KR101199214B1 - Bifacial Photovoltaic Localized Emitter Solar Cell and Method for Manufacturing Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판의 전후면에 수광 부위를 형성하되, 기판의 전면 수광 부위에 국부적으로 에미터 및 전극을 형성하고, 기판의 후면 수광 부위에 국부적으로 베이스 및 전극을 형성하며, 에미터와 전극, 베이스와 전극 사이에 각각 보조전극층을 형성한 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상하부에 전면전극 및 후면전극이 구비된 실리콘 재질의 제1도전형의 기판을 포함하며; 상기 기판의 상부에는 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역이 국부적으로 형성되되, 상기 기판의 상부 중 상기 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역의 형성 부위를 제외한 부위에는 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역이 형성되며, 상기 기판의 하부에는 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역이 국부적으로 형성되되, 상기 기판의 하부 중 상기 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역의 형성 부위를 제외한 부위에는 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역이 형성되며, 상기 기판과 전면전극 사이, 상기 기판과 후면전극 사이에 각각 유전층 및 보조전극층이 차례로 적층되어 이루어짐으로써, 기판의 수광 부위를 증가시켜 지표면에서 반사되는 태양광까지도 흡수하여 태양광 흡수량을 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 태양전지의 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention forms a light receiving portion on the front and rear surfaces of the substrate, locally emitters and electrodes on the front light receiving portion of the substrate, locally formed base and electrodes on the rear light receiving portion of the substrate, emitters and electrodes, The present invention relates to a double-sided light receiving localized emitter solar cell having an auxiliary electrode layer formed between a base and an electrode, and a method of manufacturing the same. ; A first high concentration doped region of a second conductive impurity is locally formed on the upper portion of the substrate, and a first conductive type is formed on a portion of the upper portion of the substrate except for the formation portion of the first high concentration doped region of the second conductive impurity. A first high concentration doped region of an impurity is formed, and a second high concentration doped region of a first conductive impurity is locally formed in the lower portion of the substrate, and a second high concentration doped region of the first conductive impurity in the lower portion of the substrate. A second high concentration doped region of a second conductive impurity is formed in a portion other than the formation portion of the substrate, and a dielectric layer and an auxiliary electrode layer are sequentially stacked between the substrate and the front electrode and between the substrate and the back electrode, thereby forming a substrate. By increasing the light-receiving area, it absorbs even the sunlight reflected from the surface of the earth, which can increase the amount of solar light absorbed. It is to maximize the effect.
Description
본 발명은 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 기판의 수광 부위에 국부적으로 전극을 형성한 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
태양전지는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 태양광 발전의 핵심소자로서, 기본적으로 p-n 접합으로 이루어진 다이오드(Diode)라 할 수 있다.The solar cell is a key element of photovoltaic power generation that converts sunlight directly into electricity, and is basically a diode composed of a p-n junction.
태양광이 태양전지에 의해 전기로 변환되는 과정을 살펴보면, 태양전지에 태양광이 입사되어 태양전지 내부에 전자-정공 쌍이 생성되고, 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 이동하게 되어 p-n 접합부 사이에 광기전력이 발생되며, 이때 태양전지의 양단에 부하나 시스템을 연결하면 전류가 흐르게 되어 전력을 생산할 수 있게 된다.In the process of converting sunlight into electricity by solar cells, solar light is incident on the solar cells to generate electron-hole pairs inside the solar cells, 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, 태양전지는 p-n 접합층인 광흡수층의 형태나 불순물 이온 종류에 따라 다양하게 구분되는데 광흡수층으로는 대표적으로 실리콘(Si)을 들 수 있으며, 이와 같은 실리콘계 태양전지는 형태에 따라 실리콘 웨이퍼를 광흡수층으로 이용하는 실리콘 기판형과, 실리콘을 박막 형태로 증착하여 광흡수층을 형성하는 박막형으로 구분된다.On the other hand, solar cells are classified into various types according to the shape of the light absorption layer or the impurity ions, which are pn junction layers. Examples of the light absorption layer include silicon (Si). The silicon substrate type used as the light absorption layer is divided into a thin film type which forms a light absorption layer by depositing silicon in a thin film form.
실리콘계 태양전지 중 실리콘 기판형의 일반적인 구조를 예들 들어 살펴보면 다음과 같다.Looking at the general structure of the silicon substrate type of silicon-based solar cell as an example.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1도전형 반도체층(11) 위에 에미터층인 제2도전형 반도체층(12)이 적층되며, 제2도전형 반도체층(12)의 상부면에 핑거 바 또는 버스 바 등의 패턴을 가진 전면전극(14)이 형성되고 제1도전형 반도체층(11)의 하부면에 후면전극(15)이 구비된 구조를 갖는다. As illustrated in FIG. 1, a second
이때, 제1도전형 반도체층(11) 및 제2도전형 반도체층(12)은 하나의 실리콘 기판(10)에 구현되는 것으로서, 실리콘 기판(10)의 하부는 제1도전형 반도체층(11), 실리콘 기판(10)의 상부는 제2도전형 반도체층(12)으로 구분되며, 제1도전형 반도체층(11)의 하부에는 전체적으로 후면 전계 형성을 위한 제1도전형 불순물의 고농도 도핑 영역(10-1)이 구비되고, 상부면에 전면전극(14)이 형성된 제2도전형 반도체층(12)에는 제2도전형 불순물의 고농도 도핑 영역(10-2)이 선택적으로 구비된다.In this case, the first
여기서, 제1도전형 반도체층(11)의 하부에 전체적으로 형성된 제1도전형 불순물의 고농도 도핑 영역(10-1)은 제1도전형 반도체층(11)에 비해 높은 에너지 장벽을 가진 후면 전계를 형성하기 때문에, 추후 제1도전형 반도체층(11) 내에서 태양광 입사에 의해 광생성된 소수 운송자(1)가 후면전극(15)으로 이동하는 것을 차단하는 역할을 수행하게 된다.Here, the highly doped region 10-1 of the first conductive impurity formed entirely under the first
이러한, 기판형 실리콘계 태양전지의 일반적인 제조 과정을 살펴보면, 먼저 제1도전형의 실리콘 기판(10)을 준비하고, 준비된 실리콘 기판(10)의 표면 텍스쳐링, 제2도전형의 불순물 이온 주입(Doping)?확산(Diffusion)을 통한 제2도전형 반도체층(12) 형성, 전면전극(14) 및 후면전극(15) 형성 등의 공정을 거쳐 제조된다.Looking at the general manufacturing process of such a substrate-type silicon solar cell, first preparing a
한편, 전면전극(14) 및 후면전극(15)의 형성 이전에는, 확산 공정에 의해 기판(10) 표면에 형성된 PSG(Phosphorus Silicate Glass)막 또는 BSG(Boron Silicate Glass)막 등의 불순물을 포함한 불순물 산화막을 제거하는 세정 공정 및 제2도전형 반도체층(12) 위에 반사방지막(13)을 형성하는 공정 등을 진행하고, 실리콘 기판(10)의 표면과 전면전극(14) 간의 접촉 저항을 감소시키기 위하여 전면전극(14)이 형성될 부위에 해당하는 제2도전형 반도체층(12)에는 제2도전형 불순물의 고농도 도핑 영역(10-2), 즉 에미터를 선택적으로 형성하게 된다.Meanwhile, before the
아울러, 전면전극(14) 및 후면전극(15)의 형성 이후에는, 소성 공정을 통해 제1도전형 반도체층(11)의 하부에 전체적으로 제1도전형 불순물의 고농도 도핑 영역(10-1)을 형성하고, 레이저를 이용하여 기판 전면의 둘레를 따라 일정 깊이의 단선용 트렌치를 형성하는 절연 공정을 진행하게 된다.In addition, after the formation of the
이는, 제2도전형 반도체층(12) 형성시, 제2도전형 불순물 이온이 포함된 용액에 실리콘 기판(10)을 담그고 후속으로 열처리 공정을 수행하여, 제2도전형 불순물 이온을 실리콘 기판(10) 내에 확산시키는 방식으로 진행되기 때문에, 실리콘 기판(10)의 상부 이외에 측부에도 제2도전형 반도체층이 형성되는데, 이와 같이 기판의 측부에 형성된 제2도전형 반도체층은 전면전극(14)과 후면전극(15)을 단락(short)시켜 태양전지의 광전변환 효율을 저하시키는 요인으로 작용하므로, 실리콘 기판(10)의 측부에 형성된 제2도전형 반도체층에 의한 전면전극(14)과 후면전극(15) 사이의 전기적 연결을 차단시킬 필요가 있기 때문이다.When the second
이와 같은 일반적인 태양전지에서의 광 발전시 소수 운송자(1)의 이동 과정을 살펴보면, 예컨대 제1도전형이 p형, 제2도전형이 n형인 경우, 태양광이 입사됨에 따라 제1도전형 반도체층(11) 내에서 광생성된 소수 운송자(1)인 전자는 제2도전형 반도체층(12), 즉 에미터층이 형성되어 있는 실리콘 기판(10)의 전면 쪽으로 이동하게 된다. 이때, 다수 운송자(2)인 정공은 실리콘 기판(10)의 후면 쪽으로 이동하게 된다.Looking at the movement of the minority transporter (1) during photovoltaic power generation in such a general solar cell, for example, when the first conductivity type is p-type, the second conductivity type is n-type, as the solar light enters the first conductive semiconductor The electrons, which are the
이러한 일반적인 태양전지에는 깊이 방향에 따른 불순물 도핑 농도가 상부에서 가장 높고 하부쪽으로 내려갈수록 감소하는 특성을 보이며, 이에 따라 에너지 밴드 구조상 전도대(Conduction Band)가 상부쪽으로 갈수록 낮아지는 특성을 갖는 제2도전형 반도체층(12), 즉 에미터층이 실리콘 기판(10)의 수광면 전체에 형성되어 있으므로, 에미터층의 깊이 방향 에너지 밴드 구조에 의해, 제1도전형 반도체층(11)에서 광생성된 소수 운송자가 에미터층을 따라 이동하되, 특히 반사방지막(13)에 근접한 에미터층의 상부, 즉 실리콘 기판(10)의 표면을 따라 이동하다가 전면전극(14)으로 포집되게 된다.In such a general solar cell, the impurity doping concentration in the depth direction is highest at the top and decreases toward the bottom, and accordingly, the conduction band is lowered toward the top in the energy band structure. Since the
그러나, 이와 같은 종래의 태양전지는 소수 운송자(1)의 이동 경로인 실리콘 기판(10)의 표면 부위가 결정 결함 및 불순물 등이 다수 존재하는 결함 밀도가 높은 부위이기 때문에, 소수 운송자(1)가 전면전극(14)으로 포집되기 전에 재결합하여 쉽게 소실될 우려가 있다.However, since the surface area of the
더욱이, 종래의 태양전지는 100㎛ 내지 140㎛ 이내의 큰 선폭(W)을 가지는 전면전극(14)을 실리콘 기판(10)의 전면, 즉 수광면에 형성해야 하기 때문에, 수광율 유지를 위한 충분한 면적의 수광면을 확보하기 위해 전면전극(14) 간의 간격(d)이 1800㎛ 내지 2300㎛ 이내로 매우 크게 형성되어, 제1도전형 반도체층(11)에서 광생성된 소수 운송자(1)가 실리콘 기판(10)의 표면 부위를 따라 전면전극(14)까지 이동하는 거리가 길어지게 되므로, 소수 운송자(1)가 전면전극(14)으로 포집되기 전에 실리콘 기판(10)의 표면에서 재결합하여 소실될 가능성이 증가하게 된다.Furthermore, in the conventional solar cell, since the
즉, 종래의 태양전지는 그 구조상, 실리콘 기판(10) 내에서 광생성된 소수 운송자(1)의 재결합율이 높아 광전 변환 효율이 떨어지는 문제점이 있다.That is, the conventional solar cell has a problem in that the photoelectric conversion efficiency is low due to its high recombination rate of the
또한, 종래의 태양전지는 실리콘 기판(10)의 수광면 확보를 위해 전면전극(14)의 개수를 감소시킬 경우, 전면전극(14) 간의 간격(d)이 더 커지게 되어 실리콘 기판(10) 표면에서의 소수 운송자 재결합율을 더욱 증가시키게 됨에 따라, 태양전지의 수광율 향상이 곤란하고, 이로 인해 태양전지의 효율 증가 역시 곤란한 문제점이 있다.In addition, in the conventional solar cell, when the number of the
또한, 종래의 태양전지는 그 구조상, 기판(10)의 후면에 전체적으로 금속성의 후면전극(15)이 형성되어 있어, 제조 원가가 높고, 지표면에서 반사되는 태양광의 경우에는 전혀 흡수할 수 없는 문제점이 있다.In addition, in the conventional solar cell, due to its structure, a
또한, 종래의 태양전지는 제조시, 산화막 제거를 위한 세정 공정 및 단선용 트렌치를 형성하는 절연 공정 등의 복잡한 공정 절차가 필요함에 따라, 제조 기간 및 제조 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.
In addition, a conventional solar cell requires a complicated process procedure such as a cleaning process for removing an oxide film and an insulation process for forming a trench for disconnection, and thus, a manufacturing period and a manufacturing cost are high.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 기판의 전후면에 수광 부위를 형성하되, 기판의 전면 수광 부위에 국부적으로 에미터 및 전극을 형성하고, 기판의 후면 수광 부위에 국부적으로 베이스 및 전극을 형성하며, 에미터와 전극, 베이스와 전극 사이에 각각 보조전극층을 형성한 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, the light-receiving portion is formed on the front and rear surfaces of the substrate, the emitter and the electrode is formed locally on the front light-receiving portion of the substrate, local to the rear light-receiving portion of the substrate The present invention provides a double-sided light-receiving localized emitter solar cell having a base and an electrode, an auxiliary electrode layer formed between an emitter and an electrode, and a base and an electrode, and a method of manufacturing the same.
또한, 본 발명은 에미터 형성 영역을 제외한 기판의 전면 수광 부위에 에미터의 도전형과 반대 극성을 가진 도전형 불순물의 도핑 영역을 형성하고, 베이스 형성 영역을 제외한 기판의 후면 수광 부위에 베이스의 도전형과 반대 극성을 가진 도전형 불순물의 도핑 영역을 형성한 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
In addition, the present invention forms a doped region of a conductive impurity having a polarity opposite to the conductivity type of the emitter in the front light receiving portion of the substrate except the emitter formation region, and the base of SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a double-sided light receiving localized emitter solar cell in which a doped region of a conductive impurity having a polarity opposite to that of a conductive type is formed, and a method of manufacturing the same.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지는, 상하부에 전면전극 및 후면전극이 구비된 실리콘 재질의 제1도전형의 기판을 포함하며; 상기 기판의 상부에는 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역이 국부적으로 형성되되, 상기 기판의 상부 중 상기 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역의 형성 부위를 제외한 부위에는 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역이 형성되며, 상기 기판의 하부에는 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역이 국부적으로 형성되되, 상기 기판의 하부 중 상기 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역의 형성 부위를 제외한 부위에는 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역이 형성되며, 상기 기판과 전면전극 사이, 상기 기판과 후면전극 사이에 각각 유전층 및 보조전극층이 차례로 적층되어 이루어지는 것이 바람직하다.A solar cell according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a first conductive substrate of silicon material having a front electrode and a rear electrode at the top and bottom; A first high concentration doped region of a second conductive impurity is locally formed on the upper portion of the substrate, and a first conductive type is formed on a portion of the upper portion of the substrate except for the formation portion of the first high concentration doped region of the second conductive impurity. A first high concentration doped region of an impurity is formed, and a second high concentration doped region of a first conductive impurity is locally formed in the lower portion of the substrate, and a second high concentration doped region of the first conductive impurity in the lower portion of the substrate. A second high concentration doped region of the second conductive impurity is formed in a portion except for the formation region of the dielectric layer, and a dielectric layer and an auxiliary electrode layer are sequentially stacked between the substrate and the front electrode and between the substrate and the back electrode, respectively.
여기서, 상기 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역은, 상기 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 전면전극과 접촉하지 않도록 상기 기판의 상층부에 형성되어, 광생성된 소수 운송자의 기판 상부 표면 이동을 방지하는 것이 바람직하다.Here, the first high concentration doped region of the first conductivity type impurity is formed on the upper layer of the substrate so as not to contact the first high concentration doped region of the second conductivity type impurity and the front electrode, It is desirable to prevent substrate top surface movement.
아울러, 상기 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역은, 상기 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역 및 상기 후면전극과 접촉하지 않도록 상기 기판의 하층부에 형성되어, 광생성된 다수 운송자의 기판 하부 표면 이동을 방지하는 것이 바람직하다.In addition, the second high concentration doped region of the second conductive impurity is formed in the lower layer of the substrate so as not to contact the second high concentration doped region of the first conductive impurity and the back electrode, the photo-generated multiple carriers It is desirable to prevent substrate bottom surface movement.
또한, 상기 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역은, 상기 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 전면전극과 접촉하지 않도록 상기 기판의 상부면에 적층된 구조로 형성되어, 광생성된 소수 운송자의 기판 상부 표면 이동을 방지하는 것이 바람직하다.The first high concentration doped region of the first conductive impurity is formed in a structure stacked on an upper surface of the substrate so as not to contact the first high concentration doped region of the second conductive impurity and the front electrode. It is desirable to prevent the substrate top surface movement of the generated minority carriers.
그리고, 상기 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역은, 상기 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역 및 상기 후면전극과 접촉하지 않도록 상기 기판의 하부면에 적층된 구조로 형성되어, 광생성된 다수 운송자의 기판 하부 표면 이동을 방지하는 것이 바람직하다.The second high concentration doped region of the second conductive impurity is formed in a structure stacked on a lower surface of the substrate so as not to contact the second high concentration doped region of the first conductive impurity and the back electrode. It is desirable to prevent the substrate bottom surface movement of the resulting multiple carriers.
이때, 상기 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역은, 각각 헤비 도핑된 비정질 실리콘(a-Si) 박막으로 이루어지는 것이 바람직하다.In this case, the first high concentration doped region of the first conductivity type impurity and the second high concentration doped region of the second conductivity type impurity may be each composed of a heavy doped amorphous silicon (a-Si) thin film.
그리고, 상기 유전층은, 상기 기판의 상하부면 중 상기 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 제1도전형 불순물의 고농도 도핑 영역이 형성된 부위를 제외한 부위에 형성되는 것이 바람직하다.The dielectric layer may be formed on portions of the upper and lower surfaces of the substrate except for regions in which the first high concentration doped region of the second conductive impurity and the high concentration doped region of the first conductive impurity are formed.
그리고, 상기 보조전극층은, 상기 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역에 직접 접촉하거나, 시드층을 매개로 접촉하면서 상기 유전층 위에 적층되도록 형성되는 것이 바람직하다.The auxiliary electrode layer may be formed to be stacked on the dielectric layer while directly contacting the first high concentration doped region of the second conductive impurity and the second high concentration doped region of the first conductive impurity or contacting the seed layer via a seed layer. It is preferable to be.
이러한, 상기 보조전극층은, 투명전도산화막으로 이루어지는 것이 바람직하다.The auxiliary electrode layer is preferably made of a transparent conductive oxide film.
이와 같은, 상기 유전층 및 상기 보조전극층은, 반사방지막(ARC: Anti-Reflective Coating) 역할을 수행하는 것이 바람직하다.As such, the dielectric layer and the auxiliary electrode layer preferably serve as an anti-reflective coating (ARC).
더욱이, 상기 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역은, 규칙 또는 불규칙적인 선폭 및 간격을 갖는 선 또는 점 패턴으로 형성되는 것이 바람직하다.Further, the first high concentration doped region of the second conductive impurity and the second high concentration doped region of the first conductive impurity are preferably formed in a line or dot pattern having regular or irregular line width and spacing.
이때, 상기 전면전극은, 상기 제2도전형 불순물의 고농도 도핑 영역의 패턴에 평행하거나 직교하는 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the front electrode is preferably formed in a direction parallel or perpendicular to the pattern of the high concentration doped region of the second conductive impurity.
아울러, 상기 후면전극은, 상기 제1도전형 불순물의 고농도 도핑 영역의 패턴에 평행하거나 직교하는 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the back electrode may be formed in a direction parallel to or perpendicular to the pattern of the highly doped region of the first conductivity type impurity.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 제조 방법은, 제1도전형의 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판의 상층부에 국부적으로 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역을 형성하는 단계와; 상기 기판의 하층부에 국부적으로 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역을 형성하는 단계와; 상기 기판의 상하부에 유전층을 형성하는 단계와; 레이져 도핑 공정을 통해 상기 기판의 상하부에 형성된 유전층을 국부적으로 제거하며, 상기 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역과 접촉하지 않도록 상기 기판의 상층부에 국부적으로 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역을 노출시켜 형성하고, 상기 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역과 접촉하지 않도록 상기 기판의 하층부에 국부적으로 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역을 노출시켜 형성하는 단계와; 상기 기판의 상층부에 형성된 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 기판의 하층부에 형성된 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역에 접촉하면서 유전층 위에 적층되도록 상기 기판의 상하부에 보조전극층을 증착시키는 단계와; 상기 보조전극층의 표면에 전면전극 및 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.On the other hand, the method for manufacturing a double-sided light receiving localized emitter solar cell according to an embodiment of the present invention, preparing a substrate of the first conductive type; Forming a first heavily doped region of a first conductive impurity locally in an upper layer of the substrate; Forming a second heavily doped region of a second conductive impurity locally in the underlying layer of the substrate; Forming a dielectric layer on top and bottom of the substrate; The dielectric layer formed on the upper and lower portions of the substrate is locally removed through a laser doping process, and the first high concentration of the second conductive impurity is locally formed on the upper layer of the substrate so as not to contact the first high concentration doped region of the first conductive impurity. Forming by exposing a doped region, and locally exposing a second high concentration doped region of a first conductive impurity to a lower layer of the substrate so as not to contact the second high concentration doped region of the second conductive impurity; An auxiliary electrode layer is formed on and under the substrate so as to be stacked on the dielectric layer while contacting the first high concentration doped region of the second conductive impurity formed in the upper layer of the substrate and the second high concentration doped region of the first conductive impurity formed in the lower layer of the substrate. Depositing; It is preferable to include a step of forming a front electrode and a back electrode on the surface of the auxiliary electrode layer.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 제조 방법은, 제1도전형의 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판의 상부면 위에 국부적으로 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역을 형성하는 단계와; 상기 기판의 하부면 아래에 국부적으로 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역을 형성하는 단계와; 상기 기판의 상하부에 유전층을 형성하는 단계와; 레이져 도핑 공정을 통해 상기 기판의 상하부에 형성된 유전층을 국부적으로 제거하며, 상기 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역과 접촉하지 않도록 상기 기판의 상층부에 국부적으로 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역을 노출시켜 형성하고, 상기 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역과 접촉하지 않도록 상기 기판의 하층부에 국부적으로 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역을 노출시켜 형성하는 단계와; 상기 기판의 상층부에 형성된 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 기판의 하층부에 형성된 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역에 접촉하면서 유전층 위에 적층되도록 상기 기판의 상하부에 보조전극층을 증착시키는 단계와; 상기 보조전극층의 표면에 전면전극 및 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.On the other hand, the method for manufacturing a double-sided light receiving localized emitter solar cell according to another embodiment of the present invention, preparing a substrate of the first conductive type; Forming a first heavily doped region of a first conductive impurity locally on an upper surface of the substrate; Forming a second highly doped region of a second conductive impurity locally under the bottom surface of the substrate; Forming a dielectric layer on top and bottom of the substrate; The dielectric layer formed on the upper and lower portions of the substrate is locally removed through a laser doping process, and the first high concentration of the second conductive impurity is locally formed on the upper layer of the substrate so as not to contact the first high concentration doped region of the first conductive impurity. Forming by exposing a doped region, and locally exposing a second high concentration doped region of a first conductive impurity to a lower layer of the substrate so as not to contact the second high concentration doped region of the second conductive impurity; An auxiliary electrode layer is formed on and under the substrate so as to be stacked on the dielectric layer while contacting the first high concentration doped region of the second conductive impurity formed in the upper layer of the substrate and the second high concentration doped region of the first conductive impurity formed in the lower layer of the substrate. Depositing; It is preferable to include a step of forming a front electrode and a back electrode on the surface of the auxiliary electrode layer.
여기서, 상기 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역을 형성하는 단계는, 상기 기판의 상부면 위에 제1도전형 불순물이 헤비 도핑된 비정질 실리콘(a-Si) 박막을 패터닝하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.The forming of the first high concentration doped region of the first conductive impurity may include patterning an amorphous silicon (a-Si) thin film doped with a first conductive impurity on an upper surface of the substrate. It is preferable to make.
아울러, 상기 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역을 형성하는 단계는, 상기 기판의 하부면 아래에 제2도전형 불순물이 헤비 도핑된 비정질 실리콘(a-Si) 박막을 패터닝하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.The forming of the second high concentration doped region of the second conductive impurity may include patterning an amorphous silicon (a-Si) thin film heavily doped with the second conductive impurity under a lower surface of the substrate. It is preferable to make it.
그리고, 상기 보조전극층을 증착시키는 단계는, 상기 제2도전형 불순물의 고농도 도핑 영역 및 상기 제1도전형 불순물의 고농도 도핑 영역에 직접 접촉하도록 접촉 비저항을 낮추어 주는 시드층(Seed Layer)을 증착시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
The depositing of the auxiliary electrode layer may include depositing a seed layer that lowers a contact resistivity to directly contact the heavily doped region of the second conductive impurity and the heavily doped region of the first conductive impurity. It is preferred to include a step.
본 발명에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법에 의하면, 기판의 전후면에 수광 부위를 형성함으로써, 기판의 수광 부위를 증가시켜 지표면에서 반사되는 태양광까지도 흡수하여 태양광 흡수량을 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 태양전지의 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.According to the double-sided light receiving type localized emitter solar cell according to the present invention and a method of manufacturing the same, by forming a light receiving portion on the front and rear surfaces of the substrate, the light receiving portion of the substrate is increased to absorb even the sunlight reflected from the ground surface to absorb the sunlight. This can increase, thereby maximizing the efficiency of the solar cell.
또한, 본 발명에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법에 의하면, 기판의 전면 수광 부위에 국부적으로 에미터 및 전극을 형성하되, 에미터 형성 영역을 제외한 기판의 전면 수광 부위에 에미터의 도전형과 반대 극성을 가진 도전형 불순물의 도핑 영역을 형성하고, 그 에미터와 전극 사이에 보조전극층을 형성함으로써, 기판 내에서 광생성되어 전극으로 포집되는 소수 운송자의 재결합율을 감소시켜 소수 운송자의 라이프 타임을 증가시킬 수 있고, 전극의 선폭, 개수 및 간격 등과 같은 전극 패턴 형태에 상관없이, 기판 내에서 광생성된 소수 운송자를 안전하게 전극으로 전달하여 태양전지의 광전 변환 효율을 극대화시킬 수 있으며, 기판의 수광 부위에 형성될 전극의 선폭 및 개수를 감소시키고 전극 간 간격을 최대화시키는 등, 기판의 수광면을 최대로 확보할 수 있는 전극 패턴을 형성할 수 있고, 이로 인해 태양전지의 수광율을 극대화시켜 태양전지의 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the double-sided light receiving type localized emitter solar cell and a method of manufacturing the same according to the present invention, the emitter and the electrode are locally formed on the front light receiving portion of the substrate, but not on the front light receiving portion of the substrate except the emitter formation region. By forming a doped region of a conductive impurity having a polarity opposite to that of the emitter, and forming an auxiliary electrode layer between the emitter and the electrode, the recombination rate of the minority carriers that are generated in the substrate and collected by the electrode is reduced. It can increase the lifespan of minority transporters and maximize the photoelectric conversion efficiency of solar cells by safely delivering photogenerated minority transporters to the electrodes regardless of the electrode pattern type such as line width, number and spacing of electrodes. Reduce the line width and number of electrodes to be formed in the light receiving portion of the substrate, maximize the distance between the electrodes, An electrode pattern may be formed to maximize the light receiving surface of the substrate, thereby maximizing the light receiving rate of the solar cell, thereby increasing the efficiency of the solar cell.
또한, 본 발명에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법에 의하면, 기판의 후면 수광 부위에 국부적으로 베이스 및 전극을 형성하되, 베이스 형성 영역을 제외한 기판의 후면 수광 부위에 베이스의 도전형과 반대 극성을 가진 도전형 불순물의 도핑 영역을 형성하고, 그 베이스와 전극 사이에 보조전극층을 형성함으로써, 기판의 전후면을 동일한 구조로 형성할 수 있어, 태양전지 제조 시의 고온 공정에 의한 휨(Bowing) 현상 발생이 줄어들며, 이로 인해 얇은 두께의 기판을 사용한 태양전지 제조 공정 시 기판의 파손율을 최소화시킬 수 있고, 기판의 후면에 전체적으로 금속성의 전극을 형성하지 않음에 따라 제조 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the double-sided light receiving localized emitter solar cell according to the present invention and a method for manufacturing the same, the base and the electrode are locally formed on the rear light receiving portion of the substrate, but the base of the base on the rear light receiving portion of the substrate By forming a doped region of a conductive impurity having a polarity opposite to that of the conductive type, and forming an auxiliary electrode layer between the base and the electrode, the front and rear surfaces of the substrate can be formed in the same structure, so that the high temperature process during solar cell manufacturing is possible. The occurrence of bowing is reduced, which can minimize the breakage rate of the substrate during the manufacturing process of the solar cell using a thin thickness substrate, and reduces the manufacturing cost by not forming a metallic electrode on the back of the substrate as a whole. There is a saving effect.
또한, 본 발명에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법에 의하면, 산화막 제거를 위한 세정 공정이나 단선용 트렌치 형성을 위한 절연 공정 등을 수행할 필요가 없어, 공정 절차를 간소화하여 제조 기간을 단축시킬 수 있으며, 제조 비용도 절감할 수 있는 효과가 있다.
Further, according to the present invention, the double-sided light receiving type localized emitter solar cell and the manufacturing method thereof do not need to perform a cleaning process for removing an oxide film or an insulation process for forming a disconnection trench, thereby simplifying the process procedure. The manufacturing period can be shortened, and manufacturing cost can be reduced.
도 1은 일반적인 태양전지의 구조를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지의 평면도.
도 3은 도 2에 있어서, A-A'에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 순서도.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a typical solar cell.
Figure 2 is a plan view of a double-sided light receiving localized emitter solar cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the double-sided light receiving localized emitter solar cell according to AA ′ in FIG. 2;
Figure 4 is a process flow chart for explaining a method for manufacturing a double-sided light receiving localized emitter solar cell according to an embodiment of the present invention.
5 to 11 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a double-sided light receiving type localized emitter solar cell according to an embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a double-sided light receiving localized emitter solar cell according to another embodiment of the present invention.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to a double-sided light receiving localized emitter solar cell and a manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지는 상하부에 전면전극(14) 및 후면전극(15)이 구비된 실리콘 재질의 제1도전형의 기판(10)을 포함하며, 이때 기판(10)의 상부에는 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)이 국부적으로 형성되되, 기판(10)의 상부 중 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)의 형성 부위를 제외한 부위에는 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-3)이 형성되며, 기판(10)과 전면전극(14) 사이에 유전층(20) 및 보조전극층(30)이 차례로 적층된 구조를 가지고, 기판(10)의 하부에는 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)이 국부적으로 형성되되, 기판(10)의 하부 중 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)의 형성 부위를 제외한 부위에는 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-5)이 형성되며, 기판(10)과 후면전극(15) 사이에 유전층(21) 및 보조전극층(31)이 차례로 적층된 구조를 가진다. 여기서, 제1도전형은 n형 또는 p형일 수 있으며, 이하에서는 제1도전형은 p형, 제2도전형은 n형인 것을 일 예로 들어 설명하기로 한다.2 to 3, a double-sided light receiving type localized emitter solar cell according to an embodiment of the present invention has a first conductive type of silicon material having a
제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)은 기판(10)의 상층부에 형성되어 기판(10) 내에서 p-n 접합을 형성함으로써, 태양광 입사에 의해 광생성된 소수 운송자(1)의 이동을 가능케 하여 기판(10) 내부에서 전위차를 발생시킬 수 있으며, 금속성의 전면전극(14)과 기판(10)의 경계면의 접촉 저항을 감소시키는 역할을 수행하게 된다.The first high concentration doped region 10-2 of the second conductive type impurity is formed in the upper layer of the
이러한, 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 기판(10)의 상층부에 규칙적인 크기 및 간격을 갖는 점 패턴으로 형성되거나, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 기판(10)의 상층부에 규칙적인 선폭 및 간격을 갖는 선 패턴으로 형성되는 것이 바람직하나, 불규칙적인 크기 및 간격을 갖는 점 패턴, 또는 불규칙적인 선폭 및 간격을 갖는 선 패턴으로도 형성될 수 있다. 즉, 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)은 패턴 형태의 제약 없이 다양한 형태로 기판(10)의 상층부에 형성될 수 있다. 단, 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)은 기판(10) 내에 광생성된 소수 운송자(1)의 이동 거리를 감소시켜 주기 위하여 좁은 간격(예를 들어, 450㎛ 내지 2300㎛ 정도)을 갖고 형성되되, 적절한 폭(예를 들어, 20㎛ 내지 40㎛ 정도)을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.The first heavily doped region 10-2 of the second conductive type impurity is formed in a dot pattern having a regular size and spacing on the upper layer of the
한편, 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-3)은 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2) 및 전면전극(14)과 접촉하지 않도록 기판(10)의 상층부에 형성되어, 광생성된 소수 운송자(1)의 기판(10) 표면 이동을 방지하게 된다.Meanwhile, the first high concentration doped region 10-3 of the first conductivity type impurity may not be in contact with the first high concentration doped region 10-2 of the second conductivity type impurity and the
즉, 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-3)은 기판(10)의 상부에 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)과 일정 간격을 갖고 교번하도록 형성되는 것이 바람직하다.That is, the first high concentration doped region 10-3 of the first conductivity type impurity is formed to alternate with the first high concentration doped region 10-2 of the second conductivity type impurity on the
이로 인해, 기판(10) 내에서 광생성된 소수 운송자(1)는 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-3)에 의해 생성되는 전계에 의해 기판(10)의 상부 표면으로 접근하지 못하고, 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2) 까지 최단 거리를 이동하여 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2) 및 보조전극층(30)을 통해 전면전극(14)으로 포집됨으로써, 기존에 비해 표면 재결합율이 현저히 감소된다.As a result, the
한편, 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)은 기판(10)의 하층부에 형성되어 기판(10) 내에서 고저접합을 형성함으로써, 태양광 입사에 의해 광생성된 소수 운송자(1)의 후면쪽 이동을 방지함과 동시에, 후면전극(15)으로 포집되는 다수 운송자(2)의 이동을 수월하게 하는 역할을 수행하게 된다.On the other hand, the second high concentration doped region 10-4 of the first conductivity type impurity is formed in the lower layer of the
이러한, 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)은 기판(10)의 하층부에 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)과 동일 패턴으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 하층부에 규칙적인 크기 및 간격을 갖는 점 패턴으로 형성되거나, 기판(10)의 하층부에 규칙적인 선폭 및 간격을 갖는 선 패턴으로 형성되는 것이 바람직하나, 불규칙적인 크기 및 간격을 갖는 점 패턴, 또는 불규칙적인 선폭 및 간격을 갖는 선 패턴으로도 형성될 수 있다. 즉, 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4) 역시 패턴 형태의 제약 없이 다양한 형태로 기판(10)의 하층부에 형성될 수 있다.The second high concentration doped region 10-4 of the first conductive impurity may be formed in the same pattern as the first high concentration doped region 10-2 of the second conductive impurity in the lower layer of the
한편, 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-5)은 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4) 및 후면전극(15)과 접촉하지 않도록 기판(10)의 하층부에 형성되어, 광생성된 다수 운송자(2)의 기판(10) 표면 이동을 방지하게 된다.Meanwhile, the second high concentration doped region 10-5 of the second conductive impurity may not be in contact with the second high concentration doped region 10-4 of the first conductive impurity and the
즉, 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-5)은 기판(10)의 하부에 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)과 일정 간격을 갖고 교번하도록 형성되는 것이 바람직하다.That is, the second high concentration doped region 10-5 of the second conductive impurity is formed to alternate with the second high concentration doped region 10-4 of the first conductive impurity at a lower portion of the
이로 인해, 기판(10) 내에서 광생성된 다수 운송자(2)는 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-5)에 의해 생성되는 전계에 의해 기판(10)의 하부 표면으로 접근하지 못하고, 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4) 까지 최단 거리를 이동하여 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4) 및 보조전극층(31)을 통해 후면전극(15)으로 포집된다.As a result, the
또한, 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)은 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-5)에 비해 높은 도핑 농도를 가지며, 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)은 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-3)에 비해 높은 도핑 농도를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)이 n++ 영역으로 이루어진 경우에는 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-5)은 n+ 영역으로 이루어지고, 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)이 p++ 영역으로 이루어진 경우에는 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-3)은 p+ 영역으로 이루어질 수 있다.In addition, the first high concentration doped region 10-2 of the second conductivity type impurity has a higher doping concentration than the second high concentration doped region 10-5 of the second conductivity type impurity, and The high concentration doped region 10-4 is preferably formed to have a higher doping concentration than the first high concentration doped region 10-3 of the first conductivity type impurity. For example, when the first heavily doped region 10-2 of the second conductive impurity is composed of n ++ region, the second heavily doped region 10-5 of the second conductive impurity is composed of n + region, When the second high concentration doped region 10-4 of the first conductive impurity is formed of a p ++ region, the first high concentration doped region 10-3 of the first conductive impurity may be formed of a p + region.
한편, 유전층(20, 21)은 기판(10)의 상하부면 중 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2) 및 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)의 형성 부위를 제외한 부위에 형성된다.On the other hand, the
이러한, 유전층(20, 21)은 실리콘 산화물(SiO2), 알루미늄 산화물(AlO3), 티타늄 산화물(TiO2) 또는 실리콘 질화물(Si3N4) 등으로 구성될 수 있으며, 기판(10)의 전면 패시베이션(Passivation) 역할을 수행한다.The dielectric layers 20 and 21 may be formed of silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (AlO 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), or the like. It acts as a front passivation.
한편, 기판(10)의 상부에 형성된 보조전극층(30)은 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)에 직접 접촉하면서 유전층(20) 위에 적층되어 형성된다. 이때, 보조전극층(30)은 기판(10)의 상층부에 국부적으로 형성된 제2도전형 불순물의 고농도 도핑 영역(10-2)에 시드층(20-1)을 매개로 접촉하면서 유전층(20) 위에 적층되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the
또한, 기판(10)의 하부에 형성된 보조전극층(31)은 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)에 직접 접촉하면서 유전층(21) 아래에 적층되어 형성된다. 이때, 보조전극층(31)은 기판(10)의 하층부에 국부적으로 형성된 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)에 시드층(21-1)을 매개로 접촉하면서 유전층(21) 아래에 적층되는 것이 바람직하다.In addition, the
이러한, 보조전극층(30, 31)은 기판(10)의 내부에서 광생성되어 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)을 통해 수집된 소수 운송자(1)가 전면전극(14)까지 표동하여 이동할 수 있는 이동 경로 및 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)을 통해 수집된 다수 운송자(2)가 후면전극(15)까지 표동하여 이동할 수 있는 이동 경로를 제공하는 물질로 구성되는데, 예컨대 투명전도산화막(TCO) 등으로 이루어질 수 있다.The auxiliary electrode layers 30 and 31 are photogenerated inside the
이와 같은, 유전층(20, 21) 및 보조전극층(30, 31)은 굴절률을 고려한 소정의 두께로 각각 형성되어 기판(10)의 전후면 수광 부위의 빛 반사 손실을 방지하는 수 있는 반사방지막(ARC: Anti-Reflective Coating) 역할을 수행하게 된다.As described above, the
아울러, 전면전극(14)은 기판(10)의 상부면 전체에 적층된 보조전극층(30)을 통해 소수 운송자(1)를 포집할 수 있기 때문에, 굳이 기판(10)의 상부층에 국부적으로 형성된 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)의 형성 위치에 대응하도록 패턴화할 필요가 없으므로, 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)의 형성 위치에 대응하지 않도록 보조전극층(30)의 상부면에 다양한 패턴으로 형성될 수 있고, 후면전극(15) 역시 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)의 형성 위치에 대응하지 않도록 보조전극층(31)의 하부면에 다양한 패턴으로 형성될 수 있다. 물론, 필요에 따라 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)의 형성 위치에 대응하도록 보조전극층(30)의 상부에 전면전극(14)이 패턴화되어 형성될 수도 있고, 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)의 형성 위치에 대응하도록 보조전극층(31)의 하부에 후면전극(15)이 패턴화되어 형성될 수도 있다.In addition, since the
예를 들어, 전면전극(14)은 핑거 라인 형태 등의 패턴으로 형성될 수 있으며, 이때 약 20㎛ 내지 40㎛ 정도의 좁은 선폭(W)을 갖고, 약 1800㎛ 내지 2300㎛ 이내 정도의 전극 간의 간격(d)을 갖도록 형성되거나, 필요에 따라 기판(10)의 수광면을 초과하지 않는 범위 이내에서 2300㎛를 초과하여 형성됨으로써, 일반적인 태양전지의 수광면에 비해 월등히 넓은 수광면을 확보할 수 있다. 아울러 전면전극(14)은 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)의 패턴에 평행하거나 직교하는 방향으로 패턴화되어 형성될 수 있다.For example, the
또한, 후면전극(15) 역시 전면전극(14)과 마찬가지로 핑거 라인 형태 등의 패턴으로 형성될 수 있으며, 이때 약 20㎛ 내지 40㎛ 정도의 좁은 선폭(W)을 갖고, 약 1800㎛ 내지 2300㎛ 이내 정도의 전극 간의 간격(d)을 갖도록 형성되거나, 필요에 따라 기판(10)의 수광면을 초과하지 않는 범위 이내에서 2300㎛를 초과하여 형성됨으로써, 넓은 수광면을 확보할 수 있다. 그리고 후면전극(15)은 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)의 패턴에 평행하거나 직교하는 방향으로 패턴화되어 형성될 수 있다.In addition, like the
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a double-sided light receiving type localized emitter solar cell according to an embodiment of the present invention will be described.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1도전형의 실리콘 재질의 기판(10)을 준비한다(S100).First, as shown in FIG. 4, a first
상기한 단계 S100에서는 기판(10)의 커팅 공정의 결과로 생성된 결함 부분을 제거하기 위하여 화학적 방식으로 기판(10)을 식각하는 쏘 데미지 에칭(Saw Damage Etching) 공정을 진행하게 된다. 이때 식각 용액으로 수산화칼륨(KOH) 용액 등을 사용하여 기판(10)의 표면을 전체적으로 일정 깊이만큼 식각한 후, DIW(Deionized Water) 등을 사용하여 세정하는 것이 바람직하다. In step S100, a saw damage etching process of etching the
아울러, 쏘 데미지 에칭(Saw Damage Etching) 공정 이후에는, 산(Acid) 또는 알카리(Alkaline) 등을 이용한 습식 텍스쳐링 공정이나 건식 텍스쳐링 공정을 진행하게 된다. 이러한 텍스쳐링 공정에 의해 형성되는 기판(10)의 표면 요철 구조는 도면의 간략화를 위해 도 5 내지 도 12에 도시하지 않았다.In addition, after the saw damage etching (Saw Damage Etching) process, a wet texturing process or a dry texturing process using an acid or alkaline (Alkaline), etc. are performed. The surface uneven structure of the
상기한 단계 S100을 통해 기판(10)이 준비된 상태에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)이 형성될 부위를 제외한 기판(10)의 상부, 특히 기판(10)의 상층부에 제1도전형 불순물을 국부적으로 헤비 도핑(Heavy Doping)시켜 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-3)을 형성하는 한편, 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)이 형성될 부위를 제외한 기판(10)의 하부, 특히 기판(10)의 하층부에 제2도전형 불순물을 국부적으로 헤비 도핑시켜 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-5)을 형성한다(S110).In the state in which the
상기한 단계 S110에서는 불순물 이온 주입 공정이나 레이져 도핑 또는 불순물 페이스트를 소스로 한 확산 공정을 등을 수행할 수 있다. 이때 확산 공정시에는 확산 방지막을 사용할 수도 있고 사용하지 않을 수도 있다.In step S110, an impurity ion implantation process, a laser doping, or a diffusion process using an impurity paste as a source may be performed. In this case, the diffusion barrier may or may not be used in the diffusion process.
상기한 단계 S110을 통해 기판(10)의 상층부에 형성된 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-3)은 예컨대, p+ 영역으로 이루어질 수 있며, 기판(10)의 전면에서 소수 운송자(1)의 접근을 방지하기 위한 전계를 형성하는 역할을 담당하고, 기판(10)의 하층부에 형성된 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-5)은 예컨대, n+ 영역으로 이루어질 수 있며, 기판(10)의 후면에서 다수 운송자(2)의 접근을 방지하기 위한 전계를 형성하는 역할을 담당하게 된다.The first high concentration doped region 10-3 of the first conductivity type impurity formed in the upper layer of the
상기한 단계 S110 이후에는, 열처리 공정 또는 증착 공정 등을 수행하여 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 표면, 즉 전후면에 유전층(20, 21)을 형성한다(S120).After the above step S110, as shown in FIG. 6, the
상기한 단계 S120에서는 예컨대 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정 등의 화학기상증착 공정 등을 수행하여 기판(10)의 상하부에 실리콘 질화막(Si3N4)으로 구성된 유전층(20, 21)을 형성할 수 있다.In the step S120, for example, the
상기한 단계 S120 다음에는, 레이져 도핑 공정을 수행하여 도 7에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 표면에 형성된 유전층(20, 21)을 국부적으로 제거함과 동시에, 유전층(20)이 제거된 부위에 해당하는 기판(10)의 상층부에 제2도전형 불순물을 헤비 도핑시켜 기판(10)의 상층부에 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)을 국부적으로 노출시켜 형성하고, 유전층(21)이 제거된 부위에 해당하는 기판(10)의 하층부에 제1도전형 불순물을 도핑시켜 기판(10)의 하층부에 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)을 국부적으로 노출시켜 형성한다(S130).Next to step S120, as shown in FIG. 7, the laser doping process is performed to locally remove the
상기한 단계 S130을 통해 기판(10)의 상층부에 형성된 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-2)은 예컨대, 헤비 도핑된 n++ 영역으로 이루어질 수 있으며, 기판(10)의 전면에서 전계를 형성하는 역할을 담당한다. 아울러, 기판(10)의 하층부에 형성된 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)은 예컨대, 헤비 도핑된 p++ 영역으로 이루어질 수 있으며, 기판(10)의 후면에서 전계를 형성하는 역할을 담당한다.The second high concentration doped region 10-2 of the second conductive type impurity formed in the upper layer portion of the
상기한 단계 S130 다음에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 상하부에 보조전극층(30, 31)을 증착시킨다(S140).After the above step S130, as shown in FIG. 8, the auxiliary electrode layers 30 and 31 are deposited on the upper and lower portions of the substrate 10 (S140).
상기한 단계 S140를 통해 기판(10)의 상부에 증착된 보조전극층(30)은 기판(10)의 상층부에 국부적으로 노출된 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)에 직접 접촉하면서 유전층(20) 위에 적층되도록 증착된다. 아울러, 기판(10)의 하부에 증착된 보조전극층(31)은 기판(10)의 상층부에 국부적으로 노출된 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)에 직접 접촉하면서 유전층(21) 아래에 적층되도록 증착된다.The
상기한 단계 S140에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 기판(10)과의 접촉시 비저항을 낮추어 주는 시드층(Seed Layer)(20-1, 21-1)을, 제2도전형 불순물의 고농도 도핑 영역(10-2) 및 제1도전형 불순물의 고농도 도핑 영역(10-2)에 직접 접촉하도록 증착시킨 다음, 도 10에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 상하부에 보조전극층(30, 31)을 증착시킴으로써, 기판(10)의 상층부에 국부적으로 노출 형성된 제2도전형 불순물의 고농도 도핑 영역(10-2)에 시드층(20-1)을 매개로 접촉하면서 기판(10)의 상부에 형성된 유전층(20) 위에 적층되도록 보조전극층(30)을 증착시키고, 기판(10)의 하층부에 국부적으로 노출 형성된 제1도전형 불순물의 고농도 도핑 영역(10-1)에 시드층(21-1)을 매개로 접촉하면서 기판(10)의 하부에 형성된 유전층(21) 아래에 적층되도록 보조전극층(31)을 증착시킨다.In the step S140 described above, as shown in FIG. 9, the seed layers 20-1 and 21-1 which lower the specific resistance upon contact with the
상기한 단계 S140 이후, 스크린 프린팅 공정을 수행하여 도 11에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 상부에 적층된 보조전극층(30) 표면에 전면전극(14)을 형성하고, 기판(10)의 하부에 적층된 보조전극층(31) 표면에 후면전극(15)을 형성한다(S150).After the above step S140, as shown in FIG. 11, the
상기한 단계 S150에서 전면전극(14) 및 후면전극(15) 형성 시에는 보조전극층(30, 31) 표면에 수광면을 최대한 확보할 수 있도록 간격(d, d')을 최대한 넓히는 등의 패턴으로 은(Ag) 및 알루미늄(Al) 등을 포함하여 구성된 금속 물질을 도포한 후, 소성 공정을 진행하는 것이 바람직하다.When the
전술한 단계 S100 내지 S150에 의해 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같은 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지를 제조할 수 있다.The double-sided light receiving localized emitter solar cell as shown in FIGS. 2 to 3 may be manufactured by the above-described steps S100 to S150.
다르게는, 상기한 단계 S100을 통해 기판(10)이 준비된 상태에서, 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2)이 형성될 부위를 제외한 기판(10)의 상부면 위에 제1도전형 불순물이 헤비 도핑된 비정질 실리콘(a-Si) 박막을 패터닝하고, 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4)이 형성될 부위를 제외한 기판(10)의 하부면 아래에 제2도전형 불순물이 헤비 도핑된 비정질 실리콘(a-Si) 박막을 패터닝함으로써, 기판(10)의 상부면 위에 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-3)을 국부적으로 형성하고, 기판(10)의 하부면 아래에 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-5)을 국부적으로 형성한 다음, 상기한 단계 S120 내지 S150을 수행하여 도 12에 도시된 바와 같이, 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-3)이 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역(10-2) 및 전면전극(14)과 접촉하지 않도록 기판(10)의 상부면 위에 적층되고, 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-5)이 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역(10-4) 및 후면전극(15)과 접촉하지 않도록 기판(10)의 하부면에 적층된 구조를 갖는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지를 제조할 수 있다.
Alternatively, in a state in which the
본 발명에 따른 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
The double-sided light-receiving localized emitter solar cell and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and may be variously modified within the range allowed by the technical idea of the present invention.
1: 소수 운송자 2: 다수 운송자
10: 기판 10-1: 제1도전형 불순물의 고농도 도핑층
10-2: 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역
10-3: 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역
10-4: 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역
10-5: 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역
11: 제1도전형 반도체층 12: 제2도전형 반도체층
13: 반사방지막 14: 전면전극
15: 후면전극 20, 21: 유전층
20-1, 21-1: 시드층 30, 31: 보조전극층1: minority carrier 2: majority carrier
10 Substrate 10-1 Highly Doped Layer of First Conductive Impurity
10-2: first heavily doped region of the second conductivity type impurity
10-3: first high concentration doped region of the first conductivity type impurity
10-4: second high concentration doped region of the first conductivity type impurity
10-5: second heavily doped region of the second conductivity type impurity
11: first conductive semiconductor layer 12: second conductive semiconductor layer
13: antireflection film 14: front electrode
15:
20-1, 21-1:
Claims (18)
상기 기판의 상부에는 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역이 국부적으로 형성되되, 상기 기판의 상부 중 상기 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역의 형성 부위를 제외한 부위에는 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역이 형성되며,
상기 기판의 하부에는 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역이 국부적으로 형성되되, 상기 기판의 하부 중 상기 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역의 형성 부위를 제외한 부위에는 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역이 형성되며,
상기 기판과 전면전극 사이, 상기 기판과 후면전극 사이에 각각 유전층 및 보조전극층이 차례로 적층되어 이루어지며,
상기 유전층은, 상기 기판의 상하부면 중 상기 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 제1도전형 불순물의 고농도 도핑 영역이 형성된 부위를 제외한 부위에 형성되며,
상기 보조전극층은, 상기 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역에 직접 접촉하거나, 시드층을 매개로 접촉하면서 상기 유전층 위에 적층되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지.
A first conductive substrate of silicon material having front and rear electrodes disposed on upper and lower parts thereof;
A first high concentration doped region of a second conductive impurity is locally formed on the upper portion of the substrate, and a first conductive type is formed on a portion of the upper portion of the substrate except for the formation portion of the first high concentration doped region of the second conductive impurity. A first high concentration doped region of impurities is formed,
A second high concentration doped region of the first conductive impurity is locally formed in the lower portion of the substrate, and a second conductive type is formed in a portion of the lower portion of the substrate except for the formation portion of the second high concentration doped region of the first conductive impurity. A second high concentration doped region of impurities is formed,
A dielectric layer and an auxiliary electrode layer are sequentially stacked between the substrate and the front electrode, and between the substrate and the back electrode, respectively.
The dielectric layer is formed on a portion of the upper and lower surfaces of the substrate except for a portion where the first high concentration doped region of the second conductive impurity and the high concentration doped region of the first conductive impurity are formed.
The auxiliary electrode layer may be formed to be stacked on the dielectric layer in direct contact with the first high concentration doped region of the second conductive impurity and the second high concentration doped region of the first conductive impurity, or by contacting a seed layer. A double-sided light receiving type localized emitter solar cell.
상기 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역은,
상기 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 전면전극과 접촉하지 않도록 상기 기판의 상층부에 형성되어, 광생성된 소수 운송자의 기판 상부 표면 이동을 방지하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지.
The method of claim 1,
The first high concentration doped region of the first conductive type impurity is
Double-sided light receiving type localization is formed on the upper layer of the substrate so as not to contact the first high concentration doped region of the second conductivity type impurity and the front electrode, to prevent the photo-generated minority carriers to move the upper surface of the substrate. Emitter solar cell.
상기 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역은,
상기 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역 및 상기 후면전극과 접촉하지 않도록 상기 기판의 하층부에 형성되어, 광생성된 다수 운송자의 기판 하부 표면 이동을 방지하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지.
The method of claim 2,
The second high concentration doped region of the second conductive impurity is
A double-sided light receiving type localization is formed in the lower layer of the substrate so as not to contact the second high concentration doped region of the first conductive type impurity and the back electrode, to prevent the surface movement of the substrate generated by the plurality of photo-generated carriers. Emitter solar cell.
상기 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역은,
상기 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 전면전극과 접촉하지 않도록 상기 기판의 상부면에 적층된 구조로 형성되어, 광생성된 소수 운송자의 기판 상부 표면 이동을 방지하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지.
The method of claim 1,
The first high concentration doped region of the first conductive type impurity is
It is formed in a structure laminated on the upper surface of the substrate so as not to contact the first high concentration doped region and the front electrode of the second conductive type impurities, characterized in that to prevent the movement of the upper surface of the substrate generated by the minority transporter Double sided light receiving localized emitter solar cell.
상기 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역은,
상기 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역 및 상기 후면전극과 접촉하지 않도록 상기 기판의 하부면에 적층된 구조로 형성되어, 광생성된 다수 운송자의 기판 하부 표면 이동을 방지하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지.
5. The method of claim 4,
The second high concentration doped region of the second conductive impurity is
It is formed in a structure laminated on the lower surface of the substrate so as not to contact the second high concentration doped region of the first conductivity type impurities and the back electrode, it characterized in that to prevent the movement of the lower surface of the substrate of a plurality of photo-generated carriers Double sided light receiving localized emitter solar cell.
상기 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역은,
각각 헤비 도핑된 비정질 실리콘(a-Si) 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지.
The method according to claim 4 or 5,
The first high concentration doped region of the first conductive impurity and the second high concentration doped region of the second conductive impurity are
A double-sided light receiving localized emitter solar cell, each comprising a heavy doped amorphous silicon (a-Si) thin film.
상기 보조전극층은,
투명전도산화막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지.
The method of claim 1,
The auxiliary electrode layer,
A double-sided light receiving localized emitter solar cell comprising a transparent conductive oxide film.
상기 유전층 및 상기 보조전극층은,
반사방지막(ARC: Anti-Reflective Coating) 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지.
10. The method of claim 9,
The dielectric layer and the auxiliary electrode layer,
A double-sided light receiving localized emitter solar cell, characterized in that it serves as an anti-reflective coating (ARC).
상기 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역은,
규칙 또는 불규칙적인 선폭 및 간격을 갖는 선 또는 점 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지.
10. The method of claim 9,
The first high concentration doped region of the second conductivity type impurity and the second high concentration doped region of the first conductivity type impurity,
A double-sided light receiving localized emitter solar cell, characterized in that it is formed in a line or dot pattern with regular or irregular line widths and spacing.
상기 전면전극은,
상기 제2도전형 불순물의 고농도 도핑 영역의 패턴에 평행하거나 직교하는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지.
The method of claim 11,
The front electrode,
And a second light-receiving localized emitter solar cell formed in a direction parallel or orthogonal to the pattern of the heavily doped region of the second conductive impurity.
상기 후면전극은,
상기 제1도전형 불순물의 고농도 도핑 영역의 패턴에 평행하거나 직교하는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지.
The method of claim 11,
The back electrode,
The double-sided light receiving localized emitter solar cell of claim 1, wherein the light-concentrated localized emitter solar cell is formed in a direction parallel or orthogonal to the pattern of the heavily doped region of the first conductive impurity.
상기 기판의 상층부에 국부적으로 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역을 형성하는 단계와;
상기 기판의 하층부에 국부적으로 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역을 형성하는 단계와;
상기 기판의 상하부에 유전층을 형성하는 단계와;
레이져 도핑 공정을 통해 상기 기판의 상하부에 형성된 유전층을 국부적으로 제거하며, 상기 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역과 접촉하지 않도록 상기 기판의 상층부에 국부적으로 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역을 노출시켜 형성하고, 상기 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역과 접촉하지 않도록 상기 기판의 하층부에 국부적으로 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역을 노출시켜 형성하는 단계와;
상기 기판의 상층부에 형성된 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 기판의 하층부에 형성된 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역에 접촉하면서 유전층 위에 적층되도록 상기 기판의 상하부에 보조전극층을 증착시키는 단계와;
상기 보조전극층의 표면에 전면전극 및 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 제조 방법.
Preparing a substrate of a first conductivity type;
Forming a first heavily doped region of a first conductive impurity locally in an upper layer of the substrate;
Forming a second heavily doped region of a second conductive impurity locally in the underlying layer of the substrate;
Forming a dielectric layer on top and bottom of the substrate;
The dielectric layer formed on the upper and lower portions of the substrate is locally removed through a laser doping process, and the first high concentration of the second conductive impurity is locally formed on the upper layer of the substrate so as not to contact the first high concentration doped region of the first conductive impurity. Forming by exposing a doped region, and locally exposing a second high concentration doped region of a first conductive impurity to a lower layer of the substrate so as not to contact the second high concentration doped region of the second conductive impurity;
An auxiliary electrode layer is formed on and under the substrate so as to be stacked on the dielectric layer while contacting the first high concentration doped region of the second conductive impurity formed in the upper layer of the substrate and the second high concentration doped region of the first conductive impurity formed in the lower layer of the substrate. Depositing;
A method for manufacturing a double-sided light receiving localized emitter solar cell, comprising: forming a front electrode and a back electrode on a surface of the auxiliary electrode layer.
상기 기판의 상부면 위에 국부적으로 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역을 형성하는 단계와;
상기 기판의 하부면 아래에 국부적으로 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역을 형성하는 단계와;
상기 기판의 상하부에 유전층을 형성하는 단계와;
레이져 도핑 공정을 통해 상기 기판의 상하부에 형성된 유전층을 국부적으로 제거하며, 상기 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역과 접촉하지 않도록 상기 기판의 상층부에 국부적으로 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역을 노출시켜 형성하고, 상기 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역과 접촉하지 않도록 상기 기판의 하층부에 국부적으로 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역을 노출시켜 형성하는 단계와;
상기 기판의 상층부에 형성된 제2도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역 및 상기 기판의 하층부에 형성된 제1도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역에 접촉하면서 유전층 위에 적층되도록 상기 기판의 상하부에 보조전극층을 증착시키는 단계와;
상기 보조전극층의 표면에 전면전극 및 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 제조 방법.
Preparing a substrate of a first conductivity type;
Forming a first heavily doped region of a first conductive impurity locally on an upper surface of the substrate;
Forming a second highly doped region of a second conductive impurity locally under the bottom surface of the substrate;
Forming a dielectric layer on top and bottom of the substrate;
The dielectric layer formed on the upper and lower portions of the substrate is locally removed through a laser doping process, and the first high concentration of the second conductive impurity is locally formed on the upper layer of the substrate so as not to contact the first high concentration doped region of the first conductive impurity. Forming by exposing a doped region, and locally exposing a second high concentration doped region of a first conductive impurity to a lower layer of the substrate so as not to contact the second high concentration doped region of the second conductive impurity;
An auxiliary electrode layer is formed on and under the substrate so as to be stacked on the dielectric layer while contacting the first high concentration doped region of the second conductive impurity formed in the upper layer of the substrate and the second high concentration doped region of the first conductive impurity formed in the lower layer of the substrate. Depositing;
A method for manufacturing a double-sided light receiving localized emitter solar cell, comprising: forming a front electrode and a back electrode on a surface of the auxiliary electrode layer.
상기 제1도전형 불순물의 제1고농도 도핑 영역을 형성하는 단계는,
상기 기판의 상부면 위에 제1도전형 불순물이 헤비 도핑된 비정질 실리콘(a-Si) 박막을 패터닝하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 제조 방법.
16. The method of claim 15,
Forming the first high concentration doped region of the first conductive impurity,
And patterning a heavily doped amorphous silicon (a-Si) thin film having a first conductivity type impurity on the upper surface of the substrate.
상기 제2도전형 불순물의 제2고농도 도핑 영역을 형성하는 단계는,
상기 기판의 하부면 아래에 제2도전형 불순물이 헤비 도핑된 비정질 실리콘(a-Si) 박막을 패터닝하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 제조 방법.
17. The method of claim 16,
Forming the second high concentration doped region of the second conductive impurity,
And patterning an amorphous silicon (a-Si) thin film doped with a second conductive impurity beneath a lower surface of the substrate.
상기 보조전극층을 증착시키는 단계는,
상기 제2도전형 불순물의 고농도 도핑 영역 및 상기 제1도전형 불순물의 고농도 도핑 영역에 직접 접촉하도록 접촉 비저항을 낮추어 주는 시드층(Seed Layer)을 증착시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 제조 방법.The method according to any one of claims 14 to 17,
Depositing the auxiliary electrode layer,
And depositing a seed layer that lowers the contact resistivity to directly contact the heavily doped region of the second conductive impurity and the heavily doped region of the first conductive impurity. Type localized emitter solar cell manufacturing method.
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KR20230084881A (en) * | 2021-12-06 | 2023-06-13 | 한국에너지기술연구원 | TOPCon Si PHOTOVOLTAIC CELL, MANUFACTURING METHOD FOR Si PHOTOVOLTAIC CELL AND FORMING METHOD FOR POLY-Si LAYER OF Si PHOTOVOLTAIC CELL |
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KR20230084881A (en) * | 2021-12-06 | 2023-06-13 | 한국에너지기술연구원 | TOPCon Si PHOTOVOLTAIC CELL, MANUFACTURING METHOD FOR Si PHOTOVOLTAIC CELL AND FORMING METHOD FOR POLY-Si LAYER OF Si PHOTOVOLTAIC CELL |
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