KR101028706B1 - 태양전지 및 그의 제조방법 - Google Patents

태양전지 및 그의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101028706B1
KR101028706B1 KR1020100120369A KR20100120369A KR101028706B1 KR 101028706 B1 KR101028706 B1 KR 101028706B1 KR 1020100120369 A KR1020100120369 A KR 1020100120369A KR 20100120369 A KR20100120369 A KR 20100120369A KR 101028706 B1 KR101028706 B1 KR 101028706B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductive
semiconductor layer
trenches
conductive semiconductor
solar cell
Prior art date
Application number
KR1020100120369A
Other languages
English (en)
Inventor
한석빈
최용규
Original Assignee
주식회사 선반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 선반도체 filed Critical 주식회사 선반도체
Priority to KR1020100120369A priority Critical patent/KR101028706B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101028706B1 publication Critical patent/KR101028706B1/ko
Priority to PCT/KR2011/004399 priority patent/WO2012074176A1/ko

Links

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
    • H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/035281—Shape of the body
    • 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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • 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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • 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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0236—Special surface textures
    • H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L31/0682—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 at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 광효율을 극대화시킬 수 있고, 공정의 구현 및 비용을 절감시킬 수 있는 태양전지 및 그의 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 태양전지는 표면이 텍스쳐링 처리된 제1도전형 반도체층과; 상기 제1도전형 반도체층의 표면내에 형성된 제1도전형 고농도 반도체층과; 상기 제1도전형 반도체층의 텍스쳐링된 상면과 배면에 각각 형성된 제1, 제2산화막과; 상기 제1도전형 반도체층의 배면에 이격 형성된 복수개의 제1트렌치들과; 상기 제1트렌치의 상측면에 형성된 제3산화막과; 인접한 상기 제1트렌치들 하부의 상기 제1도전형 반도체층에 서로 다른 도전형을 갖고 형성된 제1, 제2도전형 불순물영역과; 상기 제1, 제2도전형 불순물영역에 대응되는 상기 각각 제1트렌치내에 형성된 제1, 제2금속전극으로 구성된 것을 포함하고, 상술한 본 발명은 태양전지의 광효율을 극대화할 수 있고, 잉크젯 방식을 활용하여 공정의 구현 및 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

태양전지 및 그의 제조방법{SOLAR CELL AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 태양전지에 관한 것으로서, 특히 광효율을 극대화시킬 수 있고, 공정의 구현 및 비용을 절감시킬 수 있는 태양전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지 기술은 근래에 화석 연료의 고갈화나 지구 온난화 등의 에너지, 환경 문제에 대한 해결책으로 제시된 것으로, 이와 같이 태양에너지 등의 자연 에너지를 이용하는 기술의 개발이 급속도로 진행되고 있다.
상기와 같은 태양 에너지는 열 및 전기 등과 같은 다른 형태의 에너지로 변환될 수 있는 재생 가능한 에너지 공급원이다. 이와 같은 재생 가능한 에너지의 신뢰성 있는 공급원으로서 태양 에너지를 이용함에 있어서, 주된 결점은 광 에너지를 열이나 전기로 변환시키는 데 있어서의 낮은 효율, 그리고 하루 중의 시간 및 한 해의 월에 따라 태양 에너지에서의 편차이다.
광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 원리에 기초한 광기전력(PV: Photovoltaic) 전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시켜서 이용되는 것이다. 상기 PV 전지를 이용하는 시스템은 10 내지 20% 사이의 변환 효율을 지닐 수 있다.
이와 같은 태양전지는 광을 전기에너지로 변환시키는 광전효과를 이용하는 소자이며, 상기 PV 전지는 위성 및 우주 왕복선에 전력을 제공하고, 전기를 주거 및 상업적 속성에 제공하며, 자동차 배터리 및 기타 네비게이션 기구를 충전시키는 등의 광범위한 용도에 이용될 수 있다.
