KR101142513B1 - 에피택셜층을 포함하는 태양전지 및 그 제조 방법 - Google Patents

에피택셜층을 포함하는 태양전지 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101142513B1
KR101142513B1 KR1020110039676A KR20110039676A KR101142513B1 KR 101142513 B1 KR101142513 B1 KR 101142513B1 KR 1020110039676 A KR1020110039676 A KR 1020110039676A KR 20110039676 A KR20110039676 A KR 20110039676A KR 101142513 B1 KR101142513 B1 KR 101142513B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nanorods
solar cell
electrode
layer
substrate
Prior art date
Application number
KR1020110039676A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110119587A (ko
Inventor
이정호
엄한돈
박광태
정진영
지상원
남윤호
박민준
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
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 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Publication of KR20110119587A publication Critical patent/KR20110119587A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101142513B1 publication Critical patent/KR101142513B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 태양 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 태양 전지는 i) 제1 전극, ii) 제1 전극 위에 위치하고, 에피택셜층을 포함하는 기판, iii) 기판 위에 위치한 반도체층, iv) 반도체층 위에 위치하고, 상호 이격되며, 반도체층과 일체로 형성된 복수의 제1 나노막대들, v) 복수의 제1 나노막대들 사이에 위치한 제2 나노막대들, vi) 제2 나노막대들 위에 위치한 제2 전극, 및 vii) 제1 나노막대들과 제2 나노막대들 사이에 충전된 수지 고정층을 포함한다. 제1 전극은 제2 전극보다 불투명하다.

Description

에피택셜층을 포함하는 태양전지 및 그 제조 방법 {SOLAR CELL COMPRISING AN EPITAXIAL LAYER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 태양전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 에피택셜 박막층을 포함하는 태양전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어 자원 고갈 및 자원 가격 상승으로 인해 청정 에너지의 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 청정 에너지로는 태양 에너지, 풍력 에너지, 조력 에너지 등을 그 예로 들 수 있다. 특히, 태양 에너지를 효율적으로 이용하기 위해 태양 전지의 연구 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
태양 전지는 태양의 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 장치이다. 태양 전지에 태양광을 비추면 태양 전지의 내부에서 전자 및 정공이 발생한다. 발생된 전자 및 정공은 태양 전지에 포함된 P극 및 N극으로 이동하고, P극 및 N극 사이에 전위치가 발생하여 전류가 흐른다.
간단한 공정을 이용하여 제조할 수 있으면서 광전변환효율 및 광흡수율이 우수한 태양 전지를 제공하고자 한다. 또한, 전술한 태양 전지의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지는 i) 제1 전극, ii) 제1 전극 위에 위치하고, 에피택셜층을 포함하는 기판, iii) 기판 위에 위치한 반도체층, iv) 반도체층 위에 위치하고, 상호 이격되며, 반도체층과 일체로 형성된 복수의 제1 나노막대들, v) 복수의 제1 나노막대들 사이에 위치한 제2 나노막대들, vi) 제2 나노막대들 위에 위치한 제2 전극, 및 vii) 제1 나노막대들과 제2 나노막대들 사이에 충전된 수지 고정층을 포함한다. 제1 전극은 제2 전극보다 불투명하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지는 제1 전극과 기판 사이에 위치하고, 불연속적으로 형성된 다공성층을 더 포함할 수 있다. 다공성층의 광투과율은 10% 내지 20%일 수 있다. 다공성층의 공극률은 10% 내지 70%일 수 있다. 복수의 제1 나노막대들은 단일 도핑될 수 있다. 복수의 제1 나노막대들의 평균 폭은 10nm 내지 500nm일 수 있다. 복수의 제1 나노막대들의 평균 높이는 100nm 내지 10㎛일 수 있다. 기판 및 반도체층은 pn형 또는 np형 접합될 수 있다. 기판의 도핑 농도는 반도체층의 도핑 농도보다 클 수 있다.
기판은 그 두께 방향으로 도핑 농도 구배가 형성될 수 있다. 제2 나노막대들의 평균 폭은 제1 나노막대들의 평균 폭보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법은, i) 모재를 제공하는 단계, ii) 모재 위에 다공성층을 제공하는 단계, iii) 다공성층 위에 에피택셜층을 포함하는 기판을 제공하는 단계, iv) 기판을 도핑하여 반도체층을 제공하는 단계, v) 반도체층 위에 나노막대들을 제공하는 단계, vi) 나노막대들을 감싸는 수지 고정층을 제공하는 단계, 및 vii) 다공성층을 모재로부터 분리시키는 단계를 포함한다.
나노막대들을 제공하는 단계는, i) 반도체층과 일체로 형성되고, 상호 이격된 복수의 제1 나노막대들을 제공하는 단계, 및 ii) 제1 나노막대들의 평균 폭보다 큰 평균 폭을 가지고, 제1 나노막대들과 상호 이격된 복수의 제2 나노막대들을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법은 i) 모재로부터 분리된 다공성층 아래에 제1 전극을 제공하는 단계, 및 ii) 수지 고정층 위에 제2 전극을 제공하는 단계를 더 포함하고, 제1 전극은 제2 전극보다 불투명할 수 있다.
에피택셜층을 포함하는 기판을 이용하여 광전변환효율이 우수한 태양 전지를 제조할 수 있다. 또한, 수지 고정층을 기판으로부터 분리시켜 태양 전지를 제조하므로, 기판을 재활용할 수 있다. 그리고 무전해 에칭법을 이용하여 태양 전지를 간단하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 태양 전지의 제조 방법의 개략적인 순서도이다.
도 3 내지 도 11은 도 1의 태양 전지의 제조 방법을 순서대로 나타낸 도면들이다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 좀더 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90°회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.  그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지(100)의 개략적인 단면 구조를 나타낸다. 도 1의 태양 전지(100)의 단면 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 태양 전지(100)의 단면 구조를 다른 형태로 변형할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 태양 전지(100)는, 제1 전극(10), 다공성층(20), 기판(30), 반도체층(40), 제1 나노막대들(51), 제2 나노막대들(53), 수지 고정층(60) 및 제2 전극(70)을 포함한다. 이외에, 태양 전지(100)는 다른 소자들을 더 포함할 수 있다.
제1 전극(10) 및 제2 전극(70)은 수동 소자(미도시)에 연결되어 태양 전지(100)에서 생성된 전력을 외부로 내보낸다. 광은 제2 전극(70)을 통하여 입사되므로, 제2 전극(70)은 ITO(indium tin oxide, 인듐 틴 옥사이드)층 등의 소재를 사용하여 투명 도전층으로 제조한다. 한편, 제1 전극(10)은 기판(30)과 다공성층(20)을 차례로 투과한 광을 다시 기판(30)으로 리턴시켜 기전력 발생을 최대화한다. 이를 위하여 제1 전극(10)은 반사가 잘 이루어지는 알루미늄 등의 금속을 사용하여 제조한다. 그 결과, 제1 전극(10)은 제2 전극(70)보다 불투명하다. 따라서 광은 제1 전극(10)을 통과하지 못하고, 전반사되어 반도체층(40) 등에서 전력으로 변환되므로, 광의 이용 효율을 최대화할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 다공성층(20)은 제1 전극(10) 위에 위치한다. 다공성층(20)은 실리콘 등으로 제조할 수 있으며 불연속적으로 형성되지만, 도 1에서는 편의상 다공성층(20)이 균일하게 형성된 것으로 도시하였다. 다공성층(20)을 수소 열처리하면 다공성층(20)의 표면에 존재하는 기공들이 열처리중 표면 에너지를 줄이기 위한 열역학적 메커니즘에 따라 자발적으로 닫힌다. 따라서 다공성층(20)의 표면에는 기공들이 닫힌 상태로 존재하지만, 다공성층(20)내에서는 기공들이 여전히 열린 상태로 존재하므로, 다공성층(20)은 불연속적으로 형성된다. 다공성층(20)은 기판(30)을 형성하기 위한 템플릿(template)으로서 기능한다. 기판(30)은 다공성층(20) 위에 증착되면서 에피택셜층을 형성한다. 즉, 전술한 바와 같이, 수소 열처리에 의해 다공성층(20)의 표면에 존재하는 기공들이 닫히므로, 다공성층(20)의 표면은 결함이 없는 평탄한 표면을 가진다. 따라서 다공성층(20) 위에서도 일반적인 기판 위에서 성장한 것처럼 고품질의 에피 실리콘을 형성할 수 있다.
다공성층(20)의 광투과율은 10% 내지 20%이다. 다공성층(20)은 제2 전극(70)을 통하여 입사된 광을 가두어 제1 전극(10)측으로 잘 투과시키지 않으므로, 태양 전지(100)의 전력변환효율을 높일 수 있다. 다공성층(20)의 광투과율이 너무 작은 경우, 다공성층(20)의 소재를 고려하여 설계시 이러한 광투과율을 달성하기 어렵다. 반대로, 다공성층(20)의 광투과율이 너무 큰 경우, 태양 전지(100)의 광전변환효율이 저하된다. 따라서 전술한 범위로 다공성층(20)의 광투과율을 유지하는 것이 바람직하다.
한편, 다공성층(20)의 공극률은 10% 내지 70%일 수 있다. 다공성층(20)의 공극률이 너무 높은 경우, 다공성층(20)이 제1 전극(10)으로부터 쉽게 박리될 수 있으므로, 태양 전지(100)의 내구성이 나쁘다. 또한, 다공성층(20)의 공극률이 너무 낮은 경우, 다공성층(20)이 모재(12)(도 11에 도시)로부터 잘 떨어지지 않으므로 태양 전지(100)를 제조하기 어렵다. 따라서 전술한 점을 감안시 다공성층(20)의 공극률을 전술한 범위로 유지하는 것이 바람직하다.
기판(30) 위에는 반도체층(40)이 위치한다. 즉, 도핑 농도를 조절하여 상호간에 농도차가 있는 기판(30) 및 반도체층(40)을 제조할 수 있다. 예를 들면, 기판(30)을 p++형으로 도핑하는 경우, 반도체층(40)은 p형으로 도핑할 수 있다. 즉, 기판(30)의 도핑 농도를 반도체층(40)의 도핑 농도보다 크게 조절할 수 있다. 도핑에 의해 기판(30)의 두께 방향, 즉 z축 방향으로 농도 구배가 형성될 수 있다. 또한, 기판(30) 및 반도체층(40)을 np형, pn형 또는 진성층이 포함되도록 접합할 수도 있다.
반도체층(40)을 무전해 식각하여 그 위에 제1 나노막대들(51)을 형성한다. 즉, 제1 나노막대들(51)은 반도체층(40)과 일체로 형성된다. 제1 나노막대들(51)은 상호 이격되어 위치한다. 제1 나노막대들(51)은 n형으로 단일 도핑되어 p형 반도체층(40)과 pn접합을 형성할 수 있다. 여기서, 제1 나노막대들(51)의 평균 폭은 10 nm 내지 500 nm일 수 있다. 여기서 폭은 제1 나노막대(51)의 단면이 원형인 경우, 직경을 포함하는 것으로 해석된다.
제1 나노막대들(51)의 평균 폭이 너무 작은 경우, 태양 전지(100)의 구조가 견고하지 못하다. 반대로, 제2 나노막대들(53)의 평균 폭이 너무 큰 경우, 광을 가두기에 부적합하다. 또한, 제1 나노막대들(51)의 평균 높이는 100nm 내지 10㎛일 수 있다. 제1 나노막대들(51)의 평균 높이가 너무 큰 경우, 태양 전지(100)의 구조가 견고하지 못하다. 반대로, 제1 나노막대들(51)의 평균 높이가 너무 작은 경우, 수지 고정층(60)을 파지하기가 어려워 모재(12)(도 11에 도시)로부터 다공성층(20)을 떼어내기가 어렵다.
제1 나노막대들(51) 사이에 위치한 제2 나노막대들(53)은 제2 전극(70)을 지지한다. 제2 나노막대들(53)의 폭이 제1 나노막대들(51)의 폭보다 크므로, 제2 나노막대들(53)을 이용하여 제2 전극(70)을 효율적으로 지지할 수 있다. 수지 고정층(60)은 제1 나노막대들(51) 및 제2 나노막대들(53) 사이에 충전되어 제1 나노막대들(51) 및 제2 나노막대들(53)을 견고하게 고정시킨다. 도 1에는 도시하지 않았지만 제1 나노막대들(51) 및 제2 나노막대들(51)은 상호 이격되어 어레이 형태로 배열되고, 수지 고정층(60)이 이들 사이를 채우므로, 수지 고정층(60)이 큰 부피를 가져서 파지하기 용이하다. 이하에서는 도 2 내지 도 11을 통하여 도 1의 태양 전지(100)의 제조 방법을 좀더 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1의 태양 전지(100)의 제조 공정의 순서도를 개략적으로 나타내고, 도 3 내지 도 11은 도 2의 태양 전지(100)의 제조 공정의 단계들을 개략적으로 나타낸 도면들이다. 이하에서는 도 2와 함께 도 3 내지 도 11을 참조하여 태양 전지(100)의 제조 공정을 순서대로 설명한다.
먼저, 도 2의 단계(S10)에서는 모재(12)(도 3에 도시)를 제공한다. 모재(12)는 p형 실리콘일 수 있고, p형 실리콘은 (001)의 결정 방향을 가질 수 있다. 또한, 모재(12)로서 고농도로 도핑된 웨이퍼를 사용할 수 있다. 비교적 저가의 소재로 된 모재(12)를 사용하여 태양 전지의 제조 비용을 절감할 수 있다.
다음으로, 도 2의 단계(S20)에서는 모재(12) 위에 다공성층(20)을 제공한다. 다공성층(20)의 두께는 약 10㎛ 이하일 수 있다. 모재(12) 위에 실리콘을 증착 및 에칭하여 다공성층(20)을 형성한다. 다공성층(20)을 수소 열처리하면 다공성층(20)의 표면에 존재하는 기공들이 열처리중 표면 에너지를 줄이기 위한 열역학적 메커니즘에 따라 자발적으로 닫힌다.
따라서 도 2의 단계(S30)에서는 다공성층(20) 위에 에피택셜층을 포함하는 기판(30)(도 5에 도시)을 제공할 수 있다. 즉, 다공성층(20)의 표면에 존재하는 기공들이 닫힌 상태에서 실리콘이 성장하므로, 고품질의 에피 실리콘이 성정하면서 기판(30)이 형성된다.
다음으로, 도 2의 단계(S40)에서는 기판(30)을 도핑하여 반도체층(40)(도 6에 도시)을 제공한다. 도핑에 의해 기판(30)과 반도체층(40)에 도핑 농도 구배를 형성할 수 있다. 예를 들면, 기판(30)은 p++형으로 도핑되고, 반도체층(40)은 p형으로 도핑될 수 있다. 또한, 기판(30)의 두께 방향으로 도핑 농도 구배가 형성될 수 있다.
도 2의 단계(S50)에서는 반도체층(40) 위에 개구부들을 가지는 마스크층(52)(도 7에 도시)을 형성한다. 포토리지스트층(미도시)을 반도체층(40) 위에 형성한 후, 이를 일정한 패턴으로 노광 및 에칭하여 마스크층(52)에 개구부들을 형성한다. 반도체층(40) 위에 제1 나노막대들(51)을 제공하기 위해 개구부를 통하여 노출된 반도체층(40) 위에 나노금속입자(501)(도 7에 도시)를 제공한다. 즉, 도 7에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 은 등의 나노금속입자(501)를 반도체층(40) 위에 증착시킬 수 있다. 예를 들면, 챔버(미도시)내에 모재(12)를 넣은 후, 물리적인 방법으로 반도체층(40) 위에 은으로 된 나노금속입자(501)를 증착시킬 수 있다. 또한, AgNO3+HF 용액에 모재(12)를 담지하여 무전해 증착법으로 은을 증착시킬 수도 있다.
모재(12)는 나노금속입자(501)의 유도에 따라 에칭된다. 한편, 모재(12)를 HF + H2O2 용액에 담지하여 에칭시킬 수도 있다. 이 경우, 나노금속입자(501)에 의해 그 하부의 반도체층(40)이 식각되면서 일정한 형상을 나타낸다. 여기서, 잔존하는 나노금속입자(501)는 모재(12)를 질산에 담지하여 제거할 수 있다.
그 결과, 도 8에 도시한 바와 같이, 반도체층(40) 위에 제1 나노 구조체들(51)을 형성할 수 있다. 또한, 제1 나노 구조체들(51) 및 반도체층(40)을 n형으로 도핑할 수 있으므로, 반도체층(40)은 기판(30)과 pn 접합을 형성한다. 스핀 온 도핑(spin on doping, SOD) 또는 옥시염화인(POCl3)에 의해 소스 기판(미도시)에 부착된 타겟 소스(미도시)를 이용하여 제1 나노 구조체(51)에 도핑용 원소를 주입시킬 수 있다. 열처리에 의해 제1 나노 구조체(51)에 인이 확산되면서 제1 나노 구조체(51)에 n형의 도핑 영역을 형성한다. 제1 나노 구조체(51)가 n형이므로, 제1 나노 구조체(51) 및 기판(30)의 pn 접합이 이루어진다.
한편, 도 9에는 도시하지 않았지만, 제1 나노 구조체들(51) 위에 개구부(미도시)가 형성된 마스크층(미도시)을 배치시킨다. 그리고 개구부(미도시) 하단의 제1 나노 구조체들(51)을 에칭 및 제거한 후 제2 나노 구조체들(53)을 형성한다. 제2 나노 구조체들(53)은 제1 나노 구조체들(51)보다 커서 태양 전지(100)의 구조를 견고하게 유지시킨다.
다음으로, 도 2의 단계(S60)에서는 제1 나노막대들(51) 및 제2 나노막대들(53)을 감싸는 수지 고정층(60)을 제공한다. (도 10 참조) 그 결과, 제1 나노막대들(51) 및 제2 나노막대들(53)은 수지 고정층(60)에 매립되어 견고하게 유지된다. 여기서, 제1 나노막대들(51) 및 제2 나노막대들(53)은 입사되는 광을 가둠으로써 광이 반사되는 현상을 방지한다. 따라서 태양 전지(100)(도 1에 도시)의 광전변환효율을 크게 높일 수 있다. 수지 고정층(60)으로는 PDMS(polydimethylsiloxan, 폴리디메틸실록산) 등을 그 소재로서 사용할 수 있다.
도 2의 단계(S70)에서는 다공성층(20)을 모재(12)로부터 분리한다. (도 11 참조) 수지 고정층(60)을 파지한 후 모재(12)로부터 다공성층(20) 및 이를 포함하는 상부층들을 떼어낼 수 있다. 즉, 수지 고정층(60)이 큰 두께를 가지므로, 수지 고정층(60)을 쉽게 파지하여 모재(12)로부터 다공성층(20) 및 이를 포함하는 상부를 분리시킬 수 있다. 분리된 모재(12)는 나중에 다시 사용할 수 있다.
마지막으로, 도 2의 단계(S80)에서는 수지 고정층(60)의 상부 및 다공성층(20)의 하부에 전극을 형성한다. 알루미늄 박판 등을 이용하여 전극들(10, 70)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 은 페이스트 및 갈륨인듐(GaIn) 공융 혼합물을 알루미늄 박판에 부착한 후 전극(10)을 형성할 수 있다. 또한, 전면 전계층으로 기능하는 전극(70)에 Ag 페이스트 및 갈륨인듐(GaIn) 공융 혼합물을 사용하거나 Ti/Pd/Ag로 차례로 증착된 금속을 사용할 수도 있다. 따라서 태양 전지(100)(도 1에 도시)에서 발생하는 전력을 외부로 쉽게 전달할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
10. 70. 전극 12. 모재
20. 다공성층 30. 기판
40. 반도체층 51, 53. 나노막대들
501. 나노금속입자 52. 마스크층
60. 수지 고정층 100. 태양 전지

Claims (14)

  1. 제1 전극,
    상기 제1 전극 위에 위치하고, 에피택셜층을 포함하는 기판,
    상기 기판 위에 위치한 반도체층,
    상기 반도체층 위에 위치하고, 상호 이격되며, 상기 반도체층과 일체로 형성된 복수의 제1 나노막대들,
    상기 복수의 제1 나노막대들 사이에 위치한 제2 나노막대들,
    상기 제2 나노막대들 위에 위치한 제2 전극, 및
    상기 제1 나노막대들과 상기 제2 나노막대들 사이에 충전된 수지 고정층
    을 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 제2 전극보다 불투명한 태양 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 기판 사이에 위치하고, 불연속적으로 형성된 다공성층을 더 포함하는 태양 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다공성층의 광투과율은 10% 내지 20%인 태양 전지.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 다공성층의 공극률은 10% 내지 70%인 태양 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 나노막대들은 단일 도핑된 태양 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 제1 나노막대들의 평균 폭은 10nm 내지 500nm인 태양 전지.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 제1 나노막대들의 평균 높이는 100nm 내지 10㎛인 태양 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 반도체층은 pn형 또는 np형 접합된 태양 전지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 도핑 농도는 상기 반도체층의 도핑 농도보다 큰 태양 전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 그 두께 방향으로 도핑 농도 구배가 형성된 태양 전지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 나노막대들의 평균 폭은 상기 제1 나노막대들의 평균 폭보다 큰 태양 전지.
  12. 모재를 제공하는 단계,
    상기 모재 위에 다공성층을 제공하는 단계,
    상기 다공성층 위에 에피택셜층을 포함하는 기판을 제공하는 단계,
    상기 기판을 도핑하여 반도체층을 제공하는 단계,
    상기 반도체층 위에 나노막대들을 제공하는 단계,
    상기 나노막대들을 감싸는 수지 고정층을 제공하는 단계, 및
    상기 다공성층을 상기 모재로부터 분리시키는 단계
    를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 나노막대들을 제공하는 단계는,
    상기 반도체층과 일체로 형성되고, 상호 이격된 복수의 제1 나노막대들을 제공하는 단계, 및
    상기 제1 나노막대들의 평균 폭보다 큰 평균 폭을 가지고, 상기 제1 나노막대들과 상호 이격된 복수의 제2 나노막대들을 제공하는 단계,
    를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 모재로부터 분리된 상기 다공성층 아래에 제1 전극을 제공하는 단계, 및
    상기 수지 고정층 위에 제2 전극을 제공하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 제2 전극보다 불투명한 태양 전지의 제조 방법.
KR1020110039676A 2010-04-27 2011-04-27 에피택셜층을 포함하는 태양전지 및 그 제조 방법 KR101142513B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20100038763 2010-04-27
KR1020100038763 2010-04-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110119587A KR20110119587A (ko) 2011-11-02
KR101142513B1 true KR101142513B1 (ko) 2012-05-07

Family

ID=45391106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110039676A KR101142513B1 (ko) 2010-04-27 2011-04-27 에피택셜층을 포함하는 태양전지 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101142513B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102657230B1 (ko) * 2016-11-04 2024-04-12 오씨아이 주식회사 태양 전지 및 이의 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007324324A (ja) 2006-05-31 2007-12-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 太陽電池
KR20080040477A (ko) * 2006-11-03 2008-05-08 한양대학교 산학협력단 나노 와이어 및 반도체 소자 제조 방법
KR20090012472A (ko) * 2007-07-30 2009-02-04 연세대학교 산학협력단 실리콘 기판 상에 게르마늄 메사 구조를 형성하는 방법
JP2010028092A (ja) 2008-07-16 2010-02-04 Honda Motor Co Ltd ナノワイヤ太陽電池及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007324324A (ja) 2006-05-31 2007-12-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 太陽電池
KR20080040477A (ko) * 2006-11-03 2008-05-08 한양대학교 산학협력단 나노 와이어 및 반도체 소자 제조 방법
KR20090012472A (ko) * 2007-07-30 2009-02-04 연세대학교 산학협력단 실리콘 기판 상에 게르마늄 메사 구조를 형성하는 방법
JP2010028092A (ja) 2008-07-16 2010-02-04 Honda Motor Co Ltd ナノワイヤ太陽電池及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110119587A (ko) 2011-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5324222B2 (ja) ナノ構造およびそれを実施する光起電力セル
KR100847741B1 (ko) p-n접합 계면에 패시베이션층을 구비하는 점 접촉 이종접합 실리콘 태양전지 및 그의 제조방법
KR101033028B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
JP2011512687A (ja) 非対称ウエーハのエッチング方法、非対称エッチングのウエーハを含む太陽電池、及び太陽電池の製造方法
JP2013536589A (ja) 選択的表面電界を有する裏面接合型太陽電池
JP2005310830A (ja) 太陽電池および太陽電池の製造方法
KR101542249B1 (ko) 기판의 재사용이 가능한 태양 전지
TW201133974A (en) Method for improving the efficiency of a flexible organic solar cell
JP2010130023A (ja) 太陽電池およびその製造方法
Zhang et al. n-ZnO/p-Si 3D heterojunction solar cells in Si holey arrays
Um et al. Flexible crystalline-silicon photovoltaics: light management with surface structures
KR101719705B1 (ko) 쇼트키 태양전지 및 그 제조 방법
KR101142513B1 (ko) 에피택셜층을 포함하는 태양전지 및 그 제조 방법
CN104051045B (zh) 串联式PIN结构α辐照电池及其制备方法
WO2015015694A1 (ja) 光起電力装置
TWI578552B (zh) 太陽能電池、太陽能電池組及其製備方法
US20120167975A1 (en) Solar Cell And Method For Manufacturing The Same
KR20120045602A (ko) 태양 전지 및 그의 제조 방법
KR101203116B1 (ko) 에피택셜하게 성장한 반도체층을 포함하는 태양전지 및 그 제조 방법
JP5745622B2 (ja) 太陽電池およびその製造方法
KR101132268B1 (ko) 플렉서블 광전변환 소자 및 이의 제조방법
CN102569474A (zh) 硅纳米线阵列或硅纳米孔阵列肖特基结型太阳能电池及其制备方法
TWI294186B (en) Photovoltaic device, photovoltaic element and manufacturing method thereof
KR101523742B1 (ko) 표면 플라즈몬 효과를 이용한 태양 전지 및 그 제조 방법
KR20110074252A (ko) 박막 태양전지 및 그의 제조 방법

Legal Events

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

Payment date: 20150526

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160318

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee