KR101307204B1 - Solar cell and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양 전지의 일례는 제1 도전성 타입의 불순물이 도핑된 기판; 기판의 전면에 위치하며, 제1 도전성 타입과 반대인 제 2 도전성 타입의 불순물이 도핑되어 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부; 기판의 후면에 위치하며, 제1 도전성 타입의 불순물이 기판보다 더 고농도로 도핑된 후면 전계부; 에미터부와 전기적으로 연결되어 있는 제1 전극부; 및 후면 전계부에 전기적으로 연결되어 있는 제2 전극부;를 포함하고, 후면 전계부의 후면은 2㎛ 이하 크기를 갖는 제1 요철부를 포함한다.
The present invention relates to a solar cell and a manufacturing method thereof.
One example of a solar cell according to the present invention includes a substrate doped with impurities of a first conductivity type; An emitter portion positioned in front of the substrate and doped with impurities of a second conductivity type opposite to the first conductivity type to form a pn junction with the substrate; A rear field unit positioned at a rear side of the substrate and doped with a higher concentration of impurities of the first conductivity type than the substrate; A first electrode part electrically connected to the emitter part; And a second electrode part electrically connected to the rear electric field part, wherein the rear electric field part includes a first uneven part having a size of 2 μm or less.

Description

태양 전지 및 그 제조 방법{SOLAR CELL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}SOLAR CELL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF

본 발명은 태양 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell and a manufacturing method thereof.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다. Recently, as energy resources such as oil and coal are expected to be depleted, interest in alternative energy to replace them is increasing, and solar cells that produce electric energy from solar energy are attracting attention.

일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다.Typical solar cells have a semiconductor portion that forms a p-n junction by different conductive types, such as p-type and n-type, and electrodes connected to semiconductor portions of different conductivity types, respectively.

이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 전자와 정공이 생성되고, p-n 접합에 의해 생성된 전하는 n형과 p형 반도체로 각각 이동하므로, 전자는 n형의 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 p형의 반도체부와 n형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.When light is incident on the solar cell, electrons and holes are generated in the semiconductor, and charges generated by the pn junctions move to the n-type and p-type semiconductors, respectively, so that the electrons move toward the n-type semiconductor portion, and the holes are p-type semiconductors. Move to the side. The transferred electrons and holes are collected by the different electrodes connected to the p-type semiconductor portion and the n-type semiconductor portion, respectively, and the electrodes are connected by a wire to obtain electric power.

본 발명은 태양 전지의 효율을 향상시키고 제조 비용을 절감하는 태양 전지 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a solar cell and a method of manufacturing the same that improve the efficiency of the solar cell and reduce the manufacturing cost.

본 발명에 따른 태양 전지의 일례는 제1 도전성 타입의 불순물이 도핑된 기판; 기판의 전면에 위치하며, 제1 도전성 타입과 반대인 제 2 도전성 타입의 불순물이 도핑되어 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부; 기판의 후면에 위치하며, 제1 도전성 타입의 불순물이 기판보다 더 고농도로 도핑된 후면 전계부; 에미터부와 전기적으로 연결되어 있는 제1 전극부; 및 후면 전계부에 전기적으로 연결되어 있는 제2 전극부;를 포함하고, 후면 전계부의 후면은 2㎛ 이하 크기를 갖는 제1 요철부를 포함한다.One example of a solar cell according to the present invention includes a substrate doped with impurities of a first conductivity type; An emitter portion disposed in front of the substrate and doped with impurities of a second conductivity type opposite to the first conductivity type to form a p-n junction with the substrate; A rear field unit positioned at a rear side of the substrate and doped with a higher concentration of impurities of the first conductivity type than the substrate; A first electrode part electrically connected to the emitter part; And a second electrode part electrically connected to the rear electric field part, wherein the rear electric field part includes a first uneven part having a size of 2 μm or less.

여기서, 후면 전계부의 후면에는 제1 요철부보다 크기가 큰 제2 요철부를 더 포함하고, 제1 요철부는 제2 요철부의 표면에 형성될 수 있다.Here, the rear of the electric field portion further includes a second uneven portion having a larger size than the first uneven portion, the first uneven portion may be formed on the surface of the second uneven portion.

아울러, 제1 요철부의 돌출 높이는 제2 요철부의 돌출 높이보다 작을 수 있으며, 일례로, 제1 요철부의 돌출 높이는 2㎛ 이하이고, 제2 요철부의 돌출 높이는 5~15㎛일 수 있다.In addition, the protruding height of the first uneven portion may be smaller than the protruding height of the second uneven portion. For example, the protruding height of the first uneven portion may be 2 μm or less, and the protruding height of the second uneven portion may be 5-15 μm.

또한, 제2 전극부의 두께는 35㎛ ~ 45㎛ 사이일 수 있으며, 후면 전계부의 두께는 5㎛ ~ 9㎛ 사이일 수 있다.
In addition, the thickness of the second electrode part may be between 35 μm and 45 μm, and the thickness of the rear electric field part may be between 5 μm and 9 μm.

아울러, 본 발명에 따른 태양 전지 제조 방법의 일례는 제1 도전성 타입을 갖는 기판의 후면 표면에 제1 요철부를 형성시키는 단계; 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 불순물을 포함하는 에미터부를 기판의 전면에 형성시키는 단계; 및 제1 도전성 타입과 동일한 불순물을 기판보다 고농도로 제1 요철부가 형성된 기판의 후면 표면 내부로 확산시켜 후면 전계부를 형성시키는 단계;를 포함한다.In addition, an example of the solar cell manufacturing method according to the present invention comprises the steps of forming a first uneven portion on the back surface of the substrate having a first conductivity type; Forming an emitter portion including impurities of a second conductivity type opposite to the first conductivity type on the entire surface of the substrate; And diffusing the same impurity as the first conductivity type into the rear surface of the substrate having the first uneven portion formed at a higher concentration than the substrate to form a rear electric field portion.

여기서, 제1 요철부는 반응성 이온 에칭(reactive ion etching; RIE)에 의해 형성될 수 있다.The first uneven portion may be formed by reactive ion etching (RIE).

또한, 제1 요철부를 형성시키기 전에, 기판의 후면 표면에 비등방성 에칭을 더 수행하여, 기판의 후면에 제1 요철부보다 크기가 큰 제2 요철부를 형성시킬 수 있다.In addition, before forming the first uneven portion, anisotropic etching may be further performed on the rear surface of the substrate to form a second uneven portion having a larger size than the first uneven portion on the rear surface of the substrate.

여기서, 알카리 용액은 수산화칼륨(KOH) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 포함할 수 있다.Here, the alkaline solution may include potassium hydroxide (KOH) or sodium hydroxide (NaOH).

