KR101251857B1 - 양면 수광형 태양전지 제조 방법 - Google Patents
양면 수광형 태양전지 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 기판 전면과 후면에 각각 불순물의 도전형 및 농도가 다른 다층 구조의 비정질 박막층을 각각 적층하고, 적층된 비정질 박막층을 도핑 소스 및 확산 방지막으로 이용한 한 번의 확산 공정을 시행하여 에미터층, 후면 전계층 및 확산 공정의 부산물인 확산 부산 산화막을 형성하고, 확산 부산 산화막을 도핑 소스로 이용한 레이저 도핑 공정 및 도금 공정을 시행하여 기판 전면 또는 후면에 전극을 형성할 수 있도록 하는 양면 수광형 태양전지 제조 방법에 관한 것으로, 제1도전형의 실리콘 재질의 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판의 상하부면에 각각 서로 다른 도전형의 불순물을 포함하고 있는 다층 구조의 제1비정질 박막층 및 제2비정질 박막층을 증착하는 단계와; 열처리 공정을 진행하여 상기 제1비정질 박막층 및 상기 제2비정질 박막층에 포함되어 있는 불순물을 상기 기판의 내부로 확산시켜 상기 기판의 상층부, 중층부 및 하층부에 각각 에미터층, 베이스층 및 후면 전계층을 형성하며, 상기 제1비정질 박막층 및 상기 제2비정질 박막층을 각각 패시베이션 및 광 반사 방지 역할을 하는 제1확산 부산 산화막 및 제2확산 부산 산화막으로 변환시키는 단계와; 레이저(Laser) 도핑 공정을 통해 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막을 국부적으로 식각하면서 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막의 식각 패턴에 대응하는 부위의 상기 기판 내부에 고농도 도핑 영역을 형성하고, 그 형성된 고농도 도핑 영역 상에 도금 방식으로 전면전극 또는 후면전극을 형성하는 단계를 수행함으로써, 기판의 전후면에서의 광 수집량의 증가에 따른 광전 변환 효율의 향상, 제조공정의 단순화 및 원가 절감의 효과가 있다.
Description
본 발명은 양면 수광형 태양전지 제조 방법에 관한 것으로, 특히 기판 전면과 후면에 각각 불순물의 도전형 및 농도가 다른 다층 구조의 비정질 박막층을 각각 적층하고, 적층된 비정질 박막층을 도핑 소스 및 확산 방지막으로 이용한 한 번의 확산 공정을 시행하여 에미터층, 후면 전계층 및 확산 공정의 부산물인 확산 부산 산화막을 형성하고, 확산 부산 산화막을 도핑 소스로 이용한 레이저 도핑 공정 및 도금 공정을 시행하여 기판 전면 또는 후면에 전극을 형성할 수 있도록 하는 양면 수광형 태양전지 제조 방법에 관한 것이다.
태양전지는 태양광을 흡수하여 전기로 변환시키는 태양광 발전의 핵심소자로서, 기본적으로 p-n 접합으로 이루어진 다이오드(Diode)라 할 수 있다.
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.
한편, 태양전지는 p-n 접합부인 광흡수층의 형태나 불순물 종류에 따라 다양하게 구분되는데 광흡수층으로는 대표적으로 실리콘(Si)을 들 수 있으며, 이와 같은 실리콘계 태양전지는 형태에 따라 실리콘 기판 자체를 광흡수층으로 이용하는 실리콘 기판형과, 실리콘을 박막 형태로 증착하여 광흡수층을 형성하는 박막형으로 구분된다.
실리콘계 태양전지 중 실리콘 기판형의 일반적인 구조를 예들 들어 살펴보면 다음과 같다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1도전형 불순물이 도핑된 베이스층(11) 위에 제2도전형 불순물이 도핑된 에미터층(12)이 적층되며, 에미터층(12)의 상부에 핑거 바 또는 버스 바 등의 패턴을 가진 전면전극(14)이 형성되고, 베이스층(11)의 하부에 제1도전형 불순물이 고농도 도핑된 후면 전계층(16)이 형성되며, 후면 전계층(16)의 하부에 후면전극(15)이 전체적으로 형성되어 있는 구조를 갖는다. 이때, 베이스층(11), 에미터층(12) 및 후면 전계층(16)은 하나의 실리콘 재질의 기판(10)에 구현되는 것으로서, 기판(10)의 중층부는 베이스층(11), 상층부는 에미터층(12), 하층부는 후면 전계층(16)으로 구분된다.
이와 같은 종래의 태양전지는 단면 수광형으로서, 기판(10)의 후면에 전체적으로 금속성의 후면전극(15)이 형성됨에 따라, 다량의 금속 물질 소비로 인해 제조 원가가 높고, 지표면에서 반사되는 태양광의 경우에는 전혀 흡수할 수 없어 광 수집량이 제한적임에 따라, 광전 변환 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
이에, 최근에는 전면 수광부로만 태양광을 흡수할 수 있는 종래의 단면 수광형 태양전지의 문제점을 극복하기 위하여 전면과 후면의 양면으로 수광이 가능한 양면 수광형 태양전지가 개발되고 있다. 일 예로, 특허문헌 1에는 양면 수광형 태양전지 및 그 제조 방법에 대해 개시되어 있다.
