KR101101943B1 - 태양전지용 기판의 열처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 태양전지용 기판의 열처리방법은 단결정 또는 다결정 기판이 준비되는 단계, 상기 기판의 수분을 제거하기 위하여 상기 기판을 대기 상태에서 비접촉 가열부로 가열하는 단계; 및 비정질 실리콘이나 실리콘 합금을 포함하는 박막을 상기 기판 상에 형성하는 단계를 포함한다.

Description

태양전지용 기판의 열처리 방법{METHOD FOR HEATING A SUBSTRATE OF SOLAR CELL}
본 실시예는 태양전지용 기판의 열처리 방법에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지원에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양광 에너지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목 받고 있다.
태양광 에너지를 전기 에너지로 직접 변환시켜주는 장치가 광기전력 장치, 즉 태양전지이다. 광기전력 장치는 주로 반도체 접합의 광기전력 현상을 이용한다. 즉, p형과 n형 불순물로 도핑되어 pn 접합이 형성된 반도체에 빛이 입사되어 흡수되면 빛의 에너지가 반도체 내부에서 전자와 홀을 발생시키고 내부 전계에 의해 이들이 분리됨으로써 pn 접합 양단에 광기전력이 발생된다. 이 때 접합 양단에 전극을 형성하고 도선을 연결하면 전극 및 도선을 통하여 외부로 전류가 흐르게 된다.
이와 같은 태양전지가 석유와 같은 기존의 에너지원을 대체하기 위해서는 태양전지가 높은 광전변환효율을 제공해야 한다.
본 발명은 습식 식각 이후에 패시베이션 효과를 증대시키고 기판에 흡수된 수분을 제거하기 위한 태양전지용 기판의 열처리방법을 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 발명의 태양전지용 기판의 열처리방법은 단결정 또는 다결정 기판이 준비되는 단계, 상기 기판의 수분을 제거하기 위하여 상기 기판을 대기 상태에서 비접촉 가열부로 가열하는 단계; 및 비정질 실리콘이나 실리콘 합금을 포함하는 박막을 상기 기판 상에 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 태양전지용 기판의 열처리방법은 제1 도전성 불순물과 제2 도전성 불순물로 도핑된 단결정 또는 다결정 기판을 준비하는 단계, 상기 기판의 수분을 제거하기 위하여 상기 기판을 대기 상태에서 비접촉 가열부로 가열하는 단계 및 실리콘 합금을 포함하는 박막을 상기 기판 상에 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 태양전지용 기판의 열처리방법은 제1 도전성 불순물로 도핑된 단결정 또는 다결정 기판을 준비하는 단계, 상기 기판의 수분을 제거하기 위하여 상기 기판을 대기 상태에서 비접촉 가열부로 가열하는 단계, 진성 비정질 실리콘층을 상기 기판 상에 형성하는 단계 및 상기 진성 비정질 실리콘층 상에 제2 도전성 불순물로 도핑된 비정질 실리콘층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 기판을 대기 상태에서 비접촉 가열부로 가열함으로써 패시베이션 효과의 증대 그리고 식각 공정 등에 의하여 기판에 흡수된 수분을 제거할 수 있다.
본 발명은 기판을 대기 상태에서 비접촉 가열부로 가열함으로써 태양전지의 공정 시간 및 제조 비용이 줄어들 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지용 기판의 열처리 방법을 나타낸다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지용 기판의 열처리 방법을 나타낸다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지용 기판의 열처리 방법을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에서의 태양전지의 변형예를 나타낸다.
다음으로 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지용 기판의 열처리 방법을 나타낸다.
단결정 또는 다결정 기판이 준비된다(S110). 이 때 단결정 또는 다결정 기판은 제1 도전성 불순물과 제2 도전성 불순물로 도핑될 수 있다. 제1 도전성 불순물이 3족 물질과 같은 p 타입 불순물인 경우 제2 도전성 불순물은 5족 물질과 같은 n 타입 불순물일 수 있다. 또한 제1 도전성 불순물이 5족 물질과 같은 n 타입 불순물인 경우 제2 도전성 불순물은 3족 물질과 같은 p 타입 불순물일 수 있다. 이와 같이 p 타입 불순물과 n 타입 불순물이 단결정 또는 다결정 기판에 도핑됨에 따라 pn 접합이 기판에 형성된다.
또한 단결정 또는 다결정 기판은 제1 도전성 불순물로 도핑될 수도 있다. 이 때 제1 도전성 불순물은 3족 물질과 같은 p 타입 불순물이거나 5족 물질과 같은 n 타입 불순물일 수 있다. 이와 같이 제1 도전성 불순물이 단결정 또는 다결정 기판에 도핑됨에 따라 pn 접합이 기판에 형성되지 않은 상태이다.
기판이 대기 상태에서 비접촉 가열부로 가열된다(S120). 이 때 기판의 이송 중에 기판이 대기 상태에서 비접촉 가열부로 가열될 수 있다. 본 발명의 실시예와 다르게 접촉식 가열부로 기판이 가열될 경우 접촉식 가열부가 기판과 접촉해야 하므로 기판의 이송이 정지된 후 가열이 이루어져야 하고 가열시 오염을 막기 위하여 진공이 유지되어야 한다. 반면에 본 발명의 실시예의 경우 기판이 가열부와 접촉하지 않고, 가열이 진공 상태가 아닌 대기 상태에서 이루어지므로 기판 이송 중에 가열이 가능하고 가열 시 오염 방지를 위한 진공 상태를 유지할 필요가 없다. 이에 따라 태양전지의 공정 시간(tact time) 및 제조 비용이 줄어들 수 있다.
본 발명의 실시예에서 비접촉식 가열부는 IR 오븐(infrared oven)을 포함할 수 있다. IR 오븐은 가격이 저렴할 뿐만 아니라 진공 상태가 아닌 대기 상태에서 기판을 가열할 수 있다.
비정질 실리콘이나 실리콘 합금을 포함하는 박막이 기판 상에 형성된다(S130). 이 때, 실리콘 합금을 포함하는 박막이 제1 도전성 불순물과 제2 도전성 불순물로 도핑된 단결정 또는 다결정 기판 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, SiOx 또는 SiNx를 포함하는 박막이 pn 접합이 형성된 기판 상에 형성될 수 있다. 이와 같은 실리콘 합금의 굴절률이 기판의 굴절률보다 작은 경우 실리콘 합금을 포함하는 박막은 패시베이션 및 반사방지막의 역할을 수행할 수 있다.
또한 진성 비정질 실리콘층이 제1 도전성 불순물로 도핑된 단결정 또는 다결정 기판 상에 형성되고, 제2 도전성 불순물로 도핑된 비정질 실리콘층이 진성 비정질 실리콘층 상에 형성될 수 있다. 이 때 제1 도전성 불순물은 3족 물질과 같은 p 타입 불순물인 경우 제2 도전성 불순물은 5족 물질과 같은 n 타입 불순물이고, 제1 도전성 불순물이 5족 물질과 같은 n 타입 불순물인 경우 제2 도전성 불순물은 3족 물질과 같은 p 타입 불순물일 수 있다.
다음으로 본 발명의 실시예가 제1 도전성 불순물과 제2 도전성 불순물로 도핑된 단결정 또는 다결정 기판에 대하여 이루어지는 경우에 대하여 상세히 설명된다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 불순물과 제2 도전성 불순물로 도핑된 단결정 또는 다결정 기판이 준비된다.
기판(200) 표면에 입사된 태양광을 산란시켜 반사량을 줄이기 위하여 기판(200)의 표면에 대하여 텍스쳐링(texturing)이 실시되어 요철이 형성된다. 텍스쳐링은 KOH나 NaOH와 같은 염기성 용액이나 HNO3나 HF와 같은 산성 용액을 이용하는 습식 식각에 의하여 이루어진다.
또한 제1 도전성 불순물이 도핑된 기판(200)에 제2 도전성 불순물이 도핑된다. 도 2a에서는 p타입 불순물이 도핑된 기판(200)에 n 타입 불순물이 도핑되나, n 타입 불순물이 도핑된 기판(200)에 p 타입 불순물이 도핑될 수도 있다. 불순물의 도핑은 고온에서 3족 또는 5족 불순물을 포함한 기체 또는 고체에 기판(200) 표면을 노출시켜 이루어질 수 있다. 또한 기판(200)을 진공 챔버 안에 두고 불순물 이온을 가속하여 기판(200) 표면에 불순물을 주입시키는 이온 주입에 의하여 불순물 도핑이 이루어질 수도 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이 불순물이 도핑된 기판(200)은 대기 상태에서 비접촉 가열부(210)로 가열된다.
이후에 형성되는 실리콘 합금과 기판(200) 사이 계면의 활성화와 상기 계면에서의 패시베이션(passivation) 효과의 증대, 그리고 식각 공정 등에 의하여 기판(200)에 흡수된 수분의 제거를 위하여 실리콘 합금이 요철이 형성된 기판(200) 상에 형성되기 전에 기판(200)이 대기 상태에서 비접촉 가열부(210)로 가열된다. 앞서 설명된 바와 같이 기판(200)이 가열부와 접촉하지 않고 가열이 대기 상태에서 이루어지므로 기판 이송 중에 가열이 가능하고 가열을 위한 진공 상태를 유지할 필요가 없다. 또한 본 발명의 실시예에서 비접촉식 가열부는 IR 오븐(infrared oven)을 포함할 수 있다.
기판(200)의 열처리시 기판(200)의 온도는 120 ℃ 이상 200 ℃ 이하이고, 기판(200)의 가열은 60 초 이상 600 초 이하로 수행될 수 있다. 기판(200)의 온도가 120 ℃ 이상이고 가열 시간이 60초 이상이면, 기판(200)의 수분이 충분히 제거될 수 있다. 또한 기판(200)의 온도가 200 ℃ 이하이고 가열 시간이 600초 이하이면, 이후의 공정에서 박막(230)이 형성되는 PECVD 장치의 동작 신뢰성에 대한 영향을 줄일 수 있다. 즉, 기판(200)이 과도하게 뜨거우면 기판(200)의 온도에 의하여 PECVD 장치에서 형성되는 막질이 나빠질 수 있다.
도 2c에 도시된 바와 같이, SiOx 또는 SiNx와 같은 실리콘 합금을 포함하는 박막(230)이 기판(200) 상에 형성된다. 이와 같은 박막(230)은 PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정에 의하여 형성될 수 있다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 제2 도전성 불순물이 확산된 기판(200) 표면과 접촉하도록 제1 전극(250)이 형성되고, 제1 전극(250)의 맞은 편에 제2 전극(270)이 형성된다.
다음으로 본 발명의 실시예가 제1 도전성 불순물로 도핑된 단결정 또는 다결정 기판에 대하여 이루어지는 경우에 대하여 상세히 설명된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 불순물로 도핑된 단결정 또는 다결정 기판(300)이 준비된다. 이 때 도 3a에서는 기판(300)은 n 타입 불순물에 의하여 도핑되어 있으나 p 타입 불순물에 의하여 도핑되어 있을 수도 있다. 또한 기판(300) 표면에 입사된 태양광을 산란시켜 반사량을 줄이기 위하여 기판(300)의 표면에 대하여 텍스쳐링(texturing)이 실시되어 요철이 형성된다. 텍스쳐링은 KOH나 NaOH와 같은 염기성 용액이나 HNO3나 HF와 같은 산성 용액을 이용하는 습식 식각에 의하여 이루어진다.
도 3b에 도시된 바와 같이 기판(300)이 대기 상태에서 비접촉 가열부로 가열된다. 이 때 비접촉 가열부(310)는 IR 오븐을 포함할 수 있다.
이후에 기판(300) 상에 형성되는 진성 비정질 실리콘층과 기판(300) 사이의 계면활성화, 상기 계면에서의 패시베이션(passivation) 효과의 증대, 및 기판(300)으로부터의 수분 제거를 위하여 진성 비정질 실리콘층이 기판(300) 상에 형성되기 전에 기판(300)이 대기 상태에서 비접촉 가열부(310)로 가열된다. 앞서 설명된 바와 같이 기판(300)이 가열부와 접촉하지 않고 가열이 대기 상태에서 이루어지므로 기판(300) 이송 중에 가열이 가능하고 가열을 위한 진공 상태를 유지할 필요가 없다.
기판(300)의 열처리시 기판(300)의 온도는 120 ℃ 이상 180 ℃ 이하이고, 기판(300)의 가열은 60 초 이상 600 초 이하로 수행될 수 있다. 기판(300)의 온도가 120 ℃ 이상이고 가열 시간이 60초 이상이면, 기판(300)의 수분이 충분히 제거될 수 있다. 또한 기판(300)의 온도가 180 ℃ 이하이고 가열 시간이 600초 이하이면, 이후의 공정에서 형성되는 비정질 진성 실리콘층(330)과 기판(300)의 계면이 입는 열적 손상이 줄어들 수 있다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 진성 비정질 실리콘층(330)이 제1 도전성 불순물로 도핑된 기판(300) 상에 형성된다. 진성 비정질 실리콘층(330)의 형성은 CVD 챔버에 실란 가스 및 수소 가스를 주입함으로써 형성될 수 있다. 진성 비정질 실리콘층(330)은 제1 도전성 불순물로 도핑된 기판(300)과 이후에 형성될 제2 도전성 불순물로 도핑된 비정질 실리콘층(350)의 계면에서 결함 밀도를 감소시켜 전자 또는 홀의 재결합을 억제한다. 이 때 진성 비정질 실리콘층(330)이 5 wt% 이상 30 wt% 이하의 산소를 포함할 수 있다. 진성 비정질 실리콘층(330)이 5 wt% 이상 30 wt% 이하의 산소를 포함할 경우, 단결정 또는 다결정 기판(300)과 진성 비정질 실리콘층(330) 사이의 계면에서 에피택셜 성장 (epitaxial growth)이 방지되며 패시베이션 효과가 상승할 수 있다.
도 3d에 도시된 바와 같이, 제2 도전성 불순물로 도핑된 비정질 실리콘층(350)이 진성 비정질 실리콘층(330) 상에 형성된다. 제2 도전성 불순물로 도핑된 비정질 실리콘층(350)은 전계를 형성한다.
도 3e에 도시된 바와 같이, 제2 도전성 불순물로 도핑된 비정질 실리콘층(350)과 접촉하도록 제1 전극(370)이 형성되고, 제1 전극(370)의 맞은 편에 제2 전극(390)이 형성된다.
한편 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에서의 태양전지는 기판(300)과 제2 전극(390) 사이에 별도의 진성 비정질 실리콘층(410)과 제1 도전성 불순물로 도핑된 비정질 실리콘층(430)을 더 포함할 수 있다. 진성 비정질 실리콘층(410)의 형성은 제2 도전성 불순물로 도핑된 비정질 실리콘층(350) 보다 먼저 형성될 수 있다. 진성 비정질 실리콘층(410)은 기판(300)과 진성 비정질 실리콘층(410) 사이의 계면에서의 패시베이션 효과를 향상시킨다. 또한 제1 도전성 불순물로 도핑된 비정질 실리콘층(430)은 BSF (Back Surface Field) 를 형성한다.
또한, 제1 전극(370)은 ZnO나 ITO (Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 산화물층(370a)과, 투명 전도성 산화물층(370a) 상에 형성된 집전극(370b)을 포함할 수 있다. 제2 전극(390) 역시 투명 전도성 산화물층(390a)과, 투명 전도성 산화물층(390a) 상에 형성된 집전극(390b)을 포함할 수 있다. 투명 전도성 산화물층(370a, 390a)은 스퍼터링에 의하여 형성될 수 있으며, 집전극(370b, 390b)은 스크린 인쇄법에 의하여 형성될 수 있다. 투명 전도성 산화물층(370a, 390a)은 집전극(370b, 390b)보다 저항이 크므로 집전극(370b, 390b)은 생성된 전류의 흐름을 원활하게 한다.
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.
200, 300 : 기판
210, 310 : 비접촉 가열부
230 : 박막
250, 370 : 제1 전극
270, 390 : 제2 전극
370a, 390a : 투명 전도성 산화물층
370b, 390b : 집전극
330, 410 : 비정질 진성 실리콘층
350 : 제2 도전성 불순물로 도핑된 비정질 실리콘층
430 : 제1 도전성 불순물로 도핑된 비정질 실리콘층

Claims (10)

  1. 단결정 또는 다결정 기판이 준비되는 단계;
    상기 기판의 수분을 제거하기 위하여 상기 기판을 대기 상태에서 비접촉 가열부로 가열하는 단계; 및
    비정질 실리콘이나 실리콘 합금을 포함하는 박막을 상기 기판 상에 형성하는 단계
    를 포함하는 태양전지용 기판의 열처리방법.
  2. 제1 도전성 불순물과 제2 도전성 불순물로 도핑된 단결정 또는 다결정 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판의 수분을 제거하기 위하여 상기 기판을 대기 상태에서 비접촉 가열부로 가열하는 단계; 및
    실리콘 합금을 포함하는 박막을 상기 기판 상에 형성하는 단계
    를 포함하는 태양전지용 기판의 열처리 방법.
  3. 제1 도전성 불순물로 도핑된 단결정 또는 다결정 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판의 수분을 제거하기 위하여 상기 기판을 대기 상태에서 비접촉 가열부로 가열하는 단계;
    진성 비정질 실리콘층을 상기 기판 상에 형성하는 단계; 및
    상기 진성 비정질 실리콘층 상에 제2 도전성 불순물로 도핑된 비정질 실리콘층을 형성하는 단계
    를 포함하는 태양전지용 기판의 열처리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 실리콘 합금의 굴절률은 상기 기판의 굴절률보다 작은 것을 특징으로 하는 태양전지용 기판의 열처리 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비접촉식 가열부는 IR 오븐을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 기판의 열처리방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 기판의 열처리시 상기 기판의 온도는 120 ℃ 이상 200 ℃ 이하이고, 상기 기판의 가열은 60 초 이상 600 초 이하로 수행되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 기판의 열처리 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 기판의 열처리시 상기 기판의 온도는 120 ℃ 이상 180 ℃ 이하이고, 상기 기판의 가열은 60 초 이상 600 초 이하로 수행되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 기판의 열처리 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 이송 중에 상기 기판이 가열되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 기판의 열처리 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 실리콘 합금은 SiOx 또는 SiNx를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 기판의 열처리 방법.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 진성 비정질 실리콘층이 5 wt% 이상 30 wt% 이하의 산소를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 기판의 열처리 방법.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100942203B1 (ko) * 2007-11-07 2010-02-11 이창재 탑 사이드 램프가열방식의 인-라인형 ａｐｃｖｄ 장치

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5140397A (en) * 1985-03-14 1992-08-18 Ricoh Company, Ltd. Amorphous silicon photoelectric device
ATE438927T1 (de) * 2000-04-18 2009-08-15 E Ink Corp Prozess zur herstellung von dünnfilmtransistoren
US20030044539A1 (en) * 2001-02-06 2003-03-06 Oswald Robert S. Process for producing photovoltaic devices
EP1643564B1 (en) * 2004-09-29 2019-01-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Photovoltaic device
CN102505115B (zh) * 2007-03-02 2014-09-03 欧瑞康太阳能股份公司(特吕巴赫) 真空涂覆装置
US20100300352A1 (en) * 2007-10-17 2010-12-02 Yann Roussillon Solution deposition assembly
EP2327106A4 (en) * 2008-09-16 2015-09-30 Lg Electronics Inc SOLAR CELL AND METHOD FOR TEXTURING THE SAME

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100942203B1 (ko) * 2007-11-07 2010-02-11 이창재 탑 사이드 램프가열방식의 인-라인형 ａｐｃｖｄ 장치

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