KR101043219B1 - 플렉서블 기판 또는 인플렉서블 기판을 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법 - Google Patents

플렉서블 기판 또는 인플렉서블 기판을 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 홀수 번째 공정 챔버들로 이루어진 제1 그룹 또는 짝수 번째 공정챔버들로 이루어진 제2 그룹 중 하나의 그룹에 유입되는 상기 원료가스의 제1 유량값들을 일정하게 유지하여 불순물을 포함하는 상기 제1 부층을 형성하는 단계 및 상기 제1 그룹 또는 상기 제2 그룹 중 다른 하나의 그룹에 유입되는 상기 원료가스의 제2 유량값들은 상기 제1 유량값들보다 작으며 다른 하나의 그룹의 각 공정챔버에서 일정하게 유지되어 상기 불순물을 포함하는 상기 제2 부층을 형성하는 단계를 포함한다. 또한 본 발명은 홀수 번째 공정 챔버들로 이루어진 제1 그룹 또는 짝수 번째 공정챔버들로 이루어진 제2 그룹 중 하나의 그룹에 제1 주파수를 지닌 전압이 공급되어 불순물을 포함하는 상기 제1 부층을 형성하는 단계 및 상기 제1 그룹 또는 상기 제2 그룹 중 다른 하나의 그룹에 상기 제1 주파수보다 큰 제2 주파수를 지닌 전압이 공급되어 불순물을 포함하는 제2 부층을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

플렉서블 기판 또는 인플렉서블 기판을 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법{Method for Manufacturing Photovoltaic Device Including Flexible or Inflexible Substrate}
본 발명은 플렉서블 기판 또는 인플렉서블 기판을 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근에 과도한 CO2 배출량으로 기후온난화와 고 유가로 인하여 에너지가 앞으로 인류의 삶을 좌우할 가장 큰 문제로 대두되고 있다. 풍력, 바이오 연료, 수소/연료전지 등 많은 신재생 에너지 기술들이 있으나, 모든 에너지의 근원인 태양에너지는 거의 무한한 청정에너지이기 때문에 태양광을 이용하는 광기전력 장치가 각광받고 있다.
지구 표면에 입사되는 태양광은 120,000TW에 해당하기 때문에, 이론적으로 10% 광전 변환효율(conversion efficiency)의 광기전력 장치로 지구 육지면적의 0.16%만 덮는다면 한해 글로벌 에너지 소모량의 2배인 20 TW의 전력을 생산할 수 있다.
실제로 지난 10년간 전세계 태양광 시장은 매년 성장률 40%에 육박하는 폭발적인 성장을 보여왔다. 현재, 광기전력 장치 시장의 90%는 단결정(single-crystalline)이나 다결정(multi-crystalline or poly-crystalline) 실리콘과 같은 벌크(bulk)형 실리콘 광기전력 장치가 점유하고 있다. 하지만, 주 원료인 태양전지급 실리콘 웨이퍼(solar-grade silicon wafer) 생산이 폭발적인 수요를 따라가지 못하여 전 세계적으로 품귀현상이 발생하게 되므로, 생산단가를 낮추는데 있어서 커다란 불안요소가 되고 있다.
이에 반해, 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)을 바탕으로 한 수광층을 사용하는 박막(thin-film) 실리콘 광기전력 장치는 벌크형 실리콘 광기전력 장치에 비해서 실리콘의 두께를 100분의 1이하로 줄일 수 있을 뿐 아니라, 대면적 저가 생산이 가능하다.
한편, 단일접합(single-junction) 박막 실리콘 광기전력 장치는 달성할 수 있는 성능의 한계가 있기 때문에, 복수의 단위전지를 적층한 이중접합 박막 실리콘 광기전력 장치나, 삼중접합 박막 실리콘 광기전력 장치가 개발되어 고 안정화 효율(stabilized efficiency)의 달성을 추구하고 있다.
이중접합 또는 삼중접합 박막 실리콘 광기전력 장치를 탄뎀형 광기전력 장치라 하고, 탄뎀형 광기전력 장치의 개방전압은 단위전지들의 전압들의 합이고 단락전류는 각 단위전지의 단락전류 중 최소값에 의하여 결정된다.
탄템형 광기전력 장치의 경우, 단위전지들 사이에 내부 반사를 강화하여 효율을 높일 수 있는 중간반사막에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 발명은 롤투롤 방식 또는 스텝핑 롤 방식의 제조 시스템에서 중간반사막을 형성하는 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 홀수 번째 공정 챔버들로 이루어진 제1 그룹 또는 짝수 번째 공정챔버들로 이루어진 제2 그룹 중 하나의 그룹에 유입되는 상기 원료가스의 제1 유량값들을 일정하게 유지하여 불순물을 포함하는 상기 제1 부층을 형성하는 단계 및 상기 제1 그룹 또는 상기 제2 그룹 중 다른 하나의 그룹에 유입되는 상기 원료가스의 제2 유량값들은 상기 제1 유량값들보다 작으며 다른 하나의 그룹의 각 공정챔버에서 일정하게 유지되어 상기 불순물을 포함하는 상기 제2 부층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 홀수 번째 공정 챔버들로 이루어진 제1 그룹 또는 짝수 번째 공정챔버들로 이루어진 제2 그룹 중 하나의 그룹에 제1 주파수를 지닌 전압이 공급되어 불순물을 포함하는 상기 제1 부층을 형성하는 단계 및 상기 제1 그룹 또는 상기 제2 그룹 중 다른 하나의 그룹에 상기 제1 주파수보다 큰 제2 주파수를 지닌 전압이 공급되어 불순물을 포함하는 제2 부층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 각 공정 챔버에 유입되는 원료가스 및 전압의 주파수는 일정하게 유지되고 기판의 이동에 따라 원료가스 및 전압의 주파수가 변함으로써 막질이 향상된 제1 부층 및 제2 부층을 포함하는 중간반사막을 형성할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 제조 방법을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 중간반사막을 형성하기 위한 플라즈마 화학 기상 증착장치를 나타낸다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스의 유량 변화를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 중간반사막을 형성하기 위하여 제1 그룹 및 제2 그룹에 공급되는 전압의 주파수를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 중간반사막의 제1 부층 및 제2 부층을 나타낸다.
다음으로 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 제조 방법에 대해 상세히 설명된다.
광기전력 장치는 이중접합구조와 삼중접합구조 등을 지닐 수 있으나, 도 1a 및 도 1b에서는 이중접합구조인 광기전력 장치를 그 예로 하여 설명하기로 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치를 제조하기 위한 제조시스템을 나타낸다. 도 1a는 스텝핑 롤 타입 (stepping roll type) 제조시스템을 나타내고, 도 1b는 롤투롤 타입 (roll to roll type) 제조시스템을 나타낸다. 스텝핑 롤 타입이나 롤투롤 타입 제조시스템은 금속 포일(foil)이나 폴리머 기판과 같은 플렉서블(flexible) 기판에 광기전력 장치를 형성하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 제조 방법은 도 1a 및 도 1b에 도시된 제조시스템 외에 인플렉서블 기판 상에 광기전력 장치를 형성하기 위한 클러스터 타입 (cluster type) 제조시스템과 같이 다양한 제조시스템에 적용할 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 전극(110) 및 제1 단위전지(120)가 형성된 기판(100)이 준비된다. 이 때 제1 단위전지(120)는 제1 전극(110)으로부터 순차적으로 적층된 제1 도전성 반도체층(121), 진성 반도체층(123) 및 제2 도전성 반도체층(125)을 포함한다.
제1 도전성 반도체층(121) 및 제2 도전성 반도체층(125)이 각각 p 타입 반도체층 및 n 타입 반도체층인 경우 제1 도전성 반도체층(121) 및 제2 도전성 반도체층(125) 각각은 3족 불순물 및 5족 불순물을 포함할 수 있다. 또한 제1 도전성 반도체층(121) 및 제2 도전성 반도체층(125)이 각각 n 타입 반도체층 및 p 타입 반도체층인 경우 제1 도전성 반도체층(121) 및 제2 도전성 반도체층(125) 각각은 5족 불순물 및 3족 불순물을 포함할 수 있다.
이와 같은 불순물은 제2 단위전지(140)의 제1 도전성 반도체층(141) 및 제2 도전성 반도체층(145) 역시 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1 부층(130a)과 제2 부층(130b)을 포함하는 중간반사막(130)은 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스가 복수의 공정 챔버들(G1 내지 G6)에 유입되어 제1 단위전지(120) 상에 형성된다. 중간반사막(130)의 형성을 위하여 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스가 복수의 공정챔버들(G1 내지 G6)에 유입된다. 비실리콘계 원소의 유입에 따라 중간반사막(130)의 굴절률 매칭이 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 제조시스템은 홀수 번째 공정 챔버들(G1, G3, G5)로 이루어진 제1 그룹 또는 짝수 번째 공정챔버들로 이루어진 제2 그룹(G2, G4, G6)을 포함한다.
제1 부층(130a)은 제1 그룹 또는 제2 그룹 중 하나의 그룹에 유입되는 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스의 제1 유량값들을 일정하게 유지하여 형성된다. 제2 부층(130b)은 제1 그룹 또는 제2 그룹 중 다른 하나의 그룹에 유입되는 원료가스의 제2 유량값들은 제1 유량값들보다 작으며 다른 하나의 그룹의 각 공정챔버에서 일정하게 유지되어 형성된다. 이 때 제1 부층(130a) 및 제2 부층(130b)은 수직 전기 전도도를 향상시키기 위하여 불순물을 포함한다.
이와 같이 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스의 유량에 따라 제1 부층(130a) 및 제2 부층(130b)이 형성될 때 제1 그룹 및 제2 그룹의 공정챔버들(G1 내지 G6) 내부의 공정 조건들(수소 유량, 실란 유량, 불순물 유량, 온도, 압력)은 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)이 형성되는 동안 일정하게 유지될 수 있다.
중간반사막(130)의 제1 부층(130a) 및 제2 부층(130b)에 함유된 비실리콘계 원소는 결정화를 방해한다. 이에 따라 제1 유량값과 제2 유량값이 서로 다른 경우 제1 부층(130a)과 제2 부층(130b)의 결정체적분율들은 서로 다르다. 결정체적분율은 박막의 굴절률에 영향을 미치므로 제1 유량값과 제2 유량값의 차이에 따라 중간반사막(130)의 굴절률이 조정될 수 있다.
이 때 중간반사막(130)은 수직 전기 전도도의 향상을 위하여 수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질은 수소화된 나노 결정질 산화실리콘(nc-SiO:H), 수소화된 나노 결정질 실리콘 카바이드(nc-SiC:H) 또는 수소화된 나노 결정질 질화실리콘(nc-SiN:H)을 포함할 수 있다.
또한 중간반사막(130)은 제1 단위전지(120) 및 제2 단위전지(140) 중 빛이 먼저 입사되는 단위전지의 n 타입 반도체층과 접촉한다. 이에 따라 중간반사막(130)의 제1 부층(130a) 및 제2 부층(130b)이 5족 불순물을 포함하여 중간반사막(130)이 수소화된 n 타입 나노 결정질 실리콘계 물질을 포함할 경우 중간반사막(130)의 수직 전기 전도도를 더욱 향상시킬 수 있다.
중간반사막(130)이 수소화된 n 타입 나노 결정질 실리콘계 물질을 포함하므로 중간반사막(130) 형성시 5족 불순물이 공정챔버들(G1 내지 G6)에 유입될 수 있다.
도 1a 및 도 1b의 제조시스템은 중간반사막(130)의 형성을 위하여 6개의 공정챔버들(G1 내지 G6)을 포함하나, 공정챔버의 개수는 이보다 작을 수도 있고 클 수도 있다.
중간반사막(130)에 대한 설명은 이후 보다 상세하게 이루어진다.
중간반사막(130)이 형성된 후 제2 단위전지(140) 및 제2 전극(150)이 중간반사막(130) 상에 순차적으로 형성된다. 이에 따라 도 2와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치가 제조된다.
제2 단위전지(140)는 제1 도전성 반도체층(141), 진성 반도체층(143) 및 제2 도전성 반도체층(145)을 포함한다.
본 발명의 실시예가 p-i-n 타입 광기전력 장치인 경우, 빛은 제1 단위전지(120) 및 제2 단위전지(140) 중 제1 단위전지(120)로 먼저 입사된다. 이 때 제1 단위전지(120) 및 제2 단위전지(140)의 제1 도전성 반도체층(121, 141), 진성 반도체층(123, 143) 및 제2 도전성 반도체층(125, 145)은 각각 p 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 n 타입 반도체층이다.
본 발명의 실시예가 n-i-p 타입 광기전력 장치인 경우, 빛은 제1 단위전지(120) 및 제2 단위전지(140) 중 제2 단위전지(140)로 먼저 입사된다. 이 때 제1 단위전지(120) 및 제2 단위전지(140)의 제1 도전성 반도체층(121, 141), 진성 반도체층(123, 143) 및 제2 도전성 반도체층(125, 145)은 각각 n 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 p 타입 반도체층이다.
이 때, 제1 단위전지(120) 및 제2 단위전지(140) 중 빛이 먼저 입사되는 제1 단위전지(120)의 제2 도전성 반도체층(125)이나 제1 단위전지(120) 및 제2 단위전지(140) 중 빛이 먼저 입사되는 제2 단위전지(140)의 제1 도전성 반도체층(141)이 n 타입 나노 결정질 실리콘으로 이루어진 경우, n 타입 나노 결정질 실리콘의 두께는 5 nm 이상 30 nm 이하일 수 있다. 제1 단위전지(120)나 제2 단위전지(140)의 n 타입 나노 결정질 실리콘의 기능을 수행하기 위하여 n 타입 나노 결정질 실리콘의 두께는 5 nm 이상일 수 있다. 또한 n 타입 나노 결정질 실리콘의 두께가 30 nm 이하인 경우 n 타입 나노 결정질 실리콘의 두께 증가로 인하여 빛이 n 타입 나노 결정질 실리콘에 과도하게 흡수되는 것이 방지될 수 있다.
다음으로 도면을 참조하여 중간반사막(130)의 제조 방법이 상세히 설명된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 중간반사막을 형성하기 위한 플라즈마 화학 기상 증착장치의 일례를 나타낸다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 제조장치는 복수 개의 공정챔버들(G1 내지 G6)포함하나 도 3에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 공정챔버가 도시된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전극(110) 및 제1 단위전지(120)가 형성된 기판(100)이, 전극 역할을 하는 플레이트(510) 상에 위치한다. 제1 단위전지(120)는 순차적으로 적층된 제1 도전성 반도체층(121), 진성 반도체층(123) 및 제2 도전성 반도체층(125)을 포함할 수 있다.
이 때 제2 도전성 반도체층(125)이 수소화된 n 타입 나노 결정질 실리콘(n-nc-Si:H)을 포함할 경우, 공정챔버 내부로 사일렌(SiH4) 가스, 수소(H2) 가스, 및 포스핀(PH3) 가스가 유입될 수 있다. 또한 제2 도전성 반도체층(125)이 수소화된 p 타입 나노 결정질 실리콘(p-nc-Si:H)을 포함할 경우, 공정챔버 내부로 사일렌(SiH4) 가스, 수소(H2) 가스와 더불어 디보란(B2H6) 가스가 유입될 수 있다.
수소화된 나노 결정질 실리콘을 포함하는 제2 도전성 반도체층(125)이 형성된 후, 공정챔버로 유입되는 사일렌 가스, 수소 가스 및 불순물 가스의 유량과, 공정챔버의 증착 온도와 증착 압력 등이 유지되고 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스가 공정챔버로 유입된다.
도 3에 도시된 바와 같이 수소 가스, 실란 가스 및 불순물 가스는 유량 조절기들(MFC1, MFC2, MFC3) 및 노즐이 형성된 전극(550)을 통하여 공정챔버 내로 유입된다. 또한 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스는 유량 조절기(MFC4) 및 전극(550)의 노즐을 통하여 공정챔버 내로 유입된다.
비실리콘계 원소가 산소인 경우 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스는 O2 또는 CO2를 포함할 수 있다. 비실리콘계 원소가 탄소인 경우 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스는 CH4, C2H4, 또는 C2H2를 포함할 수 있다. 또한 비실리콘계 원소가 질소인 경우 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스는 NH4, N2O, 또는 NO를 포함할 수 있다.
이 때 앵글 밸브(540)는 공정챔버의 압력이 일정하게 유지되도록 제어되고, 펌프(530)는 가스들을 유출하기 위한 흡입력을 제공한다. 즉, 유량 조절기(MFC1, MFC2, MFC3, MFC4)를 통하여 유입되는 가스들의 유량과 앵글 밸브(540)를 통하여 유출되는 유량이 같으면 공정챔버의 압력은 일정하게 유지될 수 있다. 공정챔버의 압력이 일정하게 유지될 경우 공정챔버 내의 와류 발생으로 인한 실리콘 파우더의 생성이 방지된다. 수소는 실란의 희석을 위하여 유입되며 스테블러-론스키 효과 (Staebler-Wronski effect)를 감소시킨다.
상기 가스들과 함께 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스가 유입되고 전원(E)이 전압을 공급하면 전극(550)과 플레이트(510) 사이에 전위차가 발생하므로 공정챔버 내의 가스들은 플라즈마 상태가 되어 제1 단위전지(120)의 수소화된 나노 결정질 실리콘 상에 중간반사막(130)의 일부가 형성된다.
산소, 탄소 또는 질소를 포함하는 원료가스가 유입된 경우, 중간반사막(130)은 수소화된 나노 결정질 산화실리콘(nc-SiO:H), 수소화된 나노 결정질 실리콘 카바이드(nc-SiC:H) 또는 수소화된 나노 결정질 질화실리콘(nc-SiN:H)을 포함할 수 있다.
이와 같이 중간반사막(130)은 빛이 입사되는 단위전지의 수소화된 나노 결정질 실리콘과 유사한 수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질을 포함하므로 중간반사막(130)은 빛이 입사되는 단위전지와 원활하게 접합될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스 (이하, 원료가스)는 도 4 내지 도 5에 도시된 유량 변화에 따라 공정챔버로 유입될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 유량값들(α)을 지닌 원료가스가 홀수 번째 공정 챔버들(G1, G3, G5)로 이루어진 제1 그룹 또는 짝수 번째 공정챔버들(G2, G4, G6)로 이루어진 제2 그룹 중 하나의 그룹에 유입된다. 이 때 원료가스의 제1 유량값들(α)은 증착 시간(T)에 따라 일정하게 유지된다. 또한 제2 유량값들(β)을 지닌 원료가스가 홀수 번째 공정 챔버들(G1, G3, G5)로 이루어진 제1 그룹 또는 짝수 번째 공정챔버들(G2, G4, G6)로 이루어진 제2 그룹 중 하나의 그룹에 유입된다. 이 때 원료가스의 제2 유량값들(β) 역시 증착 시간(T)에 따라 일정하게 유지되고, 제2 유량값들(β)은 제1 유량값들(α)보다 작다. 이 때 제2 유량값들(β)은 0일 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이 산소, 탄소 또는 질소와 같은 비실리콘계 원소는 결정화를 방해하므로 제1 유량값들(α) 및 제2 유량값들(β)을 지닌 원료가스가 유입된 제1 그룹 및 제2 그룹의 공정챔버들에서는 서로 다른 결정체적분율을 지닌 부층들이 형성될 수 있다. 즉, 제1 유량값들(α)을 지닌 원료가스가 유입된 공정챔버들에서 형성된 부층은 제2 유량값들(β)을 지닌 원료가스가 유입된 공정챔버들에서 형성된 부층의 결정체적분율보다 작은 결정체적분율을 지닐 수 있다.
이하에서 제1 유량값들(α)을 지닌 원료가스가 유입에 의하여 형성된 부층을 제1 부층이라 하고, 제1 유량값들(α)보다 작은 제2 유량값들(β)을 지닌 원료가스가 유입에 의하여 형성된 부층을 제2 부층이라 한다.
예를 들어, 제1 유량값들(α)을 지닌 원료가스가 제1 그룹에 유입될 경우, 중간반사막(130)의 제1 부층이 제1 그룹의 공정챔버들(G1, G3, G5)에서 형성된다. 제2 그룹의 공정챔버들(G2, G4, G6)에는 제2 유량값들(β)을 지닌 원료가스가 유입되어 제1 부층의 결정체적분율보다 큰 제2 부층이 형성된다.
도 4의 유량변화와는 다르게 도 5에 도시된 바와 같이 제1 유량값(α) 및 제2 유량값(β)은 기판(100)의 이송에 따라 증가할 수 있다. 즉, 제1 그룹 및 제2 그룹에 유입되는 원료가스의 제1 유량값들(α1, α2, α3) 및 제2 유량값들(β1, β2, β3)은 증착 시간(T)에 따라 일정하게 유지된다. 즉, 공정챔버(G1), 공정챔버(G3) 및 공정챔버(G5)에 유입되는 원료가스의 유량 각각 α1, α2 및 α3으로 일정하게 유지되며, 공정챔버(G2), 공정챔버(G4) 및 공정챔버(G6)에 유입되는 원료가스의 유량 각각 β1, β2 및 β3으로 일정하게 유지된다.
또한 제1 그룹의 공정챔버들(G1, G3, G5)에 유입되는 원료가스의 제1 유량값은 기판(100)이 제1 그룹의 공정챔버(G1), 공정챔버(G3) 및 공정챔버(G5)를 지남에 따라 증가할 수 있다. 즉, 기판(100)이 공정챔버 (G1) 내부로 이송되면 제1 유량값(α1)을 지닌 원료가스가 공정챔버 (G1)로 유입된다. 기판(100)이 공정챔버 (G3) 내부로 이송되면 제1 유량값(α2)을 지닌 원료가스가 공정챔버 (G3)로 유입된다. 또한 기판(100)이 공정챔버 (G5) 내부로 이송되면 제1 유량값(α3)을 지닌 원료가스가 공정챔버 (G5)로 유입된다.
마찬가지로 제2 그룹의 공정챔버들(G2, G4, G6)에 유입되는 원료가스의 제2 유량값은 기판(100)이 제2 그룹의 공정챔버(G2), 공정챔버(G4) 및 공정챔버(G6)를 지남에 따라 증가할 수 있다. 즉, 기판(100)이 공정챔버 (G2) 내부로 이송되면 제2 유량값(β1)을 지닌 원료가스가 공정챔버 (G2)로 유입된다. 기판(100)이 공정챔버 (G4) 내부로 이송되면 제2 유량값(β2)을 지닌 원료가스가 공정챔버 (G4)로 유입된다. 또한 기판(100)이 공정챔버 (G6) 내부로 이송되면 제2 유량값(β3)을 지닌 원료가스가 공정챔버 (G6)로 유입된다.
도 5에서는 제1 유량값(α) 및 제2 유량값(β)이 기판(100)이 공정챔버를 지남에 따라 증가하였으나, 제1 유량값(α)은 기판(100)이 제1 그룹의 공정챔버들 (G1, G3, G5)을 지나도 그대로 유지되고 제2 유량값(β)은 기판(100)이 제2 그룹의 공정챔버들(G2, G4, G6)을 지날 때 증가할 수 있다. 또한 제2 유량값(β)은 기판(100)이 제2 그룹의 공정챔버들(G2, G4, G6)을 지나도 그대로 유지되고 제1 유량값(α)은 기판(100)이 제1 그룹의 공정챔버들(G1, G3, G5)을 지남에 따라 증가할 수 있다.
도 4 및 도 5의 유량 변화와는 다르게 도 6에 도시된 바와 같이 제1 유량값(α) 및 제2 유량값(β)은 기판(100)의 이송에 따라 감소할 수 있다. 즉, 제1 그룹 및 제2 그룹의 각 공정챔버(G1, G2, G3, G4, G5, G6)에 유입되는 원료가스의 제1 유량값(α1, α2, α3) 및 제2 유량값(β1, β2, β3)은 증착 시간(T)에 따라 일정하게 유지된다. 즉, 공정챔버(G1), 공정챔버(G3) 및 공정챔버(G5)에 유입되는 원료가스의 유량 각각 α3, α2 및 α1으로 일정하게 유지되며, 공정챔버(G2), 공정챔버(G4) 및 공정챔버(G6)에 유입되는 원료가스의 유량 각각 β3, β2 및 β1로 일정하게 유지된다.
또한 제1 그룹의 공정챔버들(G1, G3, G5)에 유입되는 원료가스의 제1 유량값은 기판(100)이 제1 그룹의 공정챔버(G1), 공정챔버(G3) 및 공정챔버(G5)를 지남에 따라 감소할 수 있다. 즉, 기판(100)이 공정챔버 (G1) 내부로 이송되면 제1 유량값(α3)을 지닌 원료가스가 공정챔버 (G1)로 유입된다. 기판(100)이 공정챔버 (G3) 내부로 이송되면 제1 유량값(α2)을 지닌 원료가스가 공정챔버 (G3)로 유입된다. 또한 기판(100)이 공정챔버 (G5) 내부로 이송되면 제1 유량값(α1)을 지닌 원료가스가 공정챔버 (G5)로 유입된다.
마찬가지로 제2 그룹의 공정챔버들(G2, G4, G6)에 유입되는 원료가스의 제2 유량값은 기판(100)이 제2 그룹의 공정챔버(G2), 공정챔버(G4) 및 공정챔버(G6)를 지남에 따라 감소할 수 있다. 즉, 기판(100)이 공정챔버 (G2) 내부로 이송되면 제2 유량값(β3)을 지닌 원료가스가 공정챔버 (G2)로 유입된다. 기판(100)이 공정챔버 (G4) 내부로 이송되면 제2 유량값(β2)을 지닌 원료가스가 공정챔버 (G4)로 유입된다. 또한 기판(100)이 공정챔버 (G6) 내부로 이송되면 제2 유량값(β1)을 지닌 원료가스가 공정챔버 (G6)로 유입된다.
도 6에서는 제1 유량값(α) 및 제2 유량값(β)이 기판(100)이 공정챔버를 지남에 따라 감소하였으나, 제1 유량값(α)은 기판(100)이 제1 그룹의 공정챔버들(G1, G3, G5)을 지나도 그대로 유지되고 제2 유량값(β)은 기판(100)이 제2 그룹의 공정챔버들(G2, G4, G6)을 지날 때 감소할 수 있다. 또한 제2 유량값(β)은 기판(100)이 제2 그룹의 공정챔버들(G2, G4, G6)을 지나도 그대로 유지되고 제1 유량값(α)은 기판(100)이 제1 그룹의 공정챔버들(G1, G3, G5)을 지남에 따라 감소할 수 있다.
도 5의 유량변화는 p-i-n 타입 광기전력 장치의 중간반사막(130)의 형성시 사용될 수 있고, 도 6의 유량변화는 n-i-p 타입 광기전력 장치의 중간반사막(130)의 형성시 사용될 수 있다.
p-i-n 타입 광기전력 장치의 제1 단위전지(120)는 제1 전극(100)으로부터 순차적으로 적층된 p 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 n 타입 반도체층을 포함하고, 제2 단위전지(140)는 중간반사막(130)으로부터 순차적으로 적층된 p 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 n 타입 반도체층을 포함한다. p-i-n 타입 광기전력 장치의 경우 빛은 제1 단위전지(120)로 입사된다.
또한 n-i-p 타입 광기전력 장치의 제1 단위전지(120)는 기판(100)으로부터 순차적으로 적층된 n 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 p 타입 반도체층을 포함하고, 제2 단위전지(140)는 중간반사막(130)으로부터 순차적으로 적층된 n 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 p 타입 반도체층을 포함한다. n-i-p 타입 광기전력 장치의 경우 빛은 제2 단위전지(140)로 입사된다.
p-i-n 타입 광기전력 장치의 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 유량값(α) 및 제2 유량값(β)이 기판(100)의 이동에 따라 증가한다. 이에 따라 복수의 제1 부층들(130a) 또는 제2 부층들(130b)이 형성될 때 먼저 형성된 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)에 함유된 비실리콘계 원소의 양은 나중에 형성된 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)에 함유된 비실리콘계 원소의 양보다 작다.
또한 n-i-p 타입 광기전력 장치의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 유량값(α) 및 제2 유량값(β)이 기판(100)의 이동에 따라 감소한다. 이에 따라 복수의 제1 부층들(130a) 또는 제2 부층들(130b)가 형성될 때 먼저 형성된 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)에 함유된 비실리콘계 원소의 양은 나중에 형성된 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)에 함유된 비실리콘계 원소의 양보다 크다.
즉, 빛이 입사되는 측으로부터 멀어질수록 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)에 함유된 산소, 탄소 또는 질소와 같은 비실리콘계 원소의 농도가 증가되도록 프로파일된다. 예를 들어, p-i-n 타입 광기전력 장치의 경우, 제1 단위전지(120)로부터 멀어질수록 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)의 비실리콘계 원소의 농도가 증가된다. 또한 n-i-p 타입 광기전력 장치의 경우, 제2 단위전지(140)로부터 멀어질수록 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)의 비실리콘계 원소의 농도가 증가된다.
빛이 입사되는 측으로부터 멀어질수록 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)에 함유된 비실리콘계 원소의 농도가 증가되면, 빛이 입사되는 단위전지와 중간반사막(130) 사이의 계면에서의 굴절률 변화가 점진적으로 이루어져 빛의 반사량이 증가할 수 있다.
본 발명의 실시예와 다르게 공정챔버에 유입되는 원료 가스가 변할 경우 파우더가 형성될 수 있고 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)의 막질이 악화될 수 있다. 반면에 본 발명의 실시예의 경우 각 공정챔버(G1, G2, G3, G4, G5, G6)에 유입되는 원료가스의 유량은 일정하게 유지되므로 공정챔버 내에서 파우더의 발생이 방지되고 막질이 향상된 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)이 형성될 수 있다.
도 4 내지 도 6에서는 불순물의 유량 변화가 도시되어 있지 않으나 본 발명의 실시예에서 공정챔버들(G1, G2, G3, G4, G5, G6)에 유입되는 불순물의 유량들은 서로 같을 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서는 공정챔버들(G1, G2, G3, G4, G5, G6)에 유입되는 수소의 유량들 역시 서로 같을 수 있고 실란의 유량들도 서로 같을 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 제1 부층(130a) 및 제2 부층(130b)은 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스의 유량에 따라 형성될 수도 있으나 공정챔버 전원(E)이 공급하는 전압의 주파수에 따라 형성될 수도 있다.
즉, 홀수 번째 공정 챔버들(G1, G3, G5)로 이루어진 제1 그룹 또는 짝수 번째 공정챔버들(G2, G4, G6)로 이루어진 제2 그룹 중 하나의 그룹에 제1 주파수(f1)를 지닌 전압이 공급되어 불순물을 포함하는 제1 부층(130a)이 형성된다. 또한 제1 그룹 또는 제2 그룹 중 다른 하나의 그룹에 제1 주파수(f1)보다 큰 제2 주파수(f2)를 지닌 전압이 공급되어 불순물을 포함하는 제2 부층(130b)이 형성된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 중간반사막(130)을 형성하기 위하여 제1 그룹 및 제2 그룹에 공급되는 전압의 주파수를 나타낸다. 이와 같이 전압의 주파수에 따라 제1 부층(130a) 및 제2 부층(130b)이 형성될 때 공정챔버들(G1 내지 G6) 내부의 공정 조건들(수소 유량, 실란 유량, 불순물 유량, 온도, 압력)은 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)이 형성되는 동안 일정하게 유지될 수 있다.
공정챔버에 공급되는 전압의 주파수가 클수록 결정화가 용이하다. 따라서 제1 주파수(f1)에 비하여 큰 제2 주파수(f2)를 지닌 전압이 공급되는 공정챔버에서 형성되는 제2 부층(130b)의 결정체적분율이 제1 주파수(f1)를 지닌 전압이 공급되는 공정챔버에서 형성되는 제1 부층(130a)의 결정체적분율보다 크다. 본 발명의 실시예에서는 제1 주파수(f1)는 RF (Radio Frequency) 대역의 주파수 일 수 있고, 제2 주파수(f2)는 VHF (Very High Frequency) 대역의 주파수 일 수 있다.
나노 결정질 실리콘계 물질의 경우, Raman 측정에 의하여 얻어진 component peak의 면적을 이용하여 다음의 수학식으로 결정체적분율이 얻어질 수 있다.
결정체적분율 (%) = [(A510 + A520)/(A480 + A510 + A520)] * 100
이 때 Ai는 i cm-1 근처의 component peak의 면적이다.
비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스의 유량이 증가하거나 주파수가 감소하여 결정체적분율이 작을수록 부층의 굴절률 역시 감소한다. 따라서 제2 부층(130b)의 결정체적분율보다 작은 결정체적분율을 지닌 제1 부층(130a)의 굴절률은 제2 부층(130b)의 굴절률보다 작다.
이와 같이 결정체적분율이 다르거나 굴절률이 다른 부층들(130a, 130b)이 교대로 적층되면, 각 부층(130a, 130b)이 도파관의 역할을 하므로 중간반사막(130)에 의하여 복수의 단위전지들 중 빛이 먼저 입사되는 단위전지가 흡수하는 특정 파장의 빛의 반사가 선택적으로 극대화될 수 있다.
이 때 결정체적분율이 큰 제2 부층(130b)은 수직 전도도를 향상시키므로 제1 단위전지(120)와 제2 단위전지(140) 사이의 전류 흐름을 원활히 한다. 제2 부층(130b)에 비하여 굴절률이 낮은 제1 부층(130a)은 빛이 입사되는 단위전지의 굴절률을 매칭시키므로 500 nm 내지 700 nm 파장의 빛과 같이 에너지 밀도가 높은 단파장 영역의 빛의 반사를 증가시킨다.
한편, 본 발명의 실시예들에서 공정챔버들(G1 내지 G6)에 유입되는 수소 및 실란의 유량이 일정하므로 실란의 유량에 대한 수소 유량의 비인 수소 희석비는 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 공정챔버들(G1 내지 G6) 내부의 수소 희석비들은 서로 같을 수 있다.
본 발명의 실시예의 경우 제1 그룹의 공정챔버들과 제2 그룹의 공정챔버들에 유입되는 원료가스의 유량 변화나, 제1 그룹의 공정챔버들과 제2 그룹의 공정챔버들에 공급되는 전압의 주파수 변화에 의하여 제1 부층(130a) 및 제2 부층(130b)이 형성될 수 있다. 따라서 제1 그룹 및 제2 그룹의 공정챔버들(G1 내지 G6)의 수소 희석비가 같더라도 제1 부층(130a) 및 제2 부층(130b)이 형성될 수 있다. 수소와 실란의 유량은 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스의 유량보다 크므로 수소와 실란의 유량이 일정하게 유지될 경우 공정챔버(G1, G2, G3, G4, G5, G6) 내부에서 수소와 실란의 유량 변화로 인한 와류의 발생이 방지될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 중간반사막(130)의 전체 두께는 20 nm 이상 120 nm 이하일 수 있다. 중간반사막(130)의 두께가 20 nm 이상일 경우, 빛이 입사되는 단위전지와 중간반사막(130) 사이의 굴절률 매칭이 이루어지면서 내부 반사가 원활히 이루어질 수 있다. 또한 중간반사막(130)의 두께가 120 nm 이하일 경우, 중간반사막(130)의 두께 증가로 인한 중간반사막(130) 자체의 과도한 빛의 흡수가 방지된다. 또한 중간반사막(130)의 두께가 과도하게 증가될 경우 공정 챔버 수가 늘어난다. 따라서 중간반사막(130)의 두께가 120 nm 이하인 경우 공정 챔버의 수가 과도하게 증가되는 것이 방지될 수 있다.
제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)의 두께는 10 nm 이상 50 nm 이하일 수 있다. 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)의 두께가 10 nm 이상인 경우 굴절률 매칭이 이루어지고 결정질 실리콘 입자가 충분히 형성될 수 있다. 또한 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)의 두께가 50 nm보다 크면 부층이 너무 두꺼워져 중간반사막(130)이 포함하는 부층들의 개수가 작아질 수 있다. 이에 따라 중간반사막(130)에 의한 내부 반사가 줄어들 수 있다. 따라서 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)의 두께가 50 nm 이하이면 중간반사막(130)이 포함하는 부층의 개수가 적절하게 되어 빛의 반사가 원활하게 이루어질 수 있다.
한편, 제1 부층(130a) 및 제2 부층(130b)을 포함하는 중간반사막(130)의 파장 600 nm에서의 굴절률은 1.7 이상 2.5 이하일 수 있다. 중간반사막(130)의 굴절률이 1.7 이상이면, 전기전도도(conductivity)이 커져 다중 접합 광기전력 장치의 FF (Fill Factor)가 향상되어 효율이 높아진다. 또한 중간반사막(130)의 굴절률이 2.5 이하이면 500 nm 내지 700 nm 파장 영역의 빛을 원활하게 반사하여 단위전지의 단락 전류가 증가하므로 효율이 높아진다.
중간반사막(130)에 함유되는 비실리콘계 원소의 평균함유량은 10 atomic % 이상 40 atomic % 이하일 수 있다. 비실리콘계 원소의 평균함유량이 10 atomic % 이상인 경우 빛이 입사되는 단위전지와 중간반사막(130) 사이에 굴절률 매칭이 이루어져 내부 반사가 원활하게 이루어진다.
또한 비실리콘계 원소의 평균함유량이 불필요하게 크면 부층들의 결정체적분율이 감소하므로 수직 전기전도도가 감소할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에서 비실리콘계 원소의 평균함유량은 40 atomic % 이하인 경우 중간반사막(130)의 평균결정체적분율이 적절하게 유지되어 중간반사막(130)이 비정질화되는 것이 방지되므로 전기 전도도가 향상된다.
중간반사막(130)의 평균수소함유량은 10 atomic % 이상 25 atomic % 이하일 수 있다. 중간반사막(130)의 평균수소함유량은 10 atomic % 이상인 경우 미결합손(dangling bond)이 패시베이션되어 중간반사막(130)의 막질이 향상된다. 중간반사막(130)의 평균수소함유량이 불필요하게 크면 중간반사막(130)의 결정체적분율이 줄어들어 전기 전도도가 낮아진다. 따라서 중간반사막(130)의 평균수소함유량이 25 atomic % 이하인 경우 중간반사막(130)의 결정체적분율의 저하에 따른 비정질화를 방지하므로 수직 전기 전도도가 증가한다.
중간반사막(130)의 결정체적분율은 4 % 이상 30 % 이하일 수 있다. 중간반사막(130)의 결정체적분율은 4 % 이상이면 터널링 접합 특성이 향상되고, 중간반사막(130)의 결정체적분율은 30 % 이하이면 비실리콘계 물질의 함량이 유지되므로 굴절률 매칭 특성 저하가 방지된다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 중간반사막(130)이 수직 전기 전도도가 우수한 n 타입 나노 결정질 실리콘계 물질로 이루어진 경우, 빛이 입사되는 단위전지의 n 타입 반도체층을 대신할 수 있다.
예를 들어, 제1 단위전지(120)가 기판(100)으로부터 순차적으로 적층된 p 타입 반도체층 및 진성 반도체층 및 n 타입 나노 결정질 실리콘계 물질로 이루어진 중간반사막(130)을 포함하고, 제2 단위전지(140)가 중간반사막(130)으로부터 순차적으로 적층된 p 타입 반도체층, 진성 반도체층 그리고 n 타입 반도체층을 포함할 경우, 중간반사막(130)이 빛이 입사되는 제1 단위전지(120) n 타입 반도체층의 역할을 대신할 수 있다.
또한 제1 단위전지(120)가 기판(100)으로부터 순차적으로 적층된 n 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 p 타입 반도체층을 포함하고, 제2 단위전지(140)가 제1 단위전지(120)로부터 순차적으로 적층된 n 타입 나노 결정질 실리콘계 물질로 이루어진 중간반사막(130), 진성 반도체층 그리고 p 타입 반도체층을 포함할 경우, 중간반사막(130)이 빛이 입사되는 제2 단위전지(120) n 타입 반도체층의 역할을 대신할 수 있다.
따라서 중간반사막(130)이 n 타입 나노 결정질 실리콘계 물질로 이루어진 경우, 제1 단위전지(120) 또는 제2 단위전지(140) 중 빛이 입사되는 단위전지는 p 타입 반도체층 및 진성 반도체층을 포함하고, 중간반사막(130)은 진성 반도체층과 접촉할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 기판이 이동함에 따라 공정챔버에 유입되는 원료가스의 유량이나 공정챔버에 공급되는 전압이 주파수가 변함으로써 제1 부층(130a) 및 제2 부층(130b)이 형성될 수 있다. 더욱이 각 공정챔버의 공정조건들이 일정하게 유지되더라도 제1 부층(130a) 및 제2 부층(130b)이 형성될 수 있으므로 제1 부층들(130a) 및 제2 부층들(130b)의 막 균일성이 향상될 수 있다.
예를 들어, 공정챔버(G1)에서 제1 부층(130a)이 형성되고 공정챔버(G2)에서 제2 부층(130b)이 형성될 경우, 제1 부층(130a)이 형성되는 동안 공정챔버(G1) 내부의 공정조건들은 일정하게 유지되고 제2 부층(130b)이 형성되는 동안 공정챔버(G2) 내부의 공정조건들은 일정하게 유지될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 다르게 불순물의 유량 변화와 주파수 변화가 동시에 이루어짐으로써 중간반사막(130)의 제1 부층(130a) 및 제2 부층(130b)가 형성될 수 있다.
즉, 홀수 번째 공정 챔버들(G1, G3, G5)로 이루어진 제1 그룹 또는 짝수 번째 공정챔버들(G2, G4, G6)로 이루어진 제2 그룹 중 하나의 그룹에 유입되는 원료가스의 제1 유량값들(α)을 일정하게 유지하여 불순물을 포함하는 제1 부층(130a)이 형성된다. 제1 그룹 또는 제2 그룹 중 다른 하나의 그룹에 유입되는 원료가스의 제2 유량값들(β)은 제1 유량값들(α)보다 작으며 다른 하나의 그룹의 각 공정챔버에서 일정하게 유지되어 불순물을 포함하는 제2 부층(130b)이 형성된다.
또한 빛이 입사되는 측으로부터 멀어질수록 제1 부층(130a) 또는 제2 부층(130b)에 함유된 비실리콘계 원소의 농도가 증가할 수 있다. 이 때 제1 그룹 또는 제2 그룹 중 제1 부층(130b)이 형성되는 하나의 그룹의 공정 챔버들에 공급되는 전압의 제1 주파수(f1)는 제2 부층(130b)이 형성되는 그룹의 공정 챔버들에 공급되는 전압의 제2 주파수(f2)보다 작다.
이와 같이 비실리콘계 원소의 농도 변화와 주파수 변화에 의하여 제1 부층(130a) 및 제2 부층(130b)가 형성될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 기판 110 : 제1 전극
120 : 제1 단위전지 121 : 제1 도전성 반도체층
123 : 진성 반도체층 125 : 제2 도전성 반도체층
130 : 중간반사막 130a : 제1 부층
130b : 제2 부층 140 : 제2 단위전지
141 : 제1 도전성 반도체층 143 : 진성 반도체층
145 : 제2 도전성 반도체층 150 : 제2 전극
G1 내지 G6 : 공정 챔버 510 : 플레이트
530 : 펌프 540 : 앵글 밸브
550 : 공정챔버의 전극

Claims (12)

  1. 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스를 복수의 공정 챔버들에 유입하여 제1 부층 및 제2 부층을 포함하는 중간반사막을 형성하는 광기전력 장치의 제조 방법에 있어서,
    홀수 번째 공정 챔버들로 이루어진 제1 그룹 또는 짝수 번째 공정챔버들로 이루어진 제2 그룹 중 하나의 그룹에 유입되는 상기 원료가스의 제1 유량값들을 일정하게 유지하여 불순물을 포함하는 상기 제1 부층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 그룹 또는 상기 제2 그룹 중 다른 하나의 그룹에 유입되는 상기 원료가스의 제2 유량값들은 상기 제1 유량값들보다 작으며 다른 하나의 그룹의 각 공정챔버에서 일정하게 유지되어 상기 불순물을 포함하는 상기 제2 부층을 형성하는 단계
    를 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  2. 비실리콘계 원소를 포함하는 원료가스를 복수의 공정 챔버들에 유입하여 제1 부층 및 제2 부층을 포함하는 중간반사막을 형성하는 광기전력 장치의 제조 방법에 있어서,
    홀수 번째 공정 챔버들로 이루어진 제1 그룹 또는 짝수 번째 공정챔버들로 이루어진 제2 그룹 중 하나의 그룹에 제1 주파수를 지닌 전압이 공급되어 불순물을 포함하는 상기 제1 부층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 그룹 또는 상기 제2 그룹 중 다른 하나의 그룹에 상기 제1 주파수보다 큰 제2 주파수를 지닌 전압이 공급되어 불순물을 포함하는 제2 부층을 형성하는 단계
    를 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 그룹 및 상기 제2 그룹의 공정챔버들 내부의 공정조건들은 상기 제1 부층 또는 제2 부층이 형성되는 동안 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간반사막은 비실리콘계 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간반사막은 수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    빛이 입사되는 측으로부터 멀어질수록 상기 제1 부층 또는 상기 제2 부층에 함유된 비실리콘계 원소의 농도가 증가하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간반사막의 파장 600 nm에서의 굴절률은 1.7 이상 2.5 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간반사막이 n 타입 나노 결정질 실리콘계 물질로 이루어진 경우, 상기 제1 단위전지 또는 상기 제2 단위전지 중 빛이 입사되는 단위전지는 p 타입 반도체층 및 진성 반도체층을 포함하고,
    상기 중간반사막은 상기 진성 반도체층과 접촉하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간반사막의 비실리콘계 원소의 평균 함유량은 10 atomic % 이상 40 atomic % 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간반사막이 n 타입 나노 결정질 실리콘계 물질로 이루어진 경우, 상기 제1 단위전지 또는 상기 제2 단위전지 중 빛이 입사되는 단위전지의 진성 반도체층과 상기 중간반사막이 접촉하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간반사막의 전체 두께는 20 nm 이상 120 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 단위전지 및 상기 제2 단위전지 중 빛이 먼저 입사되는 제1 단위전지의 제2 도전성 반도체층이나 상기 제1 단위전지 및 상기 제2 단위전지 중 빛이 먼저 입사되는 제2 단위전지의 제1 도전성 반도체층이 n 타입 나노 결정질 실리콘으로 이루어진 경우, 상기 n 타입 나노 결정질 실리콘의 두께는 5 nm 이상 30 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
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