KR101249030B1 - Solar cell and Method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판을 준비하는 공정; 상기 기판의 일면을 통해 소정의 도펀트를 도핑하여, 제1 반도체층 및 상기 제1 반도체층 상에 제2 반도체층을 형성하는 공정; 상기 제2 반도체층 상에 반사방지층을 형성하는 공정; 및 상기 반사방지층 상에 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급하여, 상기 레이저 빔이 조사된 영역에 상기 반사방지층을 제거함과 더불어 상기 반사방지층이 제거된 영역에 제1 전극을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 태양전지의 제조방법, 및 그 방법에 의해 제조된 태양전지에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면, 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급하는 소위 레이저 클래딩 공정을 이용하여 제1 전극을 형성함으로써, 종래와 같이 스크린 프린팅 공정, 건조 공정 및 열처리 공정을 연속 수행해야 하는 불편함이 해소되어 공정이 매우 단순하게 되고, 그에 따라 생산성이 향상되는 효과가 있다. The present invention is a step of preparing a substrate; Doping a predetermined dopant through one surface of the substrate to form a second semiconductor layer on the first semiconductor layer and the first semiconductor layer; Forming an anti-reflection layer on the second semiconductor layer; And supplying conductive powder for electrode formation while irradiating a laser beam onto the antireflection layer to remove the antireflection layer in the area irradiated with the laser beam and to form a first electrode in the area where the antireflection layer is removed. Regarding a manufacturing method of a solar cell comprising a, and a solar cell manufactured by the method,
According to the present invention, the first electrode is formed by using a so-called laser cladding process for supplying the conductive powder for electrode formation while irradiating a laser beam, thereby inconvenience of having to continuously perform a screen printing process, a drying process and a heat treatment process as in the prior art. As the box is eliminated, the process becomes very simple, thereby improving productivity.

Description

태양전지 및 그 제조방법{Solar cell and Method for manufacturing the same}Solar cell and method for manufacturing the same

본 발명은 태양전지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기판형 태양전지에 관한 것이다. The present invention relates to a solar cell, and more particularly to a substrate type solar cell.

태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. Solar cells are devices that convert light energy into electrical energy using the properties of semiconductors.

태양전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN 접합 구조를 하고 있으며, 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole)과 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공(+)는 P형 반도체쪽으로 이동하고 상기 전자(-)는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생하게 됨으로써 전력을 생산할 수 있게 된다. The solar cell has a PN junction structure in which a P (positive) type semiconductor and an N (negative) type semiconductor are bonded to each other. When solar light is incident on a solar cell having such a structure, holes are generated in the semiconductor by the incident solar energy. holes and electrons are generated, and the holes (+) move toward the P-type semiconductor and the electrons (-) move toward the N-type semiconductor due to the electric field generated from the PN junction. This makes it possible to produce power.

이와 같은 태양전지는 박막형 태양전지와 기판형 태양전지로 구분할 수 있다. Such solar cells may be classified into thin film solar cells and substrate solar cells.

상기 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이고, 상기 기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체 물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이다. The thin film solar cell is a solar cell manufactured by forming a semiconductor in the form of a thin film on a substrate such as glass, the substrate solar cell is a solar cell manufactured by using a semiconductor material such as silicon itself as a substrate.

상기 기판형 태양전지는 상기 박막형 태양전지에 비하여 두께가 두껍고 고가의 재료를 이용해야 하는 단점이 있지만, 전지 효율이 우수한 장점이 있다. The substrate type solar cell has a disadvantage in that a thicker and expensive material is used as compared to the thin film type solar cell, but the cell efficiency is excellent.

이하에서는 도면을 참조로 종래의 기판형 태양전지에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a conventional substrate type solar cell will be described with reference to the drawings.

도 1은 종래의 기판형 태양전지의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional substrate-type solar cell.

도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 기판형 태양전지는 P형 반도체층(10), N형 반도체층(20), 반사방지층(30), 전면전극(40), P+형 반도체층(50), 및 후면전극(60)으로 이루어진다. As can be seen in Figure 1, the conventional substrate-type solar cell is a P-type semiconductor layer 10, N-type semiconductor layer 20, the anti-reflection layer 30, the front electrode 40, P + type semiconductor layer 50 And a back electrode 60.

상기 P형 반도체층(10) 및 상기 P형 반도체층(10) 위에 형성된 N형 반도체층(20)은 태양전지의 PN접합 구조를 이룬다. The P-type semiconductor layer 10 and the N-type semiconductor layer 20 formed on the P-type semiconductor layer 10 form a PN junction structure of a solar cell.

상기 반사방지층(30)은 상기 N형 반도체층(20)의 상면에 형성되어 입사되는 태양광의 반사를 방지하는 역할을 한다. The antireflection layer 30 is formed on the upper surface of the N-type semiconductor layer 20 to prevent reflection of incident sunlight.

상기 P+형 반도체층(50)은 상기 P형 반도체층(10)의 하면에 형성되어 태양광에 의해서 형성된 캐리어가 재결합하여 소멸되는 것을 방지하는 역할을 한다. The P + -type semiconductor layer 50 is formed on the lower surface of the P-type semiconductor layer 10 to prevent the carriers formed by the sunlight from recombining and disappearing.

상기 전면전극(40)은 상기 반사방지층(30)의 상부에서부터 상기 N형 반도체층(20)까지 연장되어 있고, 상기 후면전극(60)은 상기 P+형 반도체층(50)의 하면에 형성된다. The front electrode 40 extends from the top of the antireflection layer 30 to the N-type semiconductor layer 20 and the rear electrode 60 is formed on the bottom surface of the P + -type semiconductor layer 50 .

이와 같은 종래의 기판형 태양전지는 태양광이 입사되면 전자(electron) 및 정공(hole)이 생성되고, 생성된 전자는 상기 N형 반도체층(20)을 통해 전면전극(40)으로 이동하고, 생성된 정공은 상기 P+형 반도체층(50)을 통해 후면전극(60)으로 이동하게 된다. In the conventional substrate type solar cell, when sunlight is incident, electrons and holes are generated, and the generated electrons move to the front electrode 40 through the N-type semiconductor layer 20, The generated holes are moved to the rear electrode 60 through the P + -type semiconductor layer 50.

그러나, 이와 같은 종래의 기판형 태양전지는 그 제조공정, 특히, 상기 전면전극(40)을 형성하는 공정이 복잡하여 그 생산성을 향상시키는 데에 한계가 있다. However, such a conventional substrate-type solar cell has a limitation in improving its productivity since the manufacturing process, in particular, the process of forming the front electrode 40 is complicated.

보다 구체적으로 설명하면, 종래의 경우 상기 전면전극(40)을 형성하기 위해서, 우선, 상기 반사방지층(30) 상에 스크린 프린팅 공정을 이용하여 소정의 패턴으로 전면전극 물질을 도포하고, 다음 상기 도포한 전면전극 물질을 건조하고, 다음, 상기 건조한 전면전극 물질이 상기 반사방지층(30)을 뚫고 상기 N형 반도체층(20)까지 침투할 수 있도록 고온에서 열처리 공정(firing)을 수행하였다. In more detail, in order to form the front electrode 40 in the related art, first, the front electrode material is coated on the antireflection layer 30 in a predetermined pattern by using a screen printing process, and then the coating is performed. One front electrode material was dried, and then a heat treatment was performed at a high temperature so that the dry front electrode material could penetrate the anti-reflection layer 30 and penetrate the N-type semiconductor layer 20.

이와 같이 종래의 경우에는 상기 전면전극(40)을 형성하기 위해서 스크린 프린팅 공정, 건조 공정, 및 열처리 공정을 수행해야 하기 때문에 그만큼 공정이 복잡하고 그에 따라 생산성이 떨어지는 단점이 있었다. As described above, in order to form the front electrode 40, the screen printing process, the drying process, and the heat treatment process have to be performed.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 전극을 보다 간단한 공정을 통해 형성함으로써 공정이 단순하고 그에 따라 생산성이 향상될 수 있는 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the conventional problems as described above, the present invention is to provide a solar cell and a method of manufacturing the same by forming the electrode through a simpler process, the process is simple and thus productivity can be improved. The purpose.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판을 준비하는 공정; 상기 기판의 일면을 통해 소정의 도펀트를 도핑하여, 제1 반도체층 및 상기 제1 반도체층 상에 제2 반도체층을 형성하는 공정; 상기 제2 반도체층 상에 반사방지층을 형성하는 공정; 및 상기 반사방지층 상에 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급하여, 상기 레이저 빔이 조사된 영역에 상기 반사방지층을 제거함과 더불어 상기 반사방지층이 제거된 영역에 제1 전극을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 태양전지의 제조방법을 제공한다. The present invention, to achieve the above object, a step of preparing a substrate; Doping a predetermined dopant through one surface of the substrate to form a second semiconductor layer on the first semiconductor layer and the first semiconductor layer; Forming an anti-reflection layer on the second semiconductor layer; And supplying conductive powder for electrode formation while irradiating a laser beam onto the antireflection layer to remove the antireflection layer in the area irradiated with the laser beam and to form a first electrode in the area where the antireflection layer is removed. It provides a method of manufacturing a solar cell comprising a.

상기 레이저 빔을 조사하는 공정은 상기 레이저 빔이 조사된 영역의 제2 반도체층과 상기 레이저 빔이 조사되지 않은 영역의 제2 반도체층 사이에 소정의 높이 차를 발생시킬 수 있다. The irradiating of the laser beam may generate a predetermined height difference between the second semiconductor layer in the region irradiated with the laser beam and the second semiconductor layer in the region not irradiated with the laser beam.

상기 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급하는 공정은 레이저 클래딩 공정으로 이루어질 수 있다. The process of supplying the conductive powder for electrode formation while irradiating the laser beam may be made of a laser cladding process.

상기 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급하는 공정시 상기 도펀트와 동일한 극성의 도펀트 소스를 추가로 공급함으로써 상기 제2 반도체층에 고농도층을 형성할 수 있고, 이때, 상기 도펀트 소스를 추가로 공급하는 공정은 별도의 분사 장치를 이용하여 수행할 수 있다. In the process of supplying the conductive powder for electrode formation while irradiating the laser beam, a high concentration layer may be formed in the second semiconductor layer by additionally supplying a dopant source having the same polarity as the dopant, wherein the dopant source is added. Supplying process can be performed using a separate injection device.

상기 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급하는 공정 이전에, 상기 반사방지층 상에 상기 도펀트와 동일한 극성의 도펀트층을 형성하는 공정을 추가로 포함함으로써 상기 제2 반도체층에 고농도층을 형성할 수 있고, 이때, 상기 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급하는 공정 이후에, 잔존하는 상기 도펀트층을 제거하는 공정을 추가로 포함할 수 있다. Before the step of supplying the conductive powder for electrode formation while irradiating the laser beam, further comprising the step of forming a dopant layer of the same polarity as the dopant on the anti-reflection layer to form a high concentration layer on the second semiconductor layer In this case, the method may further include a step of removing the remaining dopant layer after the step of supplying the conductive powder for electrode formation while irradiating the laser beam.

상기 기판을 준비하는 공정은 상기 기판의 일면을 요철구조로 식각하는 공정을 포함하여 이루어지며, 상기 소정의 도펀트는 상기 기판의 요철구조 표면을 통해 도핑할 수 있다. The preparing of the substrate may include etching a surface of the substrate into an uneven structure, and the predetermined dopant may be doped through the uneven structure surface of the substrate.

상기 제2 반도체층이 형성되지 않은 상기 제1 반도체층의 타면에 제3 반도체층을 형성하고, 상기 제3 반도체층 상에 제2 전극을 형성하는 공정을 추가로 포함하여 이루어질 수 있다. The method may further include forming a third semiconductor layer on the other surface of the first semiconductor layer on which the second semiconductor layer is not formed, and forming a second electrode on the third semiconductor layer.

본 발명은 또한, 소정의 극성을 갖는 제1 반도체층; 상기 제1 반도체층과 상이한 극성을 가지며 상기 제1 반도체층 상에 형성된 제2 반도체층; 상기 제2 반도체층 상에 형성된 반사방지층; 및 상기 반사방지층에 형성된 콘택홀을 통해 상기 제2 반도체층과 연결되는 제1 전극을 포함하여 이루어지며, 이때, 상기 제1 전극이 형성된 영역의 제2 반도체층과 상기 제1 전극이 형성되지 않은 영역의 제2 반도체층 사이에 소정의 높이 차가 있는 것을 특징으로 하는 태양전지를 제공한다. The invention also includes a first semiconductor layer having a predetermined polarity; A second semiconductor layer formed on the first semiconductor layer and having a different polarity than that of the first semiconductor layer; An anti-reflection layer formed on the second semiconductor layer; And a first electrode connected to the second semiconductor layer through a contact hole formed in the anti-reflection layer, wherein the second semiconductor layer and the first electrode of the region where the first electrode is formed are not formed. There is provided a solar cell characterized in that there is a predetermined height difference between the second semiconductor layers in the region.

상기 제1 전극은 상기 반사방지층 상에 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급함으로써 상기 레이저 빔이 조사된 영역에 상기 반사방지층이 제거됨과 더불어 상기 반사방지층이 제거된 영역에 상기 도전성 분말이 채워져 형성될 수 있다. The first electrode supplies the conductive powder for forming an electrode while irradiating a laser beam on the antireflection layer to remove the antireflection layer in a region to which the laser beam is irradiated, and to provide the conductive powder in a region where the antireflection layer is removed. It can be filled and formed.

상기 제1 전극과 접하는 상기 제2 반도체층에 고농도층이 추가로 형성될 수 있다. A high concentration layer may be further formed on the second semiconductor layer in contact with the first electrode.

상기 제1 반도체층 및 제2 반도체층의 일면은 요철구조로 형성될 수 있다. One surface of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer may be formed in an uneven structure.

상기 제2 반도체층이 형성되지 않은 상기 제1 반도체층의 타면에 제3 반도체층이 추가로 형성되어 있고, 상기 제3 반도체층 상에 제2 전극이 추가로 형성될 수 있다. A third semiconductor layer may be further formed on the other surface of the first semiconductor layer in which the second semiconductor layer is not formed, and a second electrode may be further formed on the third semiconductor layer.

상기와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. According to the present invention as described above, the following effects can be obtained.

본 발명에 따르면, 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급하는 소위 레이저 클래딩 공정을 이용하여 제1 전극을 형성함으로써, 종래와 같이 스크린 프린팅 공정, 건조 공정 및 열처리 공정을 연속 수행해야 하는 불편함이 해소되어 공정이 매우 단순하게 되고, 그에 따라 생산성이 향상되는 효과가 있다. According to the present invention, the first electrode is formed by using a so-called laser cladding process for supplying the conductive powder for electrode formation while irradiating a laser beam, thereby inconvenience of having to continuously perform a screen printing process, a drying process and a heat treatment process as in the prior art. As the box is eliminated, the process becomes very simple, thereby improving productivity.

도 1은 종래의 기판형 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 제조공정을 보여주는 공정단면도이다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 제조공정을 보여주는 공정단면도이다.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지의 제조공정을 보여주는 공정단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional substrate-type solar cell.
2A to 2F are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
3A to 3F are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a solar cell according to another embodiment of the present invention.
4A to 4H are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 제조공정을 보여주는 공정단면도이다. 2A to 2F are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a solar cell according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 2a에서 알 수 있듯이, 반도체 기판(100a)을 준비한다. First, as shown in FIG. 2A, the semiconductor substrate 100a is prepared.

상기 반도체 기판(100a)은 실리콘 기판, 예로서 P형 실리콘 기판을 이용할 수 있다. The semiconductor substrate 100a may use a silicon substrate, for example, a P-type silicon substrate.

상기 실리콘 기판으로는 단결정실리콘 또는 다결정실리콘을 이용할 수 있는데, 단결정실리콘은 순도가 높고 결정결함밀도가 낮기 때문에 태양전지의 효율이 높으나 가격이 너무 높아 경제성이 떨어지는 단점이 있고, 다결정실리콘은 상대적으로 효율은 떨어지지만 저가의 재료와 공정을 이용하기 때문에 생산비가 적게 들어 대량생산에 적합하다. As the silicon substrate, monocrystalline silicon or polycrystalline silicon can be used. Since monocrystalline silicon has high purity and low crystal defect density, the efficiency of the solar cell is high, but the price is too high and the economical efficiency is low. Polycrystalline silicon has a relatively high efficiency But because it uses low-cost materials and processes, the production cost is low and it is suitable for mass production.

상기 반도체 기판(100a)을 준비하는 공정은, 상기 반도체 기판(100a)의 일면을 요철구조로 식각하는 공정을 포함할 수 있다. The process of preparing the semiconductor substrate 100a may include a process of etching one surface of the semiconductor substrate 100a into an uneven structure.

도면에는, 상기 반도체 기판(100a)의 상면을 요철구조로 식각하는 모습을 도시하였지만, 반드시 그에 한정되는 것으로 아니고, 상기 반도체 기판(100a)의 하면도 요철구조로 식각할 수 있다. Although the upper surface of the semiconductor substrate 100a is etched with an uneven structure in the drawing, the present invention is not limited thereto, and the bottom surface of the semiconductor substrate 100a may also be etched with the uneven structure.

상기 반도체 기판(100a)의 일면을 요철구조로 식각하는 공정은, 알칼리 에칭법, 반응성 이온 에칭법(Reactive Ion Etching:RIE), 산액을 이용한 등방성 에칭법, 또는 기계적 에칭법 등을 이용하여 수행할 수 있다. The process of etching one surface of the semiconductor substrate 100a into an uneven structure may be performed using an alkali etching method, a reactive ion etching method (RIE), an isotropic etching method using an acid solution, or a mechanical etching method. Can be.

상기 반응성 이온 에칭법은 결정입자의 결정방위에 관계없이 상기 반도체 기판(100a)의 표면에 균일한 요철구조를 형성할 수 있기 때문에, 다결정실리콘 기판 표면에 요철구조를 형성하는 공정에 용이하게 적용할 수 있으며, 특히 반응성 이온 에칭법을 적용하게 되면 이후 공정을 동일한 챔버에서 수행할 수 있는 장점이 있다. 상기 반응성 이온 에칭법을 적용할 경우에는 Cl2, SF6, NF3, HBr, 또는 이들의 2 이상의 혼합물을 주 가스로 이용하고, 경우에 따라서는 Ar, O2, N2, He, 또는 이들의 2 이상의 혼합물을 첨가 가스로 이용할 수 있다. Since the reactive ion etching method can form a uniform uneven structure on the surface of the semiconductor substrate 100a irrespective of the crystal orientation of the crystal grains, the reactive ion etching method can be easily applied to the process of forming the uneven structure on the surface of the polysilicon substrate. In particular, the application of the reactive ion etching method has the advantage that the subsequent process can be performed in the same chamber. When the reactive ion etching method is applied, Cl 2 , SF 6 , NF 3 , HBr, or a mixture of two or more thereof is used as a main gas, and in some cases, Ar, O 2 , N 2 , He, or these A mixture of two or more of these may be used as the additive gas.

다음, 도 2b에서 알 수 있듯이, 상기 반도체 기판(100a)의 요철구조 표면을 통해 소정의 도펀트를 도핑하여, 제1 반도체층(100) 및 제2 반도체층(200)으로 이루어진 PN접합층을 형성한다. Next, as shown in FIG. 2B, a dopant is doped through the surface of the uneven structure of the semiconductor substrate 100a to form a PN junction layer including the first semiconductor layer 100 and the second semiconductor layer 200. do.

상기 반도체 기판(100a)이 P형 반도체층으로 이루어진 경우에는 N형 도펀트를 도핑함으로써, P형 반도체층으로 이루어진 제1 반도체층(100) 및 상기 제1 반도체층(100)의 일면에 N형 반도체층으로 이루어진 제2 반도체층(200)을 형성할 수 있다. When the semiconductor substrate 100a is formed of a P-type semiconductor layer, the N-type dopant is doped to form an N-type semiconductor on one surface of the first semiconductor layer 100 and the first semiconductor layer 100. The second semiconductor layer 200 formed of a layer may be formed.

즉, 상기 반도체 기판(100a)의 표면으로 N형 도펀트를 도핑시킴으로써 N형 도펀트가 도핑된 제2 반도체층(200)을 형성할 수 있고, 이때, 도펀트가 도핑되지 않은 반도체 기판(100a)의 소정 부분이 제1 반도체층(100)을 구성하게 된다. That is, the second semiconductor layer 200 doped with the N-type dopant may be formed by doping the N-type dopant to the surface of the semiconductor substrate 100a, and at this time, a predetermined portion of the semiconductor substrate 100a without the dopant is doped. The part constitutes the first semiconductor layer 100.

상기 도펀트를 도핑하는 공정은 고온확산법 또는 플라즈마 이온도핑법을 이용하여 수행할 수 있다. The doping process may be performed using a high temperature diffusion method or a plasma ion doping method.

상기 고온확산법을 이용하여 N형 도펀트를 도핑하는 공정은, 상기 반도체 기판(100a)를 대략 800℃이상의 고온의 확산로에 안치시킨 상태에서 POCl3 또는 PH3 등과 같은 N형 도펀트 가스를 공급하여 N형 도펀트를 상기 반도체 기판(100a)의 표면으로 확산시키는 공정으로 이루어질 수 있다. In the step of doping the N-type dopant by using the high temperature diffusion method, POCl 3 in the state in which the semiconductor substrate 100a is placed in a high temperature diffusion path of approximately 800 ° C. or more. Alternatively, the N-type dopant may be diffused to the surface of the semiconductor substrate 100a by supplying an N-type dopant gas such as PH 3 .

상기 플라즈마 이온도핑법을 이용하여 N형 도펀트를 도핑하는 공정은, 상기 반도체 기판(100a)을 플라즈마 발생장치에 안치시킨 상태에서 POCl3 또는 PH3 등과 같은 N형 도펀트 가스를 공급하면서 플라즈마를 발생시키는 공정으로 이루어질 수 있다. 이와 같이 플라즈마를 발생시키면 플라즈마 내부의 인(P) 이온이 RF전기장에 의해 가속되어 상기 반도체 기판(100a)의 일면으로 입사하여 이온 도핑된다. In the step of doping the N-type dopant using the plasma ion doping method, POCl 3 in a state in which the semiconductor substrate 100a is placed in a plasma generating device Alternatively, the plasma may be generated while supplying an N-type dopant gas such as PH 3 . When the plasma is generated in this way, phosphorus (P) ions in the plasma are accelerated by the RF electric field and incident on one surface of the semiconductor substrate 100a to be ion doped.

상기 플라즈마 이온도핑 공정 후에는 적절한 온도로 가열하는 어닐링 공정을 수행하는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 어닐링 공정을 수행하지 않을 경우에는 도핑된 이온이 단순한 불순물로 작용할 수 있지만, 상기 어닐링 공정을 수행하게 되면 도핑된 이온이 Si와 결합하여 활성화되기 때문이다. After the plasma ion doping process, it is preferable to perform an annealing process for heating to an appropriate temperature. The reason is that when the annealing process is not performed, the doped ions may act as simple impurities, but when the annealing process is performed, the doped ions are combined with Si to be activated.

한편, 상기 도펀트를 도핑하는 공정은 고온에서 수행되기 때문에, 상기 도펀트를 도핑하는 공정을 수행하면 반도체 기판의 표면에 PSG(Phosphor-Silicate Glass)와 같은 부산물이 형성될 수 있다. 상기 PSG는 태양전지에서 전류를 차폐시키는 문제를 야기하기 때문에 태양전지의 효율을 높이기 위해서는 식각용액 등을 이용하여 상기 PSG를 제거하는 것이 바람직하다. On the other hand, since the process of doping the dopant is performed at a high temperature, by-products such as PSG (Phosphor-Silicate Glass) can be formed on the surface of the semiconductor substrate. Since the PSG causes a problem of shielding current from the solar cell, it is preferable to remove the PSG using an etching solution or the like to increase the efficiency of the solar cell.

다음, 도 2c에서 알 수 있듯이, 상기 제2 반도체층(200) 상에 반사방지층(300)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 2C, an anti-reflection layer 300 is formed on the second semiconductor layer 200.

상기 제2 반도체층(200)의 상면이 요철구조로 형성됨에 따라 상기 반사방지층(300)도 요철구조로 형성된다. As the upper surface of the second semiconductor layer 200 is formed in the uneven structure, the anti-reflection layer 300 is also formed in the uneven structure.

상기 반사방지층(300)은 플라즈마 CVD법을 이용하여 실리콘질화물 또는 실리콘산화물로 형성할 수 있다. The anti-reflection layer 300 may be formed of silicon nitride or silicon oxide using plasma CVD.

다음, 도 2d에서 알 수 있듯이, 상기 반사방지층(300) 상에 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말(400a)을 공급한다. Next, as can be seen in FIG. 2d, the conductive powder 400a for electrode formation is supplied while irradiating a laser beam onto the antireflection layer 300.

상기와 같이 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말(400a)을 공급하는 공정은, 소정의 레이저 클래딩(laser cladding) 장비(1)를 이용한 레이저 클래딩 공정으로 이루어질 수 있다. The process of supplying the conductive powder 400a for electrode formation while irradiating a laser beam as described above may be performed by a laser cladding process using a predetermined laser cladding equipment 1.

레이저 클래딩(laser cladding) 공정은 레이저 빔을 금속 표면에 조사하여 순간적으로 금속 표면에 용융 풀(melt pool)을 생성시키고, 그와 동시에 외부로부터 분말 형태의 클래딩 소재를 공급하여 상기 용융 풀이 생성된 금속 표면에 새로운 클래딩 층을 형성시키는 레이저 표면 개질 기술(laser surface modification)이다.The laser cladding process irradiates a metal surface with a laser beam to instantaneously generate a melt pool on the metal surface, and simultaneously supply a powdered cladding material from the outside to produce the metal from which the melt pool is produced. Laser surface modification technology to form a new cladding layer on the surface.

이와 같이, 금속 표면에 대한 레이저 표면 개질 기술인 레이저 클래딩 공정을 이용할 경우, 도 2e에서 알 수 있듯이, 상기 레이저 빔이 조사된 영역에서 상기 반사방지층(300)이 제거되고, 그와 더불어 상기 반사방지층(300)이 제거된 영역에 상기 도전성 분말(400a)이 채워짐으로써 제1 전극(400)이 형성될 수 있다. As such, when using the laser cladding process, which is a laser surface modification technique for a metal surface, as shown in FIG. 2E, the anti-reflection layer 300 is removed from the area irradiated with the laser beam, and the anti-reflection layer ( The first electrode 400 may be formed by filling the conductive powder 400a in a region where the 300 is removed.

상기 레이저 빔을 조사하는 공정은 10 ~ 100W의 레이저 파워(power) 범위에서 수행하는 것이, 상기 반사방지층(300)을 제거하고 그 제거된 영역에 도전성 분말(400a)을 원활히 채우는데 바람직할 수 있다. 또한, 상기 레이저의 파장은 Green 파장(약 532nm) 또는 Red 파장(약 1064nm)을 이용할 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. The process of irradiating the laser beam may be preferably performed in a laser power range of 10 to 100 W to remove the anti-reflection layer 300 and smoothly fill the conductive powder 400a in the removed region. . In addition, the wavelength of the laser may use a green wavelength (about 532nm) or red wavelength (about 1064nm), but is not necessarily limited thereto.

한편, 도 2e에서 알 수 있듯이, 상기 반사방지층(300) 상에 레이저 빔을 조사하게 되면, 레이저 빔이 조사된 영역에서 상기 반사방지층(300)이 제거됨과 더불어 제거된 반사방지층(300) 아래의 제2 반도체층(200)이 상기 레이저 빔의 영향에 의해서 상기 제1 반도체층(100) 쪽으로 이동할 수 있다. On the other hand, as can be seen in Figure 2e, when the laser beam is irradiated on the anti-reflection layer 300, the anti-reflection layer 300 is removed in the area where the laser beam is irradiated and below the anti-reflection layer 300 removed The second semiconductor layer 200 may move toward the first semiconductor layer 100 under the influence of the laser beam.

즉, 레이저 빔이 조사된 영역의 제2 반도체층(200)과 레이저 빔이 조사되지 않은 영역의 제2 반도체층(200) 사이에는 소정의 높이 차(h)가 발생할 수 있으며, 구체적으로는, 상기 제1 반도체층(100)의 하면을 기준으로 할 때, 레이저 빔이 조사된 영역의 제2 반도체층(200)이 레이저 빔이 조사되지 않은 영역의 제2 반도체층(200) 보다 소정의 높이 차(h) 만큼 낮게 형성될 수 있다. That is, a predetermined height difference h may occur between the second semiconductor layer 200 in the region where the laser beam is irradiated and the second semiconductor layer 200 in the region where the laser beam is not irradiated. When the lower surface of the first semiconductor layer 100 is used as a reference, the second semiconductor layer 200 in the region where the laser beam is irradiated has a predetermined height higher than the second semiconductor layer 200 in the region where the laser beam is not irradiated. It can be formed as low as the difference (h).

상기 제1 전극(400) 재료로 이용되는 도전성 분말(400a)은 Ag, Al, Mg, Mn, Sb, Zn, Mo, Ni, Cu, 이들의 2 이상의 혼합물, 또는 이들의 2 이상의 합금 분말로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. The conductive powder 400a used as the material of the first electrode 400 is made of Ag, Al, Mg, Mn, Sb, Zn, Mo, Ni, Cu, a mixture of two or more thereof, or two or more alloy powders thereof. However, it is not necessarily limited thereto.

다음, 도 2f에서 알 수 있듯이, 상기 제1 반도체층(100)의 타면, 보다 구체적으로는 상기 제2 반도체층(200)이 형성되지 않은 상기 제1 반도체층(100)의 하면에 제3 반도체층(500)을 형성하고, 상기 제3 반도체층(500)의 하면에 제2 전극(600)을 형성함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판형 태양전지의 제조를 완성한다. Next, as shown in FIG. 2F, a third semiconductor is formed on the other surface of the first semiconductor layer 100, more specifically, on a lower surface of the first semiconductor layer 100 in which the second semiconductor layer 200 is not formed. By forming the layer 500 and forming the second electrode 600 on the bottom surface of the third semiconductor layer 500, the manufacturing of the substrate-type solar cell according to the exemplary embodiment of the present invention is completed.

상기 제3 반도체층(500) 및 제2 전극(600)을 형성하는 공정은, 상기 제1 반도체층(100)의 하면에 제2 전극 물질을 형성한 후, 고온으로 열처리(Firing) 하는 공정으로 이루어질 수 있다. The process of forming the third semiconductor layer 500 and the second electrode 600 is a process of forming a second electrode material on the lower surface of the first semiconductor layer 100 and then heat-treating at a high temperature. Can be done.

즉, 상기 제1 반도체층(100)의 하면에 제2 전극 물질을 형성한 후, 예로서 850℃ 이상의 고온으로 열처리를 하게 되면, 상기 제2 전극 물질이 상기 제1 반도체층(100)의 하면으로 침투하여 상기 제1 반도체층(100)의 도펀트 농도보다 높은 도펀트 농도를 가지는 제3 반도체층(500)을 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 반도체층(100)이 P형 반도체로 이루어진 경우, 상기 제3 반도체층(500)은 P+형 반도체층으로 이루어지게 된다. 이때, 상기 제2 전극 물질의 형성 공정은 Ag, Al, Mg, Mn, Sb, Zn, Mo, Ni, Cu, 이들의 2 이상의 혼합물, 또는 이들의 2 이상의 합금 페이스트(paste)를 이용한 인쇄 공정으로 이루어질 수 있다. That is, when the second electrode material is formed on the lower surface of the first semiconductor layer 100 and then heat treated at a high temperature of 850 ° C. or higher, for example, the second electrode material is formed on the lower surface of the first semiconductor layer 100. The third semiconductor layer 500 having a dopant concentration higher than the dopant concentration of the first semiconductor layer 100 may be formed. For example, when the first semiconductor layer 100 is made of a P-type semiconductor, the third semiconductor layer 500 is made of a P + type semiconductor layer. In this case, the process of forming the second electrode material may be a printing process using Ag, Al, Mg, Mn, Sb, Zn, Mo, Ni, Cu, a mixture of two or more thereof, or two or more alloy pastes thereof. Can be done.

한편, 상기 제1 반도체층(100)의 하면 상에 제3 반도체층(500)을 별도로 형성한 후, 상기 제3 반도체층(500) 상에 상기 제2 전극(600)을 형성하는 것도 가능하다. 경우에 따라서, 상기 제1 반도체층(100)의 하면 상에 상기 제2 전극(600)을 직접 형성할 수도 있다. Meanwhile, after separately forming the third semiconductor layer 500 on the bottom surface of the first semiconductor layer 100, the second electrode 600 may be formed on the third semiconductor layer 500. . In some cases, the second electrode 600 may be directly formed on the bottom surface of the first semiconductor layer 100.

상기 제2 전극(600)은 태양광이 입사되지 않는 면에 형성되기 때문에, 도시된 바와 같이, 상기 제2 전극(600)은 상기 제3 반도체층(500)의 하면 전체에 형성될 수 있다. 다만, 경우에 따라서, 반사되는 태양광이 태양전지 내부로 입사될 수 있도록 하기 위해서, 상기 제2 전극(600)을 상기 제3 반도체층(500)의 하면 전체에 형성하지 않고 소정 패턴으로 형성할 수도 있다. Since the second electrode 600 is formed on a surface where sunlight does not enter, the second electrode 600 may be formed on the entire lower surface of the third semiconductor layer 500 as shown. However, in some cases, the second electrode 600 may be formed in a predetermined pattern without forming the second electrode 600 on the entire lower surface of the third semiconductor layer 500 in order to allow the reflected sunlight to enter the solar cell. It may be.

상기 제1 전극(400) 형성 공정(도 2d 및 도 2e에 도시된 공정)과 상기 제2 전극(600) 형성 공정(도 2f에 도시된 공정) 사이에 특별한 순서가 있는 것은 아니다. 즉, 도 2c 공정 이후에, 상기 제1 반도체층(100)의 하면에 제3 반도체층(500) 및 제2 전극(600)을 먼저 형성하고, 그 후에 전술한 바와 같은 레이저 클래딩 공정을 이용하여 제1 전극(400)을 형성하는 것도 가능하다. There is no particular order between the process of forming the first electrode 400 (the process illustrated in FIGS. 2D and 2E) and the process of forming the second electrode 600 (the process illustrated in FIG. 2F). That is, after the process of FIG. 2C, the third semiconductor layer 500 and the second electrode 600 are first formed on the lower surface of the first semiconductor layer 100, and then, using the laser cladding process as described above. It is also possible to form the first electrode 400.

이상과 같이, 도 2a 내지 도 2f에 따른 공정으로 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지는, 제1 반도체층(100), 제2 반도체층(200), 반사방지층(300), 제1 전극(400), 제3 반도체층(500), 및 제2 전극(600)을 포함하여 이루어진다. As described above, the solar cell according to the embodiment of the present invention manufactured by the process according to FIGS. 2A to 2F includes the first semiconductor layer 100, the second semiconductor layer 200, the anti-reflection layer 300, and the first solar cell. The first electrode 400, the third semiconductor layer 500, and the second electrode 600 are included.

상기 제1 반도체층(100)과 제2 반도체층(200)은 그 일면이 요철구조로 형성될 수 있으며, 상기 제2 반도체층(200)은 상기 제1 반도체층(100)과 상이한 극성을 가지며 상기 제1 반도체층(100) 상에 형성된다. 상기 반사방지층(300)은 상기 제2 반도체층(200) 상에 형성되며, 전술한 바와 같이 레이저 빔에 의해 상기 반사방지층(300)의 소정 영역이 제거되어 상기 제1 전극(400)과 제2 반도체층(200)의 전기적 연결을 위한 콘택홀이 형성된다. 상기 제1 전극(400)은 상기 콘택홀을 통해서 상기 제2 반도체층(200)과 연결된다. 상기 제3 반도체층(500)은 상기 제2 반도체층(200)이 형성되지 않은 상기 제1 반도체층(100)의 타면에 형성된다. 상기 제2 전극(600)은 상기 제3 반도체층(500) 상에 형성된다. One surface of the first semiconductor layer 100 and the second semiconductor layer 200 may have a concave-convex structure, and the second semiconductor layer 200 has a different polarity from that of the first semiconductor layer 100. It is formed on the first semiconductor layer 100. The anti-reflection layer 300 is formed on the second semiconductor layer 200, and as described above, a predetermined region of the anti-reflection layer 300 is removed by a laser beam, so that the first electrode 400 and the second electrode are removed. Contact holes for electrical connection of the semiconductor layer 200 are formed. The first electrode 400 is connected to the second semiconductor layer 200 through the contact hole. The third semiconductor layer 500 is formed on the other surface of the first semiconductor layer 100 in which the second semiconductor layer 200 is not formed. The second electrode 600 is formed on the third semiconductor layer 500.

한편, 전술한 바와 같이 레이저 빔의 영향에 의해서, 상기 제1 전극(400)이 형성된 영역의 제2 반도체층(200)과 상기 제1 전극(400)이 형성되지 않은 영역의 제2 반도체층(200) 사이에는 소정의 높이 차(h)가 발생할 수 있다. Meanwhile, as described above, under the influence of the laser beam, the second semiconductor layer 200 in the region where the first electrode 400 is formed and the second semiconductor layer in the region where the first electrode 400 is not formed ( A predetermined height difference h may occur between the 200.

이와 같이 본 발명에 따르면, 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말(400a)을 공급하는 소위 레이저 클래딩 공정을 이용하여 제1 전극(400)을 형성함으로써, 종래와 같이 스크린 프린팅 공정, 건조 공정 및 열처리 공정을 연속 수행해야 하는 불편함이 해소되어 공정이 매우 단순하게 된다. Thus, according to the present invention, by forming the first electrode 400 using a so-called laser cladding process for supplying the conductive powder 400a for electrode formation while irradiating a laser beam, screen printing process, drying process and The inconvenience of having to continuously perform the heat treatment process is eliminated, making the process very simple.

또한, 종래와 같이 스크린 프린팅 공정을 이용하게 되면 스크린 프린팅 공정 상의 한계로 인해서 제1 전극(400)의 선폭을 줄이는데 한계가 있지만, 본 발명의 경우 레이저 빔의 선폭을 조절함으로써 제1 전극(400)의 선폭을 대략 10㎛ 내지 200 ㎛ 정도까지 줄일 수 있는 이점이 있다. In addition, when the screen printing process is used as in the related art, there is a limit in reducing the line width of the first electrode 400 due to limitations in the screen printing process. However, in the present invention, the first electrode 400 is controlled by adjusting the line width of the laser beam. There is an advantage that can reduce the line width of about 10㎛ to about 200㎛.

또한, 본 발명의 경우 제1 전극(400)을 형성하기 위해 투입되는 도전성 분말(400a)의 소모량이 줄어들게 되어 비용이 대폭 감소되는 이점이 있다. In addition, in the case of the present invention, the amount of the conductive powder 400a introduced to form the first electrode 400 is reduced, and thus the cost is greatly reduced.

또한, 레이저 클래딩 공정의 특성상, 얻어지는 제1 전극(400)의 조직이 매우 치밀하게 되어 물성이 향상될 수 있고, 대기 중에서 공정을 진행할 수 있으며, 비접촉식 공정이므로 불순물 유입이 발생하지 않게 되는 등의 효과를 얻을 수 있다. In addition, due to the characteristics of the laser cladding process, the structure of the first electrode 400 obtained is very dense, so that physical properties may be improved, the process may be performed in the air, and the non-contact process may prevent impurities from being introduced. Can be obtained.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 제조공정을 보여주는 공정단면도이다. 3A to 3F are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

우선, 도 3a에서 알 수 있듯이, 반도체 기판(100a)을 준비한다. First, as shown in FIG. 3A, the semiconductor substrate 100a is prepared.

상기 반도체 기판(100a)을 준비하는 공정은 전술한 실시예에서와 동일하다. 즉, 상기 반도체 기판(100a)은 실리콘 기판, 예로서 P형 실리콘 기판을 이용할 수 있고, 상기 반도체 기판(100a)을 준비하는 공정은 상기 반도체 기판(100a)의 일면을 요철구조로 식각하는 공정을 포함할 수 있다. The process of preparing the semiconductor substrate 100a is the same as in the above-described embodiment. That is, the semiconductor substrate 100a may be a silicon substrate, for example, a P-type silicon substrate, and the preparing of the semiconductor substrate 100a may be performed by etching one surface of the semiconductor substrate 100a into an uneven structure. It may include.

다음, 도 3b에서 알 수 있듯이, 상기 반도체 기판(100a)의 요철구조 표면을 통해 소정의 도펀트를 도핑하여, 제1 반도체층(100) 및 제2 반도체층(200)으로 이루어진 PN접합층을 형성한다. Next, as can be seen in Figure 3b, by doping a predetermined dopant through the surface of the uneven structure of the semiconductor substrate 100a, to form a PN junction layer consisting of the first semiconductor layer 100 and the second semiconductor layer 200. do.

상기 도펀트를 도핑하여 PN접합층을 형성하는 공정은 전술한 실시예에서와 동일하다. 즉, 상기 반도체 기판(100a)의 표면으로 예로서 N형 도펀트를 고온확산법 또는 플라즈마 이온도핑법을 이용하여 도핑시킴으로써, P형 반도체층으로 이루어진 제1 반도체층(100) 및 상기 제1 반도체층(100)의 일면에 N형 반도체층으로 이루어진 제2 반도체층(200)을 형성할 수 있다. The process of forming the PN junction layer by doping the dopant is the same as in the above-described embodiment. That is, by doping an N-type dopant using a high temperature diffusion method or a plasma ion doping method, for example, on the surface of the semiconductor substrate 100a, the first semiconductor layer 100 made of a P-type semiconductor layer and the first semiconductor layer ( A second semiconductor layer 200 made of an N-type semiconductor layer may be formed on one surface of 100.

다음, 도 3c에서 알 수 있듯이, 상기 제2 반도체층(200) 상에 반사방지층(300)을 형성한다. 전술한 실시예에서와 마찬가지로, 상기 반사방지층(300)은 플라즈마 CVD법을 이용하여 실리콘질화물 또는 실리콘산화물로 형성할 수 있다. Next, as can be seen in Figure 3c, to form an anti-reflection layer 300 on the second semiconductor layer (200). As in the above-described embodiment, the anti-reflection layer 300 may be formed of silicon nitride or silicon oxide using a plasma CVD method.

다음, 도 3d에서 알 수 있듯이, 상기 반사방지층(300) 상에 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말(400a)을 공급함과 더불어 도펀트 소스(dopant source)(210a)를 추가로 공급한다. Next, as can be seen in Figure 3d, while irradiating a laser beam on the anti-reflection layer 300 to supply the conductive powder (400a) for electrode formation and further supply a dopant source (dopant source) (210a).

전술한 바와 같이, 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말(400a)을 공급하는 공정은, 소정의 레이저 클래딩(laser cladding) 장비(1)를 이용한 레이저 클래딩 공정으로 이루어질 수 있다. As described above, the process of supplying the conductive powder 400a for electrode formation while irradiating a laser beam may be performed by a laser cladding process using a predetermined laser cladding equipment 1.

상기 도펀트 소스(210a)를 공급하는 공정은 소정의 분사 장치(2)를 이용하여 수행할 수 있으며, 상기 도펀트 소스(210a)는 도펀트를 포함하는 분말 또는 가스로 이루어질 수 있다. The process of supplying the dopant source 210a may be performed by using a predetermined injection device 2, and the dopant source 210a may be made of powder or gas including a dopant.

이때, 상기 도펀트 소스(210a)는 상기 제2 반도체층(200)에 포함된 도펀트와 동일한 극성을 갖는다. 즉, 상기 제2 반도체층(200)에 N형 도펀트가 포함된 경우, 상기 도펀트 소스(210a)도 N형의 극성을 갖게 된다. In this case, the dopant source 210a has the same polarity as that of the dopant included in the second semiconductor layer 200. That is, when the N-type dopant is included in the second semiconductor layer 200, the dopant source 210a also has an N-type polarity.

이와 같이 레이저 클래딩 공정을 통해서 도전성 분말(400a)과 더불어 도펀트 소스(210a)을 함께 공급하게 되면, 도 3e에서 알 수 있듯이, 상기 레이저 빔이 조사된 영역에서 상기 반사방지층(300)이 제거되고, 상기 반사방지층(300)이 제거된 영역에 상기 도전성 분말(400a)이 채워짐으로써 제1 전극(400)이 형성될 수 있으며, 그와 더불어 상기 도펀트 소스(210a)에 의해서 상기 제2 반도체층(200)이 추가로 도핑되어 고농도층(210)이 형성될 수 있다. As such, when the dopant source 210a is supplied together with the conductive powder 400a through the laser cladding process, as shown in FIG. 3e, the anti-reflection layer 300 is removed from the laser beam irradiated region. The first electrode 400 may be formed by filling the conductive powder 400a in the region where the anti-reflection layer 300 is removed, and the second semiconductor layer 200 by the dopant source 210a. ) May be further doped to form a high concentration layer 210.

여기서, 상기 고농도층(210)은 상기 제2 반도체층(200)의 상부 영역, 보다 구체적으로는 상기 제1 전극(400)과 접하는 제2 반도체층(200)의 영역에 형성될 수 있다. The high concentration layer 210 may be formed in an upper region of the second semiconductor layer 200, more specifically in the region of the second semiconductor layer 200 in contact with the first electrode 400.

상기 고농도층(210)는 공급하는 도펀트 소스(210a)의 양을 적절히 조절함으로써 그 형성 두께가 조절될 수 있다. The formation thickness of the high concentration layer 210 may be controlled by appropriately adjusting the amount of the dopant source 210a to be supplied.

이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 레이저 클래딩 공정시 소정의 분사 장치(2)를 이용하여 도펀트 소스(210a)를 추가로 공급함으로써 상기 제2 반도체층(200)에 고농도층(210)을 추가로 형성할 수 있게 되고, 그에 따라 태양전지의 효율이 향상될 수 있는 이점이 있다. As described above, according to another exemplary embodiment of the present invention, the high concentration layer 210 is supplied to the second semiconductor layer 200 by additionally supplying the dopant source 210a by using a predetermined injection device 2 during the laser cladding process. It can be further formed, and there is an advantage that the efficiency of the solar cell can be improved accordingly.

한편, 전술한 바와 같이 별도의 분사 장치(2)를 이용하여 도펀트 소스(210a)을 공급하는 대신에, 상기 레이저 클래딩(laser cladding) 장비(1)를 통해서 상기 도전성 분말(400a)과 상기 도펀트 소스(210a)를 함께 공급하는 것도 가능하다. Meanwhile, as described above, instead of supplying the dopant source 210a using the separate injection device 2, the conductive powder 400a and the dopant source through the laser cladding equipment 1. It is also possible to supply 210a together.

전술한 실시예에서와 마찬가지로, 상기 레이저 빔이 조사된 영역에서 상기 반사방지층(300)이 제거됨과 더불어 제거된 반사방지층(300) 아래의 제2 반도체층(200)이 상기 레이저 빔의 영향에 의해서 상기 제1 반도체층(100) 쪽으로 이동할 수 있으며, 그에 따라서, 레이저 빔이 조사된 영역의 제2 반도체층(200)과 레이저 빔이 조사되지 않은 영역의 제2 반도체층(200) 사이에는 소정의 높이 차가 발생할 수 있다. As in the above-described embodiment, the anti-reflective layer 300 is removed from the area irradiated with the laser beam, and the second semiconductor layer 200 under the removed anti-reflective layer 300 is affected by the laser beam. The first semiconductor layer 100 may move toward the first semiconductor layer 100, and accordingly, a predetermined distance may be formed between the second semiconductor layer 200 in the region irradiated with the laser beam and the second semiconductor layer 200 in the region not irradiated with the laser beam. Height differences may occur.

다음, 도 3f에서 알 수 있듯이, 상기 제1 반도체층(100)의 타면, 보다 구체적으로는 상기 제1 반도체층(100)의 하면에 제3 반도체층(500)을 형성하고, 상기 제3 반도체층(500)의 하면에 제2 전극(600)을 형성함으로써, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판형 태양전지의 제조를 완성한다. 3F, the third semiconductor layer 500 is formed on the other surface of the first semiconductor layer 100, more specifically, on the lower surface of the first semiconductor layer 100, and the third semiconductor. By forming the second electrode 600 on the bottom surface of the layer 500, the manufacturing of the substrate-type solar cell according to another embodiment of the present invention is completed.

전술한 실시예에서와 마찬가지로, 상기 제3 반도체층(500) 및 제2 전극(600)을 형성하는 공정은, 상기 제1 반도체층(100)의 하면에 제2 전극 물질을 형성한 후 고온으로 열처리(Firing) 하는 공정으로 이루어질 수도 있고, 상기 제1 반도체층(100)의 하면 상에 제3 반도체층(500)을 별도로 형성한 후 상기 제3 반도체층(500) 상에 상기 제2 전극(600)을 형성하는 공정으로 이루어질 수도 있다. 경우에 따라서, 상기 제1 반도체층(100)의 하면 상에 상기 제2 전극(600)을 직접 형성할 수도 있다. As in the above-described embodiment, the process of forming the third semiconductor layer 500 and the second electrode 600 is performed at a high temperature after forming the second electrode material on the lower surface of the first semiconductor layer 100. The heat treatment may be performed, or after the third semiconductor layer 500 is separately formed on the bottom surface of the first semiconductor layer 100, the second electrode may be formed on the third semiconductor layer 500. 600). In some cases, the second electrode 600 may be directly formed on the bottom surface of the first semiconductor layer 100.

또한, 상기 제2 전극(600)은 상기 제3 반도체층(500)의 하면 전체에 형성할 수 있지만, 경우에 따라서, 상기 제3 반도체층(500)의 하면 전체에 형성하지 않고 소정 패턴으로 형성할 수도 있다. In addition, although the second electrode 600 may be formed on the entire lower surface of the third semiconductor layer 500, in some cases, the second electrode 600 may be formed in a predetermined pattern without being formed on the entire lower surface of the third semiconductor layer 500. You may.

이상과 같은 도 3a 내지 도 3f에 따른 공정으로 제조된 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지는, 제2 반도체층(200)의 구성이 변경된 것을 제외하고, 전술한 도 2a 내지 도 2f에 따른 공정으로 제조된 기판형 태양전지와 동일하게 된다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 레이저 클래딩 공정시 도전성 분말(400a)과 더불어 도펀트 소스(210a)을 함께 공급함으로써, 상기 제1 전극(400)과 접하는 상기 제2 반도체층(200)에 고농도층(210)이 추가로 형성된다. The solar cell according to another embodiment of the present invention manufactured by the process according to FIGS. 3A to 3F as described above, except that the configuration of the second semiconductor layer 200 is changed, according to the aforementioned FIGS. 2A to 2F It becomes the same as the substrate type solar cell manufactured by the process. That is, according to another embodiment of the present invention, by supplying the dopant source 210a together with the conductive powder 400a in the laser cladding process, to the second semiconductor layer 200 in contact with the first electrode 400 The high concentration layer 210 is further formed.

도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지의 제조공정을 보여주는 공정단면도이다. 4A to 4H are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

우선, 도 4a에서 알 수 있듯이, 반도체 기판(100a)을 준비한다. First, as shown in FIG. 4A, the semiconductor substrate 100a is prepared.

상기 반도체 기판(100a)을 준비하는 공정은 전술한 실시예에서와 동일하므로, 그에 대한 반복설명은 생략하기로 한다. Since the process of preparing the semiconductor substrate 100a is the same as in the above-described embodiment, repeated description thereof will be omitted.

다음, 도 4b에서 알 수 있듯이, 상기 반도체 기판(100a)의 요철구조 표면을 통해 소정의 도펀트를 도핑하여, 제1 반도체층(100) 및 제2 반도체층(200)으로 이루어진 PN접합층을 형성한다. Next, as can be seen in Figure 4b, by doping a predetermined dopant through the surface of the uneven structure of the semiconductor substrate 100a, to form a PN junction layer consisting of the first semiconductor layer 100 and the second semiconductor layer 200. do.

상기 도펀트를 도핑하여 PN접합층을 형성하는 공정도 전술한 실시예에서와 동일하므로, 그에 대한 반복설명은 생략하기로 한다. Since the process of forming the PN junction layer by doping the dopant is also the same as in the above-described embodiment, repeated description thereof will be omitted.

다음, 도 4c에서 알 수 있듯이, 상기 제2 반도체층(200) 상에 반사방지층(300)을 형성한다. 상기 반사방지층(300) 형성 공정도 전술한 실시예에서와 동일하므로, 그에 대한 반복설명은 생략하기로 한다. Next, as can be seen in Figure 4c, to form an anti-reflection layer 300 on the second semiconductor layer (200). Since the process of forming the anti-reflection layer 300 is also the same as in the above-described embodiment, a repeated description thereof will be omitted.

다음, 도 4d에서 알 수 있듯이, 상기 반사방지층(300) 상에 도펀트층(350)을 형성한다. Next, as can be seen in Figure 4d, to form a dopant layer 350 on the anti-reflection layer (300).

상기 도펀트층(350)은 소정의 도펀트 분말을 이용하여 형성할 수 있다. The dopant layer 350 may be formed using a predetermined dopant powder.

상기 도펀트층(350)은 상기 제2 반도체층(200)에 포함된 도펀트와 동일한 극성을 갖는다. 즉, 상기 제2 반도체층(200)에 N형 도펀트가 포함된 경우, 상기 도펀트층(350)도 N형의 극성을 갖게 된다. The dopant layer 350 has the same polarity as that of the dopant included in the second semiconductor layer 200. That is, when the N-type dopant is included in the second semiconductor layer 200, the dopant layer 350 also has an N-type polarity.

다음, 도 4e에서 알 수 있듯이, 상기 도펀트층(350) 상에 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말(400a)을 공급한다. Next, as shown in FIG. 4E, the conductive powder 400a for electrode formation is supplied while irradiating a laser beam onto the dopant layer 350.

전술한 바와 같이, 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말(400a)을 공급하는 공정은, 소정의 레이저 클래딩(laser cladding) 장비(1)를 이용한 레이저 클래딩 공정으로 이루어질 수 있다. As described above, the process of supplying the conductive powder 400a for electrode formation while irradiating a laser beam may be performed by a laser cladding process using a predetermined laser cladding equipment 1.

이와 같이 레이저 클래딩 공정을 이용하게 되면, 도 4f에서 알 수 있듯이, 상기 레이저 빔이 조사된 영역에서 상기 도펀트층(350)에 함유된 도펀트가 상기 제2 반도체층(200)에 추가로 도핑되어 고농도층(210)이 형성될 수 있으며, 그와 더불어 상기 레이저 빔이 조사된 영역에서 상기 반사방지층(300)이 제거되고 상기 반사방지층(300)이 제거된 영역에 상기 도전성 분말(400a)이 채워짐으로써 제1 전극(400)이 형성될 수 있다. When the laser cladding process is used as described above, as shown in FIG. 4F, the dopant contained in the dopant layer 350 is additionally doped in the second semiconductor layer 200 in the region where the laser beam is irradiated. The layer 210 may be formed, and the conductive powder 400a is filled in the region where the anti-reflection layer 300 is removed and the anti-reflection layer 300 is removed in the region where the laser beam is irradiated. The first electrode 400 may be formed.

여기서, 상기 고농도층(210)은 상기 제2 반도체층(200)의 상부 영역, 보다 구체적으로는 상기 제1 전극(400)과 접하는 제2 반도체층(200)의 상부 영역에 형성될 수 있다. The high concentration layer 210 may be formed in an upper region of the second semiconductor layer 200, more specifically, in an upper region of the second semiconductor layer 200 in contact with the first electrode 400.

한편, 전술한 실시예에서와 마찬가지로, 상기 레이저 빔이 조사된 영역에서 상기 반사방지층(300)이 제거됨과 더불어 제거된 반사방지층(300) 아래의 제2 반도체층(200)이 상기 레이저 빔의 영향에 의해서 상기 제1 반도체층(100) 쪽으로 이동할 수 있으며, 그에 따라서, 레이저 빔이 조사된 영역의 제2 반도체층(200)과 레이저 빔이 조사되지 않은 영역의 제2 반도체층(200) 사이에는 소정의 높이 차가 발생할 수 있다. On the other hand, as in the above-described embodiment, the anti-reflection layer 300 is removed in the area irradiated with the laser beam and the second semiconductor layer 200 under the removed anti-reflection layer 300 is affected by the laser beam. May move toward the first semiconductor layer 100, and thus, between the second semiconductor layer 200 in the region where the laser beam is irradiated and the second semiconductor layer 200 in the region where the laser beam is not irradiated. Some height difference may occur.

다음, 도 4g에서 알 수 있듯이, 잔존하는 도펀트층(350)을 제거한다. Next, as can be seen in Figure 4g, the remaining dopant layer 350 is removed.

다음, 도 4h에서 알 수 있듯이, 상기 제1 반도체층(100)의 타면, 보다 구체적으로는 상기 제1 반도체층(100)의 하면에 제3 반도체층(500)을 형성하고, 상기 제3 반도체층(500)의 하면에 제2 전극(600)을 형성함으로써, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판형 태양전지의 제조를 완성한다. Next, as shown in FIG. 4H, a third semiconductor layer 500 is formed on the other surface of the first semiconductor layer 100, more specifically, on the lower surface of the first semiconductor layer 100, and the third semiconductor. By forming the second electrode 600 on the bottom surface of the layer 500, the manufacturing of the substrate-type solar cell according to another embodiment of the present invention is completed.

상기 제3 반도체층(500) 및 제2 전극(600)을 형성하는 공정은 전술한 실시예에서와 동일하므로, 그에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다. Since the process of forming the third semiconductor layer 500 and the second electrode 600 is the same as in the above-described embodiment, repeated description thereof will be omitted.

이상은 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말(400a)을 공급함으로써 태양광이 입사되는 방향에 형성되는 제1 전극(400)을 보다 용이하게 형성하는 방법에 대해서 설명하였지만, 본 발명이 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 예로서, 태양광이 입사되는 반대 방향에 형성되는 제2 전극(600)을 소정의 패턴으로 형성할 경우에 있어서도 전술한 바와 같은 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말(400a)을 공급하는 공정을 이용할 수도 있다. In the above, the method of forming the first electrode 400 formed in the direction in which sunlight is incident by supplying the conductive powder 400a for electrode formation while irradiating a laser beam has been described more easily. It is not limited. For example, the step of supplying the conductive powder 400a for electrode formation while irradiating the laser beam as described above also when forming the second electrode 600 formed in a predetermined pattern in the opposite direction to which sunlight is incident. Can also be used.

또한, 이상은 P형 반도체기판을 베이스로 하여 P형 반도체기판에 N형 도펀트를 도핑시켜 PN접합구조를 형성한 후 이후 공정을 진행하는 방법에 대해서 설명하였는데, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, N형 반도체기판을 베이스로 하여 N형 반도체기판에 P형 도펀트를 도핑시켜 PN접합구조를 형성한 후 이후 공정을 진행하는 방법도 포함한다. In addition, the foregoing description has been given of a method of forming a PN junction structure by doping an N-type dopant to a P-type semiconductor substrate based on the P-type semiconductor substrate, and then proceeding with the subsequent steps, but the present invention is not necessarily limited thereto. Also, a method of forming a PN junction structure by doping a P-type dopant to an N-type semiconductor substrate based on the N-type semiconductor substrate and then proceeding thereafter is included.

또한, 본 발명은 레이저 클래딩 공정을 적용하여 전극을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 반도체 기판 이외에 유리 기판, 플라스틱 기판 등과 같은 기판 위에 있는 형성된 박막층을 식각하면서 전극 패턴을 형성하는 기술에 확대적용될 수 있을 것이다. In addition, the present invention relates to a method for forming an electrode by applying a laser cladding process, it can be extended to a technique for forming an electrode pattern while etching the formed thin film layer on a substrate such as a glass substrate, a plastic substrate in addition to the semiconductor substrate. .

100a: 반도체 기판 100: 제1 반도체층
200: 제2 반도체층 210: 고농도층
210a: 도펀트 소스 300: 반사방지층
350: 도펀트층 400: 제1 전극
400a: 도전성 분말 500: 제3 반도체층
600: 제2 전극100a: semiconductor substrate 100: first semiconductor layer
200: second semiconductor layer 210: high concentration layer
210a: dopant source 300: antireflective layer
350: dopant layer 400: first electrode
400a: conductive powder 500: third semiconductor layer
600: second electrode

Claims (14)

기판을 준비하는 공정;
상기 기판의 일면을 통해 도펀트를 도핑하여, 제1 반도체층 및 상기 제1 반도체층 상에 제2 반도체층을 형성하는 공정;
상기 제2 반도체층 상에 반사방지층을 형성하는 공정; 및
상기 반사방지층 상에 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급하여, 상기 레이저 빔이 조사된 영역에 상기 반사방지층을 제거함과 더불어 상기 반사방지층이 제거된 영역에 제1 전극을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 태양전지의 제조방법. Preparing a substrate;
Doping a dopant through one surface of the substrate to form a second semiconductor layer on the first semiconductor layer and the first semiconductor layer;
Forming an anti-reflection layer on the second semiconductor layer; And
Supplying conductive powder for electrode formation while irradiating a laser beam on the antireflection layer to remove the antireflection layer in the area irradiated with the laser beam and to form a first electrode in the area where the antireflection layer is removed. Method for manufacturing a solar cell comprising a. 제1항에 있어서,
상기 레이저 빔을 조사하는 공정은 상기 레이저 빔이 조사된 영역의 제2 반도체층과 상기 레이저 빔이 조사되지 않은 영역의 제2 반도체층 사이에 높이 차를 발생시키는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The method of claim 1,
The step of irradiating the laser beam generates a height difference between the second semiconductor layer in the region irradiated with the laser beam and the second semiconductor layer in the region not irradiated with the laser beam. . 제1항에 있어서,
상기 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급하는 공정은 레이저 클래딩 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The method of claim 1,
The process of supplying the conductive powder for electrode formation while irradiating the laser beam is a manufacturing method of a solar cell, characterized in that consisting of a laser cladding process. 제1항에 있어서,
상기 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급하는 공정시 상기 도펀트와 동일한 극성의 도펀트 소스를 추가로 공급함으로써 상기 제2 반도체층에 고농도층을 형성하고, 이때, 상기 고농도층은 상기 제2 반도체층의 영역 중에서 상기 도펀트 소스가 추가되지 않은 영역에 비하여 상기 도펀트 소스가 추가된 만큼 농도가 상승된 영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The method of claim 1,
In the process of supplying the conductive powder for electrode formation while irradiating the laser beam to form a high concentration layer in the second semiconductor layer by additionally supplying a dopant source of the same polarity as the dopant, wherein the high concentration layer is the second The method of manufacturing a solar cell of claim 1, wherein the concentration of the dopant source is increased as compared to a region where the dopant source is not added. 제4항에 있어서,
상기 도펀트 소스를 추가로 공급하는 공정은 별도의 분사 장치를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. 5. The method of claim 4,
The method of additionally supplying the dopant source is a solar cell manufacturing method, characterized in that performed using a separate injection device. 제1항에 있어서,
상기 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급하는 공정 이전에, 상기 반사방지층 상에 상기 도펀트와 동일한 극성의 도펀트층을 형성하는 공정을 추가로 포함함으로써 상기 제2 반도체층에 고농도층을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The method of claim 1,
Before the step of supplying the conductive powder for electrode formation while irradiating the laser beam, further comprising the step of forming a dopant layer of the same polarity as the dopant on the anti-reflection layer to form a high concentration layer on the second semiconductor layer Method for producing a solar cell, characterized in that. 제6항에 있어서,
상기 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급하는 공정 이후에, 잔존하는 상기 도펀트층을 제거하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The method according to claim 6,
After the step of supplying the conductive powder for electrode formation while irradiating the laser beam, the method of manufacturing a solar cell further comprising the step of removing the remaining dopant layer. 제1항에 있어서,
상기 기판을 준비하는 공정은 상기 기판의 일면을 요철구조로 식각하는 공정을 포함하여 이루어지며, 상기 도펀트는 상기 기판의 요철구조 표면을 통해 도핑하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The method of claim 1,
The step of preparing the substrate comprises a step of etching the one surface of the substrate to the concave-convex structure, wherein the dopant is doped through the surface of the concave-convex structure of the substrate. 제1항에 있어서,
상기 제2 반도체층이 형성되지 않은 상기 제1 반도체층의 타면에 제3 반도체층을 형성하고, 상기 제3 반도체층 상에 제2 전극을 형성하는 공정을 추가로 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The method of claim 1,
And forming a third semiconductor layer on the other surface of the first semiconductor layer where the second semiconductor layer is not formed, and forming a second electrode on the third semiconductor layer. Method for producing a battery. 극성을 갖는 제1 반도체층;
상기 제1 반도체층과 상이한 극성을 가지며 상기 제1 반도체층 상에 형성된 제2 반도체층;
상기 제2 반도체층 상에 형성된 반사방지층; 및
상기 반사방지층에 형성된 콘택홀을 통해 상기 제2 반도체층과 연결되는 제1 전극을 포함하여 이루어지며,
이때, 상기 제1 전극이 형성된 영역의 제2 반도체층과 상기 제1 전극이 형성되지 않은 영역의 제2 반도체층 사이에 높이 차가 있는 것을 특징으로 하는 태양전지. A first semiconductor layer having polarity;
A second semiconductor layer formed on the first semiconductor layer and having a different polarity than that of the first semiconductor layer;
An anti-reflection layer formed on the second semiconductor layer; And
And a first electrode connected to the second semiconductor layer through a contact hole formed in the anti-reflection layer.
In this case, there is a height difference between the second semiconductor layer in the region where the first electrode is formed and the second semiconductor layer in the region where the first electrode is not formed. 제10항에 있어서,
상기 제1 전극은 상기 반사방지층 상에 레이저 빔을 조사하면서 전극형성용 도전성 분말을 공급함으로써 상기 레이저 빔이 조사된 영역에 상기 반사방지층이 제거됨과 더불어 상기 반사방지층이 제거된 영역에 상기 도전성 분말이 채워져 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지. The method of claim 10,
The first electrode supplies the conductive powder for forming an electrode while irradiating a laser beam on the antireflection layer to remove the antireflection layer in a region to which the laser beam is irradiated, and to provide the conductive powder in a region where the antireflection layer is removed. Solar cell, characterized in that the fill. 제10항에 있어서,
상기 제1 전극과 접하는 상기 제2 반도체층에 고농도층이 추가로 형성되고, 이때, 상기 고농도층은 상기 제2 반도체층의 영역 중에서 도펀트 소스가 추가되지 않은 영역에 비하여 도펀트 소스가 추가된 만큼 농도가 상승된 영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지. The method of claim 10,
A high concentration layer is further formed on the second semiconductor layer in contact with the first electrode, wherein the high concentration layer has a concentration as much as the dopant source is added as compared to a region where the dopant source is not added in the region of the second semiconductor layer. The solar cell, characterized in that consisting of the elevated region. 제10항에 있어서,
상기 제1 반도체층 및 제2 반도체층의 일면은 요철구조로 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지. The method of claim 10,
One surface of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer is a solar cell, characterized in that formed in a concave-convex structure. 제10항에 있어서,
상기 제2 반도체층이 형성되지 않은 상기 제1 반도체층의 타면에 제3 반도체층이 추가로 형성되어 있고, 상기 제3 반도체층 상에 제2 전극이 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지. The method of claim 10,
A third semiconductor layer is further formed on the other surface of the first semiconductor layer where the second semiconductor layer is not formed, and a second electrode is further formed on the third semiconductor layer. .
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