그러나, 이런 광범위한 활용도에도 불구하고 이론적으로 실리콘 태양전지의 광효율은 28%가 최대치이며, 현재에는 22%정도에서 한계를 나타내고 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 종래의 태양전지에 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다.
종래의 태양전지는 도 1에 도시한 바와 같이, 베이스 역할을 하는 제1도전형 반도체층(11)의 상부에 에미터 역할을 하는 제2도전형 반도체층(12)이 적층되어 있고, 제2도전형 반도체층(12) 상부에 반사 방지막인 보호막(13)이 형성되어 있고, 제1도전형 반도체층(11)의 양측 상부에 제1콘택층(14)이 형성되어 있고, 제1도전형 반도체층(11)의 하면에 제2콘택층(15)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 제1, 제2콘택층(14, 15)에 양단이 연결되어 있는 구동전지(16)가 있다.
이때, 제1도전형은 P형 불순물이고, 제2도전형은 N형 불순물이다.
이와 같은 종래의 태양전지는 도 2에 도시한 바와 같이, 태양광을 입사 받으면 제1도전형 반도체층(11)과 제2도전형 반도체층(12)에 활성화된 전자(-)와 홀(+)이 발생하고, 전자(-)는 제2도전형 반도체층(12)으로 이동하고, 홀(+)은 제1도전형 반도체층(11)으로 이동하여 각각 제1, 제2콘택층(14, 15)으로 이동하여 각각의 콘택층을 통해서 구동전지(16)로 들어간다. 이와 같이 제1, 제2콘택층(14, 15)으로 전자(-)와 홀(+)이 들어가서 전기가 흐르게 된다.
상기와 같은 종래의 태양전지의 경우 일반적으로 P형 불순물로 구성된 제1도전형 반도체층(11)에 텍스쳐링을 형성한 후에 표면을 N형 불순물로 도핑 후, 그 양측 상부에 양극 콘택층 즉, 제1, 제2콘택층(14, 15)을 형성하고, 구동전지(16)를 장착하여 형성한다. 그리고, 제2도전형 반도체층(11) 상부에 보호막과 반사 보호막을 장착하여 사용하고 있다.
이와 같은 종래의 태양전지는 태양광의 입사량이 줄어드는 것을 방지하기 위해서 콘택홀(CONTACT HOLE)을 깊게 파서 전극을 형성함으로써, 전극의 면적을 줄여주어도 입사광량을 극대화시키는 방법을 사용하였다.
그러나, 이와 같은 종래에 따른 태양전지는 입사광이 들어와서 PN 접합영역에서 반응시 거리가 멀고 재결합되는 영역이 넓어 전기 추출 효율이 떨어진다는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 태양전지의 광이용 효율을 증대시키고, 잉크젯방식을 활용하여 공정의 구현 및 비용을 절감시킬 수 있는 태양전지 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양전지는 표면이 텍스쳐링 처리된 제1도전형 반도체층과; 상기 제1도전형 반도체층의 표면내에 형성된 제1도전형 고농도 반도체층과; 상기 제1도전형 반도체층의 텍스쳐링된 상면과 배면에 각각 형성된 제1, 제2산화막과; 상기 제1도전형 반도체층의 배면에 이격 형성된 복수개의 제1트렌치들과; 상기 제1트렌치의 상측면에 형성된 제3산화막과; 인접한 상기 제1트렌치들 하부의 상기 제1도전형 반도체층에 서로 다른 도전형을 갖고 형성된 제1, 제2도전형 불순물영역과; 상기 제1, 제2도전형 불순물영역에 대응되는 상기 각각 제1트렌치내에 형성된 제1, 제2금속전극으로 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 구성을 갖는 본 발명의 태양전지의 제조방법은 제1도전형 반도체층의 표면을 텍스쳐링 처리하는 단계; 상기 제1도전형 반도체층의 표면내에 제1도전형 고농도 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제1도전형 반도체층의 상면과 배면에 각각 제1, 제2산화막을 형성하는 단계; 상기 제1도전형 반도체층의 배면에 이격된 복수개의 제1트렌치들을 형성하는 단계; 상기 제1트렌치의 표면에 제3산화막을 형성하는 단계; 상기 제1트렌치의 하면 및 하부측면이 드러나도록 상기 제3산화막을 제거하는 단계; 인접한 상기 제1트렌치들 하부의 상기 제1도전형 반도체층에 서로 다른 도전형을 갖는 제1, 제2도전형 불순물영역을 형성하는 단계; 상기 제1, 제2도전형 불순물영역에 대응되는 상기 제1트렌치 내에 각각 제1, 제2금속전극을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명에 따른 태양전지 및 그의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기판 즉, 제1도전형 반도체층의 배면에 PN 접합을 형성할 수 있는 깊이를 갖도록 복수개의 이격된 트렌치가 형성되어 있고, 이격된 트렌치 하부에 각각 P형과 N형 정션을 형성하여 PN간의 영역 거리를 축소시키고, 트렌치의 측벽을 산화막으로 보호하여 재결합(recombination)으로 인해 광효율이 감소되는 것을 방지할 수 있으므로, 태양전지의 광효율을 극대화할 수 있다.
둘째, 기판 즉, 제1도전형 반도체층의 표면에 텍스쳐링 처리를 함으로써, 종래의 EVA 없이도 반사방지 필름으로 대체하여 광효율을 증대시킬 수 있다.
셋째, 트렌치를 도트(dot)형으로 형성하는 것도 가능하므로 광효율이 증가하며, 드라이 에치(dry etch)를 활용하여 트렌치를 더 깊게 형성할 수도 있다. 이와 같이 트렌치를 더 깊게 형성하면, 옆 도핑물질과 PN 정션을 형성하기 위한 확률을 높이고 측면 확산을 적게해도 되므로 패턴을 조밀하게 형성할 수 있다. 또한, 빛이 투과되어 백면 정션까지 도달하는 거리를 줄여줌으로써, 재결합(recombination) 없이 광효율이 증대될 수 있도록 할 수 있다.
넷째, 제1, 제2도전형 불순물영역과 제1, 제2금속전극의 형성을 잉크젯 방식으로 형성할 수 있으므로, 공정의 구현 및 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 태양전지의 구조단면도이다.
도 2는 종래의 태양전지의 전기의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지의 구조단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지의 전기의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 실시예를 설명하기에 앞서서, 제1도전형은 P형으로 정의하여 설명하고, 제2도전형은 N형으로 정의하여 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지는, 도 2에 도시한 바와 같이, 표면이 텍스쳐링 처리된 제1도전형 반도체층(51)이 있고, 상기 제1도전형 반도체층(51)의 표면내에 제1도전형 고농도 반도체층(52)이 형성되어 있고, 제1도전형 반도체층(51)의 텍스쳐링된 상면과 배면에 각각 제1, 제2산화막(53, 54)이 형성되어 있고, 제1도전형 반도체층(51)의 배면에 이격된 복수개의 제1트렌치(55)들이 형성되어 있다.
이때, 제1트렌치(55)들은 일정간격을 갖고 이격된 복수개의 도트(dot) 형태로 구성될 수도 있고, 라인(line) 형상으로 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 제1트렌치(55)의 하면 및 하부측면이 노출되도록 즉, 제1트렌치(55)의 상부 측면에만 제3산화막이 형성되어 있다.
그리고, 인접한 제1트렌치(55)들의 하측 부분에 노출된 제1도전형 반도체층(51)에는 서로 다른 도전형을 갖는 제1도전형 불순물영역(57a)과 제2도전형 불순물영역(58a)이 이웃하게 형성되어 있다.
이때, 제1도전형 불순물영역(57a)과 제2도전형 불순물영역(58a)은 고농도로 도핑되어 있는 것으로, 제1도전형 불순물영역(57a)은 붕산(B2O3) 계열의 불순물로 도핑되어 있고, 제2도전형 불순물영역(58a)은 인산(P2O5)계열의 불순물로 도핑되어 있다.
상기에서 인접한 제1트렌치(55)로 상기 제1, 제2도전형 불순물영역(57a, 58a)이 크로스 확산되는 것을 방지하기 위해 제1, 제2도전형 액적(57, 58)이 형성된 제1트렌치(55) 내에 SOG와 같은 캡핑(CAPPING) 물질이 더 도포될 수도 있다. 이와 같이 SOG와 같은 캡핑 물질을 더 도포하면, 옆 도핑부로 도핑되는 상황을 방지할 수 있다.
그리고, 제1도전형 불순물영역(57a)과 제2도전형 불순물영역(58a)에 대응되는 각 제1트렌치(55)들 내부에는 제1트렌치(55)를 채우도록 각각 제1, 제2금속전극(59, 60)들이 형성되어 있다. 상기 제1, 제2금속전극(59, 60)들은 차후에 구동전지와 콘택을 위한 복수 콘택층 역할을 하는 것이다.
그리고, 상기 구성을 갖는 태양전지는, 도 4에 도시한 바와 같이, 태양광이 입사되면, 포톤(Photon)에 의해 전자와 홀이 발생하여 제1도전형 불순물영역(57a)으로는 홀(+)이 이동하고, 제2도전형 불순물영역(58a)으로는 전자가(-) 이동한다. 그리고, 이동된 홀(+)과 전자(-)는 제1, 제2금속전극(59, 60)을 거쳐서 구동전지(61)로 전달된다. 이와 같은 흐름에 의해서 태양전지에 전기가 흐르게 되는 것이다.
다음에, 상기 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양전지의 제조방법은, 도 5a에 도시한 바와 같이, 기판 역할을 하는 제1도전형 반도체층(51)의 표면을 태양전지의 효율을 향상시키기 위하여 텍스쳐링(texturing) 처리한다.
텍스쳐링이란 태양전지의 기판 표면에 입사되는 빛의 반사에 의한 광학적 손실에 의해 그 특성이 저하되는 현상을 방지하지 위한 것으로서, 태양전지에서 사용되는 기판의 표면을 거칠게 만드는 것, 즉, 기판 표면에 요철 형상의 패턴을 형성하는 것을 말한다. 텍스쳐링으로 기판 표면이 거칠어지면 한번 반사된 빛이 재반사되어 입사된 빛의 반사율을 감소시킴으로써 광 포획량이 증가되어 광학적 손실이 저감되는 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 도 5b에 도시한 바와 같이, 텍스쳐링 처리된 제1도전형 반도체층(51)의 표면에 고농도의 제1도전형 불순물을 주입하여 제1도전형 고농도 반도체층(52)을 형성한다.
상기에는 P타입 태양전지를 구성하기 위해서 고농도의 제1도전형 불순물인 P+ 불순물을 주입하였는데, 만일, N타입 태양전지를 구성하려고 한다면, N형 고농도 불순물을 주입하여 형성할 수 있다.
이후에, 도 5c에 도시한 바와 같이, 양면 열산화공정을 진행하여 텍스쳐링된 상면에 제1산화막(53)을 형성하고, 제1도전형 반도체층(51)의 배면에 제2산화막(54)을 형성한다.
다음에, 도 5d에 도시한 바와 같이, 포토마스크(미도시)를 이용하여 제1도전형 반도체층(51) 배면의 제2산화막(54) 및 제1도전형 반도체층(51)을 순차적으로 식각해서 일정간격 이격된 복수개의 제1트렌치(55)들을 형성한다.
이때, 제1트렌치(55)들은 이격된 복수개의 도트(dot) 형태로 구성할 수도 있고, 이격된 복수개의 라인(line) 형상으로 형성할 수도 있다.
이후에, 도 5e에 도시한 바와 같이, 상기 구조물에 열산화공정을 진행하여 제1트렌치(55)의 표면에 제3산화막(56)을 형성한다.
