されない場合も含むことができる。このように、第１透明電極層４２１が第１導電型領域２０上に全体的に形成される場合、キャリアが第１透明電極層４２１を介して容易に第１金属電極層４２２まで到達できるので、水平方向での抵抗を低減させることができる。非晶質半導体層などで構成される第１導電型領域２０の結晶性が相対的に低いため、キャリアの移動度（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）が低くなり得、そのため、第１透明電極層４２１を備えることによって、キャリアが水平方向に移動するときの抵抗を低下させることである。
このように、第１透明電極層４２１が第１導電型領域２０上に全体的に形成されるため、光を透過できる物質（透過性物質）で構成され得る。すなわち、第１透明電極層４２１は、透明伝導性物質からなることによって、光の透過を可能にすると共に、キャリアを容易に移動できるようにする。これによって、第１透明電極層４２１を第１導電型領域２０上に全体的に形成しても、光の透過を遮断しない。
一例として、第１透明電極層４２１は、インジウム−スズ酸化物（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、アルミニウム−亜鉛酸化物（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ、ＡＺＯ）、ボロン−亜鉛酸化物（ｂｏｒｏｎ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ、ＢＺＯ）、インジウム−タングステン酸化物（ｉｎｄｉｕｍ ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｏｘｉｄｅ、ＩＷＯ）及びインジウム−セシウム酸化物（ｉｎｄｉｕｍ ｃｅｓｉｕｍ ｏｘｉｄｅ、ＩＣＯ）のうちの少なくとも１つを含むことができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、第１透明電極層４２１は、その他の様々な物質を含むことができる。
このとき、本実施例の第１透明電極層４２１は、上述した物質を主要物質とすると共に、水素を含むことができる。すなわち、第１透明電極層４２１は、水素を含むインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ：Ｈ）、水素を含むアルミニウム−亜鉛酸化物（ＡＺＯ：Ｈ）、水素を含むボロン−亜鉛酸化物（ＢＺＯ：Ｈ）、水素を含むインジウム−タングステン酸化物（ＩＷＯ：Ｈ）及び水素を含むインジウム−セシウム酸化物（ＩＣＯ：Ｈ）のうちの少なくとも１つを含むことができる。
第１透明電極層４２１は蒸着によって形成することができ、蒸着時に水素ガスを共に注入すると、第１透明電極層４２１に水素が含まれ得る。このように第１透明電極層４２１が水素を含む場合、電子又は正孔の移動度（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）を改善することができ、透過度を向上させることができる。
本実施例では、第１透明電極層４２１上に、パターンを有する第１金属電極層４２２を形成することができる。一例として、第１金属電極層４２２は、第１透明電極層４２１に接触形成されて第１電極４２の構造を単純化することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、第１透明電極層４２１と第１金属電極層４２２との間に別途の層が存在するなどの様々な変形が可能である。
第１透明電極層４２１上に位置する第１金属電極層４２２は、第１透明電極層４２１より優れた電気伝導度を有する物質で構成することができる。これによって、第１金属電極層４２２によるキャリア収集効率、抵抗低減などの特性をさらに向上させることができる。一例として、第１金属電極層４２２は、優れた電気伝導度を有する不透明な金属、または第１透明電極層４２１よりも透明度が低い金属で構成されてもよい。
このように、第１金属電極層４２２は、不透明であるか、又は透明度が低いため、光の入射を妨げるおそれがあり、そのため、シェーディング損失（ｓｈａｄｉｎｇ ｌｏｓｓ）を最小化できるように一定のパターンを有することができる。これによって、第１金属電極層４２２が形成されていない部分に光が入射できるようにする。第１金属電極層４２２の平面形状は、図７を参照してより詳細に後述する。
第２電極４４は、第２導電型領域３０上に順次積層される第２透明電極層４４１及び第２金属電極層４４２を含むことができる。第２電極４４が第２導電型領域３０上に位置するという点以外は、第２電極４４の第２透明電極層４４１及び第２金属電極層４４２の役割、物質、形状などが第１電極４２の第１透明電極層４２１及び第１金属電極層４２２の役割、物質、形状などと同一であるので、これに関する説明をそのまま適用することができる。
本実施例において、第１及び第２電極４２，４４における第１金属電極層４２２，４４２は、伝導性物質及び樹脂（バインダー、硬化剤、添加剤）を含むことができる。伝導性物質としては、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などを含むことができ、樹脂としては、セルロース系又はフェノール系などのバインダー、アミン系などの硬化剤などを含むことができる。
追加的に低温焼成（一例として、３００℃以下の工程温度での焼成）が必要な場合、ガラスフリットを備えなくてもよい。一方、第１及び第２金属電極層４２２，４４２がめっきによって形成されてもよい。
本実施例において、半導体基板１１０の第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２には半導体層が形成されないため露出し得、半導体基板１１０の第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２では、深さ方向に沿って均一な不純物ドーピング濃度を有することができる。すなわち、半導体基板１１０の第１面の表面は、第１導電型領域２０が含む不純物が拡散しないため、太陽電池１００の信頼性及び効率を向上させることができる。
ただし、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではなく、本発明の他の実施例では、半導体基板１１０の第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２上に半導体層が形成されてもよい。詳細な内容は後述する。
次いで、本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を、図２乃至図１１を参照して説明する。
図２乃至図１１は、本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための斜視図及び平面図である。図２は、前記太陽電池の製造方法を説明するための平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａに沿って切断した断面図である。図７は、前記太陽電池の製造方法を説明するための平面図であり、図８は、図７を図２のＡ−Ａと同じ方向に切断した断面図である。図９は、前記太陽電池の製造方法を説明するための平面図であり、図１０は、図９のａ−ｂに沿って切断した断面図である。
図２及び図３を参照すると、ベース領域１０を含む半導体基板１１０上にマスク１２０を配置する。マスク１２０はエッジ部１０２及びライン部１０１を含む。マスク１２０のエッジ部１０２は、半導体基板１１０の縁、すなわち、エッジ部分に配置することができ、ライン部１０１は、半導体基板１１０において後でスクライビング工程が行われる領域、すなわち、スクライビング部分に配置することができる。
本実施例において、マスク１２０は２つのライン部１０１を含むものと図示したが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。したがって、マスク１２０は、１つ又は３つ以上のライン部１０１を含むことができ、これは、半導体基板１１０を分割しようとする個数に合わせて適切に調節することができる。
マスク１２０は、構造的剛性を有する様々な物質、例えば、硬化性高分子物質などで形成することができ、後の工程でマスク１２０上に配置された半導体層をマスク１２０上に配置されていない半導体層と分離させることができる剛性を有する物質であれば、特に制限なしに使用することができる。
図３を再び参照すると、マスク１２０のライン部１０１の断面は四角形状であってもよい。マスク１２０の断面が四角形状である場合、マスク１２０上に配置された半導体層を容易に分離させることができるが、これに制限されるものではなく、マスク１２０の断面は、三角形を含む多角形構造または円形であってもよい。また、ライン部１０１の幅は４ｍｍ〜１０ｍｍであってもよいが、これに制限されるものではない。
図４を参照すると、半導体基板１１０の第１面及びライン部１０１上に第１パッシベーション膜５２を形成し、半導体基板１１０の第２面上に第２パッシベーション膜５４を形成する。
第１及び第２パッシベーション膜５２，５４は、一例として、熱的成長法、蒸着法（例えば、化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、原子層蒸着法（ＡＬＤ））などにより形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、様々な方法により第１及び第２パッシベーション膜５２，５４を形成することができる。第１及び第２パッシベーション膜５２，５４は同時に形成されてもよく、順次形成されてもよい。
次に、図５を参照すると、第１及び第２パッシベーション膜５２，５４上に第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０を形成する。より具体的に、第１パッシベーション膜５２上に第１導電型領域２０を形成し、第２パッシベーション膜５４上に第２導電型領域３０を形成する。
第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０は、一例として、蒸着法（例えば、化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、低圧化学気相蒸着法（ＬＰＣＶＤ）など）により形成することができる。第１又は第２導電型ドーパントは、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０を形成する半導体層を成長させる工程で共に含まれるようにしてもよく、半導体層を形成した後にイオン注入法、熱拡散法、レーザードーピング法などによりドープされてもよい。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、様々な方法により第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０を形成することができる。第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０は、同時に形成された後にドープされてもよく、順次に蒸着及び／又はドープされてもよい。
次に、図６を参照すると、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０上に第１及び第２電極４２，４４を形成する。具体的に、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０上に第１及び第２透明電極層４２１，４４１を形成し、第１及び第２透明電極層４２１，４４１上に第１及び第２金属電極層４２２，４４２を形成する。
第１及び第２透明電極層４２１，４４１は、一例として、蒸着法（例えば、化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ））、コーティング法などにより形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、様々な方法により第１及び第２透明電極層４２１，４４１を形成することができる。
一例として、第１及び第２透明電極層４２１，４４１は、これらを構成する主要物質の原料物質と共に水素気体（Ｈ２）及びキャリア気体（一例として、アルゴン気体（Ａｒ）又は窒素気体（Ｎ２））を混合した気体を注入して形成することができる。すると、第１及び第２透明電極層４２１，４４１内に水素が含まれ、これによる効果を具現することができる。
第１及び第２透明電極層４２１，４４１上に第１及び第２金属電極層４２２，４４２を形成する。
次いで、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０のうちの一方の上（より具体的に、第１及び第２透明電極層４２１，４４１のうちの一方の上）に第１低温ペースト層を形成し、これを乾燥して第１及び第２金属電極層４２２，４４２のうちの一方を形成し、第１導電型領域２０及び第２導電型領域３０のうちの他方の上に第２低温ペースト層を形成し、これを乾燥して第１及び第２金属電極層４２２，４４２のうちの他方を形成することができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、第１及び第２低温ペースト層を両側で同時に形成した後、これらを共に乾燥することも可能である。
次に、図７及び図８を参照すると、マスク１２０を除去して半導体基板１１０を露出させる。マスク１２０を除去すると、露出空間１０１ａが形成される。マスク１２０の除去時に、マスク１２０上に配置された第１パッシベーション膜５２、第１導電型領域２０及び第１透明電極層４２１の一部が共に除去されるため、露出空間１０１ａが形成される。露出空間１０１ａを介して半導体基板１１０が露出し、露出空間１０１ａは、半導体基板１１０のスクライビング部分と対応する。
まず、図７を参照して、第１及び第２金属電極層４２１，４４１を説明する。
図７を参照すると、第１及び第２金属電極層４２２，４４２は、それぞれ一定のピッチをもって互いに離隔する複数のフィンガーライン４２ａ，４４ａを含むことができる。同図では、フィンガーライン４２ａ，４４ａが互いに平行であり、半導体基板１１０の縁部に平行な場合を例示したが、本発明がこれに限定されるものではない。そして、第１及び第２金属電極層４２２，４４２は、それぞれフィンガーライン４２ａ，４４ａと交差する方向に形成されてフィンガーライン４２ａ，４４ａを接続するバスバーを含むことができる。このようなバスバーは、１つのみが備えられてもよく、フィンガーライン４２ａ，４４ａのピッチよりも大きいピッチをもって複数個備えられてもよい。一方、本実施例において、図示の簡略化のために、前記バスバーは図７で省略した。
一方、第１金属電極層４２２の形成時には、露出領域１０１ａ上に第１金属電極層４２２を形成しなくてもよい。すなわち、図６の工程で示したように、マスク１０１上には第１金属電極層４２２を形成しない。これを通じて、マスク１０１の除去時に第１金属電極層４２２が過度に除去されることを防止することができる。
一方、本実施例において、露出領域１０１ａがフィンガーライン４２ａと交差する領域に形成された場合を示したが、第１金属電極層４２２の形成時に、露出領域１０１ａがバスバーと交差するように形成されてもよい。この場合、マスク１０１上にはバスバーを形成しない。
一方、本実施例において、露出領域１０１ａを介して露出する第１パッシベーション膜５２、第１導電型領域２０及び第１透明電極層４２１の側壁が連続的に形成された場合を示したが、これに制限されるものではない。したがって、第１パッシベーション膜５２、第１導電型領域２０及び第１透明電極層４２１の前記側壁は不連続的に形成されてもよい。
一方、図７を再び参照すると、半導体基板１１０は、第１領域Ｉ、第２領域ＩＩ及び第３領域ＩＩＩを含む。第１領域Ｉ、第２領域ＩＩ及び第３領域ＩＩＩは同一の面積を有することができる。すなわち、露出領域１０１ａを基準として半導体基板１１０が分割される場合、分割される半導体基板１１０の第１領域Ｉ、第２領域ＩＩ及び第３領域ＩＩＩは同一の面積を有するように分割できる。
次に、図９及び図１０を参照すると、露出領域１０１ａを基準として半導体基板１１０を分割する。
具体的に、露出領域１０１ａにレーザーを照射してスクライビング工程を行うことができる。
スクライビング工程は、チャックテーブルを含むレーザー装置を通じて行うことができる。レーザー装置はレーザー照射部を含み、前記レーザー照射部はレーザー光線の周波数、パワー、パルス幅などを調整することができ、前記レーザー照射部によって、特定のパワー及びパルス幅を有するレーザー光線を、集光部を介して半導体基板１１０の露出領域１０１ａに照射することができる。レーザー装置は別途のアラインメント部を含み、前記アラインメント部は、露出領域１０１ａを含むスクライビング部分と、前記スクライビング部分に沿ってレーザー光線を照射するレーザー照射部の集光部との位置合わせを行うことができる。
これを通じて、図９及び図１０に示された太陽電池１００を製造することができる。図９に開示された太陽電池は、図７の第２領域ＩＩに対応する領域であり得る。太陽電池１００は、図１を参照して説明したように、第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２とセル領域ＣＡを含む。第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２は、上述した露出領域１０１ａと対応する領域である。したがって、第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２は、レーザー照射による表面改質が起こるため、第１面のエッジ領域ＥＡで露出した半導体基板１１０はレーザー損傷領域を含む。したがって、半導体基板１１０の第１面と第２面のエッジ領域ＥＡの結晶構造は互いに異なり得、具体的に、半導体基板１１０の第１面の第１及び第２エッジ領域ＥＡ１，ＥＡ２の結晶構造がさらに大きくてもよい。
一方、図９において、切断された半導体基板１１０は、横方向の短辺及び縦方向の長辺を含む場合を示したが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。すなわち、切断された半導体基板１１０は、横方向の長辺及び縦方向の短辺を含んでもよいことは勿論である。一方、本実施例において、レーザーを用いたスクライビング工程を説明したが、これに制限されるものではなく、ダイヤモンドカッターを用いた分離工程などの様々な工程を通じて半導体基板１１０を分離することができる。
一方、本実施例において、スクライビング工程でレーザーを用いる場合、レーザーは半導体基板１１０に直接照射される。したがって、従来に半導体層が形成された半導体基板１１０に照射される場合と比較して、半導体基板１１０は、深さ方向に沿って均一な不純物ドーピング濃度を有する。
図１１を参照すると、本発明と従来技術において、深さ方向による半導体基板のドーピング濃度を示すグラフである。
ａ線は、本発明に係る半導体基板１１０の深さ方向によるドーピング濃度を、ｂとｃ線は、従来技術に係る半導体基板１１０の深さ方向によるドーピング濃度を示す。ここで、ａ線は、１８Ｗのパワーを有するレーザーを照射した場合を、ｂ線は、１８Ｗのパワーを有するレーザーを照射した場合を、ｃ線は、２５Ｗのパワーを有するレーザーを照射した場合を示す。
図１１を再び参照すると、本発明に係るラインであるａ線を参照すると、半導体基板１１０の場合、深さ方向に沿って均一なドーピング濃度を示すことを確認できる。これとは異なり、従来技術の場合、半導体基板上に配置された半導体層にレーザーを照射して半導体基板をスクライビングする。したがって、従来技術であるｂ線とｃ線を参照すると、深さ方向に沿ってドーピング濃度が変化することを確認できる。また、従来技術の場合、レーザー照射を通じて、導電型領域が含む不純物が半導体基板に拡散するため、半導体基板の表面で、本願発明の場合と比較して相対的にドーピング濃度が高いことを確認できる。
本発明において、半導体基板のスクライビングのためのレーザー照射は、露出領域１０１ａを介して半導体基板１１０に直接行われるため、半導体基板１１０の表面に、導電型領域が含む不純物が拡散することを防止することができる。また、従来の半導体層にレーザーが照射される場合と比較して、パーティクルのような不純物が発生することを遮断することができる。これによって、本実施例によって製造された太陽電池は、向上した信頼性及び性能を確保することができる。
次に、図１２を参照して、本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池について説明する。
図１２は、本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池を説明するための断面図である。
本実施例に係る太陽電池は、図１を参照して説明した太陽電池と比較して、半導体基板１１０の第１面のエッジ領域ＥＡを介して第１パッシベーション膜５２が露出すること以外は、実質的に同一である。したがって、同一の参照番号は同一の構成要素を示し、繰り返し説明は省略できる。
図１２を参照すると、本実施例に係る太陽電池２００は、ベース領域１０を含む半導体基板１１０と、半導体基板１１０の第１面上に形成される第１パッシベーション膜５２と、半導体基板１１０の第２面上に形成される第２パッシベーション膜５４と、半導体基板１１０の第１面側で第１パッシベーション膜５２上に形成される第１導電型領域２０と、半導体基板１１０の第２面側で第２パッシベーション膜５４上に形成される第２導電型領域３０と、第１導電型領域２０に電気的に接続される第１電極４２と、第２導電型領域３０に電気的に接続される第２電極４４とを含むことができる。
本実施例において、第１パッシベーション膜５２は、半導体基板１１０の第１面全体に形成することができる。これによって、半導体基板１１０に対するパッシベーション効果を向上させることができる。
次に、図１３乃至図１８を参照して、本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明する。
図１３乃至図１８は、本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための平面図及び断面図である。図１３は、前記太陽電池の製造方法の中間段階を示す平面図であり、図１４は、図１３のａ−ａに沿って切断した断面図である。
本実施例に係る太陽電池の製造方法は、図２乃至図１１を参照して説明した太陽電池の製造方法と比較して、マスク１２０が第１パッシベーション膜５２上に配置されること以外は、実質的に同一である。したがって、同一の参照番号は同一の構成要素を指し、繰り返し説明は省略できる。
図１３及び図１４を参照すると、第１パッシベーション膜５２が形成された半導体基板１１０上にマスク１２０が配置される。
次に、図１５を参照すると、半導体基板１１０の第１面上に第１導電型領域２０が形成され、第２面上に第２導電型領域３０が形成される。このとき、第１導電型領域２０は、マスク１２０のライン部１０１の上面及び側壁の上に直接形成することができる。
次に、図１６を参照すると、第１導電型領域２０上に第１電極４２が形成され、第２導電型領域３０上に第２電極４４が形成される。
次に、図１７を参照すると、マスク１２０のライン部１０１を除去して、第１パッシベーション膜５２を露出させる露出領域１０１ａを形成する。
露出領域１０１ａに沿って半導体基板１１０を分離し、図１８のような太陽電池２００が形成され得る。
本実施例に係る太陽電池２００は、半導体基板１１０の第１面全体に第１パッシベーション膜５２を形成するので、パッシベーション効果をさらに向上させることができる。第１パッシベーション膜５２は、不純物を含まない真性半導体層を含む。したがって、太陽電池２００は、上述した図１１のグラフのように、半導体基板１１０が深さ方向に沿って均一な不純物ドーピング濃度を有することができる。
次に、図１９を参照して、本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池を説明する。
本実施例に係る太陽電池は、図１を参照して説明した太陽電池と比較して、第１面の第２エッジ領域ＥＡ２が露出しないこと以外は、実質的に同一である。したがって、繰り返し説明は省略できる。
本実施例に係る太陽電池は、第１面の第２エッジ領域ＥＡ２を露出させない。このような構成は、太陽電池の製造方法において、マスクがエッジ部を含まない場合に具現可能である。図２０乃至図２３を参照してより詳細に説明する。
図２０乃至図２３は、本発明のいくつかの実施例に係る太陽電池の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。図２３は、図２２のｂ−ｂを切断した断面図である。
本実施例に係る太陽電池の製造方法は、図２乃至図１１を参照して説明した太陽電池の製造方法と比較して、マスクがエッジ部を含まないこと以外は、実質的に同一である。したがって、重複説明は省略し、相違点を中心に説明する。
図２０を参照すると、本実施例に係るマスク１０１は、半導体基板１１０のスクライビング部分と対応する部分に配置することができる。
これによって、図２１を参照すると、半導体基板１１０を露出させる露出空間１０１ａは、半導体基板１１０の内側にのみ形成され、半導体基板１１０の側面と隣接する外側には形成されない。
したがって、図２１の半導体基板１１０を分割した後に、図２１の第３領域ＩＩＩと対応する領域である図２２及び図２３の太陽電池を参照すると、太陽電池１００の第１エッジ領域ＥＡ１は露出し、第２エッジ領域ＥＡ２は露出していない。
一方、本実施例によって半導体基板１１０の分割を通じて製造された太陽電池は、配線材によって電気的に直列、並列又は直並列に接続されてもよく、複数個の太陽電池のそれぞれの一領域を重畳させて接続されてもよい。これを通じて、複数個の太陽電池は太陽電池パネルを形成することができる。
上述したような特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ずしも一つの実施例にのみ限定されるものではない。さらに、各実施例で例示した特徴、構造、効果などは、実施例の属する分野における通常の知識を有する者によって、他の実施例に対しても組み合わせ又は変形して実施可能である。したがって、このような組み合わせ及び変形に係わる内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (10)

  1. 太陽電池であって、
    第１エッジ領域、第２エッジ領域、並びに前記第１エッジ領域と前記第２エッジ領域との間に配置されたセル領域をそれぞれ含んだ、第１面及び前記第１面と対向する第２面を備えた半導体基板と、
    前記半導体基板の前記第１面のセル領域に配置された第１パッシベーション膜と、
    前記第１パッシベーション膜上に配置された第１導電型半導体層と、
    前記第１導電型半導体層上に配置された第１電極とを備えてなるものであり、
    前記半導体基板の前記第１面の第１エッジ領域は露出してなり、
    露出した前記第１面のエッジ領域において、前記半導体基板は深さ方向に沿って均一なドーピング濃度を有するものである、太陽電池。
  2. 前記第１面における前記第２エッジ領域は露出してなるものである、請求項１に記載の太陽電池。
  3. 前記第２面における前記第１及エッジ領域及び前記第２エッジ領域は露出していないものである、請求項１又は２に記載の太陽電池。
  4. 前記第１面における前記第１エッジ領域と前記第２面における前記第１エッジ領域とは互いに異なる結晶構造を含んでなるものである、請求項１〜３の何れか一項に記載の太陽電池。
  5. 太陽電池の製造方法であって、
    複数個のセル部分と、前記複数個のセル部分の間に配置されるスクライビング部分とを含んだ半導体基板上に、前記スクライビング部分にマスクを配置し、
    前記半導体基板及び前記マスクの上に、第１導電型領域を形成し、
    前記第１導電型領域上に、前記導電型領域と電気的に接続される第１電極を形成し、
    前記マスクを除去して、前記マスク上に配置された前記第１導電型領域の一部を除去し、
    前記スクライビング部分に沿って前記半導体基板を分割することを含んでなる、太陽電池の製造方法。
  6. 前記マスクを除去することが、前記スクライビング部分を介して前記半導体基板を露出させることを含んでなる、請求項５に記載の太陽電池の製造方法。
  7. 前記半導体基板を分割することが、前記スクライビング部分を介して露出した前記半導体基板にレーザーを照射して前記半導体基板を分割することを含んでなる、請求項５又は６に記載の太陽電池の製造方法。
  8. 前記第１電極を形成することが、
    第１透明電極層を形成し、及び
    前記第１透明電極層上に形成される第１金属電極層を形成することを含んでなり、
    前記第１金属電極層を形成することが、前記半導体基板のスクライビング部分に前記第１金属電極層を形成せず、前記セル部分に前記第１金属電極層を形成することを含んでなる、請求項５〜７の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  9. 前記マスクを配置する前に、前記半導体基板上に第１パッシベーション膜を形成することを更に含んでなり、
    前記マスクを除去することが、前記マスクを除去して、前記スクライビング部分に配置された前記第１パッシベーション膜の一部を露出させることを含んでなる、請求項５〜８の何れか一項に記載の太陽電池の製造方法。
  10. 前記半導体基板を分割することが、前記スクライビング部分を介して露出した前記第１パッシベーション膜の一部にレーザーを照射して前記半導体基板を分割することを含んでなる、請求項９に記載の太陽電池の製造方法。
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