또한, 제1 전극부를 형성하기 위한 제1 페이스트를 기판의 전면에 도포하는 단계; 및 제2 전극부를 형성하기 위한 제2 페이스트를 기판의 후면에 도포하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, applying a first paste for forming a first electrode portion on the entire surface of the substrate; And applying a second paste to form a second electrode part on a rear surface of the substrate.

여기서, 제1 페이스트와 제2 페이스트를 열처리하여 제1 전극부와 제2 전극부를 형성할 때, 후면 전계부를 동시에 형성할 수 있다.Here, when the first paste and the second paste are heat treated to form the first electrode portion and the second electrode portion, the backside electric field portion may be formed at the same time.

본 발명에 따른 태양 전지는 후면 전계부의 후면에 2㎛ 이하 크기의 제1 요철부을 포함하도록 함으로써, 태양 전지의 효율을 향상시킬 수 있으며, 아울러 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. The solar cell according to the present invention includes the first uneven portion having a size of 2 μm or less on the rear surface of the rear electric field part, thereby improving the efficiency of the solar cell and at the same time reducing the manufacturing cost.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 설명하기 위한 도이다.
도 4는 후면 전계부의 두께와 개방 전압의 관계를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 태양 전지의 광전 변환 효율에 따른 후면 전계부의 최적화된 두께를 설명하기 위한 도이다.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명에 따른 태양 전지 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도로서, 도 1의 라인 Ⅱ-Ⅱ에 따라 태양 전지의 측면을 바라본 형상이다.
1 to 3 are views for explaining a solar cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the relationship between the thickness of the rear electric field and the open voltage.
FIG. 5 is a diagram illustrating an optimized thickness of a backside electric field according to photoelectric conversion efficiency of a solar cell.
6A to 6G are diagrams for explaining an example of a solar cell manufacturing method according to the present invention, which is viewed from the side of the solar cell along the line II-II of FIG.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분과 접한 “바로 위의 상부에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 상부에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 “전체적”으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on top" of another part, this includes not only being in "top directly above" the other part but also in the middle of another part. When a part is "just above" another part, there is no other part in the middle, and when a part is formed "overall" on another part, it is formed only on the entire surface of the other part. It does not mean that some of the edges are not formed.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 설명한다.Hereinafter, a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 설명하기 위한 도이다.1 to 3 are views for explaining a solar cell according to an embodiment of the present invention.

구체적으로, 도 1은 본 발명에 따른 태양 전지의 일부분에 대한 사시도이고, 도 2는 도 1에서 라인 Ⅱ-Ⅱ에 따른 본 발명에 따른 태양 전지의 측면을 바라본 형상이고, 도 3은 도 1에 도시된 에미터부에 형성된 돌출부와 후면 전계부에 형성된 돌출부를 비교 설명하기 위한 도이다.Specifically, Figure 1 is a perspective view of a portion of a solar cell according to the invention, Figure 2 is a side view of the solar cell according to the invention according to the line II-II in Figure 1, Figure 3 is in Figure 1 FIG. 4 is a diagram for comparing and comparing the protrusions formed on the emitter unit illustrated with the protrusions formed on the rear electric field unit.

도 3에서 (a)는 도 2에 도시된 A 부분을 확대한 도로써, 에미터부(120)의 전면에 형성된 복수의 제2 요철부(P2)를 도시한 일례이고, (b)는 도 2에 도시된 B 부분을 확대한 도로써, 후면 전계부(170)의 후면에 형성된 복수의 제2 요철부(P2) 및 제1 요철부(P1)를 도시한 일례이다.In FIG. 3, (a) is an enlarged view of a portion A shown in FIG. 2, and is an example of a plurality of second uneven portions P2 formed on the front surface of the emitter unit 120. An enlarged view of a portion B shown in FIG. 2 illustrates an example of the plurality of second uneven parts P2 and the first uneven parts P1 formed on the rear surface of the rear electric field part 170.

이하의 실시예는 서로 다른 극성의 제1 전극부(150)와 제2 전극부(160)가 기판(110)의 서로 다른 면에 각각 형성된 태양 전지를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 제1 전극부(150)와 제2 전극부(160)가 기판(110)의 동일한 면에 각각 형성된 태양 전지에도 적용이 가능하다.In the following embodiment, a solar cell in which the first electrode part 150 and the second electrode part 160 having different polarities are formed on different surfaces of the substrate 110 will be described as an example. The unit 150 and the second electrode unit 160 may be applied to a solar cell formed on the same surface of the substrate 110, respectively.

이와 같은 태양 전지(1)의 일례는, 기판(110), 기판(110)의 전면에 위치하는 에미터부(120), 에미터부(120)의 전면 상부에 위치하는 반사 방지부(130), 기판(110)의 후면에 위치하는 후면 전계부(BSF, Back Surface Field)(170), 에미터부(120)의 전면 상부에 위치하는 제1 전극부(150) 및 기판(110)의 후면 상부에 위치하는 제2 전극부(160)를 포함할 수 있다. Examples of such a solar cell 1 include a substrate 110, an emitter portion 120 positioned on the front surface of the substrate 110, an antireflection portion 130 positioned on the front surface of the emitter portion 120, and a substrate. Located in the back surface field (BSF, 170) located on the rear of the 110, the first electrode portion 150 located in the upper front of the emitter unit 120 and the upper portion of the rear of the substrate 110 The second electrode unit 160 may be included.

기판(110)은 제1 도전성 타입의 불순물, 예를 들어 p형 도전성 타입의 불순물이 도핑되어 형성될 수 있다. The substrate 110 may be formed by doping impurities of a first conductivity type, for example, impurities of a p-type conductivity.

기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑(doping)된다. 하지만, 이와는 달리, 기판(110)은 n형 도전성 타입일 수 있고, 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다. 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 기판(110)은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성할 수 있다.When the substrate 110 has a p-type conductivity type, impurities of trivalent elements such as boron (B), gallium (Ga), and indium (In) may be doped into the substrate 110. Alternatively, however, the substrate 110 may be of the n-type conductivity type and may be made of a semiconductor material other than silicon. When the substrate 110 has an n-type conductivity type, the substrate 110 may be formed by doping the substrate 110 with impurities of pentavalent elements such as phosphorus (P), arsenic (As), and antimony (Sb). Can be.

이러한 기판(110)에 빛이 입사되면, 입사된 빛의 에너지로 인해 전자와 정공이 발생하게 된다. When light is incident on the substrate 110, electrons and holes are generated due to the energy of the incident light.

이와 같은 기판(110)은 비정질 실리콘, 단결정 실리콘 및 다결정 실리콘 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 예를 들어 기판(110)은 비정질 실리콘, 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘으로만 이루어지는 것도 가능하고, 단결정 실리콘과 다결정 실리콘이 혼합되어 이루어지는 것도 가능하다. The substrate 110 may be formed of at least one of amorphous silicon, single crystal silicon, and polycrystalline silicon. For example, the substrate 110 may be made of only amorphous silicon, single crystal silicon, or polycrystalline silicon, or may be a mixture of single crystal silicon and polycrystalline silicon.

이하에서는 기판(110)이 단결정 실리콘으로 이루어지는 경우를 일례로 설명한다.Hereinafter, the case where the substrate 110 is made of single crystal silicon will be described as an example.

이와 같은 본 발명에 따른 기판(110)의 후면은 2㎛ 이하 크기를 갖는 제1 요철부를 포함할 수 있다.The rear surface of the substrate 110 according to the present invention may include a first uneven portion having a size of 2㎛ or less.

아울러, 이에 더하여 본 발명에 따른 기판(110)의 후면은 2㎛ 이하 크기를 갖는 제1 요철부와 함께 제1 요철부보다 크기가 큰 제2 요철부를 더 포함할 수 있다. In addition, the rear surface of the substrate 110 according to the present invention may further include a second uneven portion having a larger size than the first uneven portion along with a first uneven portion having a size of 2 μm or less.

여기서, 상대적으로 크기가 큰 제2 요철부는 기판(110)의 전면 및 후면을 텍스처링 처리하는 과정에 기판(110)의 전면 및 후면에 형성될 수 있으며, 상대적으로 크기가 작은 제1 요철부는 기판(110)의 후면에 반응성 이온 에칭을 수행함으로써 형성될 수 있다.Here, the second uneven portion having a relatively large size may be formed on the front and rear surfaces of the substrate 110 in the process of texturing the front and rear surfaces of the substrate 110, and the first uneven portion having the relatively small size may be formed of the substrate ( It may be formed by performing a reactive ion etching on the back of the (110).

따라서, 기판(110)이 단결정 실리콘으로 이루어지는 경우, 기판(110)의 후면에 비등방성 에칭을 수행하여 상대적으로 크기가 큰 제2 요철부를 형성시키고, 이후, 반응성 이온 에칭을 수행하여 제2 요철부의 표면에 제1 요철부를 형성시킬 수 있다.Therefore, when the substrate 110 is made of single crystal silicon, an anisotropic etching is performed on the rear surface of the substrate 110 to form a relatively large second uneven portion, and thereafter, reactive ion etching is performed to perform the second uneven portion. The first uneven portion can be formed on the surface.

그러나, 이와 다르게 본 발명에서 제2 요철부가 생략되는 경우도 가능하다. 보다 구체적으로, 기판(110)이 단결정 실리콘으로 이루어지는 경우와 다르게 기판(110)이 다결정 실리콘으로 이루어지는 경우, 기판(110)의 후면에 비등성 에칭을 수행하더라도, 상대적으로 크기가 큰 제2 요철부는 형성되지 않고 평평한 면을 유지할 수 있고, 반응성 이온 에칭을 수행하는 경우, 평평한 면의 표면에 2㎛ 이하 크기의 제1 요철부가 형성될 수 있다.However, it is also possible that the second uneven portion is omitted in the present invention. More specifically, when the substrate 110 is made of polycrystalline silicon, unlike when the substrate 110 is made of single crystal silicon, the second uneven portion having a relatively large size may be formed even if anisotropic etching is performed on the rear surface of the substrate 110. It is possible to maintain a flat surface without being formed, and when reactive ion etching is performed, first uneven portions having a size of 2 μm or less may be formed on the surface of the flat surface.

이와 같이, 기판(110)의 후면에 2㎛ 이하 크기를 갖는 제1 요철부를 포함하는 경우, 기판(110)의 후면 표면적을 더욱 크게 할 수 있다.As such, when the rear surface of the substrate 110 includes a first uneven portion having a size of 2 μm or less, the rear surface area of the substrate 110 may be further increased.

이와 같이, 기판(110)의 후면에 제1 요철부를 형성시키는 경우, 기판(110)의 후면에 형성되는 후면 전계부(170)의 두께를 증가시킬 수 있어 태양 전지의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.As such, when the first uneven portion is formed on the rear surface of the substrate 110, the thickness of the rear electric field portion 170 formed on the rear surface of the substrate 110 may be increased, thereby improving efficiency of the solar cell. .

보다 구체적으로, 후면 전계부(170)는 기판(110)의 후면 표면으로부터 내부로 불순물이 확산되어 형성되는데, 기판(110)의 후면에 제1 요철부가 형성된 경우, 기판(110)의 후면 표면적이 증가되어, 기판(110)의 후면으로부터 기판(110)의 내부로 확산되는 불순물이 더욱 증가될 수 있다. More specifically, the rear electric field unit 170 is formed by diffusion of impurities from the rear surface of the substrate 110 to the inside. When the first uneven portion is formed on the rear surface of the substrate 110, the rear surface area of the substrate 110 is formed. As a result, impurities diffused from the rear surface of the substrate 110 into the substrate 110 may be further increased.

이에 따라, 동일한 시간 동안 열처리 공정을 통하여 후면 전계부(170)를 형성하는 경우, 제1 요철부가 기판(110)의 후면에 형성된 경우 그렇지 않은 경우보다 후면 전계부(170)의 두께를 더욱 크게 증가시킬 수 있다.Accordingly, in the case where the rear electric field unit 170 is formed through the heat treatment process for the same time, the thickness of the rear electric field unit 170 is increased more significantly than in the case where the first uneven portion is formed on the rear surface of the substrate 110. You can.

이와 같이 기판(110)의 후면 표면적을 상대적으로 크게 하는 경우, 제2 전극부(160)의 두께를 더 크게 하지 않더라도 기판(110)의 후면에 형성되는 후면 전계부(170)의 두께를 보다 더 두껍게 형성할 수 있어, 태양 전지의 광전 변환 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.As such, when the rear surface area of the substrate 110 is relatively increased, the thickness of the rear electric field unit 170 formed on the rear surface of the substrate 110 is further increased even if the thickness of the second electrode unit 160 is not increased. It can form thickly and can further improve the photoelectric conversion efficiency of a solar cell.

보다 구체적으로, 후면 전계부(170)의 두께가 상대적으로 더 두꺼워질 경우, 후면 전계부(170)의 전계 영향을 받아 태양 전지의 개방 전압(Voc)은 더 증가하게 된다. 이와 같은 경우, 태양 전지의 광전 변환 효율이 더 증가하게 된다.More specifically, when the thickness of the rear electric field unit 170 becomes relatively thicker, the open voltage Voc of the solar cell is further increased under the influence of the electric field of the rear electric field unit 170. In this case, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is further increased.

그러나, 이와 같이 후면 전계부(170)의 두께를 더 두껍게 하기 위해서는 기판(110)의 후면 표면에 도핑되는 불순물의 양이 더 많아야 한다. 이와 같이 기판(110)의 후면 표면에 도핑되는 불순물의 양을 증가시키기 위해서는 불순물 도핑 시간을 증가시켜야 하고, 아울러 기판(110)의 후면 표면에 불순물을 공급하는 제2 전극부(160)의 두께 또한 커져야 하는 문제점이 있다.However, in order to increase the thickness of the rear electric field unit 170 in this manner, the amount of impurities doped on the rear surface of the substrate 110 should be greater. As described above, in order to increase the amount of impurities doped on the rear surface of the substrate 110, an impurity doping time must be increased, and the thickness of the second electrode unit 160 that supplies the impurities to the rear surface of the substrate 110 is also increased. There is a problem that must be large.

그러나, 이와 같이 불순물의 도핑 시간을 증가시키고, 제2 전극부(160)의 두께를 더 크게 할 경우, 고온에서 수행되는 도핑 공정의 특성과 기판(110)의 열팽창 계수와 제2 전극부(160)의 열팽창 계수의 차이로 인하여 기판(110)이 전체적으로 가운데가 볼록해지는 보잉(bowing) 현상이 더욱 크게 발생하게 된다.However, when the doping time of the impurity is increased and the thickness of the second electrode part 160 is increased in this manner, the characteristics of the doping process performed at a high temperature, the thermal expansion coefficient of the substrate 110 and the second electrode part 160 are shown. Due to the difference in the coefficient of thermal expansion of), the bowing phenomenon in which the center of the substrate 110 is convex as a whole occurs.

즉, 기판(110)의 후면 전계부(170)를 형성하기 위한 열처리 공정은 대략 570℃의 온도에서 행하여지게 된다. 아울러, 실리콘 물질로 이루어지는 기판(110)의 열팽창 계수는 전도성 물질로 이루어지는 제2 전극부(160)의 열팽창 계수보다 작은 특성을 가지고 있다.That is, the heat treatment process for forming the back electric field unit 170 of the substrate 110 is performed at a temperature of approximately 570 ℃. In addition, the thermal expansion coefficient of the substrate 110 made of a silicon material has a characteristic smaller than that of the second electrode unit 160 made of a conductive material.

이와 같은 경우, 열처리 공정이 수행된 이후, 제2 전극부(160)가 열처리 공정에 의해 팽창했다 수축하는 길이는 기판(110)이 열처리 공정에 의해 팽창했다 수축하는 길이보다 크게 된다. 이와 같은 경우, 기판(110)에 비하여 제2 전극부(160)의 수축길이가 상대적으로 커지므로 태양 전지의 전체 형상은 가운데가 볼록해지는 보잉(bowing) 현상이 발생하게 된다.In this case, after the heat treatment process is performed, the length of the second electrode unit 160 expanded and contracted by the heat treatment process is greater than the length of the substrate 110 expanded and contracted by the heat treatment process. In this case, since the shrinking length of the second electrode unit 160 becomes larger than that of the substrate 110, a bowing phenomenon occurs in which the entire shape of the solar cell is convex.

이와 같은 문제점을 고려하면, 후면 전계부(170)의 두께를 더 두껍게 형성하기 위하여 제2 전극부(160)의 두께를 더 두껍게 형성하고, 열처리 시간을 더 길게 수행할 경우, 전술한 바와 같은 보잉(bowing) 현상은 더욱 크게 발생하여 결국 태양 전지 내에 더 큰 결함을 발생시키게 되어 오히려 태양 전지의 광전 변환 효율이 저하될 수 있다.In consideration of such a problem, in order to form a thicker thickness of the second electrode unit 160 in order to form a thicker thickness of the rear electric field unit 170, and to perform a longer heat treatment time, the bowing as described above The bowing phenomenon may occur larger and eventually cause larger defects in the solar cell, which may lower the photoelectric conversion efficiency of the solar cell.

그러나, 본 발명과 같이, 기판(110)의 후면에 2㎛ 이하 크기를 갖는 제1 요철부를 포함시켜, 기판(110)의 후면 표면적을 더 크게 형성하는 경우, 기판(110)에 접촉하는 제2 전극부(160)의 표면적도 증가하게 되고, 아울러, 제2 전극부(160)의 금속 물질이 기판(110)의 후면에 확산되어 도핑되는 양도 증가하게 된다.However, as in the present invention, when the first concave-convex portion having a size of 2 μm or less is included on the rear surface of the substrate 110 to form a larger surface area of the rear surface of the substrate 110, the second contacting substrate 110 is formed. The surface area of the electrode unit 160 also increases, and in addition, the amount of the metal material of the second electrode unit 160 diffused into the rear surface of the substrate 110 and doped also increases.

따라서, 제2 전극부(160)의 두께를 더 두껍게 하거나, 도핑을 위한 열처리 시간을 더 길게 수행하지 않더라도 상대적으로 더 두꺼운 후면 전계부(170)를 형성할 수 있다.Therefore, even if the thickness of the second electrode unit 160 is made thicker or the heat treatment time for doping is not performed longer, the relatively thick rear electric field unit 170 may be formed.

따라서, 본 발명은 기판(110)의 후면에 2㎛ 이하 크기를 갖는 제1 요철부를 형성시켜, 제2 전극부(160)의 두께를 상대적으로 더 작게 형성하더라도 기판(110)의 후면에 형성되는 후면 전계부(170)의 두께를 상대적으로 더 크게 형성할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention forms the first uneven portion having a size of 2 μm or less on the rear surface of the substrate 110, so that the second electrode portion 160 is formed on the rear surface of the substrate 110 even though the thickness of the second electrode portion 160 is relatively smaller. There is an effect that the thickness of the rear electric field unit 170 can be formed relatively larger.

이에 따라, 본 발명은 전술한 보잉(bowing) 현상을 최소화하면서도 태양 전지의 개방 전압(Voc)을 더욱 크게 형성할 수 있어 태양 전지의 광전 변환 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.Accordingly, the present invention can further increase the open voltage Voc of the solar cell while minimizing the above-mentioned bowing phenomenon, thereby further improving the photoelectric conversion efficiency of the solar cell.

예를 들어, 기판(110)의 후면에 요철이 없고, 제2 전극부(160)의 두께가 41.5㎛인 경우, 기판(110)의 보잉이 거의 없이 형성되는 후면 전계부(170)의 두께가 5.3㎛이라고 했을 때, 제2 전극부(160)의 두께가 41.5㎛이고, 기판(110)의 후면에만 추가로 제1 요철부(P1)가 더 형성되어 기판(110)의 후면의 표면적을 더 증가시킨 경우, 기판(110)의 보잉이 거의 없이 형성되는 후면 전계부(170)의 두께는 이보다 1~2㎛가 더 증가된 6.3㎛~7.3㎛가 될 수 있다. For example, when there is no unevenness on the rear surface of the substrate 110 and the thickness of the second electrode portion 160 is 41.5 μm, the thickness of the rear electric field portion 170 formed with little boeing of the substrate 110 is Assuming that the thickness of the second electrode portion 160 is 41.5 μm, the first uneven portion P1 is further formed only on the rear surface of the substrate 110 to further increase the surface area of the rear surface of the substrate 110. When increased, the thickness of the backside electric field 170 formed with little boeing of the substrate 110 may be 6.3 μm to 7.3 μm, which is increased by 1 to 2 μm.

이와 같이, 기판(110)의 후면에 제1 요철부(P1)를 형성시켰을 때에, 제2 전극부(160)의 두께 35㎛ ~ 45㎛ 사이인 경우, 후면 전계부(170)의 두께는 5㎛ ~ 9㎛ 사이로 형성될 수 있어, 후면 전계부(170)의 두께를 더욱 증가시킬 수 있다.As such, when the first uneven portion P1 is formed on the rear surface of the substrate 110, when the thickness of the second electrode portion 160 is between 35 μm and 45 μm, the thickness of the rear electric field portion 170 is 5. Since the thickness may be formed to be between 9 μm and 9 μm, the thickness of the rear electric field part 170 may be further increased.

에미터부(120)는 기판(110)의 입사면인 전면(front surface)에 전체적으로 형성되며, 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, n형의 도전성 타입을 구비하고 있는 불순물을 기판(110)에 도핑하는 것에 따라 형성된다. 따라서 에미터부(120)는 기판(110)의 제1 도전성 타입 부분과 p-n 접합을 이룬다.The emitter part 120 is formed on the front surface, which is the entrance surface of the substrate 110, and has a second conductivity type, for example, an n-type conductivity type, which is opposite to the conductivity type of the substrate 110. It is formed by doping the impurity to the substrate 110. Thus, the emitter portion 120 forms a p-n junction with the first conductivity type portion of the substrate 110.

이러한 p-n 접합에 인한 내부 전위차(built-in potential difference)에 의해, 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자와 정공 중 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. 따라서, 기판(110)이 p형이고 에미터부(120)가 n형일 경우, 정공은 기판(110) 쪽으로 이동하고 전자는 에미터부(120) 쪽으로 이동한다.Due to the built-in potential difference due to the p-n junction, electrons and electrons, which are charges generated by light incident on the substrate 110, move toward the n-type and holes move toward the p-type. Therefore, when the substrate 110 is p-type and the emitter portion 120 is n-type, holes move toward the substrate 110 and electrons move toward the emitter portion 120.

에미터부(120)는 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 p형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 전자는 기판(110) 쪽으로 이동하고 정공은 에미터부(120) 쪽으로 이동한다.Since the emitter portion 120 forms a p-n junction with the substrate 110, when the substrate 110 has an n-type conductivity type, the emitter portion 120 has a p-type conductivity type. In this case, electrons move toward the substrate 110 and holes move toward the emitter portion 120.

에미터부(120)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 5가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있고, 에미터부(120)가 반대로 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 3가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있다.When the emitter part 120 has an n-type conductivity type, the emitter part 120 may be formed by doping the substrate 110 with impurities of a pentavalent element, and the emitter part 120 may have a p-type conductivity on the contrary. In the case of having a type, the emitter unit 120 may be formed by doping the substrate 110 with impurities of a trivalent element.

이와 같은 에미터부(120)는 텍스처링 처리된 기판(110)의 전면 표면으로부터 내부로 제2 도전성 타입의 불순물이 확산 및 도핑되어 형성되어, 에미터부(120)의 표면에는 복수의 제2 요철부(P2)가 형성될 수 있다.The emitter unit 120 is formed by diffusing and doping the second conductive type impurities from the front surface of the textured substrate 110 to the inside of the emitter unit 120. P2) can be formed.

보다 구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 전면 상부에 위치하는 에미터부(120) 표면에는 상대적으로 크기가 큰 복수의 제2 요철부(P2)가 형성될 수 있다. 여기서, 에미터부(120) 표면에 형성되는 제2 요철부(P2)에 대해서는 도 3에서 후면 전계부(170)의 표면에 형성되는 요철부와 비교하여 구체적으로 설명한다.More specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of second uneven portions P2 having relatively large sizes may be formed on the surface of the emitter portion 120 positioned on the front surface of the substrate 110. have. Here, the second uneven portion P2 formed on the surface of the emitter unit 120 will be described in detail with reference to the uneven portion formed on the surface of the rear electric field unit 170 in FIG. 3.

반사 방지부(130)는 외부로부터 입사된 빛이 다시 외부로 반사되는 것을 방지하며, 에미터부(120)의 전면 상부에 형성된다. 보다 구체적으로 반사 방지부(130)는 기판(110)의 전면 상부 중에서 제1 전극부(150)가 형성되지 않은 에미터부(120)의 전면 상부에 형성될 수 있다.The anti-reflection unit 130 prevents light incident from the outside from being reflected back to the outside, and is formed on the front surface of the emitter unit 120. In more detail, the anti-reflection unit 130 may be formed on the front surface of the emitter portion 120 in which the first electrode portion 150 is not formed on the front surface of the substrate 110.

이와 같은 반사 방지부(130)는 투명한 물질로 이루어져 있고, 예를 들어, 수소화된 실리콘 질화막(SiNx:H), 수소화된 실리콘 산화막(SiOx:H), 또는 수소화된 실리콘 산화 질화막(SiOxNy:H) 등으로 이루어질 수 있다.The anti-reflection unit 130 is made of a transparent material, and for example, a hydrogenated silicon nitride film (SiNx: H), a hydrogenated silicon oxide film (SiOx: H), or a hydrogenated silicon oxynitride film (SiOxNy: H). Or the like.

이와 같은 반사 방지부(130)는 태양 전지(1)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양 전지(1)의 효율을 높인다. The anti-reflection unit 130 reduces the reflectivity of light incident on the solar cell 1 and increases the selectivity of a specific wavelength region, thereby increasing the efficiency of the solar cell 1.

또한 반사 방지부(130)를 형성할 때 주입된 수소(H) 등을 통해 반사 방지부(130)는 에미터부(120)의 표면 및 그 근처에 존재하는 댕글링 결합(dangling bond)과 같은 결함(defect)을 안정한 결합으로 바꾸며, 에미터부(120)의 표면 쪽으로 이동한 전하가 결함에 의해 소멸되는 것을 감소시키는 패시베이션 기능(passivation function)을 수행한다. 따라서 태양 전지(1)의 효율은 향상된다.In addition, through the injection of hydrogen (H) or the like when forming the anti-reflection portion 130, the anti-reflection portion 130 is a defect such as dangling bonds existing on the surface of and near the emitter portion 120. (defect) to a stable bond, and performs a passivation function (reduction) to reduce the dissipation of the charge moved to the surface of the emitter portion 120 by the defect. Therefore, the efficiency of the solar cell 1 is improved.

이와 같은 반사 방지부(130)는 에미터부(120)의 상부에 증착되어 형성되므로, 반사 방지부(130)의 표면에는 에미터부(120)의 표면에 형성된 제2 요철부(P2)들과 동일한 크기의 요철이 형성될 수 있다.Since the anti-reflection portion 130 is formed by being deposited on the emitter portion 120, the surface of the anti-reflection portion 130 is the same as the second uneven portions P2 formed on the surface of the emitter portion 120. Unevenness of size may be formed.

또한, 본 실시예에서, 반사 방지부(130)는 단일막 구조인 것을 일례로 도시하고 있으나, 이와 다르게 이중막 구조를 포함하는 다층막 구조로 형성될 수도 있다.In addition, in the present embodiment, the anti-reflection unit 130 is illustrated as an example of a single film structure, but may alternatively be formed as a multilayer film structure including a double film structure.

반사 방지부(130)가 다층막 구조를 갖는 경우, 반사 방지부(130)는 에미터부(120)와 접하여 에미터부(120)의 바로 상부에 접하여 형성되는 하부 반사 방지막과, 하부 반사 방지막의 바로 상부에 접하여 형성되는 상부 반사 방지막으로 형성될 수 있다.When the anti-reflection unit 130 has a multi-layered film structure, the anti-reflection unit 130 may be formed in contact with the emitter unit 120 directly to the upper portion of the emitter unit 120, and immediately above the lower anti-reflection film. It may be formed as an upper anti-reflection film formed in contact with.

다음, 제1 전극부(150)는 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 교차하는 방향으로 형성되는 복수 개의 핑거 전극(151)과 복수 개의 전면 버스바(152)를 포함하고, 에미터부(120)의 전면 상부에 형성되어 에미터부(120)와 전기적으로 연결된다. Next, as illustrated in FIG. 1, the first electrode unit 150 includes a plurality of finger electrodes 151 and a plurality of front bus bars 152 formed in directions crossing each other, and the emitter unit 120. Is formed on the front upper portion of the emitter portion 120 is electrically connected.

그러나, 도시된 바와 다르게, 복수 개의 전면 버스바(152)가 생략될 수도 있다. 그러나, 이하에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전극부(150)에 복수 개의 전면 버스바(152)가 포함된 경우를 일례로 설명한다.However, unlike shown, the plurality of front busbars 152 may be omitted. However, hereinafter, as illustrated in FIG. 1, a case in which the plurality of front bus bars 152 are included in the first electrode unit 150 will be described as an example.

여기서, 전술한 복수의 핑거 전극(151)과 복수 개의 전면 버스바(152)는 서로 연결되어 있고, 핑거 전극(151)과 전면 버스바(152)는 각각 서로 이격되어 정해진 방향으로 나란히 뻗어있다. 복수의 핑거 전극(151)과 복수 개의 전면 버스바(152)는 에미터부(120) 쪽으로 이동한 전하, 예를 들면, 전자를 수집한다.Here, the plurality of finger electrodes 151 and the plurality of front bus bars 152 are connected to each other, and the finger electrodes 151 and the front bus bars 152 are spaced apart from each other and extend side by side in a predetermined direction. The plurality of finger electrodes 151 and the plurality of front busbars 152 collect electric charges, for example, electrons moved toward the emitter unit 120.

이때, 전면 버스바(152)는 복수의 핑거 전극(151)과 동일 층에 위치하여 각 핑거 전극(151)과 교차하는 지점에서 해당 핑거 전극(151)과 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다. In this case, the front busbar 152 is positioned on the same layer as the plurality of finger electrodes 151 and is electrically and physically connected to the corresponding finger electrodes 151 at the point where they cross each finger electrode 151.

따라서, 도 1에 도시한 것처럼, 복수의 핑거 전극(151)은 전면 버스바(152)와 교차하는 방향으로 뻗어 있는 스트라이프(stripe) 형상을 갖고, 전면 버스바(152)는 핑거 전극(151)과 교차하는 방향으로 뻗어 있는 스트라이프 형상을 갖고 있어, 제1 전극부(150)는 기판(110)의 전면에 격자 형태로 위치할 수 있다.Thus, as shown in FIG. 1, the plurality of finger electrodes 151 have a stripe shape extending in a direction crossing the front busbar 152, and the front busbar 152 has a finger electrode 151. Since it has a stripe shape extending in a direction intersecting with the first electrode part 150, the first electrode part 150 may be positioned in a lattice shape on the entire surface of the substrate 110.

각 전면 버스바(152)는 에미터부(120)로부터 이동하는 전하(예, 전자)뿐만 아니라 복수의 핑거 전극(151)에 의해 수집된 전하를 모아서 원하는 방향으로 이동시켜야 되므로, 각 전면 버스바(152)의 폭은 각 핑거 전극(151)의 폭보다 클 수 있다.Each of the front busbars 152 collects the charges collected by the plurality of finger electrodes 151 as well as the charges (eg, electrons) moving from the emitter unit 120, and moves them in a desired direction. The width of the 152 may be larger than the width of each finger electrode 151.

전면 버스바(152)는 외부 장치와 연결되어, 수집된 전하를 외부 장치로 출력한다. 복수의 핑거 전극(151)과 전면 버스바(152)를 구비한 제1 전극부(150)는 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전 물질로 이루어져 있다.The front busbar 152 is connected to an external device to output the collected charges to the external device. The first electrode part 150 including the plurality of finger electrodes 151 and the front bus bar 152 is made of at least one conductive material such as silver (Ag).

도 1에서, 기판(110)에 위치하는 핑거 전극(151)과 전면 버스바(152)의 개수는 한 예에 불과하고, 경우에 따라 변경 가능하다.In FIG. 1, the number of the finger electrodes 151 and the front busbars 152 positioned on the substrate 110 is only one example and may be changed in some cases.

후면 전계부(170)는 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역, 예를 들면, P+ 영역이다.The backside electric field unit 170 is a region in which impurities of the same conductivity type as the substrate 110 are doped at a higher concentration than the substrate 110, for example, a P + region.

이러한 기판(110)의 제1 도전성 영역과 후면 전계부(170)간의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되고, 이로 인해, 정공의 이동 방향인 후면 전계부(170) 쪽으로 전자 이동은 방해되는 반면, 후면 전계부(170) 쪽으로의 정공 이동은 좀더 용이해진다. 따라서, 후면 전계부(170)는 기판(110)의 후면 및 그 부근에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 원하는 전하(예, 정공)의 이동을 가속화시켜 제2 전극부(160)로의 전하 이동량을 증가시킨다.The potential barrier is formed due to the difference in the impurity concentration between the first conductive region of the substrate 110 and the backside electric field 170, thereby preventing electrons from moving toward the backside electric field 170, which is the movement direction of the hole. The hole movement toward the rear electric field 170 becomes easier. Accordingly, the backside electric field 170 reduces the amount of charge lost due to the recombination of electrons and holes in the backside and the vicinity of the substrate 110 and accelerates the movement of the desired charge (for example, holes) so that the second electrode portion ( Increase the charge transfer to 160).

이와 같은 후면 전계부(170)는 앞서 설명한 바와 같이, 기판(110)의 후면 표면으로부터 내부로 제1 도전성 타입의 불순물이 확산 및 도핑되어 형성되므로, 후면 전계부(170)의 후면 표면에는 앞서 언급한 바와 같이 상대적으로 크기가 큰 복수의 제2 요철부(P2)와, 제2 요철부(P2)의 표면에 위치하며 상대적으로 크기가 작은 복수의 제1 요철부(P1)가 형성된다.As described above, the rear electric field unit 170 is formed by diffusing and doping impurities of the first conductivity type from the rear surface of the substrate 110 to the inside, so that the rear surface of the rear electric field unit 170 is mentioned above. As described above, a plurality of relatively large second uneven portions P2 and a plurality of relatively small first uneven portions P1 positioned on the surface of the second uneven portions P2 are formed.

여기서, 후면 전계부(170)의 후면 표면에 형성되는 제2 요철부(P2)와 에미터부(120)의 후면 표면에 형성되는 제2 요철부(P2)는 동일한 에칭 공정에 의해 형성될 수 있어, 동일한 범위의 크기를 가질 수 있다.Here, the second uneven portion P2 formed on the rear surface of the rear electric field unit 170 and the second uneven portion P2 formed on the rear surface of the emitter unit 120 may be formed by the same etching process. , May have the same size range.

그리고, 후면 전계부(170)의 후면 표면에 형성되는 제1 요철부(P1)는 후면 전계부(170)나 에미터부(120)의 표면에 형성되는 제2 요철부(P2)와는 다른 에칭 공정에 의해 형성될 수 있으며, 그 크기도 앞서 언급한 바와 같이 제2 요철부(P2)의 크기보다 작을 수 있다.In addition, the first uneven portion P1 formed on the rear surface of the rear electric field unit 170 may be different from the second uneven portion P2 formed on the surface of the rear electric field unit 170 or the emitter unit 120. The size of the second uneven portion P2 may be smaller than that of the second uneven portion P2.

이와 같이, 후면 전계부(170)의 후면에 제1 요철부(P1)와 제2 요철부(P2)를 형성하였을 때에, 제2 전극부(160)의 두께가 35㎛ ~ 45㎛ 사이인 경우, 후면 전계부(170)의 두께는 5㎛ ~ 9㎛ 사이로 형성될 수 있다. 여기서 후면 전계부(170)의 두께를 이와 같이 설정하는 이유에 대해서는 도 4 및 도 5에서 설명한다.As described above, when the first uneven portion P1 and the second uneven portion P2 are formed on the rear surface of the rear electric field portion 170, the thickness of the second electrode portion 160 is between 35 μm and 45 μm. The thickness of the rear electric field unit 170 may be formed between 5 μm and 9 μm. The reason for setting the thickness of the rear electric field unit 170 in this way will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

이와 같이, 에미터부(120)의 표면에 형성되는 제2 요철부(P2)의 크기 및 후면 전계부(170)의 표면에 형성되는 제2 요철부(P2) 및 제1 요철부(P1)의 크기에 대해서는 도 3에서 상세하게 후술한다. As such, the size of the second uneven part P2 formed on the surface of the emitter part 120 and the second uneven part P2 and the first uneven part P1 formed on the surface of the rear electric field part 170 are described. The size will be described later in detail with reference to FIG. 3.

제2 전극부(160)는 반도체 기판(110)의 후면 상부에 배치되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 후면 전극층(161)과 후면 버스바(162)를 포함할 수 있다. 그러나, 여기서, 후면 버스바(162)는 경우에 따라 생략될 수도 있다. 이와 같은 제2 전극부(160)의 두께, 특히 후면 전극층(161)의 두께는 35㎛ ~ 45㎛ 사이일 수 있다.The second electrode unit 160 is disposed on the rear surface of the semiconductor substrate 110, and as shown in FIG. 1, the second electrode unit 160 may include a rear electrode layer 161 and a rear bus bar 162. However, here, the rear busbar 162 may be omitted in some cases. The thickness of the second electrode unit 160, in particular, the thickness of the rear electrode layer 161 may be between 35 μm and 45 μm.

후면 전극층(161)은 기판(110)의 후면에 위치한 후면 전계부(170)와 접촉하고 있고, 후면 버스바(162)가 위치한 부분을 제외하면 실질적으로 기판(110)의 후면 전체에 위치할 수 있다. 그러나 이와 다르게, 후면 전극층(161)은 기판(110) 후면의 가장자리 부분에는 위치하지 않을 수 있다. 이와 같은 후면 전극층(161)은 알루미늄(Al)과 같은 도전성 물질을 함유하고 있다. The rear electrode layer 161 is in contact with the rear electric field 170 located at the rear of the substrate 110, and may be substantially positioned on the entire rear of the substrate 110 except for a portion where the rear busbar 162 is located. have. Alternatively, the rear electrode layer 161 may not be located at the edge portion of the rear surface of the substrate 110. The rear electrode layer 161 contains a conductive material such as aluminum (Al).

이러한 후면 전극층(161)은 후면 전계부(170)쪽으로부터 이동하는 전하, 예를 들어 정공을 수집한다. 이때, 후면 전극층(161)이 기판(110)보다 높은 불순물 농도를 갖는 후면 전계부(170)와 접촉하고 있으므로, 후면 전계부(170)와 후면 전극층(161) 간의 접촉 저항이 감소하여 기판(110)로부터 후면 전극층(161)으로의 전하 전송 효율이 향상된다.The back electrode layer 161 collects charges, for example, holes, moving from the back field 170. In this case, since the rear electrode layer 161 is in contact with the rear electric field unit 170 having a higher impurity concentration than the substrate 110, the contact resistance between the rear electric field unit 170 and the rear electrode layer 161 is reduced, thereby reducing the substrate 110. ), The charge transfer efficiency to the rear electrode layer 161 is improved.

복수의 후면 버스바(162)는 후면 전극층(161)이 위치하지 않는 영역의 기판(110) 후면 위에 위치하며 인접한 후면 전극층(161)과 연결되어 있다. 이때, 복수의 후면 버스바(162)와 후면 전극층(161)은 기판(110)의 후면에서 동일 층에 위치하고 있다.The plurality of rear busbars 162 are positioned on the rear surface of the substrate 110 in the region where the rear electrode layer 161 is not located and are connected to the adjacent rear electrode layer 161. In this case, the plurality of rear bus bars 162 and rear electrode layers 161 are positioned on the same layer on the rear surface of the substrate 110.

이러한 복수의 후면 버스바(162)는 복수의 전면 버스바(152)와 유사하게, 후면 전극층(161)으로부터 전달되는 전하를 수집한다.The plurality of rear busbars 162 collects charges transferred from the rear electrode layer 161, similar to the plurality of front busbars 152.

