KR101178344B1 - Back contact solar cell and method for fabricating the same - Google Patents

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이준성
조은철
이원재
양수미
정상윤
안수범
이경원
주상민
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현대중공업 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A back surface electrode type solar cell and a manufacturing method thereof are provided to minimize resistance losses by maximizing a contact area of a bus bar electrode and a finger line electrode. CONSTITUTION: A p-type doped layer(403) and an n-type doped layer(406) are formed on an inner back side of a substrate(401). A dielectric layer(408) is laminated on the back side of the substrate where the p-type doped layer and the n-type doped layer are included. An n-type finger line electrode(410) and a p-type finger line electrode(409) are respectively formed on the n-type doped layer and the p-type doped layer. An n-type bus bar electrode(413) is connected to the n-type finger line electrode. A p-type bus bar electrode(412) is connected to the p-type finger line electrode.

Description

후면전극형 태양전지 및 그 제조방법{Back contact solar cell and method for fabricating the same}Back contact solar cell and method of manufacturing the same {Back contact solar cell and method for fabricating the same}

본 발명은 후면전극형 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소수캐리어가 재결합되는 것을 억제하여 태양전지의 광전변환효율을 향상시킬 수 있는 후면전극형 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a back-electrode solar cell and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a back-electrode solar cell and a method of manufacturing the same to suppress the recombination of minority carriers to improve the photoelectric conversion efficiency of the solar cell. will be.

태양전지는 태양광을 직접 전기로 광전변환시키는 태양광 발전의 핵심소자로서, 기본적으로 p-n 접합으로 이루어진 다이오드(diode)라 할 수 있다. 태양광이 태양전지에 의해 전기로 변환되는 과정을 살펴보면, 태양전지의 실리콘 기판 내부에 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성되고, 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 이동하게 되어 p-n 접합부 사이에 광기전력이 발생되며, 이 때 태양전지의 양단에 부하나 시스템을 연결하면 전류가 흐르게 되어 전력을 생산할 수 있게 된다. A solar cell is a key element of photovoltaic power generation that directly converts sunlight into electricity, and is basically a diode composed of a p-n junction. In the process of converting sunlight into electricity by solar cells, when solar light enters into the silicon substrate of the solar cell, electron-hole pairs are generated, and electrons move to n layers and holes move to p layers by the electric field. Thus, photovoltaic power is generated between the pn junctions, and when a load or a system is connected to both ends of the solar cell, current flows to generate power.

한편, 일반적인 태양전지는 전면과 후면에 각각 전면전극과 후면전극이 구비되는 구조를 갖는데, 수광면인 전면에 전면전극이 구비됨에 따라, 전면전극의 면적만큼 수광면적이 줄어들게 된다. 이와 같이 수광면적이 축소되는 문제를 해결하기 위해 후면전극형 태양전지가 제안되었다. 후면전극형 태양전지는 태양전지의 후면 상에 (+)전극과 (-)전극을 구비시켜 태양전지 전면의 수광면적을 극대화하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, a general solar cell has a structure in which a front electrode and a rear electrode are provided on the front and the rear, respectively, and as the front electrode is provided on the front surface, the light receiving area is reduced by the area of the front electrode. In order to solve the problem that the light receiving area is reduced, a back electrode solar cell has been proposed. The back electrode solar cell is characterized by maximizing the light receiving area of the solar cell by providing a (+) electrode and a (-) electrode on the back of the solar cell.

후면전극형 태양전지는 도 1에 도시한 바와 같이, 기판(101) 후면 내부에 p형 도핑층(102)과 n형 도핑층(103)이 반복, 배치되는 구조를 이루며, p형 도핑층(102)은 p 전극(105)과 연결되고 n형 도핑층(103)은 n 전극(106)과 연결된다. 이 때, p 전극(105)과 n 전극(106)이 단락되는 것을 방지하기 위해 기판(101) 후면 상에는 유전층(104)이 형성되며, 선택적으로 패터닝되어 개구부를 통해 도핑층과 전극이 연결된다. As shown in FIG. 1, the back electrode solar cell has a structure in which the p-type doping layer 102 and the n-type doping layer 103 are repeatedly arranged and disposed inside the back of the substrate 101, and the p-type doping layer ( 102 is connected to the p electrode 105 and the n-type doping layer 103 is connected to the n electrode 106. In this case, in order to prevent the p electrode 105 and the n electrode 106 from being short-circuited, a dielectric layer 104 is formed on the back surface of the substrate 101 and is selectively patterned to connect the doping layer and the electrode through the opening.

이와 같은 후면전극형 태양전지에 있어서, 기판(101) 내부에서 광전변환에 의해 생성된 전자(-)는 n형 도핑층(103)을 거쳐 n 전극(106)으로 이동되고, 정공(+)은 p형 도핑층(102)을 거쳐 p 전극(105)으로 이동된다. 한편, 기판(101)이 n형 실리콘 기판(101)인 경우, 전자가 다수캐리어(major carrier)가 되고 정공이 소수캐리어(minor carrier)가 되는데, 다수캐리어인 전자는 n형 도핑층(103)을 거쳐 n 전극(106)에 안정적으로 수집됨에 반해, 소수캐리어인 정공은 p형 도핑층(102)을 거쳐 p 전극(105)에 수집되는 경로 중에 재결합되어(recombination) 소멸될 가능성이 크다. In such a back electrode solar cell, electrons (-) generated by photoelectric conversion inside the substrate 101 are moved to the n electrode 106 via the n-type doping layer 103, and the holes (+) It is moved to the p electrode 105 via the p-type doping layer 102. On the other hand, when the substrate 101 is an n-type silicon substrate 101, electrons are the major carriers and holes are the minor carriers, and electrons with the multiple carriers are the n-type doping layer 103. While stably collected through the n electrode 106, holes that are a minority carrier are likely to be recombined and disappear in the path collected through the p-type doping layer 102 and to the p electrode 105.

구체적으로, 기판(101) 내부에서 생성된 소수캐리어인 정공(+)은 이동 중에 n형 도핑층(103)의 표면과 접하여 재결합되거나(도 2의 ⓐ 참조), p형 도핑층(102)으로 이동이 성공한 경우에도 기판(101) 후면에 존재하는 표면 결함과 결합(도 2의 ⓑ 참조)하여 소멸된다. 이와 같은 소수캐리어의 재결합은 태양전지의 광전변환 특성을 저하시키는 요인으로 작용한다. Specifically, holes (+), which are minority carriers generated inside the substrate 101, are recombined to contact the surface of the n-type doped layer 103 during movement (see ⓐ in FIG. 2), or the p-type doped layer 102. Even if the movement is successful, it disappears by combining with the surface defects existing on the back surface of the substrate 101 (see ⓑ of FIG. 2). The recombination of the minority carriers acts as a factor to lower the photoelectric conversion characteristics of the solar cell.

한편, 종래의 후면전극형 태양전지의 후면 평면 구조를 살펴보면, 도 3에 도시한 바와 같이 p형 도핑층(p+)(310)과 n형 도핑층(n+)(320)은 빗살 형태로 서로 맞물린 구조(interdigitated)로 배치되며, 기판의 양단부에는 버스바(bus bar)용 도핑층이 구비된다. 빗살 형태의 p형 도핑층(p+)(310), n형 도핑층(n+)(320)은 각각 양단에 위치한 버스바용 도핑층(350)(360)과 연결되는 구조를 갖는다. 이와 같은 구조 하에서, p형 도핑층(p+)(310)에 의해 수집된 정공(+)은 p형 핑거라인(330)을 거쳐 p형 버스바(370)로 이송되고, n형 도핑층(n+)(320)에 의해 수집된 전자(-)는 n형 핑거라인(340)을 거쳐 n형 버스바(380)로 이송되어 태양전지의 광전변환이 이루어진다. Meanwhile, referring to the back planar structure of the conventional back electrode solar cell, as shown in FIG. 3, the p-type doping layer (p +) 310 and the n-type doping layer (n +) 320 are engaged with each other in a comb-tooth shape. It is arranged in an interdigitated structure, and a doping layer for a bus bar is provided at both ends of the substrate. The p-type doping layer (p +) 310 and the n-type doping layer (n +) 320 having a comb tooth shape have a structure connected to the doping layers 350 and 360 for busbars located at both ends, respectively. Under such a structure, holes (+) collected by the p-type doping layer (p +) 310 are transferred to the p-type busbar 370 via the p-type fingerline 330, and the n-type doping layer (n +). Electrons (−) collected by the 320 are transferred to the n-type busbar 380 via the n-type fingerline 340 to perform photoelectric conversion of the solar cell.

그러나, 이와 같은 구조의 후면전극형 태양전지는, 핑거라인에서 수집된 캐리어들이 버스바용 도핑층으로 이송되는 구조를 갖기 때문에 캐리어 이송거리가 멀어, 핑거라인에서 버스바용 도핑층으로 이송되는 과정에서 캐리어들이 소멸될 가능성이 크다. 이를 방지하기 위해 각 도핑층(p+)(n+) 및 핑거라인의 면적을 증가시킬 수는 있으나, 이 경우에는 기판 내부에서 각 도핑층(p+)(n+)으로의 수집효율이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 버스바용 도핑층이 구비되는 영역만큼 캐리어 수집효율이 저하되는 문제점이 있다.
However, the back electrode type solar cell having such a structure has a structure in which carriers collected from the fingerline are transferred to the busbar doping layer, so that the carrier transport distance is far, and the carrier in the process of being transferred from the fingerline to the busbar doping layer Are likely to disappear. In order to prevent this, the area of each doping layer p + (n +) and fingerline may be increased, but in this case, the collection efficiency of each doping layer p + (n +) from inside the substrate is deteriorated. . In addition, there is a problem that the carrier collection efficiency is lowered as much as the area provided with the bus bar doping layer.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 소수캐리어가 재결합되는 것을 억제하여 태양전지의 광전변환효율을 향상시킬 수 있는 후면전극형 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a back electrode solar cell and a method of manufacturing the same, which can improve photoelectric conversion efficiency of a solar cell by suppressing recombination of minority carriers. .

또한, 본 발명은 버스바용 도핑층을 생략시키는 구조를 통해, 핑거라인 도핑층 내에서의 캐리어 이송거리를 최소화함으로써 캐리어 소멸을 억제하는 것을 목적으로 한다. 이와 함께, 본 발명은 핑거라인 도핑층의 폭을 줄여, 기판 내에 배치되는 핑거라인 도핑층의 수를 극대화함으로써 기판 내 캐리어 수집효율을 향상시킴에 다른 목적이 있으며, 핑거라인 전극과 버스바 전극의 접촉 면적을 최대화함으로써 저항 손실을 최소화함에 또 다른 목적이 있다.
In addition, an object of the present invention is to suppress the disappearance of the carrier by minimizing the carrier transport distance in the fingerline doping layer through the structure to omit the busbar doping layer. In addition, the present invention has another object to improve the carrier collection efficiency in the substrate by reducing the width of the fingerline doping layer, maximizing the number of fingerline doping layers disposed in the substrate. Another goal is to minimize resistive losses by maximizing contact area.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 후면전극형 태양전지는 n형 결정질 실리콘 기판과, 상기 기판의 후면 내부에 교번하여 반복, 배치되는 p형 도핑층 및 n형 도핑층과, 상기 p형 도핑층 및 n형 도핑층을 포함한 기판 후면 상에 적층된 유전층과, 상기 n형 도핑층(n+), p형 도핑층(p+) 상에 각각 형성된 n형 핑거라인 전극과 p형 핑거라인 전극 및 상기 n형 핑거라인 전극, p형 핑거라인 전극 상에 n형 및 p형 핑거라인의 길이 방향을 따라 이격되어 형성된 복수의 절연 마스크를 포함하여 이루어지며, 각 n형 핑거라인 전극의 절연 마스크들을 포함하는 수평 영역(제 1 수평 영역)과 각 p형 핑거라인 전극의 절연 마스크들을 포함하는 수평 영역(제 2 수평 영역)은 서로 겹치지 않는 형태를 이루며, 상기 제 1 수평 영역 상에 n형 핑거라인 전극과 연결되는 n형 버스바 전극이 구비되고, 상기 제 2 수평 영역 상에 p형 핑거라인 전극과 연결되는 p형 버스바 전극이 구비되며, 상기 p형 도핑층 또는 n형 도핑층과 기판 내부의 경계면은 제 1 계면이고, 상기 기판 후면의 표면은 제 2 계면이며, 상기 제 1 계면에서 상기 p형 도핑층의 표면적은 n형 도핑층의 표면적보다 크며, 상기 제 2 계면에서 상기 n형 도핑층의 표면적은 p형 도핑층의 표면적보다 큰 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a back electrode solar cell according to the present invention includes an n-type crystalline silicon substrate, a p-type doping layer and an n-type doping layer, which are alternately repeated and arranged inside the rear surface of the substrate, and the p-type A dielectric layer stacked on a back surface of the substrate including a doping layer and an n-type doping layer, an n-type fingerline electrode and a p-type fingerline electrode formed on the n-type doping layer (n +) and p-type doping layer (p +), respectively; And a plurality of insulating masks formed on the n-type fingerline electrode and the p-type fingerline electrode and spaced apart in the length direction of the n-type and p-type fingerline, respectively. The horizontal region (first horizontal region) and the horizontal region (second horizontal region) including the insulating masks of the p-type fingerline electrodes do not overlap each other, and the n-type fingerline electrode is disposed on the first horizontal region. N connected with A bus bar electrode is provided, and a p-type bus bar electrode connected to a p-type fingerline electrode is provided on the second horizontal region, and an interface between the p-type doping layer or the n-type doping layer and the inside of the substrate is provided at a first interface. The surface of the back surface of the substrate is a second interface, the surface area of the p-type doping layer at the first interface is larger than the surface area of the n-type doping layer, the surface area of the n-type doping layer at the second interface is p-type It is characterized by being larger than the surface area of the doped layer.

상기 p형 도핑층과 n형 도핑층의 일부 영역은 중첩되는 구조를 이루며, 상기 일부 영역에서 상부에는 p형 도핑층이 구비되고, 하부에는 n형 도핑층이 구비되며, 상기 제 1 계면에서는 p형 도핑층이 수평적으로 확장된 형태를 이루고, 제 2 계면에서는 n형 도핑층이 수평적으로 확장된 형태를 이룬다. Some regions of the p-type doping layer and the n-type doping layer overlap each other, in which the p-type doping layer is provided on the upper portion, the n-type doping layer is provided on the lower portion, and the p-type doping layer is formed at the first interface. The type doping layer forms a horizontally expanded form, and the n-type doping layer forms a form of horizontally expanded at the second interface.

상기 n형 도핑층(n+)과 p형 도핑층(p+) 각각은 기판의 일단에서 다른 일단까지 형성된다. 또한, 상기 제 1 수평 영역에서 상기 절연 마스크에 의해 n형 핑거라인 전극들만이 선택적으로 노출되어 n형 버스바 전극과 연결되며, 상기 제 2 수평 영역에서 상기 절연 마스크에 의해 p형 핑거라인 전극들만이 선택적으로 노출되어 p형 버스바 전극과 연결된다. Each of the n-type doped layer n + and the p-type doped layer p + is formed from one end of the substrate to the other end. In addition, only n-type fingerline electrodes are selectively exposed by the insulating mask in the first horizontal area to be connected to an n-type busbar electrode, and only p-type fingerline electrodes are formed by the insulating mask in the second horizontal area. This is selectively exposed to connect with the p-type busbar electrode.

상기 n형 버스바 전극과 p형 버스바 전극의 폭(D2)은 상기 절연 마스크의 폭(D1)보다 작으며, 상기 n형 핑거라인 전극과 p형 핑거라인 전극 각각의 선폭은 n형 도핑층(n+), p형 도핑층(p+)의 선폭에 대비하여 동일하거나 그 보다 작다. The width D 2 of the n-type busbar electrode and the p-type busbar electrode is smaller than the width D 1 of the insulating mask, and the line width of each of the n-type and p-type fingerline electrodes is n-type. It is equal to or smaller than the line width of the doped layer (n +) and p-type doped layer (p +).

본 발명에 따른 후면전극형 태양전지의 제조방법은 n형 결정질 실리콘 기판을 준비하는 단계와, 상기 기판의 후면 상에 p형 도핑소스를 일정 간격을 두고 도포하는 단계와, 상기 기판을 열처리하여, 기판 후면 내부에 이격되어 반복, 배치되는 p형 도핑층을 형성함과 함께 상기 p형 도핑층 상에 확산부산물층을 형성하는 단계와, 상기 확산부산물층의 일부를 제거하여 상기 p형 도핑층의 일부 영역을 노출시키는 단계와, 상기 기판 후면의 전면(全面) 상에 n형 도핑소스를 도포한 후 열처리하여, 최초 p형 도핑소스가 도포되지 않은 영역의 기판 후면에 n형 도핑층을 형성함과 함께, 상기 확산부산물층이 일부 제거되어 노출된 p형 도핑층의 일부를 n형 도핑층으로 전환시키는 단계와, 상기 기판 후면 상에 유전층을 형성하는 단계와, 상기 n형 도핑층(n+)과 p형 도핑층(p+)에 각각 전기적으로 연결되는 n형 핑거라인 전극 및 p형 핑거라인 전극을 형성하는 단계 및 상기 n형 핑거라인 전극, p형 핑거라인 전극 상에 n형 및 p형 핑거라인의 길이 방향을 따라 복수의 절연 마스크를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며, 각 n형 핑거라인 전극의 절연 마스크들을 포함하는 수평 영역(제 1 수평 영역)과 각 p형 핑거라인 전극의 절연 마스크들을 포함하는 수평 영역(제 2 수평 영역)은 서로 상이하여 겹치지 않는 형태를 이루며, 상기 제 1 수평 영역 상에 n형 핑거라인 전극과 연결되는 n형 버스바 전극을 형성함과 함께 상기 제 2 수평 영역 상에 p형 핑거라인 전극과 연결되는 p형 버스바 전극을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. Method of manufacturing a back-electrode solar cell according to the present invention comprises the steps of preparing an n-type crystalline silicon substrate, applying a p-type doping source at a predetermined interval on the back of the substrate, and heat-treating the substrate, Forming a diffusion byproduct layer on the p-type doping layer and forming a diffusion byproduct layer on the p-type doping layer and removing a portion of the diffusion by-product layer in the rear surface of the substrate. Exposing a portion of the region, and applying an n-type doping source on the entire surface of the back surface of the substrate, followed by heat treatment to form an n-type doping layer on the back surface of the substrate where the first p-type doping source is not applied. And partially converting a portion of the p-type doped layer exposed by partially removing the diffusion byproduct layer to an n-type doped layer, forming a dielectric layer on the back surface of the substrate, and forming the n-type doped layer (n +). And p-type Forming an n-type fingerline electrode and a p-type fingerline electrode electrically connected to the doping layer p +, respectively, and lengths of the n-type and p-type fingerline on the n-type fingerline electrode and the p-type fingerline electrode And forming a plurality of insulating masks along the direction, the horizontal region including the insulating masks of each n-type fingerline electrode (first horizontal region) and the insulating masks of each p-type fingerline electrode. The horizontal regions (second horizontal regions) are different from each other and do not overlap each other, and form an n-type busbar electrode connected to an n-type fingerline electrode on the first horizontal region and on the second horizontal region. and forming a p-type busbar electrode connected to the p-type fingerline electrode.

상기 p형 도핑소스가 도포되는 영역(A1)의 면적은 상기 p형 도핑소스가 도핑되지 않는 영역의 면적보다 크다. The area A 1 to which the p-type doping source is applied is larger than the area of the area where the p-type doping source is not doped.

상기 n형 도핑층(n+)과 p형 도핑층(p+)에 각각 전기적으로 연결되는 n형 핑거라인 전극 및 p형 핑거라인 전극을 형성하는 단계는, 상기 n형 및 p형 도핑층(n+)(p+) 영역에 해당되는 유전층 상에 도전성 페이스트를 도포하는 과정과, 상기 도전성 페이스트를 소성하여 n형 및 p형 핑거라인 전극을 형성함과 함께 도전성 페이스트의 금속 물질이 유전층을 관통하여 n형 및 p형 도핑층(n+)(p+)과 전기적으로 연결되도록 하는 과정을 포함하여 구성된다. Forming an n-type fingerline electrode and a p-type fingerline electrode electrically connected to the n-type doping layer (n +) and the p-type doping layer (p +), respectively, the n-type and p-type doping layer (n +) applying a conductive paste on the dielectric layer corresponding to the (p +) region; firing the conductive paste to form n-type and p-type fingerline electrodes; and a metal material of the conductive paste penetrates through the dielectric layer to form n-type and and a process of electrically connecting the p-type doped layer (n +) (p +).

또한, 상기 n형 도핑층(n+)과 p형 도핑층(p+)에 각각 전기적으로 연결되는 n형 핑거라인 전극 및 p형 핑거라인 전극을 형성하는 단계는, 상기 유전층의 일부 영역을 식각, 제거하여 n형 도핑층(n+) 및 p형 도핑층(p+)을 노출시키는 과정과, 노출된 n형 및 p형 도핑층(n+)(p+) 상에 금속 물질을 적층하여 n형 핑거라인 전극 및 p형 핑거라인 전극을 형성하는 과정을 포함하여 구성된다.
The forming of the n-type fingerline electrode and the p-type fingerline electrode electrically connected to the n-type doping layer (n +) and the p-type doping layer (p +), respectively, may include etching and removing a portion of the dielectric layer. Exposing the n-type doping layer (n +) and the p-type doping layer (p +), and depositing a metal material on the exposed n-type and p-type doping layers (n +) (p +) to form an n-type fingerline electrode and and forming a p-type fingerline electrode.

본 발명에 따른 후면전극형 태양전지 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다. The back electrode solar cell and a method of manufacturing the same according to the present invention have the following effects.

n형 기판 내부에서 p형 도핑층의 면적을 최대화함과 함께 n형 도핑층의 면적을 최소화함으로써 소수캐리어인 정공이 p형 도핑층으로 수집될 확률을 높일 수 있다. 또한, 기판 후면의 표면에 노출되는 p형 도핑층을 최소화시킴으로써 정공이 표면 결함에 의해 재결합되는 것을 억제할 수 있다. Maximizing the area of the p-type doped layer and minimizing the area of the n-type doped layer in the n-type substrate may increase the probability that holes, which are minority carriers, are collected into the p-type doped layer. In addition, by minimizing the p-type doped layer exposed on the surface of the back surface of the substrate, it is possible to suppress the recombination of the holes by the surface defects.

이와 함께, 종래 기술과 같은 버스바용 도핑층이 요구되지 않아, 해당 버스바용 도핑층이 형성될 영역에 핑거라인 도핑층을 구성할 수 있고, 이를 통해 캐리어 수집효율을 향상시킬 수 있다. In addition, since the bus bar doping layer as in the prior art is not required, a finger line doping layer may be formed in a region where the bus bar doping layer is to be formed, thereby improving carrier collection efficiency.

핑거라인 전극 상에 버스바 전극이 구비됨에 따라, 버스바용 도핑층의 고려 없이 버스바 전극의 면적을 확대할 수 있으며, 이를 통해 버스바 전극과 핑거라인 전극 사이의 전기적 특성을 개선할 수 있게 된다. 이와 같이, 버스바 전극의 전기적 특성이 개선됨에 따라, 핑거라인 도핑층의 패턴 폭을 최소화할 수 있으며 이를 통해 기판 내부에서의 캐리어 수집효율을 배가할 수 있게 된다.
As the busbar electrode is provided on the fingerline electrode, the area of the busbar electrode can be enlarged without consideration of the busbar doping layer, thereby improving the electrical characteristics between the busbar electrode and the fingerline electrode. . As such, as the electrical characteristics of the busbar electrode are improved, the pattern width of the fingerline doping layer may be minimized, thereby increasing the carrier collection efficiency in the substrate.

도 1은 종래 기술에 따른 후면전극형 태양전지의 단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 후면전극형 태양전지에 있어서 소수캐리어가 재결합되는 요인을 설명하기 위한 참고도.
도 3은 종래 기술에 따른 후면전극형 태양전지의 배면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전극형 태양전지의 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전극형 태양전지에 있어서 소수캐리어의 이동 경로를 설명하기 위한 참고도.
도 6a 내지 도 6k는 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전극형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
1 is a cross-sectional view of a back electrode solar cell according to the prior art.
2 is a reference diagram for explaining a factor of the minority carrier recombination in the back-electrode solar cell according to the prior art.
Figure 3 is a rear view of a back electrode solar cell according to the prior art.
Figure 4 is a block diagram of a back electrode solar cell according to an embodiment of the present invention.
5 is a reference diagram for explaining the movement path of the minority carrier in the back-electrode solar cell according to an embodiment of the present invention.
6A to 6K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a back electrode solar cell according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전극형 태양전지 및 그 제조방법을 상세히 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전극형 태양전지의 구성도이다. Hereinafter, a back electrode solar cell and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 4 is a configuration diagram of a back electrode solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전극형 태양전지는 먼저, 제 1 도전형의 결정질 실리콘 기판(401)을 구비한다. 이 때, 상기 제 1 도전형은 제 2 도전형의 반대 도전형이며, 이하에서는 제 1 도전형은 n형, 제 2 도전형이 p형인 것을 기준으로 설명하기로 한다. Referring to FIG. 4, a back electrode solar cell according to an embodiment of the present invention first includes a crystalline silicon substrate 401 of a first conductivity type. In this case, the first conductivity type is the opposite conductivity type to the second conductivity type, hereinafter, the first conductivity type will be described based on the n type and the second conductivity type p.

상기 n형 실리콘 기판(401)의 후면 내부에는 p형 도핑층(403)과 n형 도핑층(406)이 반복, 배치된다. 상기 p형 도핑층(403)과 n형 도핑층(406) 각각은 기판(401) 후면의 표면으로부터 기판(401) 내부로 일정 깊이만큼 형성되며, 설명의 편의상 기판(401) 내부와 접하는 p형 도핑층(403)(또는 n형 도핑층(406))의 표면을 제 1 계면이라 하고, 기판(401) 후면의 표면에 노출되는 p형 도핑층(403)(또는 n형 도핑층(406))의 표면을 제 2 계면이라 칭하기로 한다. The p-type doping layer 403 and the n-type doping layer 406 are repeatedly disposed in the rear surface of the n-type silicon substrate 401. Each of the p-type doping layer 403 and the n-type doping layer 406 is formed to a predetermined depth from the surface of the back surface of the substrate 401 to the inside of the substrate 401, and for convenience of description, the p-type doping layer is in contact with the inside of the substrate 401. The surface of the doping layer 403 (or n-type doping layer 406) is referred to as the first interface, and the p-type doping layer 403 (or n-type doping layer 406) exposed to the surface of the back surface of the substrate 401. The surface of) will be referred to as a second interface.

본 발명에 있어서, 상기 p형 도핑층(403)과 n형 도핑층(406)은 상기 제 1 계면, 제 2 계면에 따라 그 표면적이 서로 다름을 특징으로 한다. 구체적으로, 제 1 계면의 경우 p형 도핑층(403)의 표면적이 n형 도핑층(406)보다 크며, 제 2 계면의 경우 n형 도핑층(406)의 표면적이 p형 도핑층(403)의 표면적보다 크다. 이와 같이, 제 1 계면에서 p형 도핑층(403)의 표면적을 상대적으로 크게 하고 n형 도핑층(406)의 표면적을 상대적으로 작게 함으로써, 기판(401) 내부의 소수캐리어 즉, 정공이 제 1 계면의 n형 도핑층(406) 표면에서 재결합되는 것을 억제함과 함께 정공이 p형 도핑층(403)으로 수집될 수 있는 확률을 향상시킬 수 있게 된다. In the present invention, the p-type doping layer 403 and the n-type doping layer 406 is characterized in that the surface area is different from each other according to the first interface and the second interface. Specifically, the surface area of the p-type doped layer 403 is larger than the n-type doped layer 406 in the case of the first interface, and the surface area of the n-type doped layer 406 is the p-type doped layer 403 in the case of the second interface. Is greater than the surface area. As described above, by increasing the surface area of the p-type doped layer 403 and the surface area of the n-type doped layer 406 relatively small at the first interface, a small number of carriers, that is, holes, in the substrate 401 are firstly formed. While suppressing recombination at the surface of the n-type doped layer 406 at the interface, it is possible to improve the probability that holes can be collected into the p-type doped layer 403.

또한, 상기 p형 도핑층(403)과 n형 도핑층(406)이 이웃하여 반복, 배치되는 조건과 상술한 바와 같은 제 1, 제 2 계면에 따라 p형 도핑층(403)과 n형 도핑층(406)이 상이한 표면적으로 갖도록 하는 것을 만족시키기 위해, p형 도핑층(403)과 n형 도핑층(406)의 일부 영역은 중첩되는 구조를 갖는다. 즉, p형 도핑층(403)과 n형 도핑층(406)이 반복, 배치됨에 있어서, 일부 영역의 경우 상부에는 p형 도핑층(403)이 구비되고, 하부에는 n형 도핑층(406)이 구비되는 구조를 갖는다. 이에 따라, 제 1 계면에서는 p형 도핑층(403)이 수평적으로 확장된 형태를 이루고, 제 2 계면에서는 n형 도핑층(406)이 수평적으로 확장된 형태를 이룬다. 이와 같이, 제 2 계면에서 n형 도핑층(406)이 수평적으로 확장된 형태를 이룸에 따라, p형 도핑층(403)이 기판(401) 후면의 표면과 접하는 면적이 최소화되며, 이를 통해 소수캐리어인 정공이 기판(401) 후면의 표면 결함과 재결합되는 것을 억제할 수 있다(도 5 참조). Further, the p-type doping layer 403 and the n-type doping layer 406 are adjacently repeated and disposed, and the p-type doping layer 403 and the n-type doping according to the first and second interfaces as described above. In order to satisfy that the layer 406 has different surface areas, some regions of the p-type doped layer 403 and the n-type doped layer 406 have an overlapping structure. That is, in a case where the p-type doping layer 403 and the n-type doping layer 406 are repeatedly arranged, the p-type doping layer 403 is provided on the upper part and the n-type doping layer 406 on the lower part. It has a structure provided. Accordingly, the p-type doped layer 403 extends horizontally at the first interface, and the n-type doped layer 406 extends horizontally at the second interface. As such, as the n-type doped layer 406 extends horizontally at the second interface, the area where the p-type doped layer 403 contacts the surface of the back surface of the substrate 401 is minimized. Holes that are minority carriers can be prevented from recombining with surface defects on the back surface of the substrate 401 (see FIG. 5).

상술한 바와 같은 p형 도핑층(403)과 n형 도핑층(406)의 구조 및 그에 따른 효과를 정리하면, 1) 제 1 계면에서 p형 도핑층(403)의 표면적을 n형 도핑층(406)의 표면적보다 상대적으로 크게 하여 n형 기판(401) 내부의 정공이 n형 도핑층(406)의 표면에 재결합되는 것을 억제할 수 있으며, 2) 제 2 계면에서 n형 도핑층(406)의 표면적을 p형 도핑층(403)의 표면적보다 상대적으로 크게 하여 궁극적으로 p형 도핑층(403)이 기판(401) 후면의 표면과 접하는 면적을 최소화함으로써 p형 도핑층(403) 내의 정공이 기판(401) 후면의 표면 결함과 재결합되는 것을 최소화할 수 있게 된다. To summarize the structure and effects thereof of the p-type doping layer 403 and the n-type doping layer 406 as described above, 1) the surface area of the p-type doping layer 403 at the first interface is n-type doping layer ( It is possible to suppress the recombination of holes in the n-type substrate 401 to the surface of the n-type doping layer 406 by making it relatively larger than the surface area of the 406, 2) the n-type doping layer 406 at the second interface The surface area of the p-type doping layer 403 is made larger than the surface area of the p-type doping layer 403, thereby ultimately minimizing the area where the p-type doping layer 403 contacts the surface of the back surface of the substrate 401. Recombination with surface defects on the back surface of the substrate 401 may be minimized.

한편, 상기의 p형 도핑층(403)과 n형 도핑층(406)을 포함한 기판(401) 후면 상에는 유전층(408)이 구비된다. 또한, n형 핑거라인 전극(410)과 p형 핑거라인 전극(409)이 구비되며, 상기 n형 핑거라인 전극(410)은 n형 도핑층(406)(n+)과, 상기 p형 핑거라인 전극(409)은 p형 도핑층(403)(n+)과 전기적으로 연결된다. 이 때, 상기 p형 및 n형 핑거라인 전극(409)(410) 각각의 선폭은 n형 도핑층(406)(n+), p형 도핑층(403)(p+)의 선폭에 대비하여 동일하거나 그 보다 작아야 한다. Meanwhile, a dielectric layer 408 is provided on the back surface of the substrate 401 including the p-type doping layer 403 and the n-type doping layer 406. In addition, an n-type fingerline electrode 410 and a p-type fingerline electrode 409 are provided, and the n-type fingerline electrode 410 includes an n-type doping layer 406 (n +) and the p-type fingerline The electrode 409 is electrically connected to the p-type doped layer 403 (n +). In this case, the line width of each of the p-type and n-type fingerline electrodes 409 and 410 is the same as that of the n-type doping layer 406 (n +) and the p-type doping layer 403 (p +). It must be smaller than that.

상기 n형 핑거라인 전극(410) 및 p형 핑거라인 전극(409) 상에는 국부적으로 절연 마스크(411)가 구비된다. 구체적으로, 상기 n형 핑거라인 전극(410) 및 p형 핑거라인 전극(409) 상에 일정 면적을 갖는 절연 마스크(411)가 n형 핑거라인 전극(410) 및 p형 핑거라인 전극(409)의 길이 방향을 따라 일정 간격을 두고 구비된다. 각 n형 핑거라인 전극(410)에 구비된 절연 마스크(411)들은 수평 방향으로 반복, 배치되는 구조를 이루며, 각 p형 핑거라인 전극(409)에 구비된 절연 마스크(411)들 역시 수평 방향으로 반복, 배치되는 구조를 이룬다. An insulating mask 411 is locally provided on the n-type fingerline electrode 410 and the p-type fingerline electrode 409. Specifically, an insulating mask 411 having a predetermined area on the n-type fingerline electrode 410 and the p-type fingerline electrode 409 is n-type fingerline electrode 410 and p-type fingerline electrode 409. Is provided at regular intervals along the longitudinal direction of the. The insulating masks 411 of the n-type fingerline electrodes 410 are repeatedly arranged and arranged in the horizontal direction, and the insulating masks 411 of the p-type fingerline electrodes 409 are also arranged in the horizontal direction. It forms a structure that is repeated and arranged.

또한, 각 n형 핑거라인의 절연 마스크(411)들을 포함하는 수평 영역(제 2 수평 영역, B)과 각 p형 핑거라인의 절연 마스크(411)들을 포함하는 수평 영역(제 1 수평 영역, A)은 서로 상이하여 겹치지 않는 형태를 이룬다. 이에 따라, 제 2 수평 영역(B)에서는 n형 핑거라인 전극(410)들만이 노출되며, 제 1 수평 영역(A)에서는 p형 핑거라인 전극(409)들만이 노출된 형태를 갖게 된다. In addition, a horizontal area (second horizontal area B) including the insulating masks 411 of each n-type fingerline and a horizontal area (first horizontal area A) including the insulating masks 411 of each p-type fingerline ) Are different from each other and do not overlap. Accordingly, only n-type fingerline electrodes 410 are exposed in the second horizontal region B, and only p-type fingerline electrodes 409 are exposed in the first horizontal region A. FIG.

상기 제 2 수평 영역(B) 상에는 n형 버스바 전극(413)이 구비되어 제 2 수평 영역에서 노출된 n형 핑거라인 전극(410)들과 전기적으로 연결되며, 상기 제 1 수평 영역(A)에서는 p형 버스바 전극(412)이 구비되어 노출된 p형 핑거라인 전극(409)들과 전기적으로 연결된다. 이 때, 상기 n형 버스바 전극(413) 및 p형 버스바 전극(412)의 폭(D2)은 절연 마스크(411)의 폭(D1)보다 작아야 한다. An n-type busbar electrode 413 is provided on the second horizontal area B to be electrically connected to the n-type fingerline electrodes 410 exposed in the second horizontal area, and the first horizontal area A is provided. The p-type busbar electrode 412 is provided to be electrically connected to the exposed p-type fingerline electrodes 409. In this case, the width D 2 of the n-type busbar electrode 413 and the p-type busbar electrode 412 should be smaller than the width D 1 of the insulating mask 411.

상기의 본 발명에 따른 후면전극형 태양전지에 있어서, 종래 기술의 버스바용 도핑층이 구비되지 않음을 알 수 있으며, 버스바용 도핑층이 구비될 영역에도 n형 도핑층(406)(n+) 및 p형 도핑층(403)(p+)이 구비된다. 이에 따라, 기판(401)의 모든 영역에서 캐리어(+)(-)를 수집할 수 있게 되며, 셀 효율을 향상시킬 수 있게 된다. In the back-electrode solar cell according to the present invention, it can be seen that the bus bar doping layer of the prior art is not provided, and the n-type doping layer 406 (n +) is also provided in the region where the busbar doping layer is provided. The p-type doped layer 403 (p +) is provided. Accordingly, carriers (+) (−) can be collected in all regions of the substrate 401, and cell efficiency can be improved.

또한, 버스바용 도핑층의 필요 없이 p형 및 n형 버스바 전극(412)(413)이 p형 및 n형 핑거라인 전극(409)(410) 상에 구비되는 구조임에 따라, 버스바 전극의 면적을 선택적으로 확대할 수 있으며 이를 통해 버스바 전극과 핑거라인 전극의 접촉 면적을 최대화하여 버스바 전극과 핑거라인 전극 사이의 전기적 특성을 개선할 수 있게 된다(종래의 경우 핑거라인 전극의 일단이 버스바 전극에 접촉하는 구조임(도 3 참조)). 이와 함께, 버스바 전극이 핑거라인 전극 상에 직접 구비되는 형태임에 따라 종래와 같은 유리 프릿이 포함된 도전성 페이스트를 사용할 필요가 없으며, 비저항이 작은 금속물질로만 버스바 전극을 형성할 수 있어, 버스바 전극의 저항 특성을 개선할 수 있다. In addition, since the p-type and n-type busbar electrodes 412 and 413 are provided on the p-type and n-type fingerline electrodes 409 and 410 without the need for a busbar doping layer, the busbar electrodes It is possible to selectively enlarge the area of the electrode, thereby maximizing the contact area between the busbar electrode and the fingerline electrode, thereby improving the electrical characteristics between the busbar electrode and the fingerline electrode. This busbar electrode is in contact with the structure (see FIG. 3). In addition, since the busbar electrode is directly provided on the fingerline electrode, there is no need to use a conductive paste containing a glass frit as in the prior art, and the busbar electrode may be formed only of a metal material having a low specific resistance. The resistance characteristics of the busbar electrodes can be improved.

이와 같이, 버스바 전극의 전기적 특성이 개선됨에 따라, n형 도핑층(406)(n+) 및 p형 도핑층(403)(p+)의 폭을 줄일 여지가 있으며, 이를 통해 기판(401) 내부에서 도핑층(n+)(p+)으로 수집되는 캐리어의 수집거리를 줄여 수집 효율을 높일 수 있게 된다.
As such, as the electrical characteristics of the busbar electrode are improved, there is room for reducing the widths of the n-type doping layer 406 (n +) and the p-type doping layer 403 (p +), and thus the inside of the substrate 401. By reducing the collecting distance of the carrier to be collected in the doped layer (n +) (p +) in the it is possible to increase the collection efficiency.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전극형 태양전지의 제조방법을 설명하기로 한다. 한편, 본 발명에 따른 후면전극형 태양전지는 기판(401) 후면에 구비되는 도핑층, 핑거라인 및 버스바의 구조에 특징이 있는 바, 기판(401) 후면에 구비되는 구조물(도핑층, 핑거라인 및 버스바)의 형성 방법을 중심으로 설명하기로 하며, 기판(401) 전면에 형성되는 구조물에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 따라서, 도핑층, 핑거라인 및 버스바 이외에 후면전극형 태양전지에 요구되는 구성요소에 대한 제조공정은 선택적으로 적용될 수 있다. Next, a method of manufacturing a back electrode solar cell according to an embodiment of the present invention will be described. On the other hand, the back electrode solar cell according to the present invention is characterized in the structure of the doping layer, finger line and bus bar provided on the back of the substrate 401, the structure (doping layer, finger provided on the back of the substrate 401) Lines and bus bars) will be described below, and detailed description of the structure formed on the entire surface of the substrate 401 will be omitted. Therefore, the manufacturing process for the components required for the back electrode solar cell in addition to the doped layer, finger line and bus bar can be selectively applied.

먼저, 도 6a에 도시한 바와 같이 n형 결정질 실리콘 기판(401)을 준비한다. 그런 다음, 상기 기판(401)의 후면 상에 일정 간격을 두고 p형 불순물(예를 들어, 붕소(B))을 포함하는 도핑 소스를 도포한다. 이 때, 상기 p형 불순물을 포함하는 도핑 소스(이하, p형 도핑소스(402)라 함)가 도포되는 영역(A1)은 p형 도핑소스(402)가 도포되지 않는 영역(A2)보다 그 면적이 커야 된다(A1〉A2). 상기 p형 도핑소스(402)는 페이스트(paste) 또는 스프레이 형태로 도포하거나 화학기상증착법(PECVD), 상압기상증착법 (APCVD) 등의 증착방법으로 증착할 수 있다. 또한, 상기 p형 도핑소스(302)를 도포하지 않고 p형 도핑소스(402)가 도포될 영역의 기판 내부에 이온주입방법(ion implantation)을 이용하여 p형 이온주입층을 형성할 수도 있다. First, as shown in FIG. 6A, an n-type crystalline silicon substrate 401 is prepared. Then, a doping source including p-type impurities (for example, boron (B)) is applied on the rear surface of the substrate 401 at a predetermined interval. At this time, the region A 1 to which the doping source containing the p-type impurity (hereinafter referred to as p-type doping source 402) is applied is the region A 2 to which the p-type doping source 402 is not applied. The area must be greater than (A 1 〉 A 2 ). The p-type doping source 402 may be applied in the form of a paste or spray, or may be deposited by a deposition method such as chemical vapor deposition (PECVD) or atmospheric vapor deposition (APCVD). In addition, the p-type ion implantation layer may be formed using an ion implantation method inside the substrate in the region where the p-type doping source 402 is to be applied without applying the p-type doping source 302.

상기 p형 도핑소스(402)가 도포된 상태에서, 열처리를 진행하면 기판(401) 후면의 내부에 p형 도핑층(403)이 일정 간격을 두고 형성되며, 기판(401) 후면의 각각의 p형 도핑층(403) 상에는 확산부산물인 BSG(boro-silicate glass)막(404)이 형성된다(도 6b). 상기 BSG막(404)은 p형 도핑소스(402) 내의 p형 불순물(B)이 기판(401)의 실리콘(Si)과 반응하여 형성된 것이다. 한편, p형 도핑소스 대신에 p형 이온주입층이 형성된 경우에는, 산화분위기 하에서 열처리를 하여 상기 p형 이온주입층 상에 BSG막을 형성할 수 있다. In the state where the p-type doping source 402 is applied, when the heat treatment is performed, the p-type doping layer 403 is formed at a predetermined interval inside the rear surface of the substrate 401, and each p on the rear surface of the substrate 401 is formed. On the type doping layer 403, a BSG (boro-silicate glass) film 404, which is a diffusion byproduct, is formed (FIG. 6B). The BSG film 404 is formed by the reaction of the p-type impurity (B) in the p-type doping source 402 with the silicon (Si) of the substrate 401. On the other hand, when the p-type ion implantation layer is formed in place of the p-type doping source, the BSG film may be formed on the p-type ion implantation layer by heat treatment under an oxidizing atmosphere.

이와 같은 상태에서, 상기 BSG막(404)의 일부를 선택적으로 제거하여 p형 도핑층(403)의 일부를 노출시킨다(도 6c 참조). 그런 다음, 상기 BSG막(404)을 포함한 기판(401) 후면의 전면(全面) 상에 n형 불순물(예를 들어, 인(P))을 포함하는 도핑 소스(이하, n형 도핑소스(405)라 함)를 도포하고(도 6d 참조), 열처리를 진행한다. 상기 n형 도핑소스(405)는 상기 p형 도핑소스(402)와 마찬가지로 페이스트(paste) 또는 스프레이 형태로 도포하거나 화학기상증착법(PECVD), 상압기상증착법 (APCVD) 등의 증착방법으로 증착할 수 있으며, 상기 n형 도핑소스(05)를 도포하지 않고 n형 도핑소스(405)가 도포될 영역의 기판 내부에 이온주입방법(ion implantation)을 이용하여 n형 이온주입층을 형성할 수도 있다. In this state, a portion of the BSG film 404 is selectively removed to expose a portion of the p-type doped layer 403 (see FIG. 6C). Then, a doping source containing n-type impurities (for example, phosphorus (P)) on the entire surface of the back surface of the substrate 401 including the BSG film 404 (hereinafter, n-type doping source 405 ) Is applied (see FIG. 6D), and heat treatment is performed. Similar to the p-type doping source 402, the n-type doping source 405 may be applied in the form of a paste or spray, or may be deposited by a deposition method such as chemical vapor deposition (PECVD) or atmospheric vapor deposition (APCVD). The n-type ion implantation layer may be formed using an ion implantation method inside the substrate in the region where the n-type doping source 405 is to be applied without applying the n-type doping source 05.

이에 따라, p형 도핑소스(402)가 도포되지 않은 영역(A2)의 기판(401) 후면 내부에는 n형 불순물이 확산되어 n형 도핑층(406)이 형성된다(도 6e 참조). 이와 함께, 상기 BSG막(404)이 일부 제거된 p형 도핑층(403)에도 n형 불순물이 확산되어 기판(401) 후면의 표면에 가까운 p형 도핑층(403) 영역이 n형 도핑층(406)으로 전환되며, 상대적으로 기판(401) 후면의 표면으로부터 먼 곳에 위치한 p형 도핑층(403)은 그대로 유지된다. Accordingly, the n-type dopant layer 406 is formed by diffusing n-type impurities in the back surface of the substrate 401 in the region A 2 to which the p-type doping source 402 is not applied (see FIG. 6E). In addition, n-type impurities are also diffused in the p-type doping layer 403 from which the BSG film 404 is partially removed, so that the p-type doping layer 403 near the surface of the back surface of the substrate 401 has an n-type doping layer ( 406, the p-type doped layer 403 located relatively far from the surface of the backside of the substrate 401 remains intact.

결과적으로, 상기 BSG막(404)이 제거된 부위의 경우, 기판(401) 후면의 표면 근처에는 n형 도핑층(406)이 형성되고, 그 하부에는 p형 도핑층(403)이 형성되어, 수직 구조상으로 n형 도핑층(406)과 p형 도핑층(403)이 중첩된 구조를 이루게 된다. 한편, n형 도핑층(406) 상에는 확산부산물층인 PSG막(407)이 형성되는데, 상기 PSG막(407) 및 잔존하는 BSG막(404)을 제거하면 본 발명의 일 실시예에 따른 p형 도핑층(403), n형 도핑층(406) 구조가 완성된다(도 6f 참조). 이 때, 상기 PSG막(407) 및 잔존하는 BSG막(404)은 제거하지 않고 후술하는 유전층(408)으로 이용할 수도 있다. As a result, in the case where the BSG film 404 is removed, an n-type doping layer 406 is formed near the surface of the back surface of the substrate 401, and a p-type doping layer 403 is formed thereunder. The n-type doped layer 406 and the p-type doped layer 403 overlap with each other in a vertical structure. On the other hand, a PSG film 407, which is a diffusion byproduct layer, is formed on the n-type doping layer 406. If the PSG film 407 and the remaining BSG film 404 are removed, the p-type according to an embodiment of the present invention is removed. The structures of the doped layer 403 and the n-type doped layer 406 are completed (see FIG. 6F). In this case, the PSG film 407 and the remaining BSG film 404 may be used as the dielectric layer 408 to be described later without removing the PSG film 407 and the remaining BSG film 404.

완성된 p형 도핑층(403)과 n형 도핑층(406)의 구조를 살펴보면, p형 도핑층(403)과 n형 도핑층(406)은 이웃하여 배치됨과 함께 중첩된 구조를 이루며, 제 1 계면(도핑층과 기판(401) 내부의 경계면)에서는 p형 도핑층(403)이 확장된 형태를 이루고, 제 2 계면(기판(401) 후면의 표면)에서는 n형 도핑층(406)이 확장된 형태를 이룸을 알 수 있다. Looking at the structure of the completed p-type doping layer 403 and n-type doping layer 406, the p-type doping layer 403 and the n-type doping layer 406 is arranged adjacent to each other and overlapping, At one interface (the interface between the doping layer and the substrate 401), the p-type doping layer 403 is expanded, and at the second interface (the surface of the back surface of the substrate 401), the n-type doping layer 406 is formed. You can see that this is an extended form.

상기 p형 도핑층(403)과 n형 도핑층(406)이 형성된 상태에서, 도 6g에 도시한 바와 같이 기판(401) 후면 전면 상에 유전층(408)을 형성한다. 상기 유전층(408)은 후속의 공정을 통해 형성되는 버스바와 상기 n형 도핑층(406)(n+) 또는 p형 도핑층(403)(p+)이 단락(short)되는 것을 선택적으로 차단하는 역할을 한다. 또한, 상기 유전층(408)은 화학기상증착 공정, 물리기상증착 공정, 실리콘 산화막의 열 성장(thermally grown), 원자층 증착(atomic layer deposition) 등을 이용하여 형성할 수 있으며, 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx), 알루미늄 산화막 (Al2O3), 실리콘 탄화막 (SiC) 등의 산화물계 또는 비산화물계 유전물질로 구성할 수 있으며 이중 또는 다층의 구조로 구성될 수 있다. In the state where the p-type doping layer 403 and the n-type doping layer 406 are formed, the dielectric layer 408 is formed on the entire back surface of the substrate 401 as shown in FIG. 6G. The dielectric layer 408 selectively blocks a short between a bus bar formed through a subsequent process and the n-type doped layer 406 (n +) or the p-type doped layer 403 (p +). do. In addition, the dielectric layer 408 may be formed using a chemical vapor deposition process, a physical vapor deposition process, thermally grown silicon oxide layer, atomic layer deposition (SiO2). , Silicon nitride film (SiNx), aluminum oxide film (Al2O3), silicon carbide film (SiC), or an oxide-based or non-oxide dielectric material, and may be composed of a double or multi-layer structure.

이와 같은 상태에서, 상기 n형 도핑층(406)(n+), p형 도핑층(403)(p+) 각각에 전기적으로 연결되는 n형 핑거라인 전극(410), p형 핑거라인 전극(409)을 형성한다(도 6i 참조). 상기 n형 핑거라인 전극(410) 및 p형 핑거라인 전극(409)의 형성은 2가지 방법을 이용할 수 있다. In this state, the n-type fingerline electrode 410 and the p-type fingerline electrode 409 electrically connected to the n-type doping layer 406 (n +) and the p-type doping layer 403 (p +), respectively. To form (see FIG. 6I). The n-type fingerline electrode 410 and the p-type fingerline electrode 409 may be formed using two methods.

첫번째 방법은, 상기 유전층(408)이 적층된 상태에서 유전층(408)의 일부를 식각, 제거하여 n형 도핑층(406)(n+) 및 p형 도핑층(403)(p+)을 노출시킨 후(도 6h 참조), 노출된 n형 도핑층(406)(n+) 및 p형 도핑층(403)(p+) 상에 금속 물질을 적층하여(도 6i 참조) n형 핑거라인 전극(410) 및 p형 핑거라인을 완성하는 방법이다. 이 때, 상기 금속 물질은 스크린 프린팅 등을 이용하여 적층할 수 있다. In the first method, a portion of the dielectric layer 408 is etched and removed while the dielectric layer 408 is stacked to expose an n-type doping layer 406 (n +) and a p-type doping layer 403 (p +). (See FIG. 6H), a metal material is deposited on the exposed n-type doped layer 406 (n +) and p-type doped layer 403 (p +) (see FIG. 6I) to form an n-type fingerline electrode 410 and The p-type finger line is completed. In this case, the metal material may be laminated using screen printing or the like.

한편, 상기 유전층(408)의 일부를 식각, 제거함에 있어서, 도 6h에 도시한 바와 같이 도핑층(n+)(p+) 모두가 노출되도록 하는 방법 이외에, 도핑층의 일부만을 노출시킬 수도 있다. 이 경우, 일정 형상을 갖는 노출 패턴이 반복되도록 상기 유전층(408)을 선택적으로 식각할 수 있으며, 세부적으로 원형, 사각형, 타원형의 단위 패턴이 반복되도록 상기 유전층(408)을 식각, 제거하여 p형 및 n형 도핑층(406)(n+)(p+)의 일부를 선택적으로 노출시킬 수 있다. 이에 따라, 핑거라인 전극은 일부 노출된 도핑층(n+)(p+)과 연결되는 구조를 갖는다. Meanwhile, in etching and removing a portion of the dielectric layer 408, only a part of the doping layer may be exposed in addition to the method of exposing all of the doping layers n + and p + as shown in FIG. 6H. In this case, the dielectric layer 408 may be selectively etched so that an exposure pattern having a predetermined shape is repeated. In detail, the dielectric layer 408 is etched and removed to repeat a unit pattern having a circular, square, or oval shape. And a portion of the n-type doped layer 406 (n +) (p +) may be selectively exposed. Accordingly, the fingerline electrode has a structure connected to the partially exposed doped layer (n +) (p +).

두번째 방법은 다음과 같다. 상기 유전층(408) 상에 도전성 페이스트를 스크린 프린팅한 다음, 소성(firing)함으로써 도전성 페이스트 내의 금속 성분이 유전층(408)을 관통하도록(fire-through) 하여 p형 및 n형 핑거라인 전극(409)(410)을 형성함과 함께, n형 핑거라인 전극(410)은 n형 도핑층(406)(n+)과 연결되도록 하고 p형 핑거라인 전극(409)은 p형 도핑층(403)(p+)과 연결되도록 할 수 있다(도 6i 참조).The second method is as follows. Screen printing a conductive paste on the dielectric layer 408 and then firing the metal component in the conductive paste through the dielectric layer 408 to fire-through the p-type and n-type fingerline electrodes 409. The n-type fingerline electrode 410 is connected to the n-type doping layer 406 (n +) and the p-type fingerline electrode 409 is a p-type doping layer 403 (p +). ), As shown in FIG. 6I.

n형 핑거라인 전극(410) 및 p형 핑거라인 전극(409)이 형성된 상태에서, 상기 n형 핑거라인 전극(410)과 p형 핑거라인 전극(409) 상에 국부적으로 절연 마스크(411)를 적층한다. With the n-type fingerline electrode 410 and the p-type fingerline electrode 409 formed, a local insulating mask 411 is locally applied on the n-type fingerline electrode 410 and the p-type fingerline electrode 409. Laminated.

구체적으로, 도 6j에 도시한 바와 같이 상기 n형 핑거라인 전극(410) 상에 일정 면적을 갖는 절연 마스크(411)를 일정 간격을 두고 형성하고, 상기 p형 핑거라인 전극(409) 상에도 동일한 절연 마스크(411)를 일정 간격을 두고 형성한다. 이 때, 각 n형 핑거라인 전극(410)에 구비된 절연 마스크(411) 및 각 p형 핑거라인 전극(409)에 구비된 절연 마스크(411)는 동일한 수평 위치를 갖는다. 여기서, 수평 위치라 함은 n형 또는 p형 핑거라인 전극(409)의 길이 방향에 수직되는 방향의 위치를 일컬으며, 이하에서 상기 절연 마스크(411)들이 수평 방향으로 반복, 배치된 영역을 수평 영역으로 칭하기로 한다. Specifically, as shown in FIG. 6J, an insulating mask 411 having a predetermined area is formed on the n-type fingerline electrode 410 at a predetermined interval, and the same on the p-type fingerline electrode 409. The insulating mask 411 is formed at regular intervals. At this time, the insulating mask 411 provided in each n-type fingerline electrode 410 and the insulating mask 411 provided in each p-type fingerline electrode 409 have the same horizontal position. In this case, the horizontal position refers to a position in a direction perpendicular to the length direction of the n-type or p-type fingerline electrode 409. Hereinafter, the region where the insulating masks 411 are repeatedly arranged and arranged in the horizontal direction is horizontal. This is called an area.

한편, 상기 각 n형 핑거라인 전극(410)에 수평 방향으로 구비된 절연 마스크(411)들을 포함한 영역(제 2 수평 영역, B)과 상기 각 p형 핑거라인 전극(409)에 수평 방향으로 구비된 절연 마스크(411)들을 포함한 영역(제 1 수평 영역, A)은 서로 다른 영역을 갖는다. 즉, 제 1 수평 영역과 제 2 수평 영역은 서로 겹치지 않는다. 이에 따라, 제 2 수평 영역(B)에서는 n형 핑거라인 전극(410)들만이 노출되며, 제 1 수평 영역(A)에서는 p형 핑거라인 전극(409)들만이 노출되는 구조를 갖는다. Meanwhile, a region (second horizontal region B) including insulation masks 411 provided in the horizontal direction in each of the n-type fingerline electrodes 410 is provided in the horizontal direction in each of the p-type fingerline electrodes 409. The region including the insulating masks 411 (the first horizontal region A) has different regions. That is, the first horizontal region and the second horizontal region do not overlap each other. Accordingly, only n-type fingerline electrodes 410 are exposed in the second horizontal region B, and only p-type fingerline electrodes 409 are exposed in the first horizontal region A. FIG.

이와 같은 상태에서, 도 6k에 도시한 바와 같이 제 1 수평 영역(A)과 제 2 수평 영역(B) 상에 도전성 페이스트를 도포한 다음, 열처리하면 제 2 수평 영역(B)에는 n형 버스바 전극(413)이 형성되고, 제 1 수평 영역(A)에는 p형 버스바 전극(412)이 형성된다. 상기 제 1 수평 영역(A)에는 n형 핑거라인 전극(410)들만이 노출되어 반복, 배치됨에 따라 상기 n형 버스바 전극(413)은 n형 핑거라인 전극(410)들과만 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 수평 영역(B)에는 p형 핑거라인 전극(409)들만이 노출되어 반복, 배치됨에 따라 상기 p형 버스바 전극(412)은 p형 핑거라인 전극(409)들과만 전기적으로 연결된 상태를 이룬다. 한편, 상기 n형 버스바 전극(413) 및 p형 버스바 전극(412)의 폭(D2)은 상기 절연 마스크(411)의 폭보다 작아야 한다. 버스바 전극의 폭이 절연 마스크(411)의 폭(D1)보다 크게 되면 상이한 도전형들끼리(<n형 버스바 전극(413)과 p형 핑거라인 전극(409)> 또는 <p형 버스바 전극(412)과 n형 핑거라인 전극(410)>) 단락되기 때문이다.
In this state, as shown in FIG. 6K, the conductive paste is applied on the first horizontal area A and the second horizontal area B, and then heat-treated to form the n-type busbar in the second horizontal area B. FIG. An electrode 413 is formed, and a p-type busbar electrode 412 is formed in the first horizontal region A. As only the n-type fingerline electrodes 410 are exposed and repeatedly disposed in the first horizontal region A, the n-type busbar electrode 413 is electrically connected to only the n-type fingerline electrodes 410. The p-type busbar electrode 412 is electrically connected to the p-type fingerline electrodes 409 as only the p-type fingerline electrodes 409 are exposed and repeatedly arranged in the second horizontal region B. To form a connected state. Meanwhile, the width D 2 of the n-type busbar electrode 413 and the p-type busbar electrode 412 should be smaller than the width of the insulating mask 411. When the width of the busbar electrode is larger than the width D 1 of the insulating mask 411, different conductive types (<n-type busbar electrode 413 and p-type fingerline electrode 409> or <p-type bus) This is because the bar electrode 412 and the n-type fingerline electrode 410 are short-circuited.

401 : n형 기판 402 : p형 도핑소스
403 : p형 도핑층 404 : BSG막
405 : n형 도핑소스 406 : n형 도핑층
407 : PSG막 408 : 유전층
409 : p형 핑거라인 전극 410 : n형 핑거라인 전극
411 : 절연 마스크 412 : p형 버스바 전극
413 : n형 버스바 전극
401: n-type substrate 402: p-type doping source
403 p-type doping layer 404 BSG film
405: n-type doping source 406: n-type doping layer
407 PSG film 408 dielectric layer
409: p-type fingerline electrode 410: n-type fingerline electrode
411: insulating mask 412: p-type busbar electrode
413 n-type busbar electrode

Claims (17)

n형 결정질 실리콘 기판;
상기 기판의 후면 내부에 교번하여 반복, 배치되는 p형 도핑층 및 n형 도핑층;
상기 p형 도핑층 및 n형 도핑층을 포함한 기판 후면 상에 적층된 유전층;
상기 n형 도핑층(n+), p형 도핑층(p+) 상에 각각 형성된 n형 핑거라인 전극과 p형 핑거라인 전극; 및
상기 n형 핑거라인 전극, p형 핑거라인 전극 상에 n형 및 p형 핑거라인의 길이 방향을 따라 이격되어 형성된 복수의 절연 마스크를 포함하여 이루어지며,
각 n형 핑거라인 전극의 절연 마스크들을 포함하는 수평 영역(제 1 수평 영역)과 각 p형 핑거라인 전극의 절연 마스크들을 포함하는 수평 영역(제 2 수평 영역)은 서로 겹치지 않는 형태를 이루며,
상기 제 1 수평 영역 상에 n형 핑거라인 전극과 연결되는 n형 버스바 전극이 구비되고, 상기 제 2 수평 영역 상에 p형 핑거라인 전극과 연결되는 p형 버스바 전극이 구비되며,
상기 p형 도핑층 또는 n형 도핑층과 기판 내부의 경계면은 제 1 계면이고,
상기 기판 후면의 표면은 제 2 계면이며,
상기 제 1 계면에서 상기 p형 도핑층의 표면적은 n형 도핑층의 표면적보다 크며, 상기 제 2 계면에서 상기 n형 도핑층의 표면적은 p형 도핑층의 표면적보다 큰 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지.
n-type crystalline silicon substrate;
A p-type doping layer and an n-type doping layer which are alternately repeated and disposed inside the rear surface of the substrate;
A dielectric layer stacked on a back surface of the substrate including the p-type and n-type doped layers;
An n-type fingerline electrode and a p-type fingerline electrode respectively formed on the n-type doped layer (n +) and the p-type doped layer (p +); And
Comprising a plurality of insulating masks formed on the n-type finger line electrode, p-type finger line electrode spaced apart in the longitudinal direction of the n-type and p-type fingerline,
The horizontal area (first horizontal area) including the insulating masks of each n-type fingerline electrode and the horizontal area (second horizontal area) including the insulating masks of each p-type fingerline electrode do not overlap each other.
An n-type busbar electrode connected to the n-type fingerline electrode is provided on the first horizontal region, and a p-type busbar electrode connected to the p-type fingerline electrode is provided on the second horizontal region,
The interface between the p-type doping layer or the n-type doping layer and the inside of the substrate is a first interface,
The surface of the back of the substrate is a second interface,
The surface area of the p-type doped layer at the first interface is larger than the surface area of the n-type doped layer, and the surface area of the n-type doped layer at the second interface is larger than the surface area of the p-type doped layer. Solar cells.
제 1 항에 있어서, 상기 p형 도핑층과 n형 도핑층의 일부 영역은 중첩되는 구조를 이루며, 상기 일부 영역에서 상부에는 p형 도핑층이 구비되고, 하부에는 n형 도핑층이 구비되며,
상기 제 1 계면에서는 p형 도핑층이 수평적으로 확장된 형태를 이루고, 제 2 계면에서는 n형 도핑층이 수평적으로 확장된 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지.
The method of claim 1, wherein a portion of the p-type doping layer and the n-type doping layer has an overlapping structure, the p-type doping layer is provided on the upper portion, the n-type doping layer is provided on the lower portion,
The p-type doped layer forms a horizontally extended form at the first interface, and the n-type doped layer forms a horizontally expanded form at the second interface.
제 1 항에 있어서, 상기 n형 도핑층(n+)과 p형 도핑층(p+) 각각은 기판의 일단에서 다른 일단까지 형성된 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지.
The back electrode solar cell of claim 1, wherein each of the n-type doped layer (n +) and the p-type doped layer (p +) is formed from one end of the substrate to the other end.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 수평 영역에서 상기 절연 마스크에 의해 n형 핑거라인 전극들만이 선택적으로 노출되어 n형 버스바 전극과 연결되며, 상기 제 2 수평 영역에서 상기 절연 마스크에 의해 p형 핑거라인 전극들만이 선택적으로 노출되어 p형 버스바 전극과 연결되는 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지.
The semiconductor device of claim 1, wherein only n-type fingerline electrodes are selectively exposed by the insulating mask in the first horizontal area, and are connected to an n-type busbar electrode, and p-type by the insulating mask in the second horizontal area. A back electrode type solar cell, wherein only fingerline electrodes are selectively exposed to be connected to a p-type busbar electrode.
제 1 항에 있어서, 상기 n형 버스바 전극과 p형 버스바 전극의 폭(D2)은 상기 절연 마스크의 폭(D1)보다 작은 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지.
The back electrode solar cell of claim 1, wherein a width D 2 of the n-type bus bar electrode and the p-type bus bar electrode is smaller than a width D 1 of the insulating mask.
제 1 항에 있어서, 상기 n형 핑거라인 전극과 p형 핑거라인 전극 각각의 선폭은 n형 도핑층(n+), p형 도핑층(p+)의 선폭에 대비하여 동일하거나 그 보다 작은 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지.
The line width of each of the n-type finger line electrode and the p-type finger line electrode is the same or smaller than the line width of the n-type doping layer (n +), p-type doping layer (p +). Back-electrode solar cell.
n형 결정질 실리콘 기판을 준비하는 단계;
상기 기판의 후면 상에 p형 도핑소스를 일정 간격을 두고 도포하는 단계;
상기 기판을 열처리하여, 기판 후면 내부에 이격되어 반복, 배치되는 p형 도핑층을 형성함과 함께 상기 p형 도핑층 상에 확산부산물층을 형성하는 단계;
상기 확산부산물층의 일부를 제거하여 상기 p형 도핑층의 일부 영역을 노출시키는 단계;
상기 기판 후면의 전면(全面) 상에 n형 도핑소스를 도포한 후 열처리하여,
최초 p형 도핑소스가 도포되지 않은 영역의 기판 후면에 n형 도핑층을 형성함과 함께, 상기 확산부산물층이 일부 제거되어 노출된 p형 도핑층의 일부를 n형 도핑층으로 전환시키는 단계;
상기 기판 후면 상에 유전층을 형성하는 단계;
상기 n형 도핑층(n+)과 p형 도핑층(p+)에 각각 전기적으로 연결되는 n형 핑거라인 전극 및 p형 핑거라인 전극을 형성하는 단계; 및
상기 n형 핑거라인 전극, p형 핑거라인 전극 상에 n형 및 p형 핑거라인의 길이 방향을 따라 복수의 절연 마스크를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며,
각 n형 핑거라인 전극의 절연 마스크들을 포함하는 수평 영역(제 1 수평 영역)과 각 p형 핑거라인 전극의 절연 마스크들을 포함하는 수평 영역(제 2 수평 영역)은 서로 상이하여 겹치지 않는 형태를 이루며,
상기 제 1 수평 영역 상에 n형 핑거라인 전극과 연결되는 n형 버스바 전극을 형성함과 함께 상기 제 2 수평 영역 상에 p형 핑거라인 전극과 연결되는 p형 버스바 전극을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지의 제조방법.
preparing an n-type crystalline silicon substrate;
Applying a p-type doping source at regular intervals on the back side of the substrate;
Heat-treating the substrate to form a p-type doped layer spaced apart and repeated inside the rear surface of the substrate and to form a diffusion byproduct layer on the p-type doped layer;
Removing a portion of the diffusion byproduct layer to expose a portion of the p-type doped layer;
By applying an n-type doping source on the entire surface of the back of the substrate and then heat treatment,
Forming an n-type doping layer on the back side of the substrate where the first p-type doping source is not applied, and partially removing the diffusion byproduct layer to convert a portion of the exposed p-type doping layer into an n-type doping layer;
Forming a dielectric layer on the back side of the substrate;
Forming an n-type fingerline electrode and a p-type fingerline electrode electrically connected to the n-type doping layer (n +) and the p-type doping layer (p +), respectively; And
And forming a plurality of insulating masks along the length direction of the n-type and p-type fingerlines on the n-type fingerline electrode and the p-type fingerline electrode.
The horizontal area (first horizontal area) including the insulating masks of each n-type fingerline electrode and the horizontal area (second horizontal area) including the insulating masks of each p-type fingerline electrode are different from each other and do not overlap each other. ,
Forming an n-type busbar electrode connected to the n-type fingerline electrode on the first horizontal region and forming a p-type busbar electrode connected to the p-type fingerline electrode on the second horizontal region. Method of manufacturing a back-electrode solar cell characterized in that it further comprises.
제 7 항에 있어서, 상기 p형 도핑층 또는 n형 도핑층과 기판 내부의 경계면은 제 1 계면이고, 상기 기판 후면의 표면은 제 2 계면이며,
상기 제 1 계면에서 상기 p형 도핑층의 표면적은 n형 도핑층의 표면적보다 크며, 상기 제 2 계면에서 상기 n형 도핑층의 표면적은 p형 도핑층의 표면적보다 큰 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지의 제조방법.
The method of claim 7, wherein the interface between the p-type doping layer or the n-type doping layer and the inside of the substrate is a first interface, the surface of the back surface of the substrate is a second interface,
The surface area of the p-type doped layer at the first interface is larger than the surface area of the n-type doped layer, and the surface area of the n-type doped layer at the second interface is larger than the surface area of the p-type doped layer. Manufacturing method of solar cell.
제 7 항에 있어서, 상기 p형 도핑소스가 도포되는 영역(A1)의 면적은 상기 p형 도핑소스가 도핑되지 않는 영역의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지의 제조방법.
The method of claim 7, wherein the area of the region (A 1 ) to which the p-type doping source is applied is larger than the area of the region where the p-type doping source is not doped.
제 7 항에 있어서, 상기 p형 도핑층과 n형 도핑층의 일부 영역은 중첩되는 구조를 이루며, 상기 일부 영역에서 상부에는 p형 도핑층이 구비되고, 하부에는 n형 도핑층이 구비되며,
상기 제 1 계면에서는 p형 도핑층이 수평적으로 확장된 형태를 이루고, 제 2 계면에서는 n형 도핑층이 수평적으로 확장된 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지의 제조방법.
The method of claim 7, wherein a portion of the p-type doped layer and the n-type doped layer have an overlapping structure, in which the p-type doped layer is provided on the upper portion, and the n-type doped layer is provided on the lower portion.
The p-type doped layer forms a horizontally extended form at the first interface, the n-type doped layer forms a horizontally expanded form at the second interface.
제 7 항에 있어서, 상기 n형 도핑층(n+)과 p형 도핑층(p+) 각각은 기판의 일단에서 다른 일단까지 형성하는 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지의 제조방법.
The method of claim 7, wherein each of the n-type doped layer (n +) and the p-type doped layer (p +) is formed from one end of the substrate to the other end.
제 7 항에 있어서, 상기 제 1 수평 영역에서 상기 절연 마스크에 의해 n형 핑거라인 전극들만이 선택적으로 노출되어 n형 버스바 전극과 연결되며, 상기 제 2 수평 영역에서 상기 절연 마스크에 의해 p형 핑거라인 전극들만이 선택적으로 노출되어 p형 버스바 전극과 연결되는 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지의 제조방법.
8. The semiconductor device of claim 7, wherein only n-type fingerline electrodes are selectively exposed by the insulating mask in the first horizontal area to be connected to an n-type busbar electrode, and the p-type is connected by the insulating mask in the second horizontal area. A method of manufacturing a back-electrode solar cell, wherein only the fingerline electrodes are selectively exposed and connected to the p-type busbar electrode.
제 7 항에 있어서, 상기 n형 도핑층(n+)과 p형 도핑층(p+)에 각각 전기적으로 연결되는 n형 핑거라인 전극 및 p형 핑거라인 전극을 형성하는 단계는,
상기 n형 및 p형 도핑층(n+)(p+) 영역에 해당되는 유전층 상에 도전성 페이스트를 도포하는 과정과,
상기 도전성 페이스트를 소성하여 n형 및 p형 핑거라인 전극을 형성함과 함께 도전성 페이스트의 금속 물질이 유전층을 관통하여 n형 및 p형 도핑층(n+)(p+)과 전기적으로 연결되도록 하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지의 제조방법.
The method of claim 7, wherein the forming of the n-type fingerline electrode and the p-type fingerline electrode electrically connected to the n-type doping layer (n +) and the p-type doping layer (p +), respectively,
Applying a conductive paste on a dielectric layer corresponding to the n-type and p-type doped layer (n +) (p +) regions;
Firing the conductive paste to form n-type and p-type fingerline electrodes and allowing the metal material of the conductive paste to be electrically connected to the n-type and p-type doped layers (n +) (p +) through the dielectric layer. Method of manufacturing a back-electrode solar cell, characterized in that comprising a.
제 7 항에 있어서, 상기 n형 도핑층(n+)과 p형 도핑층(p+)에 각각 전기적으로 연결되는 n형 핑거라인 전극 및 p형 핑거라인 전극을 형성하는 단계는,
상기 유전층의 일부 영역을 식각, 제거하여 n형 도핑층(n+) 및 p형 도핑층(p+)을 노출시키는 과정과,
노출된 n형 및 p형 도핑층(n+)(p+) 상에 금속 물질을 적층하여 n형 핑거라인 전극 및 p형 핑거라인 전극을 형성하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지의 제조방법.
The method of claim 7, wherein the forming of the n-type fingerline electrode and the p-type fingerline electrode electrically connected to the n-type doping layer (n +) and the p-type doping layer (p +), respectively,
Etching and removing a portion of the dielectric layer to expose an n-type doped layer (n +) and a p-type doped layer (p +),
Forming an n-type fingerline electrode and a p-type fingerline electrode by laminating a metal material on the exposed n-type and p-type doped layers (n +) (p +). Method for producing a battery.
제 7 항에 있어서, 상기 n형 버스바 전극과 p형 버스바 전극의 폭(D2)은 상기 절연 마스크의 폭(D1)보다 작은 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지의 제조방법.
The method of claim 7, wherein the width D 2 of the n-type busbar electrode and the p-type busbar electrode is smaller than the width D 1 of the insulating mask.
제 7 항에 있어서, 상기 n형 핑거라인 전극과 p형 핑거라인 전극 각각의 선폭은 n형 도핑층(n+), p형 도핑층(p+)의 선폭에 대비하여 동일하거나 그 보다 작도록 형성하는 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지의 제조방법.
The line width of each of the n-type fingerline electrode and the p-type fingerline electrode is formed to be the same as or smaller than that of the n-type doping layer (n +) and the p-type doping layer (p +). Method for producing a back-electrode solar cell, characterized in that.
제 7 항에 있어서, 상기 p형 도핑소스 또는 n형 도핑소스는 페이스트(paste) 또는 스프레이 형태로 도포하거나 화학기상증착법을 통해 증착하는 것을 특징으로 하는 후면전극형 태양전지의 제조방법.
The method of claim 7, wherein the p-type doping source or the n-type doping source is applied in the form of a paste or spray or deposited by chemical vapor deposition.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113284963A (en) * 2021-04-22 2021-08-20 北京邮电大学 Interdigital guided mode photoelectric detector

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006332273A (en) 2005-05-25 2006-12-07 Sharp Corp Backside contact solar cell
US20090114276A1 (en) 2007-06-18 2009-05-07 Wei Shan Methods and apparatuses for improving power extraction from solar cells
JP2011054831A (en) 2009-09-03 2011-03-17 Sharp Corp Back contact type solar cell, solar cell string, and solar cell module
US20110070681A1 (en) 2008-09-09 2011-03-24 Palo Alto Research Center Incorporated Interdigitated Back Contact Silicon Solar Cells With Separating Grooves

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006332273A (en) 2005-05-25 2006-12-07 Sharp Corp Backside contact solar cell
US20090114276A1 (en) 2007-06-18 2009-05-07 Wei Shan Methods and apparatuses for improving power extraction from solar cells
US20110070681A1 (en) 2008-09-09 2011-03-24 Palo Alto Research Center Incorporated Interdigitated Back Contact Silicon Solar Cells With Separating Grooves
JP2011054831A (en) 2009-09-03 2011-03-17 Sharp Corp Back contact type solar cell, solar cell string, and solar cell module

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113284963A (en) * 2021-04-22 2021-08-20 北京邮电大学 Interdigital guided mode photoelectric detector
CN113284963B (en) * 2021-04-22 2021-12-03 北京邮电大学 Interdigital guided mode photoelectric detector

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