KR100965600B1 - 실리콘 태양전지와 그의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents
실리콘 태양전지와 그의 제조방법 및 제조장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100965600B1 KR100965600B1 KR1020080032774A KR20080032774A KR100965600B1 KR 100965600 B1 KR100965600 B1 KR 100965600B1 KR 1020080032774 A KR1020080032774 A KR 1020080032774A KR 20080032774 A KR20080032774 A KR 20080032774A KR 100965600 B1 KR100965600 B1 KR 100965600B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- silicon wafer
- region
- impurity
- electrode
- solar cell
- Prior art date
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 78
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 78
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 81
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 7
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000000313 electron-beam-induced deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 선택적 에미터가 형성된 실리콘 태양전지, 그리고 이를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 우선 상이한 두께 패턴을 갖는 스크린 마스크가 제공된다. 상기 스크린 마스크는 상기 실리콘 웨이퍼에서 전극이 형성되는 위치와 전극이 미형성되는 위치의 두께가 서로 다르게 형성된 구조를 갖는다. 이러한 스크린 마스크를 이용하여 실리콘 웨이퍼의 전면부에 불순물 페이스트(dopant paste)를 스크린 프린팅한다. 그러면 상기 실리콘 웨이퍼 전면부에 인쇄된 불순물 페이스트의 두께가 상기 스크린 마스크의 두께에 따라 서로 상이하게 형성되는데, 이 상태에서 상기 실리콘 웨이퍼에 대해 800 ~ 900℃ 온도에서 5~10분 동안 급속 열처리 공정을 수행한다. 상기 급속 열처리 공정이 수행되면, 상기 불순물 페이스트의 두께에 따라 상기 실리콘 웨이퍼상에는 저농도의 불순물 영역과 고농도의 불순물 영역이 동시에 형성되게 된다. 이와 같은 본 발명에 따르면, 실리콘 웨이퍼 전면부에 선택적 에미터를 간단하면서도 빠르게 형성할 수 있고, 공정시간을 단축할 수 있어 저비용 및 대량생산이 가능하고, 높은 효율을 갖는 태양전지를 제공하는 이점이 있다.
태양전지, 스크린 마스크, 선택적 에미터, 스크린 프린팅, 급속 열처리
Description
본 발명은 태양전지에 관한 것으로서, 특히 실리콘 웨이퍼의 전면부에 선택적 에미터가 형성되는 실리콘 태양전지와 그의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.
태양전지의 대표적인 예가 실리콘 태양전지이다.
상기 실리콘 태양전지는 Si 기재의 전면에 n형 반도체 층과 후면에 p형 반도체 층을 각각 형성하여 제조된다. 전면의 n형 반도체 층은 에미터로 작용하며, 조사되는 빛의 반사를 최소화시키기 위하여 실리콘 질화막 또는 산화막의 반사방지층을 도포한 후 전극을 배선한다.
상기 전면전극의 배선은 일반적으로 금속 페이스트를 스크린 프린팅함으로써 달성되는데, 이 경우 실리콘 표면과 전면전극과의 접촉 저항이 높다는 문제점을 가지고 있다.
따라서 실리콘 웨이퍼의 표면과 전면전극의 접촉저항을 낮추기 위하여 Si 기재의 전면에 고농도의 에미터를 형성한 후 전면전극을 배선하는 방법이 채택되고 있다.
그러나 상기 고농도의 에미터가 전면전극이 위치하지 않는 부위까지 형성되는 경우, 표면에 존재하는 고농도의 불순물들이 실리콘내에 과잉으로 존재함으로써 응집물이 형성되고, 이로 인해 전하의 수명이 감소되어 태양전지의 작동효율이 저하되는 문제점이 야기된다.
이에 태양전지에서 전면전극이 배선되는 부위를 상대적으로 고농도의 에미터로 형성하는 방법이 제안되었다. 이 방법은 고농도의 에미터를 일부만 형성하는 것으로 주로 선택적 에미터(selective emitter)로 칭하고 있다.
상기와 같은 선택적 에미터 제조방법이 형성되는 예로, 대한민국특허공개번호 10-2007-0106818호(실리콘 태양전지의 선택적 에미터의 제조방법, 이하 '선행기술'이라 칭함)가 있다.
상기 선행기술은 다수의 공정과 많은 재료를 사용하는 포토리쏘그래피(photolithography) 공정을 사용하지 않고도 실리콘 웨이퍼의 전면부에 패턴화된 실리콘 산화막을 손쉽게 형성하여, 상기 패턴화된 실리콘 산화막을 통해 고농도와 저농도 불순물 영역을 단 1회의 불순물 주입 과정을 통해 형성하고 있다.
이를 도1를 참조하여 그 공정을 간략하게 살펴보기로 한다.
도1의 (a)에서는 실리콘 웨이퍼(1)의 전면부에 쉐도우 마스크(3)를 위치시킨 상태에서 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition), 스퍼터 증착(Sputter Deposition) 또는 전자빔 증착(Electron Beam Evaporation) 공정을 수행하여 패턴 화된 실리콘 산화막(2)을 형성한다.
그런 다음 (b)에서는 쉐도우 마스크(3)를 제거하면 패턴화된 실리콘 산화막(2)이 형성되는 실리콘 웨이퍼(1)가 얻어지며, 여기에 n형 불순물을 열확산법에 의해 주입한다. 그러면 불순물은 실리콘 산화막(2)이 도포되어 있지 않는 부위에는 고농도를 가진 깊은 불순물 영역(4)을 형성하고, 실리콘 산화막(2)이 도포되어 있는 부위에서는 불순물이 실리콘 산화막(2)을 부분적으로 투과함으로써 저농도를 가진 얕은 불순물 영역(5)이 형성된다.
도1의 (c)에서는, 상기 불순물 주입 완료 후, 실리콘 산화막(2)을 에칭하여 제거하면, 고농도 불순물 영역(4)과 저농도 불순물 영역(5)이 형성되는 실리콘 웨이퍼(1)의 전면부가 노출된 것을 나타내고 있다. 그리고 금속 페이스트를 스크린 프린팅한 후 열처리하면 그에 대응하는 패턴화된 전면전극이 형성된다.
이와 같은 공정을 통해, 불순물 주입 공정을 단 1회만 수행하는 방법으로 선택적 에미터가 형성된 태양전지를 제조할 수 있다.
하지만, 상기한 선택적 에미터 형성 방법에 의해 태양전지를 제조하는 경우, 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 선택적 에미터를 형성하기 위해 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition), 스퍼터 증착(Sputter Deposition) 또는 전자빔 증착(Electron Beam Evaporation) 공정을 수행하게 되는데, 이때 화학기상증착, 스퍼터 증착, 전자빔 증착을 위한 장비가 사용되고 있다. 그런데 상기 장비들은 상대적으로 고가의 장비이기 때문에, 태양전지의 제조단가를 상승시키는 요인이 된다.
또 상기 장비들은 진공 장비들로서 태양전지를 대량으로 생산하는데에도 한계가 있다.
또 실리콘 웨이퍼(1)의 전면부에 쉐도우 마스크(3)를 위치시킨 상태에서 실리콘 산화막(2)를 형성시키고 있어, 실리콘 산화막의 형성 공정시에 쉐도우 마스크(3)가 상기 실리콘 웨이퍼(1)의 표면에 직접 접촉하기 때문에, 쉐도우 마스크에 의한 실리콘 웨이퍼(1)가 오염되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실리콘 웨이퍼 전면부에 보다 간단한 방법에 의해 선택적 에미터를 형성하도록 한 실리콘 태양전지의 제조방법 및 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상대적으로 가격이 싸고 대량생산이 가능한 실리콘 태양전지를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 상이한 두께 패턴을 갖는 스크린 마스크를 이용하여 실리콘 웨이퍼의 전면부에 불순물 페이스트(dopant paste)의 두께가 다르게 스크린 프린팅되는 단계; 그리고, 상기 불순물 페이스트가 형성된 상태에서 상기 실리콘 웨이퍼에 대해 급속 열처리 공정이 수행되면, 상기 불순물 페이스트의 두께에 따라 상기 실리콘 웨이퍼상에 저농도의 불순물 영역과 고농도의 불순물 영역이 동시에 형성되는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 실리콘 웨이퍼의 전면부에서 전극이 형성되는 부위는 고농도 불순물 에미터 영역이 형성되고, 상기 전극이 미형성되는 부위는 저농도 불순물 에미터 영역이 형성된다.
상기 고농도 불순물 에미터 영역에 인쇄된 불순물 페이스트는 상기 저농도의 불순물 에미터 영역에 형성된 불순물 페이스트보다 두께가 상대적으로 더 두껍게 형성된다.
상기 고농도 불순물 영역은 대략 10~40Ω/㎠의 면저항을 가지고, 저농도 불순물 영역은 대략 70~200Ω/㎠의 면저항을 갖는다.
상기 급속 열처리 공정은 800 ~ 900℃ 온도에서 5~10분 동안 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 실리콘 웨이퍼에 불순물 페이스트를 인쇄하는 스크린 프린팅 기기와, 상기 불순물 페이스트 인쇄된 실리콘 웨이퍼에 대해 급속 열처리 공정을 수행하는 급속 열처리 기기와, 상기 불순물 페이스트를 인쇄할 때 상기 실리콘 웨이퍼의 전극 형성 부위 및 전극 미형성 부위에 대해 그 불순물 페이스트의 두께가 다르게 인쇄되도록, 두께가 상이하게 형성된 스크린 마스크를 포함하여 구성된다.
상기 실리콘 웨이퍼는 p형 불순물이 도핑된 실리콘 웨이퍼인 것이 바람직하다.
상기 실리콘 웨이퍼는 전극이 형성되는 부위는 고농도 불순물 에미터 영역이 형성되고, 전극이 미형성되는 부위는 저농도 불순물 에미터 영역이 형성되며, 상기 고농도 불순물 에미터 영역은 상기 저농도 불순물 에미터 영역보다 불순물 페이스트가 더 두껍게 인쇄되게 된다.
상기 스크린 마스크는, 상기 실리콘 웨이퍼와 대향되어, 상기 고농도 불순물 에미터 영역이 형성되는 부위는 상기 저농도 불순물 에미터 영역이 형성되는 부위보다 상대적으로 두꺼운 캐퍼러리(capilary) 필름으로 건조, 노광, 현상되어 제작된다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 실리콘 태양전지와 그의 제조방법 및 제조장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
먼저, 종래 노광 마스크, 감광성 물질, 감광막 식각액 등을 사용하는 포토리쏘그래피 공정 또는 실리콘 웨이퍼의 전면부에 진공장비를 이용하여 패턴화된 실리콘 산화막 형성 공정을 이용하지 않고, 스크린 마스크를 이용하여 실리콘 웨이퍼 전면부에 두께가 서로 다른 불순물 페이스트를 인쇄할 수 있어 고농도, 저농도의 불순물 영역 즉 선택적 에미터를 빠르게 형성할 수 있다.
또 스크린 프린팅 기기와 급속 열처리 기기를 이용하여 1회 스크린 인쇄와 1회 급속 열처리로 선택적 에미터를 형성할 수 있어, 공정시간이 단축되고 대량생산이 가능해지는 효과가 있다.
또 종래 상대적으로 고가인 증착 장비 및 진공장비를 사용하지 않아도 되기 때문에 태양전지의 제조단가를 낮출 수 있어 가격 경쟁력이 향상된다.
또 불순물 페이스트를 스크린 인쇄함으로써 종래 쉐도우 마스크가 실리콘 웨이퍼의 표면에 접촉되어 야기되는 오염 문제를 해결할 수 있게 되어 효율이 높은 실리콘 태양전지를 제조할 수 있다.
이하 본 발명에 의한실리콘 태양전지와 그의 제조방법 및 제조장치를 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시 예를 참조하여 상세하게 설명한다.
도2에는 본 발명에서 사용될 수 있는 스크린 마스크의 구조도가 도시되어 있고, 도3에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 실리콘 태양전지의 선택적 에미터를 제조하는 일련의 과정을 보인 모식도가 도시되어 있다.
먼저, 도2를 참조하여 스크린 마스크의 구조를 설명한다.
스크린 마스크(100)는, 스크린 프린팅(screen printing) 기기에서 실리콘 웨이퍼 상측에 장착되고, 실리콘 웨이퍼의 전면부에 불순물 페이스트(dopant paste)를 인쇄하기 위해 실리콘 웨이퍼의 면적과 동일하거나 약간 커야 한다.
일반적으로 스크린 마스크는 스크린 마스크 프레임(frame), 스테인리스 스틸 와이어 메쉬(stainless steel wire mesh) 층과 감광성 에멀젼(light-sensitive emulsion)층으로 구성되어진다. 감광성 에멀젼은 인쇄될 패턴을 형성할 뿐만 아니라, 아래의 수식에서 알 수 있듯이, 불순물 페이스트의 두께에도 상당한 영향을 준다.
"인쇄된 불순물 페이스트 두께
= (메쉬층 두께 * 메쉬 오픈 비율) + 에멀젼 층 두께"
상기 감광성 에멀젼 층의 두께가 두꺼울수록 인쇄시 에멀젼 층에 충전되는 불순물 페이스트의 양이 많아서 두껍게 인쇄된다. 반대로, 감광성 에멀젼 층의 두께가 얇을수록 인쇄시 에멀젼 층에 충전되는 불순물 페이스트의 양이 적어서, 얇게 인쇄된다.
상기 스크린 마스크(100)는 실리콘 웨이퍼에 형성되는 전극 위치에 따라 상 이한 두께를 갖도록 하기 위해서 상기 감광성 에멀젼으로, 두께와 모양이 서로 틀린 캐피러리 필름(capillary film)을 이용해서 제작되어진다. 그래서 도2를 보면 제1영역(110)과 제2영역(120)으로 나눌 수 있는데, 상기 제1영역(110)은 감광성 에멀젼층으로 두꺼운 캐피러리 필름(capillary film)이 건조, 노광, 현상화되어 제작되고, 상기 제2영역(120)은 감광성 에멀젼층으로 얇은 캐피러리 필름(capillary film)이 건조, 노광, 현상화되어 제작된다. 후술하여 상세하게 설명하겠지만, 상기 제1영역(110)과 대응하는 실리콘 웨이퍼의 전면 영역은 전극이 형성되는 위치로서 불순물 페이스트를 두껍게 인쇄해야 하고, 상기 제2영역(120)과 대응하는 실리콘 웨이퍼의 전면 영역은 전극이 형성되지 않는 위치로서 불순물 페이스트를 얕게 인쇄해야 한다. 이에 실리콘 웨이퍼의 상부는 불순물 페이스트의 두께가 서로 다르게 인쇄되게 된다. 이와 같이 스크린 마스크를 구성한 이유는 스크린 인쇄 횟수를 1번으로 제한하기 위함이다.
상기한 구조를 갖는 스크린 마스크를 이용하여 실리콘 웨이퍼의 전면부에 불순물 페이스트를 스크린 프린팅하고, 급속 열처리 공정을 수행하여 선택적 에미터를 형성하는 방법을 도3을 참조하여 설명한다.
도3에는 실리콘 태양전지의 선택적 에미터를 제조하는 일련의 과정을 보인 모식도가 도시되어 있다.
본 실시 예에 사용되는 실리콘 웨이퍼(200)는 p형 불순물이 도핑된 실리콘 웨이퍼이다. 그리고 상기 실리콘 웨이퍼(200)의 전면부에 불순물 페이스트를 인쇄하기 위해 스크린 프린팅(screen printing) 기기(미도시)가 사용된다.
상기 스크린 프린팅 기기에서 실리콘 웨이퍼(200)의 상측 방향에 스크린 마스크(100)가 위치된다. 상기 스크린 마스크(100)는 도2에서 설명한 바와 같이 두께가 서로 다르게 형성되는 2가지 패턴 구조로 이루어져 있다.
그런 상태에서, 스크린 프린팅 기기를 이용하여 동일 압력으로 스크린 프린팅을 실리콘 웨이퍼(200)에 대해 1회 실시한다. 그러면 상기 스크린 마스크(100)의 캐피러리 필름 두께로 인하여, 도3의 (a)에서와 같이 실리콘 웨이퍼(200)의 전면부에는 불순물 페이스트(230)가 서로 두께가 다른 상태로 인쇄된다. 즉 스크린 마스크(100)의 제1영역(110)은 두꺼운 캐피러리 필름으로 형성되어 있기 때문에, 상기 제1영역(110)과 대응하는 실리콘 웨이퍼(200)의 영역인 전극 형성 영역(210)은 불순물 페이스트(230)가 두껍게 인쇄된다. 반면, 상기 제2영역(120)은 얇은 캐피러리 필름으로 형성되어 있기 때문에, 상기 제2영역(120)과 대응하는 실리콘 웨이퍼(200)의 영역인 전극 미형성 영역(220)은 불순물 페이스트(230)가 얕게 인쇄된다.
이와 같이 스크린 마스크(100)를 이용하면 실리콘 웨이퍼(200)의 전면부에 한번의 스크린 프린팅만으로 불순물 페이스트(230)가 서로 다른 두께를 가지도록 인쇄할 수 있다.
다음, 급속 열처리 기기(Rapid Thermal Processing : RTP)를 이용하여 상기 실리콘 웨이퍼에 대해 열처리 공정을 수행한다. 여기서 열처리 공정은 상기 RTP뿐만 아니라 'IR Belt Furance' 기기를 이용하여 수행할 수도 있다.
상기 열처리 공정은 본 실시 예에서는 800℃ 내지 900℃ 온도에서 5~10분 동 안 수행한다.
상기 열처리 공정은 도3의 (b)에서 설명하고 있다.
그리고 상기 열처리 공정이 수행되면, 도3의 (c)에서와 같이 실리콘 웨이퍼(200)의 전면부에서 불순물 페이스트(230)가 두껍게 인쇄된 영역인 전극 형성 부위(210)에는 고농도의 불순물 영역(A)이 형성되고, 반면 불순물 페이스트(230)가 얕게 인쇄된 부위(220)에는 저농도의 불순물 영역(B)이 형성된다. 상기 고농도의 불순물 영역(A)과 저농도의 불순물 영역(B)은 동시에 형성된다. 상기 급속 열처리 공정에 통해 PN 접합층이 형성된다. 이때 상기 고농도 불순물 영역(A)은 대략 10~40Ω/㎠의 면저항을 가지고, 저농도 불순물 영역(B)은 대략 70~200Ω/㎠의 면저항을 갖게 된다.
이에 따라, 실리콘 웨이퍼(200)의 전면부에는 고농도 불순물 영역(A)과 저농도 불순물 영역(B), 즉 선택적 에미터가 형성된다.
이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명의 속하는 기술분야의 통상 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도1은 종래기술에 의해 태양전지의 선택적 에미터를 제조하는 일련의 과정에 대한 모식도.
도2는 본 발명에서 사용될 수 있는 스크린 마스크의 구조도.
도3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 실리콘 태양전지의 선택적 에미터를 제조하는 일련의 과정을 보인 모식도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 스크린 마스크 200 : 실리콘 웨이퍼
230 : 불순물 페이스트
Claims (10)
- 상이한 두께 패턴을 갖는 스크린 마스크를 이용하여 실리콘 웨이퍼의 전면부에 불순물 페이스트(dopant paste)의 두께가 다르게 스크린 프린팅되는 단계; 그리고,상기 불순물 페이스트가 형성된 상태에서 상기 실리콘 웨이퍼에 대해 열처리 공정이 수행되면, 상기 실리콘 웨이퍼의 전면부는 상기 불순물 페이스트의 두께에 따라서 불순물 농도의 차이가 나게 형성되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 실리콘 웨이퍼의 전면부에서 전극이 형성될 영역은 상기 전극이 미형성될 영역보다 불순물 농도가 더 많게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제2항에 있어서,상기 전극이 형성될 영역에 인쇄된 불순물 페이스트는 상기 전극이 미형성될 영역에 인쇄된 불순물 페이스트보다 두께가 상대적으로 더 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제3항에 있어서,상기 전극이 형성될 영역은 10~40Ω/㎠의 면저항을 가지고,상기 전극이 미 형성될 영역은 70~200Ω/㎠의 면저항을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 열처리 공정은 800 ~ 900℃ 온도에서 5~10분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 실리콘 웨이퍼에 불순물 페이스트를 인쇄하는 스크린 프린팅 기기;상기 불순물 페이스트가 인쇄된 실리콘 웨이퍼에 대해 열처리 공정을 수행하는 열처리 기기; 그리고,상기 불순물 페이스트를 인쇄할 때 상기 실리콘 웨이퍼의 전극 형성 부위 및 전극 미형성 부위에 대해 그 불순물 페이스트의 두께가 다르게 인쇄되도록, 두께가 상이하게 형성된 스크린 마스크를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 태양전지 제조장치.
- 제7항에 있어서,상기 실리콘 웨이퍼는 p형 불순물이 도핑된 실리콘 웨이퍼임을 특징으로 하는 태양전지 제조장치.
- 제7항에 있어서,상기 스크린 마스크는, 상기 실리콘 웨이퍼와 대향되어, 상기 전극이 형성될 부위가 상기 전극이 미형성될 부위보다 상대적으로 두꺼운 캐퍼러리(capillary) 필름으로 건조, 노광, 현상되어 구성됨을 특징으로 하는 태양전지 제조장치.
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080032774A KR100965600B1 (ko) | 2008-04-08 | 2008-04-08 | 실리콘 태양전지와 그의 제조방법 및 제조장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080032774A KR100965600B1 (ko) | 2008-04-08 | 2008-04-08 | 실리콘 태양전지와 그의 제조방법 및 제조장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090107326A KR20090107326A (ko) | 2009-10-13 |
| KR100965600B1 true KR100965600B1 (ko) | 2010-06-23 |
Family
ID=41537146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080032774A KR100965600B1 (ko) | 2008-04-08 | 2008-04-08 | 실리콘 태양전지와 그의 제조방법 및 제조장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100965600B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8865503B2 (en) | 2011-04-29 | 2014-10-21 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Back contacting solar cell having P-doped regions and N-doped regions at the same layer and manufacturing method thereof |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8664015B2 (en) | 2011-10-13 | 2014-03-04 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Method of manufacturing photoelectric device |
| CN103094400B (zh) * | 2011-10-27 | 2016-01-27 | 中建材浚鑫科技股份有限公司 | 一种丝网印刷网版的优化处理方法 |
| KR102065595B1 (ko) * | 2013-01-17 | 2020-01-13 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지의 제조 방법 |
| KR101645128B1 (ko) | 2015-03-27 | 2016-08-08 | 이재복 | 락앙카 지지 케이블 프레임형 태양발전장치 |
| CN111341701A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-26 | 上海达慧智能科技有限公司 | 一种基于虚拟id的太阳能电池片生产信息追踪方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100910968B1 (ko) | 2006-03-13 | 2009-08-05 | 엘지전자 주식회사 | 실리콘 태양전지의 제조방법 |
-
2008
- 2008-04-08 KR KR1020080032774A patent/KR100965600B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100910968B1 (ko) | 2006-03-13 | 2009-08-05 | 엘지전자 주식회사 | 실리콘 태양전지의 제조방법 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8865503B2 (en) | 2011-04-29 | 2014-10-21 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Back contacting solar cell having P-doped regions and N-doped regions at the same layer and manufacturing method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20090107326A (ko) | 2009-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100877821B1 (ko) | 실리콘 태양전지의 선택적 에미터의 제조방법 | |
| KR100965600B1 (ko) | 실리콘 태양전지와 그의 제조방법 및 제조장치 | |
| US8912082B2 (en) | Implant alignment through a mask | |
| US6221564B1 (en) | Method for forming a spacer out of photosensitive material | |
| JP2018157017A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2010074134A (ja) | 異なるドープ部分を備えた太陽電池およびその製造方法 | |
| JP2008186927A (ja) | 裏面接合型太陽電池とその製造方法 | |
| JP2014197578A (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| CN101784959A (zh) | 为了改善制法边界的双曝光半导体制法 | |
| KR101162119B1 (ko) | 태양전지의 선택적 에미터 형성 방법 및 그 장치 | |
| KR101161807B1 (ko) | 플라즈마 도핑과 확산을 이용한 후면접합 태양전지의 제조방법 및 그 태양전지 | |
| KR100766255B1 (ko) | 반도체 소자 및 그 제조 방법 | |
| US7635625B2 (en) | Method for manufacturing image sensor | |
| JP2011124603A (ja) | 裏面接合型太陽電池の製造方法 | |
| JP3694504B2 (ja) | ゲート電極の形成方法およびそれを用いた半導体装置の製造方法 | |
| JP2614983B2 (ja) | 電界放射形陰極構造体の製造方法 | |
| TW569317B (en) | Method for producing silicon interconnect with various dopants | |
| JP2683847B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| CN115547813A (zh) | 用于获取穿透性台柱的方法和刻蚀结构 | |
| JP2005072120A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2009188247A (ja) | ステンシルマスク用ｓｏｉ基板、ステンシルマスクブランクス、ステンシルマスク、ステンシルマスクの製造方法及びステンシルマスクを用いたパターン露光方法 | |
| KR100186511B1 (ko) | 반도체 장치의 웰 형성방법 | |
| CN110610865A (zh) | 一种阵列基板及其制备方法、显示面板、显示装置 | |
| TW591696B (en) | Method to improve the sub-threshold voltage of the chip at wafer edge | |
| KR20090008650A (ko) | 박막 구조물 형성 방법 및 이를 이용한 게이트 전극 형성방법. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |