KR101124487B1

KR101124487B1 - Method for forming selective emitter of solar cell

Info

Publication number: KR101124487B1
Application number: KR1020110016180A
Authority: KR
Inventors: 허윤성; 박승일
Original assignee: (유)에스엔티
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2012-03-16

Abstract

PURPOSE: A method for forming a selective emitter of a solar cell is provided to improve photoelectric conversion efficiency of the solar cell by forming a first emitter layer and a second emitter layer with the diffusion of n type impurities. CONSTITUTION: A first emitter layer formed by diffusing n type impurities is located on the upper side of a substrate(S100). A mask with an patterned opening is arranged on the upper side of the first emitter layer(S200). A second emitter layer is formed by supplying thermal energy to the first emitter layer exposed by the mask(S300).

Description

Method for forming selective emitter of solar cell

본 발명은 태양전지의 선택적 에미터 형성방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of forming a selective emitter of a solar cell.

최근, 환경오염 문제가 심각해짐에 따라 환경오염을 줄일 수 있는 신재생 에너지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 신재생 에너지 중에서, 특히, 태양에너지를 이용하여 전기 에너지를 생산할 수 있는 태양전지에 대한 관심이 집중되고 있다. 하지만, 태양전지가 실제 산업에 적용되기 위해서는, 태양전지의 광전변환 효율이 높아야 하고, 그 제조 가격이 낮아야 한다.Recently, as the environmental pollution problem becomes serious, researches on renewable energy that can reduce environmental pollution have been actively conducted. Among renewable energy, in particular, attention is focused on solar cells that can produce electrical energy using solar energy. However, in order for a solar cell to be applied to an actual industry, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell must be high and its manufacturing price must be low.

광전변환 효율의 측면에서 살펴보면 실리콘 태양전지가 가지는 이론적 한계효율이 그다지 높지 않기 때문에 실제 태양전지의 광전변환 효율을 높이는데 제한이 있지만, 현재 세계적인 연구 그룹에 의해서 실리콘 태양전지가 24% 이상의 광전변환 효율을 가지는 것으로 보고되고 있다.In terms of photoelectric conversion efficiency, the theoretical marginal efficiency of silicon solar cells is not so high, so there is a limit to increase the photoelectric conversion efficiency of actual solar cells. It is reported to have.

하지만, 태양전지를 대량 생산할 경우, 태양전지의 평균 광전변환 효율은 실 제로 17%를 넘기 어려운 실정이다. 따라서 연간 30MW 이상 규모의 자동화 대량 생산공정 라인에서 적용 가능한 고효율 생산 방식이 요구되고 있다.
However, when mass production of solar cells, the average photoelectric conversion efficiency of solar cells is actually difficult to exceed 17%. Therefore, there is a demand for a high efficiency production method that can be applied in an automated mass production process line of 30MW or more per year.

본 발명은 선택적 에미터 형성을 통해 태양전지의 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있으면서, 선택적 에미터를 안정적으로 형성할 수 있는, 태양전지의 선택적 에미터 형성방법을 제공하는 것이다.
The present invention is to provide a method of forming a selective emitter of a solar cell that can improve the photoelectric conversion efficiency of the solar cell through the formation of a selective emitter, it is possible to stably form a selective emitter.

본 발명의 일 측면에 따르면, n형 불순물이 확산되어 형성된 제1 에미터층이 상면에 형성된 기판을 테이블 상에 위치시키는 단계; 상기 제1 에미터층의 상측에 패터닝된 개구부를 갖는 마스크를 배치하는 단계; 및 상기 마스크를 통해 노출된 상기 제1 에미터층에 열에너지를 공급하여, 상기 n형 불순물이 더 확산되어 형성되는 제2 에미터층을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 선택적 에미터 형성방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method, comprising: placing a substrate having a first emitter layer formed by diffusing n-type impurities on a table; Disposing a mask having a patterned opening on top of the first emitter layer; And supplying thermal energy to the first emitter layer exposed through the mask to form a second emitter layer formed by further diffusing the n-type impurity. .

여기서, 태양전지의 선택적 에미터 형성방법은 상기 제1 에미터층에 열에너지를 공급하기 전에, 상기 기판을 예열하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of forming a selective emitter of a solar cell may further include preheating the substrate before supplying thermal energy to the first emitter layer.

태양전지의 선택적 에미터 형성방법은 상기 마스크를 배치하는 단계 이전에, 상기 개구부에 대응하는 상기 제1 에미터층 상에, 상기 n형 불순물을 추가로 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of forming a selective emitter of a solar cell may further include forming the n-type impurity on the first emitter layer corresponding to the opening, before the disposing of the mask.

그리고, 태양전지의 선택적 에미터 형성방법은 상기 마스크에 형성되는 개구부는, 상기 기판에 형성될 핑거전극의 위치에 대응되도록 형성되는 제1 영역; 및 상기 기판에 형성될 버스바전극의 위치에 대응되도록 형성되는 제2 영역을 포함할 수 있다.In addition, the method for forming a selective emitter of a solar cell includes an opening formed in the mask, the first region being formed to correspond to the position of the finger electrode to be formed on the substrate; And a second region formed to correspond to a position of a bus bar electrode to be formed on the substrate.

이 때, 상기 마스크는, 투명 기판과; 상기 투명 기판의 저면에 결합되며, 패터닝된 개구부를 갖는 금속막을 포함할 수 있으며, 상기 투명 기판에는 상기 제1 영역으로의 집광을 위한 제1 렌즈부가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 투명기판에는 상기 제2 영역으로의 집광을 위한 제2 렌즈부가 형성될 수 있다. At this time, the mask, a transparent substrate; A metal film may be coupled to a bottom surface of the transparent substrate and have a patterned opening, and the first substrate may be formed on the transparent substrate to collect light to the first region. In addition, a second lens portion for condensing to the second region may be formed on the transparent substrate.

그리고, 상기 제2 영역에는 그리드(grid) 형상의 무늬가 형성될 수 있으며, 상기 그리드의 폭은 상기 제1 영역의 폭과 동일할 수 있다. In addition, a grid pattern may be formed in the second region, and the width of the grid may be equal to the width of the first region.

한편, 상기 램프부는, 복수 개의 램프; 및 상기 복수 개의 램프를 지지하는 램프 하우징을 포함하며, 상기 램프 하우징의 저면에는 오목한 곡면에 형성될 수 있으며, 상기 램프 하우징에는 냉각수단이 구비될 수 있다. On the other hand, the lamp unit, a plurality of lamps; And a lamp housing supporting the plurality of lamps, the bottom of the lamp housing may be formed in a concave curved surface, and the lamp housing may be provided with cooling means.

그리고, 상기 기판은 음압홀이 형성된 테이블 상에 위치하며, 태양전지의 선택적 에미터 형성방법은, 상기 테이블 상에 놓인 기판을 고정하기 위해, 상기 음압홀을 통해 상기 기판에 음압을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The substrate is positioned on a table on which negative pressure holes are formed, and the method of forming an emitter of a solar cell includes supplying negative pressure to the substrate through the negative pressure holes to fix the substrate on the table. It may further include.

본 발명의 실시예에 따르면, 선택적 에미터 형성을 통해 태양전지의 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있으면서, 선택적 에미터를 안정적이고 효율적으로 형성할 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, the selective emitter can be improved and the selective emitter can be stably and efficiently formed while improving the photoelectric conversion efficiency of the solar cell.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 태양전지의 선택적 에미터 형성방법을 나타내는 순서도.
도 2 및 도 3은 기판의 표면에 불순물을 코팅하는 모습을 나타내는 도면.
도 4는 제1 에미터층을 형성하기 위해 기판에 열에너지를 가하는 모습을 나타내는 도면.
도 5는 제1 에미터층이 형성된 기판을 나타내는 단면도.
도 6a는 램프를 이용하여 제2 에미터층을 형성하는 일 실시예를 나타내는 도면.
도 6b는 램프를 이용하여 제2 에미터층을 형성하는 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 7은 제2 에미터층이 형성된 기판을 나타내는 단면도.
도 8 및 도 9는 온도에 따른 확산 계수의 변화를 나타내는 그래프.
도 10은 버스바층과 핑거층이 형성된 모습을 나타내는 평면도.
도 11은 버스바전극과 핑거전극이 형성된 모습을 나타내는 평면도.
도 12는 마스크의 일부분을 확대하여 나타내는 도면.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 일 측면에 따른 태양전지의 선택적 에미터 형성방법의 여러 변형 실시예를 나타내는 도면.
도 16은 마스크의 일 실시예를 나타내는 단면도.
도 17 및 도 18은 마스크의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
도 19는 본 발명의 다른 측면에 따른 태양전지의 선택적 에미터 형성장치의 일 실시예를 나타내는 측면도.
도 20은 본 발명의 다른 측면에 따른 태양전지의 선택적 에미터 형성장치의 일 실시예를 나타내는 사시도.
도 21은 이송 어셈블리를 나타내는 평면도.
도 22는 테이블 어셈블리를 나타내는 사시도.
도 23은 도 22에서 테이블이 제거된 모습을 나타내는 평면도.
도 24는 테이블 어셈블리를 나타내는 측면도.1 is a flow chart showing a selective emitter forming method of a solar cell according to an aspect of the present invention.
2 and 3 are views showing the coating of impurities on the surface of the substrate.
4 is a diagram showing the application of thermal energy to a substrate to form a first emitter layer.
5 is a cross-sectional view showing a substrate on which a first emitter layer is formed.
6A illustrates an embodiment of forming a second emitter layer using a lamp.
6B illustrates another embodiment of forming a second emitter layer using a lamp.
7 is a sectional view of a substrate on which a second emitter layer is formed.
8 and 9 are graphs showing the change of diffusion coefficient with temperature.
10 is a plan view showing a state in which a bus bar layer and a finger layer are formed.
11 is a plan view showing a state in which a bus bar electrode and a finger electrode are formed.
12 is an enlarged view of a portion of a mask;
13 to 15 are views showing various modified embodiments of the method of forming a selective emitter of a solar cell according to an aspect of the present invention.
16 is a cross-sectional view showing one embodiment of a mask.
17 and 18 are cross-sectional views showing another embodiment of the mask.
19 is a side view showing an embodiment of a selective emitter forming apparatus of a solar cell according to another aspect of the present invention.
20 is a perspective view showing an embodiment of a selective emitter forming apparatus of a solar cell according to another aspect of the present invention.
21 is a plan view of the transfer assembly.
22 is a perspective view of a table assembly.
FIG. 23 is a plan view illustrating a state in which a table is removed from FIG. 22. FIG.
24 is a side view of the table assembly.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하, 본 발명에 따른 마스크, 태양전지의 선택적 에미터 형성방법 및 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
Hereinafter, an embodiment of a mask, a method for forming a selective emitter of a solar cell, and an apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the accompanying drawings, the same or corresponding components are the same. The reference numerals will be given and overlapping description thereof will be omitted.

먼저, 본 발명의 일 측면에 따른 태양전지의 선택적 에미터 형성방법에 대해 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.First, a method of forming a selective emitter of a solar cell according to an aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

먼저, n형 불순물(14)이 확산되어 형성된 제1 에미터층(16)이 상부에 형성된 기판(10)을 준비한다(S100). 이 때, 기판(10)은 테이블(도 13의 200 참조) 상에 안착되어 있을 수 있다. 이와 같이 기판(10)을 테이블(200) 상에 고정시켜 놓은 상태에서 선택적 에미터를 형성하는 공정을 진행하게 되면, 기판(10)에 진동이 발생할 염려 없이 안정적으로 선택적 에미터를 형성할 수 있게 된다.First, the substrate 10 having the first emitter layer 16 formed by diffusing the n-type impurities 14 is prepared (S100). At this time, the substrate 10 may be seated on the table (see 200 of FIG. 13). As such, when the substrate 10 is fixed on the table 200 and the selective emitter is formed, the selective emitter can be stably formed without fear of vibration in the substrate 10. do.

상기 기판(10)을 제작하기 위하여 붕소 이온이 도핑된 p형 실리콘 웨이퍼(12)의 상면에 인과 같은 n형 불순물(14)을 코팅한 뒤(도 2 및 도 3 참조), 실리콘 웨이퍼(12)에 열에너지(E1)를 가하는 방법을 이용할 수 있다(도 4 참조). 실리콘 웨이퍼(12)의 표면에 열에너지(E1)가 가해지면, 불순물(14) 이온이 실리콘 웨이퍼(12) 내부로 확산되어 제1 에미터층(16)이 형성될 수 있게 된다(도 5 참조). 여기서, 제1 에미터층(16)은 인과 같은 불순물(14)이 확산되어 형성된 n층에 해당한다.After fabricating the n-type impurity 14 such as phosphorus on the top surface of the p-type silicon wafer 12 doped with boron ions to fabricate the substrate 10 (see FIGS. 2 and 3), the silicon wafer 12 It is possible to use a method of applying the thermal energy (E1) to (see Fig. 4). When thermal energy E1 is applied to the surface of the silicon wafer 12, impurities 14 ions are diffused into the silicon wafer 12 to form the first emitter layer 16 (see FIG. 5). Here, the first emitter layer 16 corresponds to an n layer formed by diffusion of impurities 14 such as phosphorous.

한편, 이렇게 제1 에미터층(16)이 형성된 기판 전체에 소정의 열에너지를 가하는 예열 공정이 진행될 수도 있다. 도 6a에는 이러한 예열 공정을 위한 예열수단(300)이 도시되어 있다. 예열 공정이 갖는 의미 등에 대해서는 이하에서 보다 구체적으로 설명될 것이다.Meanwhile, a preheating process may be performed to apply predetermined thermal energy to the entire substrate on which the first emitter layer 16 is formed. 6A shows a preheating means 300 for this preheating process. The meaning and the like of the preheating process will be described in more detail below.

다음으로, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제1 에미터층(16)의 상측에 패터닝된 개구부(26)를 갖는 마스크(20)를 배치한 뒤(S200), 마스크(20)를 통해 노출된 제1 에미터층(16)에 열에너지를 공급하여, n형 불순물이 더 확산되어 형성되는 제2 에미터층(도 7의 18)을 형성한다(S300). 즉, 이미 n형 불순물(14)이 확산되어 있는 제1 에미터층(16) 중 일부 영역에 마스크(20) 및 램프부(400) 등을 이용하여 열에너지를 선택적으로 공급하는 것이다.Next, as shown in FIG. 6A, after the mask 20 having the patterned openings 26 is disposed on the upper side of the first emitter layer 16 (S200), the agent exposed through the mask 20 is exposed. Thermal energy is supplied to the first emitter layer 16 to form a second emitter layer (18 in FIG. 7) in which n-type impurities are further diffused (S300). That is, thermal energy is selectively supplied to a part of the first emitter layer 16 in which the n-type impurity 14 is diffused by using the mask 20, the lamp unit 400, or the like.

한편, 전술한 바와 같이 예열 공정을 진행하는 경우, 예열에 의해 기판(10)에 가해지는 에너지(E3)와 램프부(400)에 의해 가해지는 에너지(E2)의 합이 제1 에미터층(16)을 형성하는 데에 이용되었던 에너지(E1)보다 더 커야할 필요가 있다(E2+E3 > E1). Meanwhile, when the preheating process is performed as described above, the sum of the energy E3 applied to the substrate 10 by the preheating and the energy E2 applied by the lamp unit 400 is the first emitter layer 16. ) Needs to be greater than the energy E1 that was used to form (E2 + E3> E1).

램프부(400) 등에 의한 열에너지 공급과 별도로 예열 공정을 진행하게 되면, 램프부(400)에 의해 열에너지가 공급되는 영역과 그렇지 않은 영역 간의 에너지 차이를 줄일 수 있게 되어, 기판(10)의 손상되는 현상을 예방할 수 있게 된다. 이 때, 예열 공정과 램프부(400)를 이용한 열에너지 공급 공정은 순차로 이루어질 수도 있고, 동시에 수행될 수도 있을 것이다.When the preheating process is performed separately from the thermal energy supply by the lamp unit 400, the energy difference between the region where the thermal energy is supplied by the lamp unit 400 and the region where the thermal energy is not supplied may be reduced, resulting in damage of the substrate 10. The phenomenon can be prevented. At this time, the preheating process and the heat energy supply process using the lamp unit 400 may be performed sequentially or may be performed at the same time.

이상과 같이, 예열과 램프부(400)를 이용한 열에너지 공급을 통해, 제1 에미터층(16)을 형성하는 데에 이용되었던 에너지(E1)보다 더 큰 에너지(E2+E3)를 제1 에미터층(16)의 일부 영역에 가하게 되면, 램프부(400)에 의해 열에너지가 공급된 영역에서는 n형 불순물(14)이 더 확산되는 현상이 발생되며, 그로 인해, 제1 에미터층(16)의 일부 영역에 제2 에미터층(18)이 형성될 수 있게 된다(도 7 참조).As described above, through the preheating and the supply of thermal energy using the lamp unit 400, the first emitter layer has a larger energy E2 + E3 than the energy E1 used to form the first emitter layer 16. When applied to a portion of the region 16, a phenomenon in which the n-type impurity 14 is further diffused occurs in the region where the thermal energy is supplied by the lamp unit 400, and thus, a part of the first emitter layer 16 is caused. A second emitter layer 18 can be formed in the region (see FIG. 7).

한편, 이미 형성되어 있는 n층 즉, 제1 에미터층(16)의 불순물 농도가 부족할 경우에 대비하여, 도 6b에 도시된 바와 같이, 별도의 n형 불순물(15)을 제2 에미터층(18)이 형성될 위치에 추가로 형성한 후에 열에너지를 공급하는 방법을 이용할 수도 있다.On the other hand, in the case where the impurity concentration of the already formed n layer, that is, the first emitter layer 16 is insufficient, as shown in FIG. 6B, a separate n-type impurity 15 is added to the second emitter layer 18. ) May be used to further supply thermal energy after further formation at the position where the () is to be formed.

이하에서는 제2 에미터층(18)이 형성되는 원리에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the principle in which the second emitter layer 18 is formed will be described in more detail.

고체 내에서 원자의 확산은 원자의 농도가 불균일할 때, 열 운동에 의해 고체 전체를 통해 원자의 농도가 균일해질 때까지 고농도 영역에서 저농도 영역으로 일어난다. 확산량이 농도구배(concentration gradient)에 비례한다는 피크(Fick)의 제1 법칙에 따른 확산 현상의 기본이 되는 수식은 아래와 같다.The diffusion of atoms in a solid occurs from a high concentration region to a low concentration region when the concentration of atoms is uneven, until the concentration of atoms is uniform throughout the solid by thermal motion. The equation which is the basis of the diffusion phenomenon according to the first law of the peak that the diffusion amount is proportional to the concentration gradient is as follows.

[수학식 1]에서, J는 확산량(즉, 단위면적을 지나는 확산 물질의 양)을 나타내고, D는 확산계수이다. 또한, C는 확산물질의 농도를 나타내고, x는 Y축에서의 확산 물질의 이동 거리를 나타낸다.In Equation 1, J represents the diffusion amount (ie, the amount of diffusion material passing through the unit area), and D is the diffusion coefficient. In addition, C represents the concentration of the diffusion material, x represents the moving distance of the diffusion material on the Y axis.

이때, 확산계수는 온도가 증가함에 따라 급격하게 증가하고, 이를 함수로 나타내면 아래의 수식과 같다.At this time, the diffusion coefficient rapidly increases as the temperature is increased, and is expressed as a function below.

[수학식 2]에서, D₀는 온도에 민감하지 않은 상수이고, k는 볼츠만(Boltzmann) 상수이고, T는 온도이다. Q는 활성화 에너지(activation energy)로서 불리며, 물질에 따라 약 2～5eV의 값을 가진다. [수학식 2]에 기초한 온도에 따른 확산 계수의 변화를 나타내는 그래프가 도 8 및 도 9에 도시된다. 예를 들어, Q = 2eV이고, D0 = 8 × 10^-5㎡/sec인 경우, 300°K에서, D ≒ 10^-38㎡/sec이지만, T= 1500°K에서, D = 10^-11㎡/sec으로 급격히 증가한다.In Equation 2, D ₀ is a temperature insensitive constant, k is a Boltzmann constant, and T is a temperature. Q is called activation energy and has a value of about 2 to 5 eV depending on the substance. Graphs showing changes in diffusion coefficient with temperature based on Equation 2 are shown in FIGS. 8 and 9. For example, when Q = 2 eV and D0 = 8 x 10 ^-5 m 2 / sec, D ≒ 10 ^-38 m 2 / sec at 300 ° K, but at T = 1500 ° K, D = 10 ^-11 m 2 Increased rapidly to / sec.

따라서 도 8에 도시된 것과 같이, 실리콘 웨이퍼(12)의 두 지점에 온도가 다른 두개의 에너지 E1과 E2+E3를 각각 주입했다고 가정하면, 두 지역에 대한 확산계수가 D₁과 D₂로서 서로 다르기 때문에(즉, 온도가 높아질수록 확산계수가 증가하기 때문에), 불순물(14)의 도달 정도가 달라지게 되어 도 7에 도시된 것과 같이 제1 에미터층(16)의 일부 영역에 제2 에미터층(18)이 형성되어, 양자가 서로 구분될 수 있게 된다.Therefore, as shown in FIG. 8, assuming that two energy E1 and E2 + E3 having different temperatures are respectively injected to two points of the silicon wafer 12, the diffusion coefficients for the two regions are different from each other as D ₁ and D ₂ . Because different (i.e., the diffusion coefficient increases as the temperature increases), the degree of arrival of the impurity 14 is different, so that the second emitter layer in some regions of the first emitter layer 16 as shown in FIG. 18 is formed so that both can be distinguished from each other.

도 8에 도시된 그래프는, 도 9에 도시된 것과 같이, 로그(log) 함수와 온도의 역수의 관계를 나타내는 그래프로 다시 나타낼 수 있다. 도 9에 도시된 그래프에 대응하게 [수학식 2]를 로그 함수로 나타내면 아래의 수식과 같다. As shown in FIG. 9, the graph illustrated in FIG. 8 may be represented as a graph representing a relationship between a log function and the inverse of temperature. Equation (2) is represented by a logarithmic function corresponding to the graph shown in FIG.

한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 에미터층(16)에 선택적으로 형성되는 제2 에미터층(18)은 태양전지의 버스바전극(도 11의 13a 참조)이 형성될 위치에 형성되는 버스바층(18a)과, 핑거전극(도 11의 13b 참조)이 형성될 위치에 형성되는 핑거층(18b)을 포함할 수 있다. 이러한 버스바층(18a)과 핑거층(18b)을 모두 형성하기 위하여, 마스크(20)에 형성되는 개구부(26)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 기판(10)에 형성될 핑거전극(13b)의 위치에 대응되도록 형성되는 제1 영역(26a)과, 기판에 형성될 버스바전극(13a)의 위치에 대응되도록 형성되는 제2 영역(26b)을 포함할 수 있다. 이와 같이 제1 영역(26a)과 제2 영역(26b)을 모두 포함하는 개구부(26)가 형성된 마스크(20)를 이용하게 되면, 램프부(400)를 이용한 1회의 열에너지 공급 공정으로 동시에 버스바층(18a)과 핑거층(18b)을 모두 형성할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 10, the second emitter layer 18 selectively formed on the first emitter layer 16 is formed at a position where the bus bar electrode (see 13a of FIG. 11) of the solar cell is to be formed. The bus bar layer 18a and a finger layer 18b formed at a position where a finger electrode (see 13b of FIG. 11) will be formed may be included. In order to form both the busbar layer 18a and the finger layer 18b, the openings 26 formed in the mask 20 are finger electrodes 13b to be formed in the substrate 10, as shown in FIG. ) May include a first region 26a formed to correspond to a position of) and a second region 26b formed to correspond to a position of the bus bar electrode 13a to be formed on the substrate. As such, when the mask 20 having the openings 26 including both the first region 26a and the second region 26b is used, the bus bar layer is simultaneously used in one heat energy supply process using the lamp unit 400. Both the 18a and the finger layer 18b can be formed.

태양전지용 선택적 에미터에서 적용되는 마스크(20)에 형성되는 개구부(26a, 26b)에 있어서, 핑거전극(13b)에 대응되는 제1 영역(26a)은 폭이 약 50 ~ 150 ㎛이며, 버스바전극(13a)에 대응되는 제2 영역(26b)은 폭이 약 1.5 ~ 3.0 mm이다.In the openings 26a and 26b formed in the mask 20 applied in the selective emitter for solar cells, the first region 26a corresponding to the finger electrode 13b has a width of about 50 to 150 μm , and a busbar The second region 26b corresponding to the electrode 13a has a width of about 1.5 to 3.0 mm .

도 11에는 핑거층(도 10의 18b 참조) 상에 핑거전극(13b)이 형성되고, 버스바층(도 10의 18a 참조) 상에 버스바전극(13a)이 형성되어 있는 모습이 도시되어 있다. 핑거전극(13b)과 버스바전극(13a)이 형성되지 않은 나머지 부분에는 반사방지막(11)이 형성된다.In FIG. 11, a finger electrode 13b is formed on a finger layer (see 18b of FIG. 10), and a busbar electrode 13a is formed on a busbar layer (see 18a of FIG. 10). The anti-reflection film 11 is formed on the remaining portion where the finger electrode 13b and the bus bar electrode 13a are not formed.

한편, 제1 영역(26a)과 제2 영역(26b)을 통해 기판(10)에 공급되는 단위 면적당의 열에너지의 양은 균일한 것이 좋다. 그러나, 기판(10)에 공급되는 단위 면적당 열에너지의 양은 개방된 영역의 면적이 클수록 커지게 된다. 이는 기판(10)에 공급된 열에너지가 마스크(20)의 저면을 따라 측면 방향으로 퍼지는 현상이 발생할 수 있기 때문이다.Meanwhile, the amount of thermal energy per unit area supplied to the substrate 10 through the first region 26a and the second region 26b may be uniform. However, the amount of thermal energy per unit area supplied to the substrate 10 becomes larger as the area of the open area becomes larger. This is because thermal energy supplied to the substrate 10 may spread along the bottom surface of the mask 20 in the lateral direction.

이러한 현상을 고려하여, 본 실시예에 따르면, 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 영역(26b)에 그리드(28)와 같은 별도의 무늬를 삽입하여, 제1 영역(26a)과 제2 영역(26b) 사이에 단위 면적당 공급되는 열에너지의 편차를 최소화 할 수 있도록 하였다. 이 때, 그리드(28)의 폭과 제1 영역(26a)의 폭을 동일하게 설계하면, 상기 편차를 보다 더 줄일 수 있을 것이다.In consideration of such a phenomenon, according to the present embodiment, as shown in FIG. 12, a separate pattern such as a grid 28 is inserted into the second region 26b, thereby the first region 26a and the second region. The variation of thermal energy supplied per unit area between (26b) can be minimized. At this time, if the width of the grid 28 and the width of the first region 26a are designed to be the same, the deviation may be further reduced.

도 13 내지 도 15에는 본 발명의 일 측면에 따른 태양전지의 선택적 에미터 형성방법의 여러 변형 실시예가 도시되어 있다. 도 13에는 복수 개의 기판(10)이 병렬로 고정 배치된 상태에서, 하나의 램프부(400)가 복수 개의 기판(10)에 대해 동시에 열 에너지를 공급하는 모습이 도시되어 있다.13 to 15 illustrate various modified embodiments of the method for forming a selective emitter of a solar cell according to an aspect of the present invention. FIG. 13 illustrates a state in which one lamp unit 400 simultaneously supplies thermal energy to the plurality of substrates 10 while the plurality of substrates 10 are fixedly arranged in parallel.

도 14에는 컨베이어 벨트(100a, 100b)를 통해 기판(10)이 연속적으로 공급되고, 기판(10)이 일시적으로 정지하는 위치에 대응하여 램프부(400)가 배치됨으로써, 인라인 방식으로 선택적 에미터를 형성할 수 있는 모습이 도시되어 있다.In FIG. 14, the substrate 10 is continuously supplied through the conveyor belts 100a and 100b, and the lamp unit 400 is disposed corresponding to the position at which the substrate 10 is temporarily stopped. A shape that can form a is shown.

도 15에는 복수 개의 기판(10)이 병렬로 고정 배치된 상태에서, 하나의 램프부(400)가 이동하면서 개별 기판(10)에 대해 각각 열 에너지를 공급하는 모습이 도시되어 있다.FIG. 15 illustrates a state in which a plurality of substrates 10 are fixedly arranged in parallel, and one lamp unit 400 moves while supplying thermal energy to the individual substrates 10.

도 13 내지 도 15를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 기판(10)과 램프부(400)의 배치 구조가 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 자명하다.As can be seen through FIGS. 13 to 15, it is apparent that the arrangement of the substrate 10 and the lamp unit 400 may be variously changed as necessary.

한편, 도 13 및 도 14 등에 도시된 바와 같이, 램프부(400)는 자외선 등을 방사하는 복수 개의 램프(410); 및 상기 램프(410)의 상측에 배치되며, 저면에는 오목한 곡면(422)이 형성되는 램프 하우징(420)을 포함할 수 있다. 램프 하우징(420)에 형성되는 오목한 곡면(422)은 램프(410)에서 발산된 열에너지를 기판 방향으로 반사하는 반사판으로서의 기능을 수행할 수 있게 된다. 계속된 작업을 수행하게 되면, 램프 하우징(420)이 과열될 수 있게 되므로, 램프 하우징(420)에는 냉각수 이동관과 같은 냉각수단(424)이 구비될 수 있다.Meanwhile, as illustrated in FIGS. 13 and 14, the lamp unit 400 includes a plurality of lamps 410 emitting ultraviolet rays or the like; And a lamp housing 420 disposed on an upper side of the lamp 410 and having a concave curved surface 422 formed at a bottom thereof. The concave curved surface 422 formed in the lamp housing 420 may function as a reflecting plate that reflects heat energy emitted from the lamp 410 toward the substrate. When the continuous operation is performed, the lamp housing 420 may be overheated, and thus the lamp housing 420 may be provided with cooling means 424 such as a coolant moving tube.

도 16에는 마스크(20)의 일 실시예가 도시되어 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 마스크(20)는 투명 기판(22)과; 상기 투명 기판(22)의 저면에 결합되며 패터닝된 개구부(26a, 26b, 통칭 시 26)를 갖는 금속막(24)을 포함할 수 있다. 이러한 마스크(20)를 제조하기 위하여, 빛이 투과할 수 있는, 유리, 석영(quartz) 또는 이와 유사한 성분을 갖는 투면 기판(22)의 한 면에 니켈, 크롬 등의 금속을 증착하여 금속막(24)을 형성한 뒤, 금속막(24)을 원하는 무늬 형태로 식각하여 개구부(26a, 26b)를 형성하는 방법을 이용할 수 있을 것이다. An embodiment of a mask 20 is shown in FIG. 16. As shown in Fig. 16, the mask 20 includes a transparent substrate 22; It may include a metal film 24 coupled to the bottom of the transparent substrate 22 and having a patterned openings 26a and 26b, commonly referred to as 26. In order to manufacture such a mask 20, a metal film (e.g., nickel, chromium, etc.) is deposited on one surface of a transmissive substrate 22 having glass, quartz, or similar components through which light can pass. After forming 24, the metal layer 24 may be etched into a desired pattern to form the openings 26a and 26b.

한편, 상대적으로 단위 면적당 공급되는 에너지의 양이 적은 제1 영역(26a)에 대해 입사되는 에너지를 보강시켜주기 위해, 투명 기판(22)에 상기 제1 영역(26a)으로의 집광을 위한 제1 렌즈부(22a)를 형성할 수도 있을 것이며 필요에 따라, 투명 기판(22)에 제2 영역(26b)으로의 집광을 위한 제2 렌즈부(22b)를 형성할 수도 있을 것이다. 도 16에는 투명 기판(22)에 제1 렌즈부(22a)와 제2 렌즈부(22b)가 모두 형성된 모습이 도시되어 있다.On the other hand, in order to reinforce the energy incident on the first region 26a having a relatively small amount of energy supplied per unit area, a first light for condensing the first region 26a on the transparent substrate 22 is provided. The lens unit 22a may be formed, and if necessary, the second lens unit 22b may be formed on the transparent substrate 22 for condensing to the second region 26b. FIG. 16 illustrates a state in which both the first lens unit 22a and the second lens unit 22b are formed on the transparent substrate 22.

한편, 도 16에 도시된 바와 같이, 하나의 마스크에 제1 렌즈부(22a)와 제2 렌즈부(22b)를 모두 형성하는 경우, 버스바층(18a)과 핑거층(18b)이 서로 교차하는 영역에서 핑거층(18b)이 형성되어야 할 부분에 열에너지가 제대로 가해지지 못할 수도 있다. 이러한 문제를 예방하기 위해, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이 제1 렌즈부(22a)만이 형성된 제1 마스크(20a)와 제2 렌즈부(22b)만이 형성된 제2 마스크(20b)를 각각 준비한 다음, 버스바층(18b)과 핑거층(18a)을 형성하는 공정을 분리하여 진행할 수도 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 16, when both the first lens unit 22a and the second lens unit 22b are formed in one mask, the busbar layer 18a and the finger layer 18b cross each other. Thermal energy may not be properly applied to a portion where the finger layer 18b is to be formed in the region. In order to prevent such a problem, as shown in FIGS. 17 and 18, the first mask 20a having only the first lens part 22a and the second mask 20b having only the second lens part 22b are respectively formed. After the preparation, the process of forming the busbar layer 18b and the finger layer 18a may be performed separately.

이상에서는 투명기판(22)과 금속막(24)이 일체로 형성되는 마스크를 제시하였으나, 투명기판(22)과 금속막(24)을 분리 형성할 수도 있을 것이다. 이 경우, 제1 렌즈부(22a)만 형성된 투명기판과, 제2 렌즈부(22b)만 형성된 투명기판을 각각 준비한 다음, 하나의 금속막(24)을 놓고 두 개의 투명기판을 교체해 가면서 열에너지를 조사할 수도 있다.In the above, the mask in which the transparent substrate 22 and the metal film 24 are integrally provided is provided, but the transparent substrate 22 and the metal film 24 may be formed separately. In this case, a transparent substrate on which only the first lens unit 22a is formed and a transparent substrate on which only the second lens unit 22b is prepared are prepared, and then one metal film 24 is placed to replace two transparent substrates. You can also investigate.

뿐만 아니라, 하나의 투명기판(22)에 버스바용 제1 렌즈부(22a)와 핑거용 제2 렌즈부(22b)를 동일 방향으로 나란하게 형성한 후, 투명기판(22)를 90도씩 회전해서 열에너지를 조사할 수도 있을 것이다.In addition, after forming the first lens portion 22a for busbars and the second lens portion 22b for fingers on one transparent substrate 22 side by side in the same direction, the transparent substrate 22 is rotated by 90 degrees. You can also investigate the thermal energy.

이상과 같이 투명 기판(22)에 렌즈부(22a, 22b)를 형성하여 집광을 수행하게 되면, 램프부(400)에서 발산되는 열에너지를 보다 효율적으로 활용할 수 있게 되는 장점이 있다.As described above, when the lens units 22a and 22b are formed on the transparent substrate 22 to condense light, the thermal energy emitted from the lamp unit 400 may be more efficiently utilized.

다른 한편, 단위 면적당 공급되는 에너지의 양을 고르게 하기 위해, 제2 영역(26b)에 그리드(도 12의 28)와 같은 무늬를 형성할 수도 있음은 전술한 바와 같다.
On the other hand, as described above, a pattern such as a grid (28 in FIG. 12) may be formed in the second region 26b in order to even the amount of energy supplied per unit area.

이상에서는 본 발명의 일 측면에 따른 태양전지의 선택적 에미터 형성방법에 대해 설명하였으며, 이하에서는 본 발명의 다른 측면에 따른 태양전지의 선택적 에미터 형성장치에 대해 설명하도록 한다. 전술한 태양전지의 선택적 에미터 형성방법은 이하에서 설명될 태양전지의 선택적 에미터 형성장치와 동일 또는 유사한 장치를 통해 수행될 수도 있을 것이다. 따라서, 이하에서 설명될 각 장치의 작동 등에 대한 설명이 전술한 태양전지의 선택적 에미터 형성방법에도 적용될 수 있음은 물론이다.The method of forming a selective emitter of a solar cell according to an aspect of the present invention has been described above. Hereinafter, the selective emitter forming apparatus of a solar cell according to another aspect of the present invention will be described. The method of forming the selective emitter of the solar cell described above may be performed through the same or similar device as the selective emitter forming apparatus of the solar cell to be described below. Therefore, the description of the operation of each device to be described below can be applied to the above-described selective emitter forming method of the solar cell.

도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 측면에 따른 태양전지의 선택적 에미터 형성장치는, 상부에 제1 에미터층(도 5의 16 참조)이 형성된 기판(10)을 이송시키는 이송수단(100a, 100b, 도 20의 100c, 이하 통칭 시 100); 공급된 기판(10)을 지지하는 테이블(200); 제1 에미터층(16)의 상측에 배치되며, 패터닝된 개구부(26)를 갖는 마스크(20); 및 테이블(200)의 상측에 이격되어 위치하며, 마스크(20)를 통해 노출된 상기 제1 에미터층(16)에 열에너지를 공급하는 램프부(400)를 주된 구성으로 한다.As shown in FIG. 19, the selective emitter forming apparatus of the solar cell according to another aspect of the present invention includes a transfer means for transferring the substrate 10 having a first emitter layer (see 16 in FIG. 5) formed thereon ( 100a, 100b, 100c of FIG. 20, hereafter referred to as 100); A table 200 for supporting the supplied substrate 10; A mask 20 disposed above the first emitter layer 16 and having a patterned opening 26; And a lamp unit 400 spaced apart from the upper side of the table 200 and supplying thermal energy to the first emitter layer 16 exposed through the mask 20.

이송수단(100)은 제1 에미터층(16)이 이미 형성된 기판(10)을 후술할 테이블(200)에 공급하는 기능을 수행한다. 이러한 이송수단(100)으로는 로봇 암 또는 기판을 얹고 회전하며 공정을 수행할 수 있는 턴테이블(미도시) 등을 이용할 수도 있을 것이나, 본 실시예에서는 연속 생산에 유리한 컨베이어 벨트를 제시하도록 한다. 본 실시예의 경우와 같이, 컨베이어 벨트를 이용하여 기판(10)을 이송하는 인라인 방식을 이용하게 되면, 연속적인 처리를 가능케 하여 생산수율을 향상시킬 수 있게 된다.The transfer means 100 performs a function of supplying the substrate 10 on which the first emitter layer 16 is already formed to the table 200 to be described later. Such a transfer means 100 may be a turntable (not shown), etc. capable of carrying out a process by mounting and rotating a robot arm or a substrate, but in this embodiment, to present a conveyor belt advantageous for continuous production. As in the case of this embodiment, by using the in-line method for transferring the substrate 10 by using a conveyor belt, it is possible to improve the production yield by enabling a continuous processing.

테이블(200)은 이송수단(100)을 통해 공급된 기판(10)을 지지하며, 이렇게 테이블(200)에 의해 기판(10)이 지지된 상태에서 기판(10)에 선택적으로 제2 에미터층(도 7의 18 참조)을 형성하는 공정이 진행된다. 이와 같이 기판(10)을 테이블(200) 상에 고정시켜 놓은 상태에서 선택적으로 제2 에미터층(18)을 형성하는 공정을 진행함으로써, 기판(10)에 진동이 발생할 염려 없이 안정적으로 선택적 에미터를 형성할 수 있게 된다.The table 200 supports the substrate 10 supplied through the conveying means 100, and in the state where the substrate 10 is supported by the table 200, a second emitter layer ( 7) of FIG. 7 is performed. In this way, by selectively forming the second emitter layer 18 in a state where the substrate 10 is fixed on the table 200, the selective emitter is stably selected without fear of vibration in the substrate 10. Can be formed.

한편, 전술한 이송수단(100)과 테이블(200) 등은 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이 하나의 조립체 형태로 존재할 수 있는데, 이를 이송 어셈블리(1000)라 칭하도록 한다. 이러한 이송 어셈블리(1000)의 구체적인 구조에 대해서는 후술하도록 한다.On the other hand, the above-described transfer means 100 and the table 200 and the like may exist in one assembly form as shown in Figs. 20 and 21, which will be referred to as the transfer assembly 1000. The detailed structure of the transfer assembly 1000 will be described later.

한편, 이송수단(100)에 의해 테이블(200)에 공급되는 기판(10)은 붕소 이온이 도핑된 p형 실리콘 웨이퍼(12)와, 그 상측에 이미 형성된 제1 에미터층(도 5의 16 참조)을 포함한다. 이와 같이 제1 에미터층(16)이 이미 형성되어 있는 기판(10)을 준비하는 과정은 전술한 바와 같으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.Meanwhile, the substrate 10 supplied to the table 200 by the transfer means 100 includes a p-type silicon wafer 12 doped with boron ions and a first emitter layer already formed thereon (see 16 in FIG. 5). ). As described above, the process of preparing the substrate 10 on which the first emitter layer 16 is already formed is as described above, and thus a detailed description thereof will be omitted.

예열수단(300)은 테이블(200)에 지지된 기판(10)을 예열하는 기능을 수행한다. 예열수단(300)을 통해 기판(10) 전체에 소정의 에너지(도 8의 E3 참조)를 가하도록 하고, 예열에 의해 공급되는 에너지(E3) 외에 나머지 필요한 에너지(도 8의 E2 참조)를 후술할 마스크(20) 및 램프부(400)를 통해 공급함으로써, 마스크(20)에 의해 노출되는 영역과 그렇지 않은 영역 간의 과도한 에너지 차이를 줄일 수 있게 된다. 이러한 방법을 통해, 과도한 세기의 열에너지가 기판(10)의 일부분에 집중적으로 조사됨으로써 기판(10)의 해당 부위에서 손상이 발생될 염려가 줄어들 수 있음은 전술한 바와 같다.The preheating means 300 performs a function of preheating the substrate 10 supported by the table 200. A predetermined energy (see E3 in FIG. 8) is applied to the entire substrate 10 through the preheating means 300, and the remaining necessary energy (see E2 in FIG. 8) in addition to the energy E3 supplied by the preheating will be described later. By supplying through the mask 20 and the lamp unit 400, it is possible to reduce the excessive energy difference between the area exposed by the mask 20 and the area that is not. In this way, as the heat energy of excessive intensity is intensively irradiated to a part of the substrate 10, the possibility of damage occurring at the corresponding portion of the substrate 10 can be reduced as described above.

이 때, 예열수단(300)은 테이블(200)을 통해 기판(10)을 예열할 수 있다. 즉, 예열수단(300)이 테이블(200)을 가열함으로써, 가열된 테이블(200)이 기판(10)을 예열하도록 할 수 있는 것이다. 이 경우, 예열수단(300)으로는 도 19에 도시된 바와 같이 테이블(200)에 매립된 열선 등을 이용할 수 있을 것이다.At this time, the preheating means 300 may preheat the substrate 10 through the table 200. That is, the preheating means 300 may heat the table 200 so that the heated table 200 preheats the substrate 10. In this case, the preheating means 300 may use a hot wire or the like embedded in the table 200 as shown in FIG. 19.

한편, 본 실시예에서는 테이블(200)을 매개로 기판(10)을 예열하는 경우를 예로 들었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 테이블(200)과 별개로 기판(10)을 직접 가열할 수 있는 비접촉 방식의 예열수단을 이용할 수도 있을 것이다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, the case in which the substrate 10 is preheated through the table 200 is illustrated as an example, but is not necessarily limited thereto, and the substrate 10 may be directly heated separately from the table 200. It is also possible to use non-contact preheating means.

마스크(20)는 기판의 상측에 배치되어, 기판의 표면 중 일부 선택된 부분만이 노출되도록 하는 기능을 수행한다. 이를 위해 마스크(20)에 제1 영역(26a)과 제2 영역(26b)을 포함하는 개구부가 형성될 수 있음은 전술한 바와 같다.The mask 20 is disposed above the substrate to perform a function of exposing only some selected portions of the surface of the substrate. As described above, an opening including the first region 26a and the second region 26b may be formed in the mask 20.

램프부(400)는 테이블(200)의 상측에 이격되어 위치하며, 테이블(200)에 지지된 기판(10)에 열에너지를 공급한다. 램프부(400)에 의해 열에너지가 공급된 영역에서는 불순물이 더 확산되는 현상이 발생하여 제2 에미터층(도 7의 18 참조)이 형성될 수 있게 된다.The lamp unit 400 is spaced apart from the upper side of the table 200 and supplies thermal energy to the substrate 10 supported by the table 200. In the region where the thermal energy is supplied by the lamp unit 400, impurities are further diffused to form a second emitter layer (see 18 in FIG. 7).

한편, 제1 에미터층(16)에 선택적으로 형성되는 제2 에미터층(18)은 태양전지의 버스바전극(도 11의 13a 참조)이 형성될 위치에 형성되는 버스바층(18a)과, 핑거전극(도 11의 13b 참조)이 형성될 위치에 형성되는 핑거층(18b)을 포함할 수 있다. 이러한 버스바층(18a)과 핑거층(18b)을 모두 형성하기 위하여, 마스크(20)에 형성되는 개구부(26)는, 기판에 형성될 핑거전극(13b)의 위치에 대응되도록 형성되는 제1 영역(26a)과, 기판에 형성될 버스바전극(13a)의 위치에 대응되도록 형성되는 제2 영역(26b)을 포함할 수 있다. 이와 같이 제1 영역(26a)과 제2 영역(26b)을 모두 포함하는 개구부가 형성된 마스크(20)를 이용하게 되면, 램프부(400)를 이용한 1회의 열에너지 공급 공정으로 동시에 버스바층(18a)과 핑거층(18b)을 모두 형성할 수 있다. 이 밖에 도 17 및 도 18에 도시된 마스크(20a, 20b) 등을 이용할 수도 있음은 전술한 바와 같다.Meanwhile, the second emitter layer 18 selectively formed on the first emitter layer 16 may include a bus bar layer 18a formed at a position where a bus bar electrode (see 13a of FIG. 11) of the solar cell is to be formed, and a finger. The finger layer 18b may be formed at a position where an electrode (see 13b of FIG. 11) is to be formed. In order to form both the bus bar layer 18a and the finger layer 18b, the opening 26 formed in the mask 20 corresponds to a position of the finger electrode 13b to be formed on the substrate. And a second region 26b formed to correspond to the position of the bus bar electrode 13a to be formed on the substrate. As such, when the mask 20 including the openings including both the first region 26a and the second region 26b is used, the bus bar layer 18a may be simultaneously used in one heat energy supply process using the lamp unit 400. And the finger layer 18b can be formed. In addition, as described above, the masks 20a and 20b shown in FIGS. 17 and 18 may also be used.

이하에서는 이송 어셈블리(1000)의 구조에 대해 도 21 내지 도 24를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the structure of the transfer assembly 1000 will be described in more detail with reference to FIGS. 21 to 24.

이송 어셈블리(1000)는 기판(10)을 공급받고, 램프부(400)에 의한 열에너지 공급이 진행되는 동안 기판(10)을 지지하며, 램프부(400)에 의한 열에너지 공급이 완료된 기판(10)을 후속 공정으로 전달하는 기능을 수행한다. 도 21에는 이러한 이송 어셈블리(1000)로 대략 판 형상의 테이블 프레임(500)과, 테이블 프레임(500) 상에 위치하는 전방 이송수단(100a), 테이블 어셈블리(TA), 후방 이송수단(100b) 등이 도시되어 있다.The transfer assembly 1000 receives the substrate 10, supports the substrate 10 while the heat energy supply by the lamp unit 400 is in progress, and completes the heat energy supply by the lamp unit 400. To deliver the process to subsequent processes. FIG. 21 illustrates a table plate 500 having a substantially plate shape, a front conveying means 100a, a table assembly TA, a rear conveying means 100b, and the like, which are positioned on the table frame 500. Is shown.

전방 이송수단(100a)는 테이블 어셈블리(TA)로 기판(10)을 공급하는 기능을 수행하며, 후방 이송수단(100b)는 열에너지 공급이 완료된 기판(10)을 후속 공정으로 전달하는 기능을 수행한다. 또한, 테이블 어셈블리(TA)는 전방 이송수단(100a)로부터 기판(10)을 공급받으며, 기판(10)에 램프부(400)에 의해 열에너지가 공급되는 동안 기판(10)을 지지하는 기능을 수행한다. 이 때, 테이블 어셈블리(TA)에는 중앙 이송수단(100c)이 마련된다.The front transfer means 100a performs a function of supplying the substrate 10 to the table assembly TA, and the rear transfer means 100b performs a function of transferring the substrate 10 on which the thermal energy supply is completed, to a subsequent process. . In addition, the table assembly TA receives the substrate 10 from the front transfer means 100a and performs a function of supporting the substrate 10 while the thermal energy is supplied to the substrate 10 by the lamp unit 400. do. At this time, the center assembly means 100c is provided in the table assembly TA.

본 실시예에 따르면, 전방 이송수단(100a)과 후방 이송수단(100b) 및 중앙 이송수단(100c)으로서 컨베이어 벨트를 이용한다. 이와 같이 컨베이어 벨트를 이용하는 인라인 타입을 적용하게 되면, 연속적인 처리를 가능케 하여 수율을 향상시킬 수 있게 된다. 한편, 기판(10)을 테이블(200) 상에 위치시키는 중앙 이송수단(100c)은 롤러(도 22의 240) 등이 구비된 벨트 프레임(도 22의 260)에 결합되어 구동될 수 있다.According to this embodiment, a conveyor belt is used as the front conveying means 100a, the rear conveying means 100b, and the central conveying means 100c. Applying the in-line type using a conveyor belt in this way, it is possible to improve the yield by enabling a continuous processing. On the other hand, the center transfer means (100c) for positioning the substrate 10 on the table 200 may be coupled to the belt frame (260 of FIG. 22) provided with a roller (240 of FIG.

전술한 바와 같이 기판(10)을 테이블(200) 상에 위치시키기 위한 이송수단(100)으로 컨베이어 벨트가 이용되는 경우, 테이블(200)은 중앙 이송수단(100c) 즉, 컨베이어 벨트의 하측 소정의 위치에 마련될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이송수단(100)의 구조에 따라 테이블(200)의 위치가 변경될 수 있음은 물론이다.As described above, when the conveyor belt is used as the conveying means 100 for positioning the substrate 10 on the table 200, the table 200 may be formed at the lower side of the central conveying means 100c. May be provided at the location. However, the present invention is not limited thereto, and the position of the table 200 may be changed according to the structure of the transfer means 100.

한편, 테이블(200)의 전방에는, 도 21에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 이송을 감지하는 기판 감지 센서(110)가 위치할 수 있다. 기판 감지 센서(110)는 테이블(200)을 향해 이송되는 기판(10)을 감지하여, 기판(10)이 테이블(200) 상에 정확히 위치하여 정지하도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 기판 감지 센서(110)가 기판(10)의 이송을 감지한 뒤, 소정의 시간(예를 들면 약 1.5초)이 지난 뒤 컨베이어 벨트(100)의 작동이 멈추도록 하는 방법 등을 이용할 수 있다.On the other hand, in front of the table 200, as shown in Figure 21, the substrate detection sensor 110 for detecting the transfer of the substrate 10 may be located. The substrate detection sensor 110 may detect a substrate 10 transferred toward the table 200 and perform a function of accurately positioning the substrate 10 on the table 200 to stop. To this end, after the substrate detection sensor 110 detects the transfer of the substrate 10, a method of stopping the operation of the conveyor belt 100 after a predetermined time (for example, about 1.5 seconds) may be used. Can be.

한편, 테이블(200)의 상면에는, 컨베이어 벨트(100c)가 삽입되도록 홈(도 22의 230)이 형성될 수도 있다. 이렇게 테이블(200)에 홈(230)이 형성되면, 테이블(200)의 상측에 위치한 컨베이어 벨트(100c)에 의해 기판(10)이 테이블(200) 상에서 필요 이상으로 이격되는 것을 방지할 수 있게 되어, 테이블(200)에 의한 보다 안정적인 지지가 가능해질 수 있게 된다.Meanwhile, a groove (230 of FIG. 22) may be formed on the upper surface of the table 200 so that the conveyor belt 100c is inserted. When the groove 230 is formed in the table 200 as described above, the substrate 10 may be prevented from being separated more than necessary on the table 200 by the conveyor belt 100c positioned above the table 200. , More stable support by the table 200 can be enabled.

다른 한편, 본 실시예에 따르면, 테이블(200) 상에 위치한 기판(10)의 정렬상태를 감지하는 정렬센서부(도 23의 222a, 222b, 222c, 이하 통칭 시 222)를 구비할 수 있다. 정렬센서부(222)는 테이블(200) 상에 위치한 기판(10)의 정렬상태를 감지한다. 즉, 마스크(20)와 기판(10) 사이의 정합도를 확보하기 위해, 기판(10)의 정렬상태를 감지하는 것이다. 이렇게 감지된 기판(10)의 정렬상태는, 마스크(20)에 전달되어, 기판(10)의 정렬상태에 따라 마스크(20)의 위치가 보정될 수도 있다.On the other hand, according to the present embodiment, it may be provided with an alignment sensor unit (222a, 222b, 222c of Figure 23, hereinafter referred to as 222) for detecting the alignment of the substrate 10 located on the table 200. The alignment sensor unit 222 detects an alignment state of the substrate 10 located on the table 200. That is, in order to secure the degree of registration between the mask 20 and the substrate 10, the alignment state of the substrate 10 is sensed. The sensed alignment state of the substrate 10 may be transmitted to the mask 20 so that the position of the mask 20 may be corrected according to the alignment state of the substrate 10.

본 실시예에서는 이러한 정렬센서부(222)로, 테이블(200)의 하측에 위치하는 카메라 및 조명수단을 제시한다. 이 때, 테이블(200)에는 카메라가 기판(10)의 정렬상태를 감지할 수 있도록 투명영역(도 22의 220a, 220b, 220c, 이하 통칭 시 220)이 마련될 수 있다. 여기서 투명영역(220)은 완전히 투명한 것만을 의미하는 것이 아니라, 기판(10)의 정렬상태를 광학적으로 감지할 수 있을 정도로 반투명한 경우를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다. 본 실시예에서는 투명영역(220)에 석영이 마련되어 있는 구조를 제시한다.In this embodiment, the alignment sensor unit 222, the camera and the lighting means located on the lower side of the table 200 is presented. At this time, the table 200 may be provided with a transparent area (220a, 220b, 220c, commonly referred to as 220 in FIG. 22) so that the camera can detect the alignment of the substrate 10. Here, the transparent region 220 does not mean completely transparent, but should be interpreted to include a case where the transparent region 220 is semitransparent enough to optically detect the alignment of the substrate 10. In this embodiment, a structure in which quartz is provided in the transparent region 220 is provided.

한편, 정렬센서부(222)는 기판(10)의 후면(後面)을 감지하는 제1 센서(222a)와, 기판(10)의 측면(側面)을 감지하는 제2 센서(222b), 기판(10)의 회전 상태를 감지하는 제3 센서(222c)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 센서(222a)와 제2 센서(222b)를 이용하여 기판(10)의 전면 및 측면 에지(edge)를 감지하여, 이로부터 기판(10)의 X축과 Y축 방향으로의 정렬 오차를 판단해 낼 수 있게 되고, 제3 센서(222c)를 이용하여 기판(10)의 회전방향으로의 정렬 오차를 판단해 낼 수 있게 된다.On the other hand, the alignment sensor unit 222 is a first sensor 222a for detecting the rear surface of the substrate 10, a second sensor 222b for sensing the side surface of the substrate 10, the substrate ( It may include a third sensor 222c for detecting the rotation state of the 10). In this case, the front and side edges of the substrate 10 are sensed by using the first sensor 222a and the second sensor 222b, and then the X and Y axes of the substrate 10 are detected. The alignment error can be determined, and the alignment error in the rotational direction of the substrate 10 can be determined using the third sensor 222c.

기판(10)의 정렬상태가 감지되면, 테이블(200) 및 테이블(200) 상에 위치한 기판(10)은 테이블 승강부(도 22의 250)에 의해 상승할 수 있다. 테이블 승강부(250)가 테이블(200)을 소정의 높이만큼 상승 및 하강시키는 기능을 수행하는 것이다. 이러한 테이블 승강부(250)에 의해 기판(10)이 상승된 상태에서 기판(10)에 대한 열에너지 공급이 진행될 수 있다.When the alignment state of the substrate 10 is detected, the table 200 and the substrate 10 positioned on the table 200 may be lifted by the table lifter 250 (FIG. 22). The table lifting unit 250 performs a function of raising and lowering the table 200 by a predetermined height. The heat energy supply to the substrate 10 may be performed while the substrate 10 is raised by the table lifter 250.

테이블 승강부(250)로서는, 테이블(200)의 가장자리를 따라 이격되도록 배치되어 테이블(200)을 지지하며, 상하로 연장 가능한 복수 개의 지지다리(251)와; 벨트 프레임(260)을 상하로 이동시키는 실린더(252)를 이용할 수 있다. 각각의 지지다리(251)들은 조립성 향상을 위해 지지프레임(253)에 체결될 수 있다. 이 밖에도 리니어 액츄에이터(미도시)와 기어열(미도시) 등과 같은 다양한 동력전달구조를 이용할 수도 있을 것이다.The table lifting unit 250 includes: a plurality of support legs 251 arranged to be spaced apart along the edge of the table 200 to support the table 200 and to extend vertically; The cylinder 252 which moves the belt frame 260 up and down can be used. Each support leg 251 may be fastened to the support frame 253 to improve assembly. In addition, various power transmission structures such as a linear actuator (not shown) and a gear train (not shown) may be used.

다른 한편, 테이블(200) 상에 위치한 기판(10)의 이동을 방지하기 위해, 테이블(200)에는 음압 공급을 위한 음압홀(210)이 형성될 수도 있다. 테이블(200)에 음압홀(210)을 형성하고, 펌프(미도시) 등을 이용하여 기판(10)의 하면에 음압을 공급하게 되면, 기판(10)이 테이블(200)에 밀착하게 되어 기판(10)의 정렬 상태가 흐트러지지 않을 수 있게 되는 것이다.
On the other hand, in order to prevent the movement of the substrate 10 located on the table 200, a negative pressure hole 210 for supplying a negative pressure may be formed in the table 200. When the negative pressure hole 210 is formed in the table 200, and a negative pressure is supplied to the lower surface of the substrate 10 using a pump (not shown), the substrate 10 comes into close contact with the table 200. The alignment state of (10) will not be disturbed.

이상에서는 본 발명의 다른 측면에 따른 태양전지의 선택적 에미터 형성장치의 구조에 대해 설명하였으며, 이하에서는 그 작동의 일 실시예에 대해 설명하도록 한다.The structure of the selective emitter forming apparatus of the solar cell according to another aspect of the present invention has been described above. Hereinafter, an embodiment of its operation will be described.

먼저, 기판(10)이 테이블(200) 상에 공급되면, 예열수단(300)이 기판(10)에 열에너지(E2)를 공급한다. 이러한 열에너지(E2)의 공급 상태는 램프부(400)에 의한 열에너지(E3)의 공급이 완료될 때가지 계속 지속될 수도 있다.First, when the substrate 10 is supplied on the table 200, the preheating means 300 supplies thermal energy E2 to the substrate 10. The supply state of the heat energy E2 may continue until the supply of the heat energy E3 by the lamp unit 400 is completed.

한편, 테이블(200) 상에 위치한 기판(10)의 정렬상태는 정렬센서부(222)에 의해 감지되며, 이 후 기판(10)이 놓인 테이블(200)이 상승한다.On the other hand, the alignment state of the substrate 10 located on the table 200 is detected by the alignment sensor unit 222, after which the table 200 on which the substrate 10 is placed rises.

한편, 앞서 감지된 기판(10)의 정렬상태는 마스크(20)에 전달될 수 있으며, 기판(10)의 정렬상태에 따라 마스크(20)의 위치가 보정될 수 있다.Meanwhile, the alignment state of the substrate 10 previously detected may be transmitted to the mask 20, and the position of the mask 20 may be corrected according to the alignment state of the substrate 10.

마스크(20)가 기판(10)의 상면을 선택적으로 커버하면, 램프부(400)는 마스크를 통해 선택적으로 노출되는 기판(10)의 상면에 열에너지를 공급하여 제2 에미터층(도 7의 18 참조)을 선택적으로 형성하게 된다.When the mask 20 selectively covers the top surface of the substrate 10, the lamp unit 400 supplies thermal energy to the top surface of the substrate 10 selectively exposed through the mask to form a second emitter layer (18 in FIG. 7). Are optionally formed.

램프부(400)에 의한 열에너지 공급이 완료되면, 테이블(200)은 하강하여 원위치로 되돌아 오게 되며, 이후 기판(10)은 후속 공정라인으로 이송된다.
When the heat energy supply by the lamp unit 400 is completed, the table 200 is lowered and returned to its original position, and then the substrate 10 is transferred to the subsequent process line.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments of the present invention, those skilled in the art may variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. And can be changed.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
Many embodiments other than the above-described embodiments are within the scope of the claims of the present invention.

10: 기판
12: 실리콘 웨이퍼
14: 불순물
13a: 버스바전극
13b: 핑거전극
16: 제1 에미터층
18: 제2 에미터층
18a: 버스바층
18b: 핑거층
1000, 1000, 1000b: 이송 어셈블리
100a, 100b, 100c:
200: 테이블
300: 예열수단
400: 램프부10: Substrate
12: silicon wafer
14: impurities
13a: busbar electrode
13b: finger electrode
16: first emitter layer
18: second emitter layer
18a: busbar floor
18b: finger layer
1000, 1000, 1000b: transfer assembly
100a, 100b, 100c:
200: table
300: preheating means
400: lamp unit

Claims

preparing a substrate having a first emitter layer formed by diffusing n-type impurities on an upper surface thereof;
Disposing a mask having a patterned opening on top of the first emitter layer; And
Supplying thermal energy from a lamp unit to the first emitter layer exposed through the mask, thereby forming a second emitter layer formed by further diffusing the n-type impurity;
Openings formed in the mask,
A first region formed to correspond to a position of a finger electrode to be formed on the substrate; And
And a second area formed to correspond to the position of the busbar electrode to be formed on the substrate.

The method of claim 1,
Further comprising preheating the substrate before supplying thermal energy to the first emitter layer.

The method of claim 1,
Before placing the mask,
And further forming the n-type impurity on the first emitter layer corresponding to the opening.

delete

The method of claim 1,
Wherein,
A transparent substrate;
And a metal film coupled to the bottom surface of the transparent substrate and having a patterned opening.

The method of claim 1,
And a first lens portion for condensing to the first region on the transparent substrate.

The method of claim 6,
And a second lens portion for condensing to the second region is formed on the transparent substrate.

The method of claim 7, wherein
A grid-shaped pattern is formed in the second region, the selective emitter forming method of a solar cell.

The method of claim 8,
The width of the grid is the same as the width of the first region, the selective emitter forming method of a solar cell.

The method of claim 1,
The lamp unit,
A plurality of lamps; And
A lamp housing supporting the plurality of lamps,
The bottom surface of the lamp housing, characterized in that formed on a concave curved surface, solar cell selective emitter forming method.

The method of claim 10,
The lamp housing is characterized in that the cooling means is provided, solar cell selective emitter forming method.

The method of claim 1,
The substrate is located on a table on which negative pressure holes are formed.
And fixing a negative pressure to the substrate through the negative pressure hole in order to fix the substrate on the table.