다음에, 도 5f에 도시한 바와 같이, 제1트렌치(55)가 상면으로 오도록 상기 구조물을 뒤집어서 배치시킨다.
이후에, 제1트렌치(55)의 표면에 형성된 제3산화막(56)의 일부를 제거할 수 있도록, 제1트렌치(55)에 잉크젯 방식의 장치를 이용하여 산화막 제거용액을 액적(액체로 된 물방울) 형태로 떨어뜨린다. 이와 같은 공정을 진행하면, 제1트렌치(55) 하면 및 하부측면의 제3산화막(56)이 제거되고, 제1트렌치(55) 하면 및 하부측면의 제1도전형 반도체층(51)이 드러나게 된다.
이때, 산화막 제거용액으로는 불산(HF) 함유 용액을 사용할 수 있다.
다음에, 도 5g에 도시한 바와 같이, 이격된 제1트렌치(55)의 노출된 제1도전형 반도체층(51)의 상부에 각각 제1도전형 액적(57)과 제2도전형 액적(58)을 떨어뜨린다.
이때, 상기 제1트렌치(55)가 도트(dot) 형태로 형성되었을 때는 사방으로 인접한 제1트렌치(55)들간에는 서로 다른 도전형의 액적들을 떨어뜨린다. 그리고, 제1트렌치(55)가 라인(line) 형태로 형성되어 있을 때도 서로 인접한 제1트렌치(55)에는 서로 다른 도전형의 액적들을 떨어뜨린다.
이때, 제1도전형 액적(57)은 P형 액적으로 주로 붕산(B2O3)계열을 사용하고, 제2도전형 액적(58)은 N형 액적으로 주로 인산(P2O5)계열을 사용한다.
이후에, 도 5h에 도시한 바와 같이, 이격된 상기 제1트렌치(55)들에 떨어뜨린 제1도전형 액적(57)과 제2도전형 액적(58)들에 확산(Diffusion) 공정을 진행하여 제1트렌치(55)들에 접한 제1도전형 반도체층(51)에 이격된 제1도전형 불순물영역(57a)과 제2도전형 불순물영역(58a)을 형성한다. 이때, 제1도전형 불순물영역(57a)과 제2도전형 불순물영역(58a)은 고농도로 도핑되어 있다.
이때, 인접한 제1트렌치(55)로 크로스 확산되는 것을 방지하기 위해 제1, 제2도전형 액적(57, 58)이 형성된 제1트렌치(55) 내에 SOG와 같은 캡핑(CAPPING) 물질을 더 도포해 줄 수도 있다.
다음에, 도 5i에 도시한 바와 같이, 제1도전형 불순물영역(57a)과 제2도전형 불순물영역(58a)이 형성된 영역에 대응되는 제1트렌치(55)에 액화 금속물질 즉, 금속 액적을 떨어뜨린다. 이와 같은 공정을 진행하면, 이격된 제1트렌치(55) 내부를 채우도록 각각 제1, 제2금속전극(59, 60)이 형성된다.
상기 구성 및 제조방법을 갖는 본 발명의 태양전지는 제1도전형 반도체층(51)의 배면에 PN 접합을 형성할 수 있는 깊이를 갖도록 복수개의 이격된 제1트렌치(55)가 형성되어 있고, 이격된 제1트렌치(55) 하부에 각각 P형과 N형 정션을 형성하여 PN간의 영역 거리를 축소시키고, 제1트렌치(55)의 측벽을 제3산화막(56)으로 보호하여 재결합(recombination)으로 인해 광효율이 감소되는 것을 방지하여 광효율을 극대화할 수 있다.
또한, 제1도전형 반도체층(51)의 표면에 텍스쳐링 처리를 하므로써, 종래의 EVA 없이도 반사방지 필름으로 대체하여 태양전지의 광효율을 증대시킬 수 있다.