이러한, 양면 수광형 태양전지는 전면 수광부로 태양광을 흡수할 수 있을 뿐만 아니라 후면 수광부로 지표면에서 반사되는 태양광까지 흡수할 수 있기 때문에, 광전 변환 효율 증가에 기여할 수 있어, 건물 일체형 태양광 발전장치(BIPV, Building Integrated Photovoltaic) 등과 같은 활용 분야가 넓은 태양광 발전 모듈에 사용하기에 적합하다.
또한, 양면 수광형 태양전지는 전면과 후면이 동일 또는 유사한 금속 전극이 구비된 대칭 구조이기 때문에, 종래의 단면 수광형 태양전지에서 발생될 수 있는 전면과 후면 전극의 도포 면적과 열팽창계수 차이에 따른 휨(Bowing) 현상이 최소화될 수 있어, 원가 절감에 유리한 박형의 실리콘 기판을 사용하여 제조하는 것이 가능하다.
도 2를 참조하여 일반적인 양면 수광형 태양전지의 구조를 살펴보면, 제1도전형(예를 들어, n형)의 기판(10)을 기준으로 기판(10) 상부에는 제2도전형(예를 들어, p형)의 불순물이 도핑된 에미터층(12)이 구비되어 p-n 접합을 이루며, 에미터층(12) 상에는 전면전극(14)이 구비된다. 또한, 기판(10) 하부에는 제1도전형의 불순물이 도핑된 후면 전계층(16)과 후면전극(15)이 구비되며, 기판(10)의 전면과 후면에는 각각 반사방지막(13)이 구비된다.
이와 같은 구조를 갖는 양면 수광형 태양전지의 제조 과정을 살펴보면, 먼저 제1도전형의 실리콘 재질의 기판(10)을 준비하고, 준비된 기판(10)의 표면 텍스쳐링, 기판(10)의 상부에 제2도전형의 불순물 이온 주입(Doping)·확산(Diffusion)을 통한 에미터층(12) 및 베이스층(11)의 p-n 접합(p-n Junction) 형성, 기판(10)의 하부에 제1도전형의 불순물 이온 주입·확산을 통한 후면 전계층(16)의 고-저 접합(high-low junction) 형성, 기판(10)의 상부 및 하부에 반사방지막(13) 형성, 전면전극(14) 및 후면전극(15) 형성 등의 공정을 거쳐 제조된다.
한편, 반사방지막(13) 형성 이전에는, 확산 공정 시 열처리에 의해 기판(10)의 표면에 형성된 PSG(Phosphorus Silicate Glass)막 또는 BSG(Boron Silicate Glass)막 등의 불순물을 포함한 확산 부산물인 확산 부산 산화막을 제거하는 세정 공정 및 확산방지막을 제거하기 위한 식각 공정 또는 기판(10)의 한 면에 형성되는 불필요한 도핑층을 제거하는 식각 공정 등을 진행하게 된다.
따라서, 종래에는 양면 수광형 태양전지를 제조하기 위해 여러 번의 확산 공정을 진행해야 하고, 확산 공정 이전에 확산방지막을 형성하는 공정을 추가하거나 확산 공정 이후에 기판(10)의 한 면을 식각하여 도핑층을 제거하는 공정이 요구되고, 확산 공정의 후속으로 확산 부산 산화막의 제거를 위해 세정 공정 등을 진행해야만 하기 때문에, 제조 공정이 복잡하여 제조 원가 상승을 초래하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 기판 전면과 후면에 각각 불순물의 도전형 및 농도가 다른 다층 구조의 비정질 박막층을 각각 적층하고, 적층된 비정질 박막층을 도핑 소스 및 확산 방지막으로 이용한 한 번의 확산 공정을 시행하여 에미터층, 후면 전계층 및 확산 공정의 부산물인 확산 부산 산화막을 형성하고, 확산 부산 산화막을 도핑 소스로 이용한 레이저 도핑 공정 및 도금 공정을 시행하여 기판 전면 또는 후면에 전극을 형성할 수 있도록 하는 양면 수광형 태양전지 제조 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 태양전지의 제조 방법은, 제1도전형의 실리콘 재질의 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판의 상하부면에 각각 서로 다른 도전형의 불순물을 포함하고 있는 다층 구조의 제1비정질 박막층 및 제2비정질 박막층을 증착하는 단계와; 열처리 공정을 진행하여 상기 제1비정질 박막층 및 상기 제2비정질 박막층에 포함되어 있는 불순물을 상기 기판의 내부로 확산시켜 상기 기판의 상층부, 중층부 및 하층부에 각각 에미터층, 베이스층 및 후면 전계층을 형성하며, 상기 제1비정질 박막층 및 상기 제2비정질 박막층을 각각 패시베이션 및 광 반사 방지 역할을 하는 제1확산 부산 산화막 및 제2확산 부산 산화막으로 변환시키는 단계와; 레이저(Laser) 도핑 공정을 통해 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막을 국부적으로 식각하면서 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막의 식각 패턴에 대응하는 부위의 상기 기판 내부에 고농도 도핑 영역을 형성하고, 그 형성된 고농도 도핑 영역 상에 도금 방식으로 전면전극 또는 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
다르게는, 제1도전형의 실리콘 재질의 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판의 상하부면에 각각 서로 다른 도전형의 불순물을 포함하고 있는 다층 구조의 제1비정질 박막층 및 제2비정질 박막층을 증착하는 단계와; 열처리 공정을 진행하여 상기 제1비정질 박막층 및 상기 제2비정질 박막층에 포함되어 있는 불순물을 상기 기판의 내부로 확산시켜 상기 기판의 상층부, 중층부 및 하층부에 각각 에미터층, 베이스층 및 후면 전계층을 형성하며, 상기 제1비정질 박막층 및 상기 제2비정질 박막층을 각각 패시베이션 및 광 반사 방지 역할을 하는 제1확산 부산 산화막 및 제2확산 부산 산화막으로 변환시키는 단계와; 상기 제1확산 부산 산화막의 상부와 상기 제2확산 부산 산화막의 하부에 각각 반사방지막을 적층하는 단계와; 레이저(Laser) 도핑 공정을 통해 상기 반사방지막과 함께 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막을 국부적으로 식각하면서 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막의 식각 패턴에 대응하는 부위의 상기 기판 내부에 고농도 도핑 영역을 형성하고, 그 형성된 고농도 도핑 영역 상에 도금 방식으로 전면전극 또는 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1비정질 박막층 및 제2비정질 박막층을 증착하는 단계는, 상기 기판의 상부면에 제2도전형 불순물을 포함하고 있는 제1비정질 박막을 증착하는 단계와; 상기 기판의 하부면에 제1도전형 불순물을 포함하고 있는 제2비정질 박막을 증착하는 단계와; 상기 제1비정질 박막의 상부와 상기 제2비정질 박막의 하부에 각각 진성 비정질 박막을 증착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 제1확산 부산 산화막 및 제2확산 부산 산화막으로 변환시키는 단계에서는, 상기 열처리 공정을 통해 상기 제1비정질 박막층 및 상기 제2비정질 박막층에 포함되어 있는 불순물을 소모시키면서 상기 제1비정질 박막층 및 상기 제2비정질 박막층을 성장시켜 확산 부산물인 상기 제1확산 부산 산화막 및 상기 제2확산 부산 산화막으로 변환시키는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 양면 수광형 태양전지의 제조 방법은, 제1도전형의 실리콘 재질의 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판의 상부면에 제2도전형의 불순물을 포함하고 있는 다층 구조의 제1비정질 박막층을 증착하는 단계와; 상기 제1비정질 박막층이 상부면에 증착된 상기 기판을 제1도전형의 불순물 이온이 채워져 있는 퍼니스(Furnace)에 넣고 열처리하여 상기 기판의 하부면에 제1도전형의 불순물 이온을 주입·확산시키고, 상기 제1비정질 박막층에 포함되어 있는 불순물을 상기 기판의 내부로 확산시켜 상기 기판의 상층부, 중층부 및 하층부에 각각 에미터층, 베이스층 및 후면 전계층을 형성하며, 상기 제1비정질 박막층을 패시베이션 및 광 반사 방지 역할을 하는 제1확산 부산 산화막으로 변환시키고, 상기 기판의 하부면에 제2확산 부산 산화막을 형성하는 단계와; 레이저(Laser) 도핑 공정을 통해 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막을 국부적으로 식각하면서 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막의 식각 패턴에 대응하는 부위의 상기 기판 내부에 고농도 도핑 영역을 형성하고, 그 형성된 고농도 도핑 영역 상에 도금 방식으로 전면전극 또는 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
다르게는, 제1도전형의 실리콘 재질의 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판의 상부면에 제2도전형의 불순물을 포함하고 있는 다층 구조의 제1비정질 박막층을 증착하는 단계와; 상기 제1비정질 박막층이 상부면에 증착된 상기 기판을 제1도전형의 불순물 이온이 채워져 있는 퍼니스(Furnace)에 넣고 열처리하여 상기 기판의 하부면에 제1도전형의 불순물 이온을 주입·확산시키고, 상기 제1비정질 박막층에 포함되어 있는 불순물을 상기 기판의 내부로 확산시켜 상기 기판의 상층부, 중층부 및 하층부에 각각 에미터층, 베이스층 및 후면 전계층을 형성하며, 상기 제1비정질 박막층을 패시베이션 및 광 반사 방지 역할을 하는 제1확산 부산 산화막으로 변환시키고, 상기 기판의 하부면에 제2확산 부산 산화막을 형성하는 단계와; 상기 제1확산 부산 산화막의 상부와 상기 제2확산 부산 산화막의 하부에 각각 반사방지막을 적층하는 단계와; 레이저(Laser) 도핑 공정을 통해 상기 반사방지막과 함께 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막을 국부적으로 식각하면서 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막의 식각 패턴에 대응하는 부위의 상기 기판 내부에 고농도 도핑 영역을 형성하고, 그 형성된 고농도 도핑 영역 상에 도금 방식으로 전면전극 또는 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1비정질 박막층을 증착하는 단계는, 상기 기판의 상부면에 제2도전형 불순물을 포함하고 있는 제1비정질 박막을 증착하는 단계와; 상기 제1비정질 박막의 상부에 진성 비정질 박막을 증착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 제2확산 부산 산화막을 형성하는 단계에서는, 상기 열처리를 통해 상기 제1비정질 박막층에 포함되어 있는 불순물을 소모시키면서 상기 제1비정질 박막층을 성장시켜 확산 부산물인 상기 제1확산 부산 산화막으로 변환시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 양면 수광형 태양전지 제조 방법에 의하면, 기판 전면과 후면에 각각 불순물의 도전형 및 농도가 다른 다층 구조의 비정질 박막층을 각각 적층하고, 적층된 비정질 박막층을 도핑 소스 및 확산 방지막으로 이용한 한 번의 확산 공정을 시행하여 에미터층, 후면 전계층 및 확산 공정의 부산물인 확산 부산 산화막을 형성하고, 확산 부산 산화막을 도핑 소스로 이용한 레이저 도핑 공정 및 도금 공정을 시행하여 기판 전면 또는 후면에 전극을 형성함으로써, 기판의 전후면에서의 광 수집량의 증가에 따른 광전 변환 효율의 향상, 제조공정의 단순화 및 원가 절감의 효과가 있다.
도 1은 일반적인 단면 수광형 태양전지의 단면도.
도 2는 일반적인 양면 수광형 태양전지의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 태양전지의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 태양전지 제조 방법의 흐름도.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 태양전지 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
도 2는 일반적인 양면 수광형 태양전지의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 태양전지의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 태양전지 제조 방법의 흐름도.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 태양전지 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양면 수광형 태양전지 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 태양전지는 제1도전형 불순물이 도핑된 베이스층(11)의 상부에 제2도전형 불순물이 도핑된 에미터층(12)이 형성되며, 에미터층(12)의 상부에 핑거 바 또는 버스 바 등의 패턴을 가진 전면전극(14)이 형성되고, 베이스층(11)의 하부에 제1도전형 불순물이 고농도 도핑된 후면 전계층(16)이 형성되며, 후면 전계층(16)의 하부에 핑거 바 또는 버스 바 등의 패턴을 가진 후면전극(15)이 형성된 구조를 갖는다. 여기서, 제1도전형은 n형 또는 p형일 수 있으며, 이하에서는 제1도전형은 n형, 제2도전형은 p형인 것을 일 예로 들어 설명하기로 한다.
아울러, 베이스층(11), 에미터층(12) 및 후면 전계층(16)은 하나의 실리콘 기판(10)에 구현되는 것으로서, 실리콘 기판(10)의 중층부는 베이스층(11), 상층부는 에미터층(12), 하층부는 후면 전계층(16)으로 구분된다. 후면 전계층(16)은 베이스층(11)에 비해 높은 에너지 장벽을 가지기 때문에, 베이스층(11) 내에서 태양광 입사에 의해 광생성된 소수 운송자가 후면전극(15)으로 이동하는 것을 차단함과 동시에, 광생성된 다수 운송자가 후면전극(15)으로 수월하게 이동하도록 하는 패시베이션 역할을 수행하게 된다.
또한, 전면전극(14)의 형성 부위를 제외한 에미터층(12)의 상부면에는 패시베이션 및 광 반사 방지 역할을 하는 제1확산 부산 산화막(20)이 적층되고, 후면전극(15)의 형성부위를 제외한 후면 전계층(16)의 하부면에는 패시베이션 및 광 반사 방지 역할을 하는 제2확산 부산 산화막(22)이 적층된다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 제1확산 부산 산화막(20) 및 제2확산 부산 산화막(22)의 표면에는 각각 실리콘 질화물(SiNx) 등으로 구성된 반사방지막이 적층되어 광 반사 방지 효율을 증가시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 구성에 있어서, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 수광형 태양전지의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1도전형의 결정질 실리콘(Si) 재질의 기판(10)을 준비한다(S100).
상기한 단계 S100에서는 전처리 공정인 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.
아울러, 쏘 데미지 에칭(Saw Damage Etching) 공정 이후에는, 산(Acid) 또는 알카리(Alkaline) 등을 이용한 습식 텍스쳐링 공정이나 건식 텍스쳐링 공정을 진행하여 기판(10) 표면에 요철 구조를 형성하는 것이 바람직하다.
상기한 단계 S100을 통해 기판(10)이 준비된 상태에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 상하부면에 각각 서로 다른 도전형의 불순물을 포함하고 있는 제1비정질 박막층(21) 및 제2비정질 박막층(23)을 증착한다(S110).
상기한 단계 S110에서는 기판(10)의 상부면에 제2도전형 불순물을 포함하고 있는 제1비정질 박막(21-1)을 증착하고, 하부면에 제1도전형 불순물을 포함하고 있는 제2비정질 박막(23-1)을 증착한 다음, 제1비정질 박막(21-1)의 상부면과 제2비정질 박막(23-1)의 하부면에 각각 후속의 단계 S120의 열처리 공정 시 근접한 타 기판에 증착되어 있는 비정질 박막 등과 같은 도핑 소스로부터의 외부 확산(Out Diffusion) 현상에 의해 발생할 수 있는 상호 확산 오염을 방지하기 위한 확산 방지막 역할을 하는 진성 비정질 박막(21-2, 23-2)을 증착하는 절차를 수행하는 것이 바람직하다.
이때, 제1비정질 박막(21-1) 및 제2비정질 박막(23-1)은 예컨대, 제2도전형 불순물을 포함한 비정질 실리콘(a-Si) 박막, 비정질 실리콘 산화물(a-SiOx 또는 a-SiOx:H) 박막, 비정질 실리콘 질화물(a-SiNx) 박막, 비정질 실리콘 탄화물(a-SiCx) 박막, 비정질 탄소(a-C) 박막 또는 비정질 알루미늄 산화물(a-AlOx) 박막 등으로 이루어질 수 있으며, 진성 비정질 박막(21-2, 23-2)은 예컨대, 진성 비정질 실리콘(a-Si) 박막, 진성 비정질 실리콘 산화물(a-SiOx 또는 a-SiOx:H) 박막, 진성 비정질 실리콘 질화물(a-SiNx) 박막, 진성 비정질 실리콘 탄화물(a-SiCx) 박막, 진성 비정질 탄소(a-C) 박막 또는 진성 비정질 알루미늄 산화물(a-AlOx) 박막 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기한 단계 S110에서 기판(10)의 상하부면에 각각 증착되는 제1비정질 박막층(21) 및 제2비정질 박막층(23)은 예컨대, 각각 5 나노미터(nm) 내지 100 나노미터(nm) 범위 내의 두께를 갖도록 증착되되, 10 나노미터(nm) 내지 20 나노미터(nm)의 두께를 갖도록 증착되는 것이 바람직하다.
또한, 상기한 단계 S110에서는 제1비정질 박막층(21) 및 제2비정질 박막층(23)을 각각 기판(10)의 한쪽 면에만 각각 증착하는 단면 증착 공정을 시행하는 것이 바람직하다. 이러한 단면 증착 공정은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방식, APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition) 방식, HW(Hot Wire)-CVD 방식, LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 방식, 물리적 기상 증착 방식인 스퍼터링(Sputtering) 방식 또는 EVA(Evaporation) 방식 등을 통해 구현될 수 있다.
상기한 단계 S110 다음에는, 열처리 공정을 진행하여 제1비정질 박막층(21) 및 제2비정질 박막층(23)에 포함되어 있는 불순물을 기판(10)의 내부로 확산시킨다(S120).
상기한 단계 S120에서의 열처리 공정은 예컨대, 산소 분위기에 제1비정질 박막층(21) 및 제2비정질 박막층(23)이 상하부에 각각 증착되어 있는 기판들을 넣은 다음, 800℃ 내지 1200℃ 범위 내의 온도에서 약 10분 내지 100분 범위 내의 시간 동안 진행하되, 900℃ 내지 1000℃ 범위 내의 온도에서 약 20분 내지 60분 범위 내의 시간 동안 진행하는 것이 바람직하다.
상기한 단계 S120에서의 열처리 공정을 통해, 도 6에 도시된 바와 같이 제1비정질 박막층(21)의 제1비정질 박막(21-1) 및 제2비정질 박막층(23)의 제2비정질 박막(23-1)에 포함되어 있는 불순물이 소모되면서 기판(10)의 내부로 열 확산(Thermal Diffusion)하여 기판(10)의 상층부, 중층부 및 하층부에 각각 에미터층(12), 베이스층(11) 및 후면 전계층(16)을 형성한다(S130).
이와 같이 상기한 단계 S130을 통해 기판(10)의 상층부에는 에미터층(12), 중층부에는 베이스층(11), 하층부에는 후면 전계층(16)이 독립적으로 형성됨으로 인해 추가적인 아이솔레이션 공정이 요구되지 않게 된다.
한편, 상기한 단계 S120에서의 열처리 공정을 통해, 산화(Oxidation) 공정도 함께 진행되며, 이에 따라 기판(10)의 상하부면에 각각 증착되어 있던 제1비정질 박막층(21) 및 제2비정질 박막층(23)은 포함하고 있던 불순물이 거의 소모되면서 최적의 패시베이션 특성을 갖는 두께로 성장하여 확산 부산물인 제1확산 부산 산화막(20) 및 제2확산 부산 산화막(22)으로 각각 변환된다(S140).
상기한 단계 S140에서 제1확산 부산 산화막(20) 및 제2확산 부산 산화막(22)은 불순물이 거의 소모된 상태임에 따라 유전층의 성질을 갖게 되며, 이에 따라 패시베이션층 및 방사방지막으로 이용 가능하다.
예를 들어, 상기한 단계 S140을 통해 변환된 제1확산 부산 산화막(20)은 제1비정질 박막층(21)의 제1비정질 박막(21-1)으로 붕소(B)가 도핑된 비정질 실리콘 박막 또는 비정질 실리콘 산화물 박막이 이용되는 경우, BSG로 이루어질 수 있으며, 제2확산 부산 산화막(22)은 제2비정질 박막층(23)의 제2비정질 박막(23-1)으로 인(P)이 도핑된 비정질 실리콘 박막 또는 비정질 실리콘 산화물 박막이 이용되는 경우, PSG로 이루어질 수 있다.
또한, 상기한 단계 S140을 통해 변환된 제1확산 부산 산화막(20) 및 제2확산 부산 산화막(22)은 예컨대, 각각 10 나노미터(nm) 내지 120 나노미터(nm) 범위 내의 두께를 갖도록 형성되되, 60 나노미터(nm) 내지 100 나노미터(nm)의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기한 단계 S120 내지 S140은 단일의 고온 열처리 공정 내에서 순차적으로 또는 병행하여 진행될 수 있기 때문에 태양전지 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.
상기한 단계 S140 다음에는, 기판(10)의 상하부에 각각 도전성의 전면전극(14) 및 후면전극(15)을 형성한다(S150).
상기한 단계 S150에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 인쇄 방식으로 후면전극(15)을 먼저 형성한 후, 도 8에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 상부에 형성되어 있는 제1확산 부산 산화막(20)에 레이저(Laser)를 조사하여 제1확산 부산 산화막(20)을 국부적으로, 예컨대 미세 선폭을 가진 핑거 바 또는 버스 바 등의 패턴 형태로 식각하면서, 제1확산 부산 산화막(20)에 포함되어 있는 불순물을 국부적으로 기판(10) 내부로 확산시켜 제1확산 부산 산화막(20)의 식각 패턴 형태에 대응하는 부위의 기판(10)의 상층부, 즉 에미터층(12)에 제2도전형 불순물이 추가적으로 도핑된 고농도 도핑 영역(12-1)을 노출 형성한 후, 그 형성된 고농도 도핑 영역(12-1)의 상부에 도금 방식으로 니켈(Ni)층, 구리(Cu)층 및 주석(Sn)층을 차례로 도금하여 미세 선폭을 갖는 전면전극(14)을 형성할 수 있다.
여기서, 니켈(Ni)층은 기판(10)과의 접촉 저항을 감소시키는 한편 구리(Cu)층 도금 시 구리(Cu)층에 포함되어 있는 불순물의 기판(10) 내부 확산을 방지하며, 구리(Cu)층은 낮은 비저항을 가지며 전류 흐름을 향상시키고, 주석(Sn)층은 구리(Cu)층의 산화를 방지하게 된다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 인쇄 방식으로 전면전극(14)을 먼저 형성한 후, 기판(10)의 상부에 형성되어 있는 제2확산 부산 산화막(22)에 레이저(Laser)를 조사하여 제2확산 부산 산화막(22)을 국부적으로, 예컨대 미세 선폭을 가진 핑거 바 또는 버스 바 등의 패턴 형태로 식각하면서, 제2확산 부산 산화막(22)에 포함되어 있는 불순물을 국부적으로 기판(10) 내부로 확산시켜 제2확산 부산 산화막(22)의 식각 패턴 형태에 대응하는 부위의 기판(10)의 하층부, 즉 후면 전계층(16)에 제1도전형 불순물이 추가적으로 도핑된 고농도 도핑 영역을 노출 형성한 후, 그 형성된 고농도 도핑 영역의 하부에 도금 방식으로 후면전극(15)을 형성할 수도 있다.
한편으로, 상기한 단계 S140 다음에는, 광 반사 방지 효율을 증가시키기 위해 제1확산 부산 산화막(20)의 상부 및 제2확산 부산 산화막(22)의 하부에 각각 일정 두께의 실리콘 질화물(SiNx)을 증착(Deposition)시켜 반사방지막을 적층한 후, 레이저 도핑 공정을 통해 반사방지막과 함께 제1확산 부산 산화막(20) 또는 제2확산 부산 산화막(22)을 국부적으로 식각하면서, 제1확산 부산 산화막(20) 또는 제2확산 부산 산화막(22)에 포함되어 있는 불순물을 국부적으로 기판(10) 내부로 확산시켜 제1확산 부산 산화막(20) 또는 제2확산 부산 산화막(22)의 식각 패턴 형태에 대응하는 부위의 기판(10) 내부에 고농도 도핑 영역을 노출 형성한 후, 그 형성된 고농도 도핑 영역 상에 도금 방식으로 전면전극(14) 또는 후면전극(15)을 형성할 수 있다.
다르게는, 상기한 단계 S100을 통해 기판(10)이 준비된 상태에서, 기판(10)의 상부면에 제1비정질 박막층(21)을 증착한 다음, 제1비정질 박막층(21)이 상부면에 증착된 기판(10)을 제1도전형의 불순물 이온이 채워져 있는 퍼니스(Furnace)에 넣고 열처리하여 기판(10)의 하부면에 제1도전형의 불순물 이온을 주입·확산시킴으로써, 상기한 단계 S130을 수행하며, 제1비정질 박막층(21)을 제1확산 부산 산화막(20)으로 변환시키고, 기판(10)의 하부면이 산화됨에 따라 기판(10)의 하부면에 제2확산 부산 산화막(22)을 형성할 수도 있다. 이때, 제1비정질 박막층(21)은 기판(10)의 하부면에 제1도전형의 불순물 이온의 주입·확산을 위한 열처리 시, 기판 상부면에 제2도전형의 불순물을 확산시키기 위한 도핑 소스 및 기판(10)의 상부면에 제1도전형의 불순물 이온의 주입·확산 방지를 위한 확산 방지막 역할을 수행하게 된다.
본 발명에 따른 양면 수광형 태양전지 제조 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
10: 기판 11: 베이스층
12: 에미터층 12-1: 고농도 도핑 영역
13: 반사방지막 14: 전면전극
15: 후면전극 16: 후면 전계층
20: 제1확산 부산 산화막 21: 제1비정질 박막층
21-1: 제1비정질 박막 21-2, 23-2: 진성 비정질 박막
22: 제2확산 부산 산화막 23: 제2비정질 박막층
23-1: 제2비정질 박막
12: 에미터층 12-1: 고농도 도핑 영역
13: 반사방지막 14: 전면전극
15: 후면전극 16: 후면 전계층
20: 제1확산 부산 산화막 21: 제1비정질 박막층
21-1: 제1비정질 박막 21-2, 23-2: 진성 비정질 박막
22: 제2확산 부산 산화막 23: 제2비정질 박막층
23-1: 제2비정질 박막
Claims (8)
- 제1도전형의 실리콘 재질의 기판을 준비하는 단계와;
상기 기판의 상하부면에 각각 서로 다른 도전형의 불순물을 포함하고 있는 다층 구조의 제1비정질 박막층 및 제2비정질 박막층을 증착하는 단계와;
열처리 공정을 진행하여 상기 제1비정질 박막층 및 상기 제2비정질 박막층에 포함되어 있는 불순물을 상기 기판의 내부로 확산시켜 상기 기판의 상층부, 중층부 및 하층부에 각각 에미터층, 베이스층 및 후면 전계층을 형성하며, 상기 제1비정질 박막층 및 상기 제2비정질 박막층을 각각 패시베이션 및 광 반사 방지 역할을 하는 제1확산 부산 산화막 및 제2확산 부산 산화막으로 변환시키는 단계와;
레이저(Laser) 도핑 공정을 통해 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막을 국부적으로 식각하면서 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막의 식각 패턴에 대응하는 부위의 상기 기판 내부에 고농도 도핑 영역을 형성하고, 그 형성된 고농도 도핑 영역 상에 도금 방식으로 전면전극 또는 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양전지 제조 방법.
- 제1도전형의 실리콘 재질의 기판을 준비하는 단계와;
상기 기판의 상하부면에 각각 서로 다른 도전형의 불순물을 포함하고 있는 다층 구조의 제1비정질 박막층 및 제2비정질 박막층을 증착하는 단계와;
열처리 공정을 진행하여 상기 제1비정질 박막층 및 상기 제2비정질 박막층에 포함되어 있는 불순물을 상기 기판의 내부로 확산시켜 상기 기판의 상층부, 중층부 및 하층부에 각각 에미터층, 베이스층 및 후면 전계층을 형성하며, 상기 제1비정질 박막층 및 상기 제2비정질 박막층을 각각 패시베이션 및 광 반사 방지 역할을 하는 제1확산 부산 산화막 및 제2확산 부산 산화막으로 변환시키는 단계와;
상기 제1확산 부산 산화막의 상부와 상기 제2확산 부산 산화막의 하부에 각각 반사방지막을 적층하는 단계와;
레이저(Laser) 도핑 공정을 통해 상기 반사방지막과 함께 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막을 국부적으로 식각하면서 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막의 식각 패턴에 대응하는 부위의 상기 기판 내부에 고농도 도핑 영역을 형성하고, 그 형성된 고농도 도핑 영역 상에 도금 방식으로 전면전극 또는 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양전지 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1비정질 박막층 및 제2비정질 박막층을 증착하는 단계는,
상기 기판의 상부면에 제2도전형 불순물을 포함하고 있는 제1비정질 박막을 증착하는 단계와;
상기 기판의 하부면에 제1도전형 불순물을 포함하고 있는 제2비정질 박막을 증착하는 단계와;
상기 제1비정질 박막의 상부와 상기 제2비정질 박막의 하부에 각각 진성 비정질 박막을 증착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양전지 제조 방법.
- 제3항에 있어서,
상기 제1확산 부산 산화막 및 제2확산 부산 산화막으로 변환시키는 단계에서는, 상기 열처리 공정을 통해 상기 제1비정질 박막층 및 상기 제2비정질 박막층에 포함되어 있는 불순물을 소모시키면서 상기 제1비정질 박막층 및 상기 제2비정질 박막층을 성장시켜 확산 부산물인 상기 제1확산 부산 산화막 및 상기 제2확산 부산 산화막으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양전지 제조 방법.
- 제1도전형의 실리콘 재질의 기판을 준비하는 단계와;
상기 기판의 상부면에 제2도전형의 불순물을 포함하고 있는 다층 구조의 제1비정질 박막층을 증착하는 단계와;
상기 제1비정질 박막층이 상부면에 증착된 상기 기판을 제1도전형의 불순물 이온이 채워져 있는 퍼니스(Furnace)에 넣고 열처리하여 상기 기판의 하부면에 제1도전형의 불순물 이온을 주입·확산시키고, 상기 제1비정질 박막층에 포함되어 있는 불순물을 상기 기판의 내부로 확산시켜 상기 기판의 상층부, 중층부 및 하층부에 각각 에미터층, 베이스층 및 후면 전계층을 형성하며, 상기 제1비정질 박막층을 패시베이션 및 광 반사 방지 역할을 하는 제1확산 부산 산화막으로 변환시키고, 상기 기판의 하부면에 제2확산 부산 산화막을 형성하는 단계와;
레이저(Laser) 도핑 공정을 통해 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막을 국부적으로 식각하면서 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막의 식각 패턴에 대응하는 부위의 상기 기판 내부에 고농도 도핑 영역을 형성하고, 그 형성된 고농도 도핑 영역 상에 도금 방식으로 전면전극 또는 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양전지 제조 방법.
- 제1도전형의 실리콘 재질의 기판을 준비하는 단계와;
상기 기판의 상부면에 제2도전형의 불순물을 포함하고 있는 다층 구조의 제1비정질 박막층을 증착하는 단계와;
상기 제1비정질 박막층이 상부면에 증착된 상기 기판을 제1도전형의 불순물 이온이 채워져 있는 퍼니스(Furnace)에 넣고 열처리하여 상기 기판의 하부면에 제1도전형의 불순물 이온을 주입·확산시키고, 상기 제1비정질 박막층에 포함되어 있는 불순물을 상기 기판의 내부로 확산시켜 상기 기판의 상층부, 중층부 및 하층부에 각각 에미터층, 베이스층 및 후면 전계층을 형성하며, 상기 제1비정질 박막층을 패시베이션 및 광 반사 방지 역할을 하는 제1확산 부산 산화막으로 변환시키고, 상기 기판의 하부면에 제2확산 부산 산화막을 형성하는 단계와;
상기 제1확산 부산 산화막의 상부와 상기 제2확산 부산 산화막의 하부에 각각 반사방지막을 적층하는 단계와;
레이저(Laser) 도핑 공정을 통해 상기 반사방지막과 함께 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막을 국부적으로 식각하면서 상기 제1확산 부산 산화막 또는 상기 제2확산 부산 산화막의 식각 패턴에 대응하는 부위의 상기 기판 내부에 고농도 도핑 영역을 형성하고, 그 형성된 고농도 도핑 영역 상에 도금 방식으로 전면전극 또는 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양전지 제조 방법.
- 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제1비정질 박막층을 증착하는 단계는,
상기 기판의 상부면에 제2도전형 불순물을 포함하고 있는 제1비정질 박막을 증착하는 단계와;
상기 제1비정질 박막의 상부에 진성 비정질 박막을 증착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양전지 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 제2확산 부산 산화막을 형성하는 단계에서는, 상기 열처리를 통해 상기 제1비정질 박막층에 포함되어 있는 불순물을 소모시키면서 상기 제1비정질 박막층을 성장시켜 확산 부산물인 상기 제1확산 부산 산화막으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양전지 제조 방법.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150007396A (ko) * | 2013-07-10 | 2015-01-21 | 현대중공업 주식회사 | 양면수광형 태양전지의 제조방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3653379B2 (ja) * | 1997-09-29 | 2005-05-25 | 三洋電機株式会社 | 光起電力素子 |
| JP2008192764A (ja) | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Kyocera Corp | 光電変換素子の製造方法 |
-
2012
- 2012-01-31 KR KR1020120009994A patent/KR101251857B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP3653379B2 (ja) * | 1997-09-29 | 2005-05-25 | 三洋電機株式会社 | 光起電力素子 |
| JP2008192764A (ja) | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Kyocera Corp | 光電変換素子の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150007396A (ko) * | 2013-07-10 | 2015-01-21 | 현대중공업 주식회사 | 양면수광형 태양전지의 제조방법 |
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