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

양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법{Bifacial Photovoltaic Localized Emitter Solar Cell and Method for Manufacturing Thereof}Bilateral Photovoltaic Localized Emitter Solar Cell and Method for Manufacturing Thereof}

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 INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a double-sided light receiving type localized emitter solar cell and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a double-sided light receiving type localized emitter solar cell in which an electrode is formed locally at a light receiving portion of a substrate.

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 conductive semiconductor layer 12, which is an emitter layer, is stacked on the first conductive semiconductor layer 11, and a finger bar or the upper surface of the second conductive semiconductor layer 12 is formed. A front electrode 14 having a pattern such as a bus bar is formed and a rear electrode 15 is provided on a lower surface of the first conductive semiconductor layer 11.

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 conductive semiconductor layer 11 and the second conductive semiconductor layer 12 are implemented on one silicon substrate 10, and the lower portion of the silicon substrate 10 is the first conductive semiconductor layer 11. The upper portion of the silicon substrate 10 is divided into the second conductive semiconductor layer 12, and a lower concentration doped region of the first conductive impurity for forming a backside electric field is formed below the first conductive semiconductor layer 11. The second conductive semiconductor layer 12 having (10-1) and the front electrode 14 formed on the upper surface thereof is optionally provided with a highly doped region 10-2 of the second conductive impurity.

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 conductive semiconductor layer 11 may have a rear electric field having a higher energy barrier than that of the first conductive semiconductor layer 11. Since it is formed, the minority transporter 1 photogenerated by solar incidence in the first conductive semiconductor layer 11 is prevented from moving to the rear electrode 15.

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 silicon substrate 10 of the first conductivity type, surface texturing of the prepared silicon substrate 10, doping impurity ion (Doping) of the second conductivity type The second conductive semiconductor layer 12 may be formed through diffusion, and the front electrode 14 and the rear electrode 15 may be formed.

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 front electrode 14 and the back electrode 15 are formed, impurities including impurities such as a PSG (Phosphorus Silicate Glass) film or a BSG (Boron Silicate Glass) film formed on the surface of the substrate 10 by a diffusion process are formed. A cleaning process for removing an oxide film and a process for forming an anti-reflection film 13 on the second conductive semiconductor layer 12, and the like, to reduce contact resistance between the surface of the silicon substrate 10 and the front electrode 14. In order to form the second conductive semiconductor layer 12 corresponding to the portion where the front electrode 14 is to be formed, a highly doped region 10-2, that is, an emitter, of the second conductive impurity is selectively formed.

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 front electrode 14 and the rear electrode 15, a high concentration doped region 10-1 of the first conductive type impurity is entirely formed under the first conductive semiconductor layer 11 through a firing process. And forming a trench for disconnection of a predetermined depth along the circumference of the front surface of the substrate using a laser.

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 conductive semiconductor layer 12 is formed, the silicon substrate 10 is immersed in a solution containing the second conductive impurity ions and subsequently subjected to a heat treatment process, thereby forming the second conductive impurity ions into a silicon substrate ( 10), the second conductive semiconductor layer is formed on the side of the substrate in addition to the upper portion of the silicon substrate 10. Thus, the second conductive semiconductor layer formed on the side of the substrate is the front electrode 14; Since the back electrode 15 is shorted to act as a factor of reducing photoelectric conversion efficiency of the solar cell, the front electrode 14 and the rear surface of the second conductive semiconductor layer formed on the side of the silicon substrate 10 are reduced. This is because it is necessary to interrupt the electrical connection between the electrodes 15.

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 minority carriers 1 generated in the layer 11, move toward the front surface of the silicon substrate 10 on which the second conductive semiconductor layer 12, that is, the emitter layer, is formed. At this time, the hole which is the majority carrier 2 is moved toward the rear side of the silicon substrate 10.

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 semiconductor layer 12, that is, the emitter layer, is formed on the entire light-receiving surface of the silicon substrate 10, the minority transport photogenerated in the first conductive semiconductor layer 11 by the depth energy band structure of the emitter layer. The self moves along the emitter layer, and in particular, moves along the surface of the silicon substrate 10 above the emitter layer adjacent to the anti-reflection film 13 and is collected by the front electrode 14.

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 silicon substrate 10, which is the movement path of the minority transporter 1, is a high density of defects in which a large number of crystal defects and impurities exist, the minority transporter 1 has such a conventional solar cell. There is a fear that it may be easily lost by recombination before being collected by the front electrode 14.

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 front electrode 14 having a large line width W within a range of 100 µm to 140 µm must be formed on the front surface of the silicon substrate 10, that is, the light receiving surface, it is sufficient to maintain the light receiving rate. In order to secure the light-receiving surface of the area, the distance d between the front electrodes 14 is formed very large within 1800 μm to 2300 μm, so that the minority carriers 1 generated in the first conductive semiconductor layer 11 are silicon. Since the distance to the front electrode 14 along the surface portion of the substrate 10 becomes longer, the minority transporter 1 may be recombined and lost on the surface of the silicon substrate 10 before being collected by the front electrode 14. The possibility increases.

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 minority transporter 1 photogenerated in the silicon substrate 10.

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 front electrodes 14 is reduced in order to secure the light receiving surface of the silicon substrate 10, the distance d between the front electrodes 14 becomes larger, so that the silicon substrate 10 is formed. As the minority carrier recombination rate at the surface is further increased, it is difficult to improve the light receiving rate of the solar cell, and thus, there is a problem in that the efficiency of the solar cell is also difficult to increase.

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 metallic back electrode 15 is formed on the rear surface of the substrate 10 as a whole, the manufacturing cost is high, and solar light reflected from the ground surface cannot be absorbed at all. have.

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 front electrode 14 and a rear electrode 15 disposed on upper and lower sides thereof. Wherein the first high concentration doped region 10-2 of the second conductive impurity is locally formed on the substrate 10, and the second conductive type of the upper portion of the substrate 10 is formed. A first high concentration doped region 10-3 of the first conductive type impurity is formed in a portion except for a portion where the first high concentration doped region 10-2 of the impurity is formed, between the substrate 10 and the front electrode 14. The dielectric layer 20 and the auxiliary electrode layer 30 are stacked in this order, and a second high concentration doped region 10-4 of the first conductive type impurity is locally formed under the substrate 10. In the lower part of 10), the second high concentration of the second conductive impurities is located at the portions except for the formation portion of the second high concentration doped region 10-4 of the first conductive impurities. FIG doped region (10-5) is formed, it has a substrate 10 and rear electrode 15 of the dielectric layer 21 and the auxiliary electrode layer 31 sequentially stacked structure between. Here, the first conductivity type may be n type or p type, hereinafter, the first conductive type is p type, and the second conductive type is n type.

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 substrate 10 to form a pn junction in the substrate 10, whereby a minority carrier (1) photogenerated by solar incidence 1 It is possible to generate a potential difference in the substrate 10 by enabling the movement of), and serves to reduce the contact resistance between the metallic front electrode 14 and the interface between the substrate 10.

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 substrate 10 as shown in FIG. As shown in (b) of FIG. 2, the upper layer of the substrate 10 is preferably formed with a line pattern having a regular line width and spacing, but a dot pattern having an irregular size and spacing, or an irregular line width and spacing. It may also be formed in a line pattern having a. That is, the first heavily doped region 10-2 of the second conductive type impurity may be formed in the upper layer portion of the substrate 10 in various forms without restriction of the pattern shape. However, the first high concentration doped region 10-2 of the second conductive type impurity may have a narrow interval (for example, 450 μm or more to reduce the moving distance of the minority transporter 1 photogenerated in the substrate 10). It is preferably formed to have an appropriate width (for example, about 20 to 40 ㎛) with a width of about 2300㎛).

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 front electrode 14. It is formed in the upper layer, and prevents the surface movement of the substrate 10 of the photo-generated minority transporter (1).

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 substrate 10 at a predetermined interval. It is preferable to be.

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 minority carriers 1 generated in the substrate 10 approach the upper surface of the substrate 10 by the electric field generated by the first heavily doped region 10-3 of the first conductivity type impurity. If not, the shortest distance to the first high concentration doped region 10-2 of the second conductivity type impurity may be moved to the front surface through the first high concentration doped region 10-2 of the second conductivity type impurity and the auxiliary electrode layer 30. By being collected by the electrode 14, the surface recombination rate is significantly reduced compared to the conventional.

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 substrate 10 to form a high-low junction in the substrate 10, thereby generating a small number of carriers photogenerated by solar light incident At the same time to prevent the rear side movement of (1), it serves to facilitate the movement of the plurality of carriers (2) collected by the rear electrode (15).

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 substrate 10. . For example, as shown in FIG. 2, the lower layer of the substrate 10 is formed in a dot pattern having a regular size and spacing, or the lower layer of the substrate 10 is formed in a line pattern having a regular line width and spacing. Although preferably, the pattern may be formed as a dot pattern having an irregular size and spacing, or a line pattern having an irregular line width and spacing. That is, the second high concentration doped region 10-4 of the first conductivity type impurity may also be formed in the lower layer of the substrate 10 in various forms without restriction of the pattern form.

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 back electrode 15. It is formed in the lower layer, to prevent the surface movement of the substrate 10 of the photo-generated majority carrier (2).

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 substrate 10. It is preferable to be.

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 multiple carriers 2 generated in the substrate 10 approach the lower surface of the substrate 10 by an electric field generated by the second heavily doped region 10-5 of the second conductive impurity. If not, the shortest distance is moved to the second high concentration doped region 10-4 of the first conductivity type impurity so as to be rearward through the second high concentration doped region 10-4 of the first conductivity type impurity and the auxiliary electrode layer 31. The electrode 15 is collected.

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 dielectric layers 20 and 21 are formed of the first heavily doped region 10-2 of the second conductive impurities and the second heavily doped region 10-4 of the first conductive impurities in the upper and lower surfaces of the substrate 10. It is formed at the site except for the forming site of.

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 auxiliary electrode layer 30 formed on the substrate 10 is stacked on the dielectric layer 20 while directly contacting the first heavily doped region 10-2 of the second conductive impurity. In this case, the auxiliary electrode layer 30 is disposed on the dielectric layer 20 while contacting the high concentration doping region 10-2 of the second conductivity type impurity formed locally on the upper layer of the substrate 10 via the seed layer 20-1. It is preferable to stack.

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 auxiliary electrode layer 31 formed under the substrate 10 may be formed under the dielectric layer 21 while directly contacting the second high concentration doped region 10-4 of the first conductive impurity. In this case, the auxiliary electrode layer 31 contacts the second high concentration doped region 10-4 of the first conductivity type impurity locally formed in the lower layer of the substrate 10 while contacting the seed layer 21-1 via the dielectric layer 21. It is preferred to be stacked below).

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 substrate 10 such that the minority carriers 1 collected through the first high concentration doped region 10-2 of the second conductive type impurity have a front electrode 14. A travel path capable of moving by moving up to) and a plurality of transporters 2 collected through the second high concentration doping region 10-4 of the first conductivity type impurity can move to the rear electrode 15 by moving. It is composed of a material to provide, for example, it may be made of a transparent conductive oxide film (TCO).

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 dielectric layers 20 and 21 and the auxiliary electrode layers 30 and 31 are formed to have predetermined thicknesses in consideration of refractive indices, respectively, to prevent light reflection loss of the front and rear light receiving portions of the substrate 10. : Anti-Reflective Coating.

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 front electrode 14 may collect the minority transporter 1 through the auxiliary electrode layer 30 stacked on the entire upper surface of the substrate 10, the front electrode 14 is locally formed on the upper layer of the substrate 10. It is not necessary to pattern the pattern so as to correspond to the formation position of the first heavily doped region 10-2 of the second conductivity type impurity, so that it does not correspond to the formation position of the first heavily doped region 10-2 of the second conductivity type impurity. The auxiliary electrode layer 30 may be formed in various patterns on the upper surface of the auxiliary electrode layer 30, and the rear electrode 15 may not correspond to the formation position of the second high concentration doped region 10-4 of the first conductivity type impurity. It may be formed in various patterns on the lower surface of the). Of course, if necessary, the front electrode 14 may be patterned on the auxiliary electrode layer 30 so as to correspond to the formation position of the first high concentration doped region 10-2 of the second conductivity type impurity. The back electrode 15 may be patterned under the auxiliary electrode layer 31 to correspond to the formation position of the second high concentration doped region 10-4 of the first conductivity type impurity.

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 front electrode 14 may be formed in a pattern such as a finger line shape, wherein the front electrode 14 has a narrow line width (W) of about 20 μm to 40 μm, and between electrodes of about 1800 μm to 2300 μm. It is formed to have a distance (d) or, if necessary, is formed to exceed 2300㎛ within a range that does not exceed the light receiving surface of the substrate 10, thereby ensuring a much wider light receiving surface than the light receiving surface of a typical solar cell. have. In addition, the front electrode 14 may be patterned in a direction parallel or orthogonal to the pattern of the first heavily doped region 10-2 of the second conductive impurity.

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 front electrode 14, the rear electrode 15 may also be formed in a pattern such as a finger line shape. In this case, the rear electrode 15 may have a narrow line width (W) of about 20 μm to 40 μm, and about 1800 μm to 2300 μm. It is formed to have an interval d between the electrodes of about within or is formed to exceed 2300㎛ within the range that does not exceed the light receiving surface of the substrate 10, if necessary, it is possible to ensure a wide light receiving surface. The back electrode 15 may be patterned in a direction parallel or perpendicular to the pattern of the second heavily doped region 10-4 of the first conductive impurity.

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 conductive silicon substrate 10 is prepared (S100).

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 substrate 10 in a chemical manner is performed in order to remove a defective portion generated as a result of the cutting process of the substrate 10. At this time, it is preferable to etch the surface of the substrate 10 by a predetermined depth using a potassium hydroxide (KOH) solution or the like as an etching solution, and then wash using DIW (Deionized Water).

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 substrate 10 formed by this texturing process is not shown in FIGS. 5 to 12 for the sake of simplicity.

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 substrate 10 is prepared through the above step S100, as shown in FIG. 5, the substrate 10 of the substrate 10 except for the portion where the first high concentration doped region 10-2 of the second conductivity type impurity is to be formed is formed. Locally doping the first conductivity type impurity on the upper part, especially the upper layer of the substrate 10, to form the first high concentration doped region 10-3 of the first conductivity type impurity, The second conductive dopant is locally heavy doped to the lower portion of the substrate 10, particularly the lower layer of the substrate 10, except for the portion where the second high concentration doped region 10-4 of the impurity is to be formed. A second heavily doped region 10-5 is formed (S110).

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 substrate 10 through step S110 may be formed of, for example, a p + region, and a small number of carriers may be formed in front of the substrate 10. It is responsible for forming an electric field to prevent the access of 1), the second high concentration doping region (10-5) of the second conductive impurities formed in the lower layer of the substrate 10 may be made of, for example, n + region. In addition, the rear surface of the substrate 10 serves to form an electric field for preventing the access of the plurality of transporters (2).

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 dielectric layers 20 and 21 are formed on the front surface, that is, the front and rear surfaces of the substrate 10 by performing a heat treatment process or a deposition process (S120).

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 dielectric layers 20 and 21 formed of silicon nitride layers Si 3 N 4 are formed on upper and lower surfaces of the substrate 10 by performing a chemical vapor deposition process such as a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process. can do.

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 dielectric layers 20 and 21 formed on the surface of the substrate 10 and to remove the dielectric layer 20. Heavy doping the second conductive dopant on the upper layer of the substrate 10 corresponding to the first conductive dopant region 10-2 of the second conductive dopant on the upper layer of the substrate 10. The second conductive doped region 10-4 of the first conductive dopant is formed in the lower layer of the substrate 10 by doping the first conductive dopant under the substrate 10 corresponding to the portion where the dielectric layer 21 is removed. It is formed by locally exposing (S130).

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 substrate 10 through step S130 may be formed of, for example, a heavy doped n ++ region, and is formed on the front surface of the substrate 10. It is responsible for forming the electric field. In addition, the second high concentration doped region 10-4 of the first conductive type impurity formed in the lower layer of the substrate 10 may be formed of, for example, a heavy doped p ++ region, and forms an electric field on the rear surface of the substrate 10. Play a role.

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 auxiliary electrode layer 30 deposited on the upper portion of the substrate 10 through the step S140 is directly connected to the first high concentration doped region 10-2 of the second conductive impurity locally exposed on the upper layer portion of the substrate 10. Deposited on dielectric layer 20 in contact. In addition, the auxiliary electrode layer 31 deposited on the lower portion of the substrate 10 may be in direct contact with the second high concentration doped region 10-4 of the first conductivity type impurity that is locally exposed on the upper portion of the substrate 10. 21) deposited to be laminated underneath.

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 substrate 10 are heavily doped with the second conductive impurities. After depositing to directly contact the region 10-2 and the highly doped region 10-2 of the first conductivity type impurity, as shown in FIG. 10, the auxiliary electrode layers 30 and 31 are disposed on upper and lower portions of the substrate 10. By depositing the C), the seed layer 20-1 is contacted to the high concentration doped region 10-2 of the second conductive impurity that is locally exposed in the upper layer of the substrate 10, and the upper portion of the substrate 10 The auxiliary electrode layer 30 is deposited so as to be stacked on the formed dielectric layer 20, and the seed layer 21-1 is formed in the highly doped region 10-1 of the first conductivity type impurity that is locally exposed to the lower layer of the substrate 10. The auxiliary electrode layer 31 is deposited so as to be stacked under the dielectric layer 21 formed under the substrate 10 while contacting with each other.

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 front electrode 14 is formed on the surface of the auxiliary electrode layer 30 stacked on the substrate 10 by performing a screen printing process. A back electrode 15 is formed on the surface of the auxiliary electrode layer 31 stacked below (S150).

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 front electrode 14 and the back electrode 15 are formed in step S150, the gaps d and d 'are widened to maximize the light receiving surface on the surface of the auxiliary electrode layers 30 and 31. After apply | coating the metal substance comprised including silver (Ag), aluminum (Al), etc., it is preferable to advance a baking process.

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 substrate 10 is prepared through the above step S100, the first surface on the upper surface of the substrate 10 except for the portion where the first high concentration doped region 10-2 of the second conductivity type impurity is to be formed. A heavily doped amorphous silicon (a-Si) thin film patterned with a conductive impurity is formed under the lower surface of the substrate 10 except for a portion where the second high concentration doped region 10-4 of the first conductive impurity is to be formed. By patterning the amorphous silicon (a-Si) thin film heavily doped with the second conductive impurity, a first high concentration doped region 10-3 of the first conductive impurity is locally formed on the upper surface of the substrate 10. 12, locally forming a second high concentration doped region 10-5 of the second conductive impurity under the lower surface of the substrate 10, and then performing steps S120 to S150 as shown in FIG. 12. The first heavily doped region 10-3 of the first conductivity type impurity is the first heavily doped region 10 of the second conductivity type impurity. -2) and the second high concentration doped region 10-5 of the second conductive impurity is stacked on the upper surface of the substrate 10 so as not to contact the front electrode 14, and the second high concentration of the first conductive impurity A double-sided light receiving localized emitter solar cell having a structure laminated on the lower surface of the substrate 10 so as not to contact the doped region 10-4 and the back electrode 15 can be manufactured.

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: 보조전극층
1: 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: rear electrode 20, 21: dielectric layer
20-1, 21-1: seed layer 30, 31: auxiliary electrode layer

Claims (18)

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 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.
제1항에 있어서,
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.
제2항에 있어서,
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.
제1항에 있어서,
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.
제4항에 있어서,
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.
제4항 또는 제5항에 있어서,
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.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
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.
제9항에 있어서,
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).
제9항에 있어서,
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.
제11항에 있어서,
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.
제11항에 있어서,
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.
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 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.
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 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.
제15항에 있어서,
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.
제16항에 있어서,
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.
제14항 내지 제17항 중 어느 하나의 항에 있어서,
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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