그리고, 제1트렌치(55)를 도트(dot)형으로 형성하는 것도 가능하므로 광효율이 증가하며, 드라이 에치(dry etch)를 활용하여 제1트렌치(55)를 더 깊게 형성할 수도 있다. 이와 같이 제1트렌치를 더 깊게 형성하면, 옆 도핑물질과 PN 정션을 형성하기 위한 확률을 높이고 측면 확산을 적게해도 되므로 패턴을 조밀하게 형성할 수 있다. 또한, 빛이 투과되어 백면 정션까지 도달하는 거리를 줄여줌으로써, 재결합(recombination) 없이 광효율이 증대될 수 있도록 할 수 있다. 그리고, 각각의 메탈 콘택이 웨이퍼내의 전하 평균이동거리(Carrier life time 내의 이동거리) 내에 있도록 패턴의 위치와 트렌치의 깊이를 결정하며, 때문에 웨이퍼 두께의 1/2까지 식각할 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아니다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 예에 의해서가 아니라 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
51 : 제1도전형 반도체층 52 : 제1도전형 고농도 반도체층
53 : 제1산화막 54 : 제2산화막
55 : 제1트렌치 56 : 제3산화막
57 : 제1도전형 액적 58 : 제2도전형 액적
57a : 제1도전형 불순물영역 58a : 제2도전형 불순물영역
59 : 제1금속전극 60 : 제2금속전극

Claims (9)

  1. 표면이 텍스쳐링 처리된 제1도전형 반도체층과;
    상기 제1도전형 반도체층의 표면내에 형성된 제1도전형 고농도 반도체층과;
    상기 제1도전형 반도체층의 텍스쳐링된 상면과 배면에 각각 형성된 제1, 제2산화막과;
    상기 제1도전형 반도체층의 배면에 이격 형성된 복수개의 제1트렌치들과;
    상기 제1트렌치의 상측면에 형성된 제3산화막과;
    인접한 상기 제1트렌치들 하부의 상기 제1도전형 반도체층에 서로 다른 도전형을 갖고 형성된 제1, 제2도전형 불순물영역과;
    상기 제1도전형 불순물영역이 형성된 상기 제1트렌치들 내에 형성된 제1금속전극과, 상기 제2도전형 불순물영역이 형성된 상기 제1트렌치들 내에 형성된 제2금속전극으로 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 제1트렌치들은 일정간격을 갖고 이격된 복수개의 도트(dot) 형태나 라인(line) 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지.
  3. 제1도전형 반도체층의 표면을 텍스쳐링 처리하는 단계;
    상기 제1도전형 반도체층의 표면내에 제1도전형 고농도 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 제1도전형 반도체층의 상면과 배면에 각각 제1, 제2산화막을 형성하는 단계;
    상기 제1도전형 반도체층의 배면에 이격된 복수개의 제1트렌치들을 형성하는 단계;
    상기 제1트렌치의 표면에 제3산화막을 형성하는 단계;
    상기 제1트렌치의 하면 및 하부측면이 드러나도록 상기 제3산화막을 제거하는 단계;
    인접한 상기 제1트렌치들 하부의 상기 제1도전형 반도체층에 서로 다른 도전형을 갖는 제1, 제2도전형 불순물영역을 형성하는 단계;
    상기 제1, 제2도전형 불순물영역에 대응되는 상기 제1트렌치 내에 각각 제1, 제2금속전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1트렌치들은 이격된 복수개의 도트(dot) 형태나 복수개의 라인(line) 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1트렌치 하면 및 하부측면의 상기 제3산화막을 제거하는 단계는,
    상기 제1트렌치에 잉크젯 방식의 장치를 이용하여 산화막 제거용액을 액적형태로 떨어뜨려서 진행하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 산화막 제거용액으로는 불산(HF) 함유 용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1, 제2도전형 불순물영역의 형성은,
    이격된 상기 제1트렌치들의 노출된 상기 제1도전형 반도체층의 상부에 각각 제1, 제2도전형 액적을 떨어뜨린 후, 확산공정을 진행하여 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1도전형 액적은 고농도의 붕산(B2O3) 계열의 불순물을 사용하고, 상기 제2도전형 액적은 고농도의 인산(P2O5) 계열의 불순물을 사용하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제1, 제2금속전극은 상기 제1, 제2도전형 불순물영역에 대응되는 상기 제1트렌치 내에 금속 액적을 떨어뜨려서 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.
KR1020100120369A 2010-11-30 2010-11-30 태양전지 및 그의 제조방법 KR101028706B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100120369A KR101028706B1 (ko) 2010-11-30 2010-11-30 태양전지 및 그의 제조방법
PCT/KR2011/004399 WO2012074176A1 (ko) 2010-11-30 2011-06-16 태양전지 및 그의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100120369A KR101028706B1 (ko) 2010-11-30 2010-11-30 태양전지 및 그의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101028706B1 true KR101028706B1 (ko) 2011-04-14

Family

ID=44049987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100120369A KR101028706B1 (ko) 2010-11-30 2010-11-30 태양전지 및 그의 제조방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101028706B1 (ko)
WO (1) WO2012074176A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101828423B1 (ko) * 2012-08-08 2018-03-29 엘지전자 주식회사 태양 전지

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2555197C1 (ru) * 2014-03-04 2015-07-10 Илья Валерьевич Молохин Устройство для преобразования солнечной энергии

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100108130A1 (en) 2008-10-31 2010-05-06 Crystal Solar, Inc. Thin Interdigitated backside contact solar cell and manufacturing process thereof
KR20100068833A (ko) * 2008-12-15 2010-06-24 엘지전자 주식회사 태양 전지의 제조 방법 및 에칭 페이스트
KR20100068834A (ko) * 2008-12-15 2010-06-24 엘지전자 주식회사 태양 전지의 제조 방법
JP2010205839A (ja) 2009-03-02 2010-09-16 Sharp Corp 半導体装置の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100108130A1 (en) 2008-10-31 2010-05-06 Crystal Solar, Inc. Thin Interdigitated backside contact solar cell and manufacturing process thereof
KR20100068833A (ko) * 2008-12-15 2010-06-24 엘지전자 주식회사 태양 전지의 제조 방법 및 에칭 페이스트
KR20100068834A (ko) * 2008-12-15 2010-06-24 엘지전자 주식회사 태양 전지의 제조 방법
JP2010205839A (ja) 2009-03-02 2010-09-16 Sharp Corp 半導体装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101828423B1 (ko) * 2012-08-08 2018-03-29 엘지전자 주식회사 태양 전지

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012074176A1 (ko) 2012-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090091562A (ko) 태양전지 및 그 제조방법
CN117423762A (zh) 太阳电池及其制备方法、光伏组件、光伏系统
KR101612133B1 (ko) Ｍｗｔ형 태양전지 및 그 제조방법
KR101028706B1 (ko) 태양전지 및 그의 제조방법
KR101238988B1 (ko) 후면전극형 태양전지 및 그 제조방법
KR20100089473A (ko) 고효율 후면 전극형 태양전지 및 그 제조방법
KR20140143279A (ko) 태양 전지
KR20140105095A (ko) 태양 전지 및 이의 제조 방법
US20130092224A1 (en) Photoelectric device
KR101237556B1 (ko) 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지
KR101198438B1 (ko) 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
KR101198430B1 (ko) 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
JPWO2012017517A1 (ja) 太陽電池セル
JP2005260157A (ja) 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール
KR101181625B1 (ko) 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
KR101680384B1 (ko) 태양 전지의 제조 방법
JP5029921B2 (ja) 太陽電池セルの製造方法
KR101199214B1 (ko) 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
KR101251857B1 (ko) 양면 수광형 태양전지 제조 방법
KR101199649B1 (ko) 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
KR101114198B1 (ko) 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
KR101199213B1 (ko) 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
KR101101438B1 (ko) 전후면전계 태양전지 및 그 제조방법
KR20120037121A (ko) 태양 전지의 제조 방법
KR101251878B1 (ko) 양면 수광형 태양전지 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140403

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee