KR100537757B1 - 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법에 관한 것으로, p-형 실리콘 기판을 세척한 후 표면에 텍스쳐를 식각한 다음 일면에 n-도핑을 실시하여 n-형 층을 형성시켜서 태양전지 웨이퍼를 제조하는 한편, 하부측에 가스주입구가 연통되게 형성되고, 상부측에 양극의 전원공급부를 갖는 상판이 구비되며, 내측에 수용부를 갖는 음극챔버로 이루어진 전극분리장치의 수용부에 상기 태양전지 웨이퍼를 다수로 적층시킨 후 가스를 주입하면서 전원을 공급하여 플라즈마를 발생시켜 상기 태양전지 웨이퍼의 가장자리에 대해 n-형 층의 전극분리가 이루어짐으로써 실리콘 태양전지를 제조할 수 있도록 하였다.
Description
본 발명은 실리콘 태양전지의 제조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저전압, 저전력으로 고밀도의 균일한 플라즈마를 발생시켜서 이를 이용하여 태양전지 웨이퍼의 p-n 접합을 분리시킴으로써 높은 재현성과 대용량 일회처리가 가능하도록 한 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 실리콘 태양전지는 서로 다른 반도체 p-형과 n-형의 접합으로 태양전지 내부공간에 전압차(내부전위)를 형성해 빛에 의해 발생된 전기입자를 외부전극으로 흐르도록 한다.
이때, 실리콘 태양전지 제조시 많이 사용되는 기판은 소수반송자의 수명시간이 우수한 p-형 실리콘 기판을 사용한다.
태양전지 제조에 필수적으로 1회 이상 인(phosphorus)의 도핑을 처리하여 n-형 층을 형성한다. 태양전지의 n-형 층을 형성하는 기술은 POCl3 소스(sources)로부터 인-확산과 스핀-온 소스(spin-on source) 또는 액체 소스(source)로부터 스프레이(spray) 기술 적용이 가능하다.
고효율 전지의 방사체(emitter)들은 metal contacts 아래로 더욱 깊은 확산을 위해 그리고 활성 표면에서의 더 많은 확산을 위해 통상 선택적인 2회 확산을 한다.
상기 확산과정에서 고온의 열처리하는 과정에서 인 소스는 p-형 기판의 전, 후면과 측면의 모든 표면에 확산된다. 따라서, 태양전지의 가장자리(edge)에서의 누설전류(leakage current)를 방지하기 위해서는 p-n 접합 확산공정 이후에 측면 가장자리의 p-n 접합된 전극을 분리시켜야 한다.
이러한 전극의 분리기법은 크게 다아몬드 블래이드(diamond blade)나 선을 이용한 절단방법, 기계적 연마 분리, 화학물을 이용한 습식 분리, 레이저를 이용한 분리, 그리고 플라즈마를 이용한 건식식각 분리 기술로 나누어진다.
상기 다아몬드 블래이드나 선을 이용한 절단방법 등으로 절단하여 측면 가장자리의 전극 분리가 가능하나 이는 제조한 태양전지를 4 등분 또는 8 등분하여 소형 모듈을 이용하는 분야로 제한되는 단점이 있다.
또한, 상기 다이아몬드 입자와 웨이퍼와의 마찰에 의해 절단하게 되고, 절단손실(saw damage)로 인해 보다 개선된 태양전지 특성을 얻기 위해서는 절단 후에 측면 연마(polishing) 처리가 요구된다.
즉, 상기 기계적 연마(mechanical polishing)는 적절한 입자크기를 가진 연마제(slurry)를 사용하여 측면 갈아내는 방법이다. 그러나, 기계적 연마를 거쳐 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 측면에 불순 입자들이 잔존해 있으며, 더러운 잔존물들이 그대로 남게 되면 에칭 공정 후에도 얼룩으로 남게 된다. 그러므로 불균일한 식각이 일어나지 않도록 잔존물을 제거하여 웨이퍼 표면을 깨끗이 세정하는 공정이 필요하다.
상기 화학물을 이용한 에칭공정은 기계적 방법이 아닌 화학적 식각을 통해 제거해 주는 공정이다.
이러한 실리콘 웨이퍼의 식각 방법은 주로 혼합산(HNO3, CH3COOH, HF)을 사용하며, 상기 혼합산에서 HNO3와 Si이 반응하여 SiO2를 만들며 SiO2는 HF에 의하여 제거된다.
그런데, 상기 화학물을 사용하는 습식 식각법에서 식각용액이 측면이외의 침투하지 않도록 웨이퍼를 적층하는데 항상 기계적으로 압력을 가하여 서로 밀착 되도록 해야 하는 바, 이때 실리콘 기판의 파손될 문제점을 가지고 있다.
즉, 기계적 밀착이 너무 약한 경우에는 화학물 침투로 측면 이외의 부분이 식각이 되고, 기계적 밀착이 과다한 경우는 파손과 후속공정인 세정과 건조에 장시간이 소요된다.
이러한 종래 전극의 분리기법인 다아몬드 블래이드나 선을 이용한 절단방법, 기계적 연마 분리, 화학물을 이용한 습식 분리의 문제점을 개선하기 위해 최근에 제안된 방법으로써 레이저를 이용한 분리법과 플라즈마를 이용한 건식식각 분리법을 들 수 있다.
상기 레이저를 이용한 전극 분리법에서 사용되는 레이저는 Q-switched Nd-YAG 레이저 시스템이 주로 활용된다. 상기 레이저 빔에 의해서 홈의 깊이가 10㎛ 내외 폭이 20㎛ 가량이다. 현재는 직접 측면을 분리하기 보다는 전면이나 후면 가장자리에서 1mm 떨어진 주변으로 깊이 10㎛, 폭 20㎛ 가량으로 분리하는 기술을 적용하고 있다. 향후 레이저 분리 기술에서 처리 속도 향상, 측면 용융시 발생하는 결함을 개선하기 위한 연구 개발이 진행 중이다.
상기 건식식각(dry etching) 기술은 종래의 용액을 사용하는 습식식각(wet etching) 기술과 비교하면 미세조절 가능성, 재현성, 파손 최소화 측면에서 압도적으로 유리하다. 사용 가스로는 CF4/O2를 사용하고 평행판형 플라즈마 전극구조, 전력원으로는 초고주파(radio frequency, rf)를 사용하여 근래에 널리 적용되기 시작하였다.
그러나, 고속 식각을 위해서 사용전력을 증가하고 시스템의 사용 면적이 넓다는 단점을 보완하기 위해서 고밀도 플라즈마 활용 기술이 연구 개발중이다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 중공음극(Hollow cathode) 플라즈마에 의해 저전압, 저전력으로 고밀도의 균일한 플라즈마를 이용하여 p-n접합된 웨이퍼의 전극을 분리함으로써 높은 재현성, 대용량 일회처리로 고효율 태양전지 제조할 수 있는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은,
p-형 실리콘 기판을 세척한 후 표면에 텍스쳐를 식각한 다음 일면에 n-도핑을 실시하여 n-형 층을 형성시켜서 태양전지 웨이퍼를 제조하고,
하부측에 가스주입구가 연통되게 형성되고, 상부측에 양극의 전원공급부를 갖는 상판이 구비되며, 내측에 웨이퍼를 안착시키는 수용부를 갖는 음극챔버로 이루어진 전극분리장치의 수용부에 상기 태양전지 웨이퍼를 다수로 적층시킨 후 가스를 주입하면서 전원을 공급하여 플라즈마를 발생시켜 상기 태양전지 웨이퍼의 가장자리에 대해 n-형 층의 전극분리가 이루어짐으로써 실리콘 태양전지를 제조할 수 있도록 함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면 중에서 도 1은 본 발명에 따른 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 전극분리장치에 대한 단면도이고, 도 2는 도 1의 전극분리장치에 의해 제조된 태양전지에 대한 사시도, 도 3은 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법에 대한 흐름도, 도 4는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 전극분리장치에서 측면 가장자리에 대한 건식식각 공정을 개략적으로 보여주는 도면, 도 5는 본 발명을 이용하여 측면 가장자리 전극을 건식식각으로 분리한 후의 상태를 개략적으로 보여주는 태양전지 웨이퍼의 사시도, 도 6은 본 발명에서 SF6 와 O2 가스 비율에 따른 실리콘의 식각율을 보여주는 도면, 도 7a 및 도 7b는 실리콘 태양전지를 전극분리장치에 의해 전극을 분리시키기 이전과 이후의 상태를 보여주는 도면대용 사진, 도 8은 본 발명에 의해 제조된 태양전지의 광조사에 따른 전류-전압 성능을 보여주는 도면이다.
상기 전극분리장치(A)는 도 1에서 보이듯이,
내측에 태양전지 웨이퍼(20)를 안착시킬 수 있는 수용부(240)를 가지며 음극을 띄는 원통형 챔버(200)와;
상기 수용부(240)에 연통되게 설치되는 가스주입구(400)와, ;
상기 수용부(240)와 연통된 채 수용부 내의 공기를 배출시켜서 진공상태로 만들기 위한 배기구(800)가 내부에 형성되며, 상기 수용부의 상부에 덮혀지되 양극을 띄는 상판(100)과;
상기 상판(100)에 연결된 채 플라즈마(1100,1200)를 발생시키기 위한 전원을 공급하는 전원공급부(900)와;
플라즈마 유기 전원을 방전시키기 위해 상기 챔버(200)의 일측에 설치된 채 지면에 접지되는 접지선(920,930)과;
챔버(200) 내부의 플라즈마(1100,1200)를 관찰할 수 있도록 챔버의 일측에 설치되는 감시창(700)을; 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 수용부(240)의 저면에는 주입된 가스가 균등하게 분배될 수 있도록 메쉬부(300)가 설치된다.
상기 주입되는 가스는 SF6 와 O2 를 적절한 비율로 혼합하여 된 것이며, 주입압력은 100 mtorr에서 전력은 100 watt의 초고주파를 인가하여 플라즈마를 유기시킨다.
이하 미설명부호 600, 610, 620, 630, 640은 전기절연을 위한 테플론 절연부를 나타낸 것이고, 500은 적층된 웨이퍼를 지지 고정시킬 수 있도록 설치된 지지볼트를 나타낸다.
이와 같이 구성된 상기 전극분리장치(A)를 이용하여 태양전지를 제조하는 방법을 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
제1공정(1)은 p-형 실리콘 기판을 선택하는 공정으로써 가장 적합한 실리콘 기판은 두께 350㎛ ~ 450㎛ 의 범위값을 가지며, 비저항은 0.1Ω-cm, 크기는 가로 100mm ~ 200mm, 세로 100mm ~ 200mm 사이의 값을 갖는 실리콘 기판이 적당하다.
제2공정(2)은 상기 p-형 실리콘 기판을 일정 크기로 절단한 후에 표면에 잔존하는 오염물질을 제거하고, 표면 반사도를 줄이기 위한 표면 텍스쳐를 식각하는 습식에칭 단계로써, 표면 세척이 완료된 실리콘 기판은 초순수 물에 세정시킨 후 건조시킨다.
제3공정(3)은 세척이 완료된 p-형 실리콘 기판의 일면에 n-형 층을 형성(n-형 도핑)시키기 위한 공정으로써, POCl3와 질소, 산소를 적당비율로 함께 공급하여 850℃ 이상의 온도에서 25분간 확산처리시킴으로써 태양전지 웨이퍼(210)를 완성한다.
상기 제3공정(3) 이후의 태양전지 웨이퍼의 가장자리 측면의 n-형 층을 분리하는 공정은 크게 두가지로 접근이 가능하다.
즉, 상기 제3공정(3)을 수행하는 과정에 형성되는 PSG(Phosphorus Silicate Glass)층을 먼저 제거하고, 나중에 전극분리장치(A)에 의해 n-형 층을 분리(edge isolation)하는 제4a공정(4a)과;
전극분리장치(A)에 의해 먼저 n-형 층을 분리(edge isolation)하고, 나중에 PSG(Phosphorus Silicate Glass)층을 제거하는 제4b공정(4b);으로 나누어질 수 있으며, 이 두가지 공정은 필요에 따라 어느 하나를 선택하여 실시할 수 있고, 선택된 공정은 상기 태양전지 전극분리장치(A)에 의해 n-형 층의 분리공정이 수행된다.
만약 도 4a공정을 선택할 경우를 설명하면,
n-형 도핑을 마친 태양전지 웨이퍼(20)를 상기 수용부(240)에 다수로 적층 고정시킨 후, 가스주입구(400)를 통해서 SF6 와 O2 가스를 적절한 비율로 혼합하여 주입압력 100 mtorr 내외에서 100 watt의 초고주파를 인가하여 플라즈마(1100,1200)를 유기시킨다.
본 발명의 실시예에서는 상기 태양전지 웨이퍼(20)를 500매로 하였으며, 이에 한정시키지는 않는다.
유기된 플라즈마(1100,1200)는 불소이온과 산소이온을 형성하여 도 4에서 보이듯이, 상기 태양전지 웨이퍼(20)의 측면을 제거하여 n-형 층을 분리시킴으로써 도 5에 도시된 바와 같은 태양전지를 제조할 수 있다.
즉, 태양전지 웨이퍼(20)의 가장자리 측면의 n-형 층을 분리하면 도 5에서와 같이, 상부 n-형 층(20)과 하부 n-형 층(21)으로 분리된다.
여기서, 상기 SF6 와 O2 가스를 이용한 경우의 공정조건은 가스비율(gas ratio), 전압, 전극간 거리, 압력, 시간에 따라서 식각(etching) 특성이 변화될 수 있다.
즉, 상기 SF6 와 O2 가스 비율은 100 : 0 에서60 : 40까지 변환이 가능하고, 전체 압력은 50 mtorr에서 200 mtorr로 변환이 가능하다.
전압은 100watt에서 300watt까지 변환 가능하고, 식각 시간은 공정 조건에 따라서 5분에서 20분이면 500매의 측면 전극분리가 가능하다.
도 6을 참조하여 보면, SF6 가스의 양이 증가할수록 식각율이 증가함을 알수 있는데, SF6 와 O2 가스 비율이 90wt% : 10wt%일때가 SF6 가스만을 사용했을 때보다 식각율이 높아짐을 알 수 있다.
즉, SF6 에 O2 를 소량으로 첨가시키는 것은 F원자 밀도를 순간적으로 증가시키기 때문에 식각율(etching rate)이 SF6 가스만을 사용했을 때보다 높아진다.
상기 제4a공정(4a) 또는 제4b공정(4b)의 n-형 층을 분리시킨 결과는 도 7a 및 도 7b를 통해서 확연하게 알 수 있다.
한편, 상기 제4b공정(4b)을 선택할 경우에는, 상기 SF6 와 O2 가스에 추가로 CHF3 가스를 사용함이 바람직하다.
제5공정(5)은 제4a공정(4a) 또는 제4b공정(4b) 중 어느 하나의 공정에 의해 완성된 태양전지(B)의 외면에 반사방지막(70)을 형성시키기 위한 공정으로써, 이 반사방지막(70)은 플라즈마 화학증착(PECVD)으로 제조된 실리콘 질화막(SiN)이나, 상압화학증착(APCVD)에 의해 제조된 산화티타늄(TiO2) 박막을 사용함이 바람직하다.
제6공정(6)은 상기 태양전지(B)의 후면에 대해 스크린 프린트로 알루미늄(Al)(40)을 증착시킨 후 건조시킨다.
제7공정(7)은 상기 태양전지(B)의 후면에 증착된 알루미늄(Al)(40)에 대해 스크린 프린트로 알루미늄 은(AgAl) 전극(60,61)을 형성시킨 후 건조시킨다.
제8공정(8)은 상기 태양전지(B)의 전면에 대해 스크린 프린트로 은(Ag)(80)을 증착시킨 후 건조시킨다.
여기서, 상기 제6공정 내지 제8공정의 건조과정은 250℃에서 1차로 건조시킨 후 벨트퍼니스를 사용하여 740℃에서 약 2분에서 5분간 열처리하여 2차로 건조시킨다.
상기 건조후 열처리 과정에서 전면에 은(Ag)(80)은 n-형 층과 접촉저항이 무시되는 오옴성 접촉을 하고, 후면 알루미늄(Al)(40)과 알루미늄 은(AgAl) 전극(60,61)은 후면전계(back surface field)를 형성한다.
상기와 같은 공정을 거쳐서 완성된 태양전지의 수회에 걸친 성능테스트 결과를 아래의 표 1과 도 8에 도시하였다.
즉, 도 8은 본 발명에 의해 제조된 태양전지의 광조사에 따른 전류-전압 성능을 보여주는 도면이며, 표 1은 태양전지의 개방전압 (Voc), 단락전류(Isc), 최대출력 전압(Vmax), 최대출력 전류(Imax), fill factor(FF) 및 효율에 대한 세부 내역을 기재한 것이다.
표 1. 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 성능
면적:103mm x 103mm, 측정 조건:AM1.5 (100mW/cm2), 온도 25도.
| I.D | Voc(mV) | Isc(A) | Vmax(mV) | Imax(A) | FF(%) | 효율(%) |
| P1 | 592 | 3.44 | 471 | 3.05 | 70 | 13.82 |
| P2 | 589 | 3.44 | 459 | 3.00 | 68 | 13.23 |
| P3 | 592 | 3.50 | 460 | 3.15 | 69 | 13.94 |
| P4 | 591 | 3.50 | 461 | 3.15 | 70 | 13.96 |
| P5 | 591 | 3.50 | 460 | 3.15 | 70 | 13.93 |
| P6 | 596 | 3.50 | 479 | 3.09 | 71 | 14.13 |
| P7 | 597 | 3.50 | 448 | 3.05 | 70 | 14.07 |
| P8 | 594 | 3.50 | 475 | 3.15 | 72 | 14.37 |
| P9 | 593 | 3.50 | 470 | 3.15 | 71 | 14.23 |
| P10 | 594 | 3.50 | 469 | 3.20 | 72 | 14.43 |
| P13 | 593 | 3.50 | 470 | 3.15 | 71 | 14.24 |
| P14 | 593 | 3.50 | 470 | 3.15 | 71 | 14.24 |
| P15 | 593 | 3.50 | 472 | 3.15 | 72 | 14.31 |
상기 성능테스트는 국제표준 조건인 AM 1.5 (100mW/cm2)에서 측정된 것이다.
테스트결과 본 발명에 따른 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지()는 14.43%의 효율로 고효율을 보여주었고, 효율과 특성변수 값이 모두 기존 태양전지 보다 우수한 성능을 보이고 있다.
이와 같이 제조된 실리콘 태양전지(B)의 구성은 도 2에 보이는 바와 같이, p-형 실리콘 기판(10)의 전면에 n-형 층(20)이 도핑되고, 후면에는 전계층(back surface field)인 p-형 층(30)이 형성된 것이며, 상기 p-형 층(30)의 외면에 후면 알루미늄(Al)(40)이 증착되고, 후면 부스바(busbar)용 알루미늄 은(AgAl) 전극(60,61)이 형성되는 한편, 전면에는 자연 산화막 층(50)과 반사방지막 층(70), 광전류 수집용 핑거 은(Ag)(80)이 순차적으로 적층되며, 광전류 외부 전극연결용 부스바(busbar)(90)가 형성되어 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법은 중공음극(Hollow cathode) 플라즈마에 의해 저전압, 저전력으로 고밀도의 균일한 플라즈마를 이용하여 p-n접합된 웨이퍼의 전극을 분리함으로써 높은 재현성, 대용량 일회처리로 고효율 태양전지 제조할 수 있는 장점이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 전극분리장치에 대한 단면도
도 2는 도 1의 전극분리장치에 의해 제조된 태양전지에 대한 사시도
도 3은 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법에 대한 흐름도
도 4는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 전극분리장치에서 측면 가장자리에 대한 건식식각 공정을 개략적으로 보여주는 도면
도 5는 본 발명을 이용하여 측면 가장자리 전극을 건식식각으로 분리한 후의 상태를 개략적으로 보여주는 태양전지 웨이퍼의 사시도
도 6은 본 발명에서 SF6 와 O2 가스 비율에 따른 실리콘의 식각율을 보여주는 도면
도 7a 및 도 7b는 실리콘 태양전지를 전극분리장치에 의해 전극을 분리시키기 이전과 이후의 상태를 보여주는 도면대용 사진
도 8은 본 발명에 의해 제조된 태양전지의 광조사에 따른 전류-전압 성능을 보여주는 도면
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 제1공정 2 : 제2공정
3 : 제3공정 4 : 제4공정
5 : 제5공정 6 : 제6공정
7 : 제7공정 8 : 제8공정
10 : P-형 실리콘 기판 20 : n-형 층
30 : 후면 전계층용 p-형 층 40 : 알루미늄(Al)
50 : 자연산화막 층 60 : 후면 부스바용 알루미늄 은(AgAl) 전극
70 : 반사방지막 80 : 은(Ag)
90 : 전면 부스바(busbar) 100 : 상판
200 : 챔버 210 : 태양전지 웨이퍼
220 : 지지대 240 : 수용부
300 : 메쉬부 400 : 가스주입구
700 : 감시창 800 : 배기구
900 : 전원공급부 920, 930 : 접지선
Claims (11)
- 삭제
- p-형 실리콘 기판을 선택하는 제1공정; 상기 p-형 실리콘 기판을 일정 크기로 절단한 후에 표면에 잔존하는 오염물질을 제거하고, 표면 반사도를 줄이기 위한 표면 텍스쳐를 식각하고, 초순수 물에 세정 건조시키는 제2공정; 세척이 완료된 p-형 실리콘 기판의 일면에 n-형 층을 형성(n-형 도핑)시켜서 태양전지 웨이퍼를 완성하는 제3공정; 상기 제3공정을 수행하는 과정에 형성되는 PSG(Phosphorus Silicate Glass)층을 먼저 제거하고, 나중에 전극분리장치에 의해 n-형 층을 분리(edge isolation)하는 제4a공정; 상기 제4a공정에 의해 완성된 태양전지의 외면에 반사방지막을 형성시키는 제5공정; 상기 태양전지의 후면에 대해 스크린 프린트로 알루미늄(Al)을 증착시킨 후 건조시키는 제6공정; 상기 태양전지의 후면에 증착된 알루미늄 (Al)에 대해 스크린 프린트로 알루미늄 은(AgAl) 전극을 형성시킨 후 건조시키는 제7공정; 상기 태양전지의 전면에 대해 스크린 프린트로 은(Ag)을 증착시킨 후 건조시키는 제8공정;으로 구성되는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법에 있어서,제1공정의 p-형 실리콘 기판은 두께 350㎛ ~ 450㎛ 의 범위값을 가지며, 비저항은 0.1Ω-cm, 크기는 가로 100mm ~ 200mm, 세로 100mm ~ 200mm 사이의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법.
- p-형 실리콘 기판을 선택하는 제1공정; 상기 p-형 실리콘 기판을 일정 크기로 절단한 후에 표면에 잔존하는 오염물질을 제거하고, 표면 반사도를 줄이기 위한 표면 텍스쳐를 식각하고, 초순수 물에 세정 건조시키는 제2공정; 세척이 완료된 p-형 실리콘 기판의 일면에 n-형 층을 형성(n-형 도핑)시켜서 태양전지 웨이퍼를 완성하는 제3공정; 상기 제3공정을 수행하는 과정에 형성되는 PSG(Phosphorus Silicate Glass)층을 먼저 제거하고, 나중에 전극분리장치에 의해 n-형 층을 분리(edge isolation)하는 제4a공정; 상기 제4a공정에 의해 완성된 태양전지의 외면에 반사방지막을 형성시키는 제5공정; 상기 태양전지의 후면에 대해 스크린 프린트로 알루미늄(Al)을 증착시킨 후 건조시키는 제6공정; 상기 태양전지의 후면에 증착된 알루미늄 (Al)에 대해 스크린 프린트로 알루미늄 은(AgAl) 전극을 형성시킨 후 건조시키는 제7공정; 상기 태양전지의 전면에 대해 스크린 프린트로 은(Ag)을 증착시킨 후 건조시키는 제8공정;으로 구성되는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법에 있어서,제3공정의 n-형 도핑은 POCL3와 질소, 산소를 함께 공급하여 850℃ 이상의 온도에서 25분간 확산처리하는 것을 특징으로 하는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법.
- p-형 실리콘 기판을 선택하는 제1공정; 상기 p-형 실리콘 기판을 일정 크기로 절단한 후에 표면에 잔존하는 오염물질을 제거하고, 표면 반사도를 줄이기 위한 표면 텍스쳐를 식각하고, 초순수 물에 세정 건조시키는 제2공정; 세척이 완료된 p-형 실리콘 기판의 일면에 n-형 층을 형성(n-형 도핑)시켜서 태양전지 웨이퍼를 완성하는 제3공정; 상기 제3공정을 수행하는 과정에 형성되는 PSG(Phosphorus Silicate Glass)층을 먼저 제거하고, 나중에 전극분리장치에 의해 n-형 층을 분리(edge isolation)하는 제4a공정; 상기 제4a공정에 의해 완성된 태양전지의 외면에 반사방지막을 형성시키는 제5공정; 상기 태양전지의 후면에 대해 스크린 프린트로 알루미늄(Al)을 증착시킨 후 건조시키는 제6공정; 상기 태양전지의 후면에 증착된 알루미늄 (Al)에 대해 스크린 프린트로 알루미늄 은(AgAl) 전극을 형성시킨 후 건조시키는 제7공정; 상기 태양전지의 전면에 대해 스크린 프린트로 은(Ag)을 증착시킨 후 건조시키는 제8공정;으로 구성되는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법에 있어서,상기 제4a공정 대신에 먼저 전극분리장치에 의해 n-형 층을 분리(edge isolation)하고, 나중에 PSG(Phosphorus Silicate Glass)층을 제거하는 제4b공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법.
- p-형 실리콘 기판을 선택하는 제1공정; 상기 p-형 실리콘 기판을 일정 크기로 절단한 후에 표면에 잔존하는 오염물질을 제거하고, 표면 반사도를 줄이기 위한 표면 텍스쳐를 식각하고, 초순수 물에 세정 건조시키는 제2공정; 세척이 완료된 p-형 실리콘 기판의 일면에 n-형 층을 형성(n-형 도핑)시켜서 태양전지 웨이퍼를 완성하는 제3공정; 상기 제3공정을 수행하는 과정에 형성되는 PSG(Phosphorus Silicate Glass)층을 먼저 제거하고, 나중에 전극분리장치에 의해 n-형 층을 분리(edge isolation)하는 제4a공정; 상기 제4a공정에 의해 완성된 태양전지의 외면에 반사방지막을 형성시키는 제5공정; 상기 태양전지의 후면에 대해 스크린 프린트로 알루미늄(Al)을 증착시킨 후 건조시키는 제6공정; 상기 태양전지의 후면에 증착된 알루미늄 (Al)에 대해 스크린 프린트로 알루미늄 은(AgAl) 전극을 형성시킨 후 건조시키는 제7공정; 상기 태양전지의 전면에 대해 스크린 프린트로 은(Ag)을 증착시킨 후 건조시키는 제8공정;으로 구성되는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법에 있어서,상기 반사방지막은 플라즈마 화학증착(PECVD)으로 제조된 실리콘 질화막(SiN)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법.
- p-형 실리콘 기판을 선택하는 제1공정; 상기 p-형 실리콘 기판을 일정 크기로 절단한 후에 표면에 잔존하는 오염물질을 제거하고, 표면 반사도를 줄이기 위한 표면 텍스쳐를 식각하고, 초순수 물에 세정 건조시키는 제2공정; 세척이 완료된 p-형 실리콘 기판의 일면에 n-형 층을 형성(n-형 도핑)시켜서 태양전지 웨이퍼를 완성하는 제3공정; 상기 제3공정을 수행하는 과정에 형성되는 PSG(Phosphorus Silicate Glass)층을 먼저 제거하고, 나중에 전극분리장치에 의해 n-형 층을 분리(edge isolation)하는 제4a공정; 상기 제4a공정에 의해 완성된 태양전지의 외면에 반사방지막을 형성시키는 제5공정; 상기 태양전지의 후면에 대해 스크린 프린트로 알루미늄(Al)을 증착시킨 후 건조시키는 제6공정; 상기 태양전지의 후면에 증착된 알루미늄 (Al)에 대해 스크린 프린트로 알루미늄 은(AgAl) 전극을 형성시킨 후 건조시키는 제7공정; 상기 태양전지의 전면에 대해 스크린 프린트로 은(Ag)을 증착시킨 후 건조시키는 제8공정;으로 구성되는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법에 있어서,상기 반사방지막은 상압화학증착(APCVD)에 의해 제조된 산화티타늄(TiO2) 박막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법.
- p-형 실리콘 기판을 선택하는 제1공정; 상기 p-형 실리콘 기판을 일정 크기로 절단한 후에 표면에 잔존하는 오염물질을 제거하고, 표면 반사도를 줄이기 위한 표면 텍스쳐를 식각하고, 초순수 물에 세정 건조시키는 제2공정; 세척이 완료된 p-형 실리콘 기판의 일면에 n-형 층을 형성(n-형 도핑)시켜서 태양전지 웨이퍼를 완성하는 제3공정; 상기 제3공정을 수행하는 과정에 형성되는 PSG(Phosphorus Silicate Glass)층을 먼저 제거하고, 나중에 전극분리장치에 의해 n-형 층을 분리(edge isolation)하는 제4a공정; 상기 제4a공정에 의해 완성된 태양전지의 외면에 반사방지막을 형성시키는 제5공정; 상기 태양전지의 후면에 대해 스크린 프린트로 알루미늄(Al)을 증착시킨 후 건조시키는 제6공정; 상기 태양전지의 후면에 증착된 알루미늄 (Al)에 대해 스크린 프린트로 알루미늄 은(AgAl) 전극을 형성시킨 후 건조시키는 제7공정; 상기 태양전지의 전면에 대해 스크린 프린트로 은(Ag)을 증착시킨 후 건조시키는 제8공정;으로 구성되는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법에 있어서,상기 제6공정 내지 제8공정의 건조과정은 250℃에서 1차로 건조시킨 후 벨트퍼니스를 사용하여 740℃에서 2 ~ 5분간 열처리하여 2차로 건조시킨 것을 특징으로 하는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법.
- 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전극분리장치는,내측에 태양전지 웨이퍼를 안착시킬 수 있으며, 저면에는 주입된 가스가 균등하게 분배될 수 있도록 메쉬부가 설치된 수용부가 형성되며 음극을 띄는 챔버와;상기 수용부에 연통되게 설치되는 가스주입구와, ;상기 수용부와 연통된 채 수용부 내의 공기를 배출시켜서 진공상태로 만들기 위한 배기구가 내부에 형성되며, 상기 수용부의 상부에 덮혀지되 양극을 띄는 상판과;상기 상판에 연결된 채 플라즈마를 발생시키기 위한 전원을 공급하는 전원공급부와;플라즈마 유기 전원을 방전시키기 위해 상기 챔버의 일측에 설치된 채 지면에 접지되는 접지선과;챔버 내부의 플라즈마를 관찰할 수 있도록 챔버의 일측에 설치되는 감시창을; 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법.
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- 제8항에 있어서,상기 가스는 SF6 와 O2 를 90wt% : 10wt% 혼합시킨 것이며, 주입압력은 100 mtorr, 전력은 100 watt의 초고주파를 인가하여 플라즈마를 발생시키도록 한 것을 특징으로 하는 중공음극 플라즈마로 전극을 분리한 실리콘 태양전지의 제조방법.
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