KR100757797B1 - Manufacture method for rear contact in single crystal solar cell - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법을 제공하기 위한 것으로, P+ 영역과 N+ 영역이 형성된 후면에 컨택 개구부 배열이 있는 후면 실리콘 산화층을 형성하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계 후 마스크를 이용하여 씨드층과 메탈층을 형성하는 제 2 단계를 포함하여 구성함으로서, 실크 스크린 마스크를 사용하여 태양전지의 후면전극을 제조하여 저가의 고효율 태양전지를 구현할 수 있게 되는 것이다.The present invention provides a method for manufacturing a back electrode of a single crystal solar cell, comprising: a first step of forming a back side silicon oxide layer having a contact opening arrangement on a back side where a P + region and an N + region are formed; By including the second step of forming the seed layer and the metal layer by using the mask after the first step, by manufacturing the back electrode of the solar cell using a silk screen mask to implement a low-cost high-efficiency solar cell will be.

태양전지, 단결정, 후면전극, 스크린 인쇄, 마스크 Solar cell, single crystal, back electrode, screen printing, mask

Description

단결정 태양전지의 후면전극 제조방법{Manufacture method for rear contact in single crystal solar cell}Manufacture method for rear contact in single crystal solar cell}

도 1은 일반적인 태양전지의 구조를 보인 개념사시도이다.1 is a conceptual perspective view showing the structure of a typical solar cell.

도 2는 일반적인 단결정 태양전지의 후면을 보인 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing the back of a typical single crystal solar cell.

도 3은 종래 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법을 보인 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a back electrode of a conventional single crystal solar cell.

도 4는 도 3에서 ST1 공정을 보인 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating the process ST1 in FIG. 3.

도 5는 도 3에서 ST2 공정을 보인 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the ST2 process in FIG. 3.

도 6은 도 3에서 ST3 공정을 보인 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view of the ST3 process of FIG. 3.

도 7은 도 3에서 ST4 공정을 보인 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the ST4 process in FIG. 3.

도 8은 도 3에서 ST5 공정을 보인 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the ST5 process in FIG. 3.

도 9는 도 3에서 ST6 공정을 보인 단면도이다.FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the ST6 process in FIG. 3.

도 10은 도 3에서 ST7 공정을 보인 단면도이다.FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the process ST7 in FIG. 3.

도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법을 보인 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a back electrode of a single crystal solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 12는 도 11에서 ST11 공정을 보인 단면도이다.12 is a cross-sectional view illustrating the process ST11 in FIG. 11.

도 13은 도 11에서 ST12 공정을 보인 단면도이다.FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating the process ST12 in FIG. 11.

도 14는 도 11에서 ST13 공정을 보인 단면도이다.FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating the process ST13 shown in FIG. 11.

도 15는 도 11에서 ST14 공정을 보인 단면도이다.FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating the process ST14 illustrated in FIG. 11.

도 16은 도 11에서 ST15 공정을 보인 단면도이다.16 is a cross-sectional view illustrating the process ST15 in FIG. 11.

도 17은 도 11에서 ST16 공정을 보인 단면도이다.17 is a cross-sectional view illustrating the process ST16 in FIG. 11.

도 18은 도 11에서 ST17 공정을 보인 단면도이다.FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating the process ST17 in FIG. 11.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 웨이퍼 12 : P+ 영역10: wafer 12: P + region

14 : 후면 실리콘 산화층 18 : N+ 영역14 backside silicon oxide layer 18 N + region

28 : 도프층 30 : 실리콘 산화층28: dope layer 30: silicon oxide layer

32 : 코팅층 40 : 에칭 레지스트32: coating layer 40: etching resist

42 : 컨택 개구부 배열 44 : 씨드층(3층 씨드 메탈 스택)42: contact opening arrangement 44: seed layer (3-layer seed metal stack)

48 : 플레이팅 레지스트 50 : 메탈층48: plating resist 50: metal layer

51 : 그리드 라인 52 : 메탈층51: grid line 52: metal layer

53 : 그리드 라인 54 : 조직화된 표면53 grid line 54 organized surface

60 : 마스크60 mask

본 발명은 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법에 관한 것으로, 특히 태양전지의 후면에 +, - 전극을 모두 두어 태양전지의 앞면 전체가 수광 면적으로 사용되는 후면전극 태양전지를 실크 스크린 마스크를 사용하여 제조하여 저가의 고효율 태양전지를 구현하기에 적당하도록 한 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a back electrode of a single crystal solar cell, and in particular, a back electrode solar cell using a silk screen mask having both + and-electrodes on the back of the solar cell and the entire front surface of the solar cell is used as a light receiving area. The present invention relates to a method for manufacturing a back electrode of a single crystal solar cell, which is suitable to implement a low cost, high efficiency solar cell.

일반적으로 태양전지는 빛을 전기로 직접 변환시켜주는 전자소자이다. 그래서 태양전지에 비춰진 빛으로 인해 전류와 전압이 생성되고, 그 결과 전력을 얻을 수 있다. 태양전지의 반도체의 재료로서는 실리콘, 갈륨비소, 카드뮴텔루르, 황화카드뮴, 인듐인 또는 이것들을 복합한 것이 있으나, 보통 사용되고 있는 것은 실리콘이다. 실리콘 태양전지는 확산법에 의해 P-N 접합을 형성하지만, 조사된 광양자의 대부분이 접합부 부근에 이르도록 확산 깊이를 갖는다.In general, solar cells are electronic devices that convert light directly into electricity. Thus, light shining on a solar cell generates current and voltage, resulting in power. As a semiconductor material for a solar cell, there are silicon, gallium arsenide, cadmium tellurium, cadmium sulfide, indium phosphorus or a combination thereof, but silicon is commonly used. The silicon solar cell forms a P-N junction by the diffusion method, but has a diffusion depth so that most of the irradiated photons reach near the junction.

도 1은 일반적인 태양전지의 구조를 보인 개념사시도이다.1 is a conceptual perspective view showing the structure of a typical solar cell.

그래서 전형적인 태양전지는 이미터(Emitter)인 N 영역과 베이스(Base)인 P 영역으로 구성되어 있다. 또한 표면에는 보통 빛이 투과할 수 있도록 전극을 총 표면적의 5~15% 사이로 만들고, 후면에는 전 면적에 걸쳐 전극이 형성되어 있다. 또한 표면에는 빛 반사방지용의 산화막이 코팅되어 있다.Thus, a typical solar cell is composed of an emitter N region and a base P region. In addition, the surface is usually between 5-15% of the total surface area to allow light to pass through, and the electrode is formed over the entire area on the back. In addition, an oxide film for preventing light reflection is coated on the surface.

도 2는 일반적인 단결정 태양전지의 후면을 보인 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing the back of a typical single crystal solar cell.

그래서 단결정 태양전지의 후면에는 웨이퍼(10) 상에 P 영역과 N 영역에 각각 연결되는 전극(Contact)인 메탈층(50, 52)이 형성된다. 또한 메탈층(50, 52)은 각각 그리드 패턴(Grid Pattern)이 형성된 그리드 라인(Grid Line)(51, 53)과 연결된다. 또한 단결정 태양전지의 후면에는 조직화된 표면(Textured surface)(54)이 있다.Thus, metal layers 50 and 52, which are electrodes connected to the P and N regions, are formed on the back surface of the single crystal solar cell. In addition, the metal layers 50 and 52 are connected to grid lines 51 and 53 on which grid patterns are formed, respectively. There is also a textured surface 54 at the back of the monocrystalline solar cell.

한편 미국 특허출원 US 2004/0200520은 태양전지의 메탈전극 구조를 위한 제 조방법을 개시하고 있다. 이는 다음의 도 3 내지 도 10을 참조하여 설명한다.Meanwhile, US patent application US 2004/0200520 discloses a manufacturing method for the metal electrode structure of a solar cell. This will be described with reference to the following FIGS. 3 to 10.

도 3은 종래 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법을 보인 흐름도이다. 또한 도 4는 도 3에서 ST1 공정을 보인 단면도이고, 도 5는 도 3에서 ST2 공정을 보인 단면도이며, 도 6은 도 3에서 ST3 공정을 보인 단면도이고, 도 7은 도 3에서 ST4 공정을 보인 단면도이며, 도 8은 도 3에서 ST5 공정을 보인 단면도이고, 도 9는 도 3에서 ST6 공정을 보인 단면도이며, 도 10은 도 3에서 ST7 공정을 보인 단면도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a back electrode of a conventional single crystal solar cell. 4 is a cross-sectional view showing the ST1 process in FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view showing the ST2 process in FIG. 3, FIG. 6 is a cross-sectional view showing the ST3 process in FIG. 3, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing an ST5 process in FIG. 3, FIG. 9 is a cross-sectional view showing an ST6 process in FIG. 3, and FIG. 10 is a cross-sectional view showing an ST7 process in FIG. 3.

이에 도시된 바와 같이, P+ 영역과 N+ 영역이 형성된 후면에 후면 실리콘 산화층(Silicon oxide layer)(14)을 형성하고, 후면에 형성된 상기 후면 실리콘 산화층(14) 상에 패턴화된 에칭 레지스트(Etching resist)(40)를 형성하며, P와 N 영역에 형성된 상기 후면 실리콘 산화층(14)을 화학적으로 에칭하여 컨택 개구부 배열(Contact opening array)(42)을 형성하고, 상기 에칭 레지스트(40)를 제거하는 단계(ST1 ~ ST3)와; 상기 에칭 레지스트(40)의 제거 후 얇은 3층의 씨드 메탈 스택인 씨드층(Seed layer)(44)을 형성하고, 상기 씨드층(44) 상에 패턴화된 플레이팅 레지스트(Plating resist)(48)를 형성하며, 패턴화된 상기 플레이팅 레지스트(48)가 없는 영역에 메탈층(Metal layer)(50)의 두께를 전해 도금 또는 비전해 도금에 의해 증가시키고, 메탈 필름을 에칭하여 상기 플레이팅 레지스트(48)를 제거하고 도금된 전도성 라인 사이의 상기 씨드층(44)을 제거하는 단계(ST4 ~ ST7)를 수행한다.As shown here, a backside silicon oxide layer 14 is formed on the backside where the P + region and the N + region are formed, and a patterned etching resist is formed on the backside silicon oxide layer 14 formed on the backside. To form a contact opening array 42 by chemically etching the backside silicon oxide layer 14 formed in P and N regions, and removing the etching resist 40. Steps ST1 to ST3; After removal of the etching resist 40, a seed layer 44, which is a thin three-layer seed metal stack, is formed and a patterned plating resist 48 is formed on the seed layer 44. ) And increase the thickness of the metal layer 50 by electroplating or electroless plating in the region where the patterned plating resist 48 is absent, and etching the metal film to form the plating. Removing the resist 48 and removing the seed layer 44 between the plated conductive lines (ST4 to ST7) is performed.

이와 같이 구성된 종래기술의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the prior art configured as described above in detail.

먼저 웨이퍼(10)는 도프층(Doped layer)(28), 실리콘 산화층(Silicon oxide layer)(30), 코팅층(Coating layer)(32)이 전면에 있어 반사방지 기능을 수행한다.First, the wafer 10 has a doped layer 28, a silicon oxide layer 30, and a coating layer 32 on the entire surface to perform an antireflection function.

그래서 후면전극을 형성하기 위해서는 도 4에서와 같이, P+ 영역과 N+ 영역이 형성된 후면에 후면 실리콘 산화층(14)을 형성한다(ST1).Thus, in order to form the rear electrode, as shown in FIG. 4, the rear silicon oxide layer 14 is formed on the rear surface where the P + and N + regions are formed (ST1).

그리고 도 5에서와 같이, 후면에 형성된 후면 실리콘 산화층(14) 상에 패턴화된 에칭 레지스트(40)를 형성한다(ST2).5, the patterned etching resist 40 is formed on the backside silicon oxide layer 14 formed on the backside (ST2).

또한 도 6에서와 같이, P와 N 영역에 형성된 후면 실리콘 산화층(14)을 화학적으로 에칭하여 컨택 개구부 배열(42)을 형성하고, 에칭 레지스트(40)를 제거한다(ST3). 그래서 전극이 형성될 부근을 오프닝(Opening)하게 된다.In addition, as shown in FIG. 6, the backside silicon oxide layer 14 formed in the P and N regions is chemically etched to form the contact opening array 42, and the etching resist 40 is removed (ST3). Thus, the area in which the electrode is to be formed is opened.

그리고 도 7에서와 같이, 에칭 레지스트(40)의 제거 후 얇은 3층의 씨드 메탈 스택인 씨드층(44)을 형성한다(ST4). 이는 도금을 하기 위한 씨앗 층으로써, 약 400nm의 얇은 3층의 금속층들로 이루어져 있다. 즉, Al(ohmic 전극)/TiW(또는 Ni, Cr)/Cu로 구성할 수 있다.As shown in FIG. 7, after the etching resist 40 is removed, the seed layer 44, which is a thin three-layer seed metal stack, is formed (ST4). It is a seed layer for plating and consists of three thin metal layers of about 400 nm. That is, it can be comprised by Al (ohmic electrode) / TiW (or Ni, Cr) / Cu.

또한 도 8에서와 같이, 씨드층(44) 상에 패턴화된 플레이팅 레지스트(48)를 형성한다(ST5). 그러면 도금을 할 부근만 남기고, 나머지 부분은 도금이 되지 않도록 하기 위한 레지스트(48)를 패터닝하게 된다.In addition, as shown in FIG. 8, a patterned plating resist 48 is formed on the seed layer 44 (ST5). This leaves the area to be plated, leaving the remaining portion patterned for resist 48 to be plated.

그리고 도 9에서와 같이, 패턴화된 플레이팅 레지스트(48)가 없는 영역에 메탈층(50)의 두께를 전해 도금 또는 비전해 도금에 의해 증가시킨다(ST6). 여기서 플레이팅 레지스트(48)는 도금을 할 부근만 남기고, 나머지 부분은 도금이 되지 않도록 하기 위한 레지스트이며, 메탈층(50)은 전해 또는 무전해의 도금 전극이다.As shown in FIG. 9, the thickness of the metal layer 50 is increased by electroplating or electroless plating in the region without the patterned plating resist 48 (ST6). Here, the plating resist 48 is a resist for leaving only the vicinity to be plated, and the rest of the plating resist, and the metal layer 50 is an electrolytic or electroless plating electrode.

또한 도 10에서와 같이, 메탈 필름을 에칭하여 플레이팅 레지스트(48)를 제거하고, 도금된 전도성 라인 사이의 씨드층(44)을 제거하여 단결정 태양전지의 후면전극을 제조하게 된다(ST7).In addition, as shown in FIG. 10, the metal film is etched to remove the plating resist 48, and the seed layer 44 between the plated conductive lines is removed to manufacture the back electrode of the single crystal solar cell (ST7).

이와 같이 종래기술에서는, 전극이 형성될 부근을 국부적으로 오프닝(Opening)한다. 즉, 양극과 음극에 동시에 도금을 위한 씨드(seed) 금속을 증착한다. 또한 도금을 하기 전에 국부적으로 도금을 하기 위해서 도금방지막을 사용한다. 또한 도금 후 도금방지막과 양극과 음극 전극 사이의 씨드 금속을 선택적으로 제거한다.As described above, in the prior art, the area in which the electrode is to be formed is locally opened. That is, seed metal for plating is deposited on the anode and the cathode at the same time. In addition, a plating prevention film is used for local plating before plating. In addition, after plating, the seed metal between the anti-plating layer and the positive electrode and the negative electrode is selectively removed.

그러나 이러한 종래기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.However, this prior art had the following problems.

즉, 종래기술에서는 사진 식각(Etching) 공정을 이용하기 때문에 제조공정이 복잡한 문제점이 있었다. 그리고 종래기술에서는 사진 식각 및 레이저 공법을 이용하기 때문에 실제 제조공정이 40 공정 이상이 소요되어 제조공정이 복잡하고, 고비용이 소요되는 한계가 있었다.That is, in the prior art, a photolithography process is used, and thus, the manufacturing process is complicated. In the prior art, since the photolithography and the laser method are used, the actual manufacturing process requires more than 40 processes, which leads to a complicated manufacturing process and high cost.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 실크 스크린 마스크를 사용하여 태양전지의 후면전극을 제조하여 저가의 고효율 태양전지를 구현할 수 있는 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above conventional problems, and an object of the present invention is to manufacture a back electrode of a solar cell using a silk screen mask to realize a low-cost, high efficiency solar cell. To provide a method for manufacturing a back electrode of the.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법은,In order to achieve the above object, a method of manufacturing a back electrode of a single crystal solar cell according to an embodiment of the present invention,

P+ 영역과 N+ 영역이 형성된 웨이퍼의 후면에 컨택 개구부 배열이 있는 후면 실리콘 산화층을 형성하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계 후 마스크를 이용하여 P+ 영역과 N+ 영역 상에 씨드층과 메탈층을 형성하는 제 2 단계를 포함하여 수행함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.A first step of forming a backside silicon oxide layer having an array of contact openings on the backside of the wafer on which the P + and N + regions are formed; And a second step of forming a seed layer and a metal layer on the P + region and the N + region using the mask after the first step.

이하, 상기와 같은 본 발명, 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention as described above, the technical idea of the method for manufacturing a back electrode of a single crystal solar cell with reference to the drawings as follows.

도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법을 보인 흐름도이다. 또한 도 12는 도 11에서 ST11 공정을 보인 단면도이고, 도 13은 도 11에서 ST12 공정을 보인 단면도이며, 도 14는 도 11에서 ST13 공정을 보인 단면도이고, 도 15는 도 11에서 ST14 공정을 보인 단면도이며, 도 16은 도 11에서 ST15 공정을 보인 단면도이고, 도 17은 도 11에서 ST16 공정을 보인 단면도이며, 도 18은 도 11에서 ST17 공정을 보인 단면도이다.11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a back electrode of a single crystal solar cell according to an embodiment of the present invention. FIG. 12 is a cross-sectional view showing an ST11 process in FIG. 11, FIG. 13 is a cross-sectional view showing an ST12 process in FIG. 11, FIG. 14 is a cross-sectional view showing an ST13 process in FIG. 11, and FIG. 15 shows a ST14 process in FIG. 11. It is sectional drawing, FIG. 16 is sectional drawing which shows ST15 process in FIG. 11, FIG. 17 is sectional drawing which shows ST16 process in FIG. 11, and FIG. 18 is sectional drawing which shows ST17 process in FIG.

이에 도시된 바와 같이, P+ 영역과 N+ 영역이 형성된 웨이퍼의 후면에 컨택 개구부 배열(42)이 있는 후면 실리콘 산화층(14)을 형성하는 제 1 단계(ST11 ~ ST13)와; 상기 제 1 단계 후 마스크(60)를 이용하여 P+ 영역과 N+ 영역 상에 씨드층(44)과 메탈층(50)을 형성하는 제 2 단계(ST14 ~ ST17)를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.As shown therein, a first step (ST11 to ST13) of forming a backside silicon oxide layer 14 having a contact opening array 42 on a backside of a wafer on which P + and N + regions are formed; And a second step (ST14 to ST17) of forming the seed layer 44 and the metal layer 50 on the P + region and the N + region by using the mask 60 after the first step. .

상기 제 2 단계에서 상기 마스크(60)는, 패턴화된 마스크인 것을 특징으로 한다.In the second step, the mask 60 is characterized in that the patterned mask.

상기 제 2 단계는, 스크린 인쇄를 이용하여 상기 마스크(60)를 상기 후면 실 리콘 산화층(14)에 형성하는 것을 특징으로 한다.In the second step, the mask 60 is formed on the back silicon oxide layer 14 using screen printing.

상기 제 1 단계는, P+ 영역과 N+ 영역이 형성된 단결정 태양전지의 후면에 후면 실리콘 산화층(14)을 형성하는 제 11 단계(ST11)와; 상기 제 11 단계 후 상기 후면 실리콘 산화층(14) 상에 패턴화된 에칭 레지스트(40)를 형성하는 제 12 단계(ST12)와; 상기 제 12 단계 후 P+ 영역과 N+ 영역 상에 컨택 개구부 배열(42)을 형성하고, 상기 에칭 레지스트(40)를 제거하는 제 13 단계(ST13)를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.The first step includes: an eleventh step (ST11) of forming a backside silicon oxide layer (14) on a rear surface of a single crystal solar cell having a P + region and an N + region; A twelfth step ST12 of forming a patterned etching resist 40 on the backside silicon oxide layer 14 after the eleventh step; And a thirteenth step ST13 of forming a contact opening array 42 on the P + region and the N + region and removing the etching resist 40 after the twelfth step.

상기 제 2 단계는, 상기 제 1 단계 후 패턴화된 상기 마스크(60)를 상기 후면 실리콘 산화층(14)에 형성하는 제 14 단계(ST14)와; 상기 제 14 단계 후 패턴화된 상기 마스크(60)를 이용하여 씨드층(44)을 형성하는 제 15 단계(ST15)와; 상기 제 15 단계 후 패턴화된 상기 마스크(60)를 이용하여 상기 메탈층(50)을 형성하기 위한 도금을 수행하는 제 16 단계(ST16)와; 상기 제 16 단계 후 패턴화된 상기 마스크(60)를 제거하는 제 17 단계(ST17)를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.The second step may include a fourteenth step (ST14) of forming the mask 60 patterned after the first step in the backside silicon oxide layer 14; A fifteenth step ST15 of forming a seed layer 44 by using the mask 60 patterned after the fourteenth step; A sixteenth step ST16 of performing plating for forming the metal layer 50 using the masked pattern 60 after the fifteenth step; And a seventeenth step ST17 of removing the patterned mask 60 after the sixteenth step.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, the operation of the method for manufacturing a back electrode of a single crystal solar cell according to the present invention configured as described above is as follows.

먼저 본 발명은 후면전극 태양전지를 실크 스크린 마스크를 사용하여 제조하여 저가의 고효율 태양전지를 구현하고자 한 것이다.First, the present invention is to manufacture a back electrode solar cell using a silk screen mask to implement a low-cost high efficiency solar cell.

후면전극 태양전지는 사진 식각에 의한 후면전극 형성방법과 레이저를 이용하여 홀을 뚫은 후 전면의 전극을 후면으로 끌어내는 공정으로 대표된다. 이 두 공정 모두 변환효율의 증대를 위해서 전면의 수광 면적을 넓게 하는 효과를 가지고 있어 기존의 양면 태양전지에 비해 작게는 5%에서 크게는 7%까지의 변환효율 증대를 꾀할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 변환효율 증대에도 불구하고 실질적인 상용화 부분에서 어려움을 갖는 것은 제조공정이 일반 양면전극 태양전지에 비해 복잡하며, 제조 비용 또한 고비용이 소요되기 때문에 이를 대체하는 제조공정 개발이 필요하다.The back electrode solar cell is represented by a method of forming a back electrode by photolithography and a process of drawing a front electrode to a back side after drilling a hole using a laser. Both of these processes have the effect of widening the light receiving area of the front side to increase the conversion efficiency, which has the advantage of increasing the conversion efficiency from 5% to 7% as compared to the conventional double-sided solar cell. . However, despite the increase in conversion efficiency, the difficulty in practical commercialization is that the manufacturing process is complicated compared to general double-sided electrode solar cells, and manufacturing cost also requires high development cost, and thus, a manufacturing process development is required.

이에 본 발명에서는 사진 식각 또는 레이저를 이용한 공정이 아닌 양면전극 형성 시에 사용하는 확산 공정을 이용하는 기술로 MCLT(Minority Carrier Life Time)가 비교적 긴 N형(N-type) (100) 단결정 실리콘(Si) 기판을 사용한다. 이러한 N형 기판은 P형(P-type) 기판에 비해 MCLT 값이 100배 이상 높다. 또한 기존의 양면 태양전지 전극형성에 사용되는 실크 스크린 공법을 사용하여 일부 고정의 사진식각 공정을 대체 함으로써 태양전지 제조공정을 간소화한다.Therefore, in the present invention, a technique using a diffusion process used for forming a double-sided electrode rather than a photolithography or a laser process, has an N-type (100) single crystal silicon (N-type) having a relatively long MCLT (Minority Carrier Life Time). A substrate is used. Such an N-type substrate has a MCLT value 100 times higher than that of a P-type substrate. In addition, by using the silk screen method used to form the conventional double-sided solar cell electrode, the solar cell manufacturing process is simplified by replacing some fixed photolithography process.

그래서 제 1 단계에서는 P+ 영역과 N+ 영역이 형성된 후면에 컨택 개구부 배열(42)이 있는 후면 실리콘 산화층(14)을 형성한다.Therefore, in the first step, the backside silicon oxide layer 14 having the contact opening array 42 is formed on the backside where the P + region and the N + region are formed.

이를 위해 먼저 도 12에서와 같이, P+ 영역과 N+ 영역이 형성된 단결정 태양전지의 후면에 후면 실리콘 산화층(14)을 형성한다(ST11). 이때 웨이퍼(10)의 전면은 도프층(28)을 형성하고, 실리콘 산화층(30)을 형성하며, 코팅층(32)을 형성한다. 그리고 도프층(28)은 N 영역으로 도핑(Doping)할 수 있다. 또한 실리콘 산화층(30)은 SiO2로 구성할 수 있다. 또한 코팅층(32)은 SiNx 또는 TiO2 등으로 구성할 수 있다.To this end, as shown in FIG. 12, the backside silicon oxide layer 14 is formed on the rear surface of the single crystal solar cell in which the P + region and the N + region are formed (ST11). In this case, the front surface of the wafer 10 forms the dope layer 28, the silicon oxide layer 30, and the coating layer 32. In addition, the doped layer 28 may be doped into the N region. In addition, the silicon oxide layer 30 may be composed of SiO 2 . In addition, the coating layer 32 may be made of SiNx or TiO 2 .

또한 도 13에서와 같이, 후면 실리콘 산화층(14) 상에 패턴화된 에칭 레지스트(40)를 형성한다(ST12).In addition, as shown in FIG. 13, a patterned etching resist 40 is formed on the backside silicon oxide layer 14 (ST12).

또한 도 14에서와 같이, 상기 P+ 영역과 N+ 영역 상에 컨택 개구부 배열(42)을 형성하고, 에칭 레지스트(40)를 제거한다(ST13). 이를 통해 전극이 형성될 부근을 오프닝(Opening) 하게 된다.In addition, as shown in FIG. 14, the contact opening array 42 is formed on the P + region and the N + region, and the etching resist 40 is removed (ST13). This opens the vicinity of the electrode to be formed (Opening).

한편 제 2 단계에서는 마스크(60)를 이용하여 씨드층(44)과 메탈층(50)을 형성하게 된다. 이때 마스크(60)는 패턴화된 마스크를 사용한다. 또한 스크린 인쇄를 이용하여 마스크(60)를 후면 실리콘 산화층(14)에 형성한다.In the second step, the seed layer 44 and the metal layer 50 are formed using the mask 60. At this time, the mask 60 uses a patterned mask. Mask 60 is also formed on the backside silicon oxide layer 14 using screen printing.

여기서 스크린 인쇄란 스테인리스 망사에 유제로 개구부가 형성된 스크린 마스크를 이용하여 페이스트(Paste)를 스퀴즈(Squeeze)로 문질러 기판 표면에 패턴을 형성하는 방법이다. 그래서 스크린 인쇄시 페이스트와 스크린 마스크, 그리고 인쇄기의 특성이 중요한 요인으로 작용한다. 페이스트는 높은 형상 유지성과 양호한 판 분리성이 필요하며, 스크린 마스크는 초기 정밀도를 유지하는 것은 물론 여러 번의 인쇄 후 웨이퍼(10)의 신장이 발생하지 않고, 초기 치수를 유지시킬 수 있도록 한다.Here, screen printing is a method of forming a pattern on the surface of a substrate by rubbing a paste with a squeeze using a screen mask having an opening formed by an oil in a stainless steel mesh. Therefore, the characteristics of paste, screen mask, and printing machine are important factors in screen printing. The paste requires high shape retention and good plate separation, and the screen mask not only maintains the initial precision but also allows the wafer 10 to maintain its initial dimensions after several prints.

그래서 도 15에서와 같이, 패턴화된 마스크(60)를 후면 실리콘 산화층(14)에 형성한다(ST14). 이는 스크린 인쇄를 사용하여 수행한다. 즉, 페이스트는 스퀴즈와 스크린 기판이 접촉하는 위치에서 스퀴즈의 이동으로 유동하게 되는 데, 스퀴즈 각 면에서 수직 방향으로 힘을 받아 이 압력이 앞으로 전달된다. 압력을 받은 페이스트는 스크린 망사의 개구부를 통해 기판에 도달하며, 유제로 둘러 쌓였던 공간에서 는 페이스트가 충전된다. 공간에 페이스트가 충전되면 그 후의 압력을 받았던 페이스트는 반작용으로 위쪽으로 흐르고, 스퀴즈 면을 타고 전방으로 회전한다. 이러한 페이스트의 롤링에 의해 패턴화된 마스크(60)를 후면 실리콘 산화층(14)에 형성하게 된다. 기판 위에 형성된 페이스트는 건조와 소결과정을 거쳐 원하는 특성을 얻을 수 있게 된다.Thus, as shown in FIG. 15, a patterned mask 60 is formed on the backside silicon oxide layer 14 (ST14). This is done using screen printing. In other words, the paste is caused to flow in the movement of the squeeze at the position where the squeeze and the screen substrate are in contact, the pressure is transmitted in the vertical direction on each side of the squeeze. The pressured paste reaches the substrate through the openings of the screen mesh, and the paste is filled in the space enclosed with the emulsion. When the paste is filled into the space, the paste under pressure then flows upward in reaction and rotates forward on the squeeze side. The patterned mask 60 is formed in the backside silicon oxide layer 14 by the rolling of this paste. The paste formed on the substrate may be dried and sintered to obtain desired properties.

또한 도 16에서와 같이, 패턴화된 마스크(60)를 이용하여 P+ 영역과 N+ 영역 상에 씨드층(44)을 형성한다.In addition, as shown in FIG. 16, the seed layer 44 is formed on the P + region and the N + region by using the patterned mask 60.

그리고 도 17에서와 같이, 패턴화된 마스크(60)를 이용하여 상기 씨드층(44) 상에 메탈층(50)을 형성하기 위한 도금을 수행한다.As shown in FIG. 17, plating is performed to form the metal layer 50 on the seed layer 44 using the patterned mask 60.

또한 도 18에서와 같이, 패턴화된 상기 마스크(60)를 제거하여 단결정 태양전지의 후면전극을 제조하게 된다(ST17).In addition, as illustrated in FIG. 18, the patterned mask 60 is removed to manufacture the back electrode of the single crystal solar cell (ST17).

이처럼 본 발명은 후면전극 태양전지를 실크 스크린 마스크를 사용하여 제조하여 저가의 고효율 태양전지를 구현하게 되는 것이다.As such, the present invention is to manufacture a back electrode solar cell using a silk screen mask to implement a low-cost, high efficiency solar cell.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.Although the above has been described as being limited to the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited thereto and various changes, modifications, and equivalents may be used. Therefore, the present invention can be applied by appropriately modifying the above embodiments, it will be obvious that such application also belongs to the scope of the present invention based on the technical idea described in the claims below.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 단결정 태양전지의 후면전극 제 조방법은 후면전극 태양전지를 실크 스크린 마스크를 사용하여 제조하여 저가의 고효율 태양전지를 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, the method of manufacturing a back electrode of a single crystal solar cell according to the present invention has the effect of realizing a low cost high efficiency solar cell by manufacturing the back electrode solar cell using a silk screen mask.

Claims (5)

P+ 영역과 N+ 영역이 형성된 웨이퍼의 후면에 컨택 개구부 배열이 있는 후면 실리콘 산화층을 형성하는 제 1 단계와;A first step of forming a backside silicon oxide layer having an array of contact openings on the backside of the wafer on which the P + and N + regions are formed; 상기 제 1 단계 후 마스크를 이용하여 P+ 영역과 N+ 영역 상에 씨드층과 메탈층을 순차적으로 형성하는 제 2 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법.And a second step of sequentially forming a seed layer and a metal layer on the P + region and the N + region by using a mask after the first step. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 단계에서 상기 마스크는,The method of claim 1, wherein the mask in the second step, 패턴화된 마스크인 것을 특징으로 하는 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법.A back electrode manufacturing method of a single crystal solar cell, characterized in that the patterned mask. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 단계는,The method of claim 1, wherein the second step, 스크린 인쇄를 이용하여 상기 마스크를 상기 후면 실리콘 산화층에 형성하는 것을 특징으로 하는 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법.And forming the mask on the backside silicon oxide layer by using screen printing. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 단계는,The method according to claim 1, wherein the first step, P+ 영역과 N+ 영역이 형성된 단결정 태양전지의 후면에 후면 실리콘 산화층을 형성하는 제 11 단계와;An eleventh step of forming a backside silicon oxide layer on a backside of a single crystal solar cell having a P + region and an N + region formed thereon; 상기 제 11 단계 후 상기 후면 실리콘 산화층 상에 패턴화된 에칭 레지스트를 형성하는 제 12 단계와;A twelfth step of forming a patterned etching resist on the backside silicon oxide layer after the eleventh step; 상기 제 12 단계 후 P+ 영역과 N+ 영역 상에 컨택 개구부 배열을 형성하고, 상기 에칭 레지스트를 제거하는 제 13 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법.And forming a contact opening array on the P + region and the N + region after the twelfth step, and removing the etching resist. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 단계는,The method of claim 1, wherein the second step, 상기 제 1 단계 후 패턴화된 상기 마스크를 상기 후면 실리콘 산화층에 형성하는 제 14 단계와;Forming a patterned mask on the backside silicon oxide layer after the first step; 상기 제 14 단계 후 패턴화된 상기 마스크를 이용하여 씨드층을 형성하는 제 15 단계와;A fifteenth step of forming a seed layer using the patterned mask after the fourteenth step; 상기 제 15 단계 후 패턴화된 상기 마스크를 이용하여 상기 메탈층을 형성하기 위한 도금을 수행하는 제 16 단계와;A sixteenth step of performing plating for forming the metal layer using the patterned mask after the fifteenth step; 상기 제 16 단계 후 패턴화된 상기 마스크를 제거하는 제 17 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 단결정 태양전지의 후면전극 제조방법.And a seventeenth step of removing the patterned mask after the sixteenth step.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101027829B1 (en) 2010-01-18 2011-04-07 현대중공업 주식회사 Method for fabricating back contact solar cell
KR101093114B1 (en) 2009-07-16 2011-12-13 주식회사 효성 Back junction solar cells
KR101141219B1 (en) * 2010-05-11 2012-05-04 엘지전자 주식회사 Solar cell and method for manufacturing the same
US8525018B2 (en) 2009-09-07 2013-09-03 Lg Electronics Inc. Solar cell
US9064999B2 (en) 2009-09-07 2015-06-23 Lg Electronics Inc. Solar cell and method for manufacturing the same

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7951637B2 (en) 2008-08-27 2011-05-31 Applied Materials, Inc. Back contact solar cells using printed dielectric barrier
KR101122048B1 (en) * 2009-03-02 2012-03-12 엘지전자 주식회사 Solar cell and method for manufacturing the same
KR101113486B1 (en) * 2009-12-23 2012-02-29 주식회사 효성 Method for manufacturing a Back junction solar cells
CN103474516A (en) * 2013-10-09 2013-12-25 山东力诺太阳能电力股份有限公司 Manufacturing method for N-type double-faced solar battery

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050087253A (en) * 2004-02-26 2005-08-31 삼성에스디아이 주식회사 Solar cell using layer transfer process and fabrication method thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050087253A (en) * 2004-02-26 2005-08-31 삼성에스디아이 주식회사 Solar cell using layer transfer process and fabrication method thereof

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101093114B1 (en) 2009-07-16 2011-12-13 주식회사 효성 Back junction solar cells
US8525018B2 (en) 2009-09-07 2013-09-03 Lg Electronics Inc. Solar cell
US9064999B2 (en) 2009-09-07 2015-06-23 Lg Electronics Inc. Solar cell and method for manufacturing the same
US9508875B2 (en) 2009-09-07 2016-11-29 Lg Electronics Inc. Solar cell and method for manufacturing the same
USRE46515E1 (en) 2009-09-07 2017-08-15 Lg Electronics Inc. Solar cell
USRE47484E1 (en) 2009-09-07 2019-07-02 Lg Electronics Inc. Solar cell
KR101027829B1 (en) 2010-01-18 2011-04-07 현대중공업 주식회사 Method for fabricating back contact solar cell
US8461011B2 (en) 2010-01-18 2013-06-11 Hyundai Heavy Industries Co., Ltd. Method for fabricating a back contact solar cell
KR101141219B1 (en) * 2010-05-11 2012-05-04 엘지전자 주식회사 Solar cell and method for manufacturing the same

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