복수의 후면 버스바(162) 역시 외부 장치와 연결되어, 복수의 후면 버스바(162)에 의해 수집된 전하(예, 정공)는 외부 장치로 출력된다. The plurality of rear busbars 162 are also connected to an external device, and the charges (eg, holes) collected by the plurality of rear busbars 162 are output to the external device.

이러한 복수의 후면 버스바(162)는 후면 전극층(161)보다 양호한 전도도를 갖는 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 후면 전극층(161)과는 달리 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전성 물질을 함유한다.The plurality of rear busbars 162 may be formed of a material having a better conductivity than the rear electrode layer 161. For example, unlike the rear electrode layer 161, at least one conductive material such as silver (Ag) may be used. It contains.

이러한 후면 버스바(162)는 도 1 및 도 2 에 도시한 것처럼, 전면 버스바(152)의 연장 방향과 같은 방향으로 나란히 뻗어 있으며, 서로 이격되어 있다. 이때, 복수의 후면 버스바(162)는 기판(110)을 중심으로 복수의 전면 버스바(152)와 대응되게 마주본다. 본 예에서, 후면 버스바(162)의 개수는 전면 버스바(152)의 개수와 동일하다.1 and 2, the rear bus bars 162 extend side by side in the same direction as the extension direction of the front bus bars 152 and are spaced apart from each other. In this case, the plurality of rear bus bars 162 may face the plurality of front bus bars 152 with respect to the substrate 110. In this example, the number of rear busbars 162 is the same as the number of front busbars 152.

이와 같은 후면 버스바(162)는 일례로, 전면 버스바(152)와 나란하게 스트라이프 형상을 가질 수 있다.Such a rear bus bar 162 may have, for example, a stripe shape parallel to the front bus bar 152.

이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지(1)의 동작은 다음과 같다.The operation of the solar cell 1 according to this embodiment having such a structure is as follows.

태양 전지(1)로 빛이 조사되어 반사 방지부(130)를 통해 반도체부인 에미터부(120) 및 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 반도체부에서 전자와 정공이 발생한다. 이때, 반사 방지부(130)에 의해 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 기판(110)으로 입사되는 빛의 양이 증가한다. When light is irradiated onto the solar cell 1 and incident on the emitter part 120 and the substrate 110, which are semiconductor parts, through the anti-reflection part 130, electrons and holes are generated in the semiconductor part by light energy. At this time, the reflection loss of the light incident on the substrate 110 by the anti-reflection unit 130 is reduced, so that the amount of light incident on the substrate 110 increases.

이들 전자와 정공은 기판(110)과 에미터부(120)의 p-n 접합에 의해, 예를 들어, n형의 도전성 타입을 갖는 전하는 에미터부(120) 쪽으로, p형의 도전성 타입을 갖는 전하는 기판(110) 쪽으로 각각 이동한다.These electrons and holes are transferred to the emitter portion 120 by the pn junction of the substrate 110 and the emitter portion 120, for example, to the emitter portion 120. Move to each side.

여기서, 에미터부(120) 쪽으로 이동한 전자는 복수의 핑거 전극(151)과 복수의 전면 버스바(152)에 의해 수집되어 복수의 전면 버스바(152)를 따라 이동하고, 기판(110) 쪽으로 이동한 정공은 인접한 후면 전극층(161)과 복수의 후면 버스바(162)에 의해 수집되어 복수의 후면 버스바(162)를 따라 이동한다. 따라서, 어느 한 태양전지의 전면 버스바(152)와 인접한 태양전지의 후면 버스바(162)를 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다. Here, the electrons moved toward the emitter unit 120 are collected by the plurality of finger electrodes 151 and the plurality of front busbars 152, move along the plurality of front busbars 152, and toward the substrate 110. The moved holes are collected by the adjacent rear electrode layer 161 and the plurality of rear busbars 162 and move along the plurality of rear busbars 162. Therefore, when the front bus bar 152 of any one solar cell and the rear bus bar 162 of the adjacent solar cell are connected with a conductive wire, a current flows, which is used as power from the outside.

한편, 여기서, 전술한 제2 요철부(P2) 및 제1 요철부(P1)에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, the second uneven portion P2 and the first uneven portion P1 described above will be described in more detail as follows.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 에미터부(120)의 전면에 형성된 복수의 제2 요철부(P2)는 기판(110)의 전면에 불순물이 확산되어 에미터부(120)가 형성되므로, 기판(110)의 전면에 에미터부(120)가 형성되기 이전의 기판(110) 전면 표면에 형성된 복수의 제2 요철부(P2)와 동일한 형상과 크기를 가지며, 도 3의 (b)에 도시된 후면 전계부(170)의 후면에 형성된 복수의 제2 요철부(P2) 및 제1 요철부(P1)도 기판(110)의 후면에 불순물이 확산되어 후면 전계부(170)가 형성되므로, 기판(110)의 후면에 후면 전계부(170)가 형성되기 이전의 기판(110) 후면 표면에 형성된 복수의 제1 요철부(P1) 및 제2 요철부(P2)와 동일한 형상과 크기를 가진다.As shown in FIG. 3A, the plurality of second uneven portions P2 formed on the front surface of the emitter portion 120 may have impurities diffused on the front surface of the substrate 110 to form the emitter portion 120. , And has the same shape and size as the plurality of second uneven portions P2 formed on the front surface of the substrate 110 before the emitter portion 120 is formed on the front surface of the substrate 110. Since the plurality of second uneven parts P2 and the first uneven parts P1 formed on the rear surface of the rear electric field part 170 are also diffused on the rear surface of the substrate 110, the rear electric field part 170 is formed. The same shape and size as the plurality of first uneven parts P1 and the second uneven parts P2 formed on the rear surface of the substrate 110 before the rear electric field unit 170 is formed on the rear surface of the substrate 110 may be obtained. Have

아울러, 에미터부(120) 및 후면 전계부(170)의 표면에 형성되는 제2 요철부(P2)는 동일한 식각 공정에 의해 형성되므로, 동일한 범위의 제1 크기를 가질 수 있다.In addition, since the second uneven parts P2 formed on the surfaces of the emitter part 120 and the rear electric field part 170 are formed by the same etching process, the second uneven parts P2 may have the same size as the first size.

아울러, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 후면 전계부(170)의 제2 요철부(P2) 표면에 형성되는 제1 요철부(P1)는 후면 전계부(170)의 표면에 형성되는 제2 요철부(P2)의 제1 크기보다 작은 제2 크기를 가질 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3B, the first uneven portion P1 formed on the surface of the second uneven portion P2 of the rear electric field unit 170 is formed on the surface of the rear electric field unit 170. The second uneven portion P2 may have a second size smaller than the first size.

보다 구체적으로, 제2 요철부(P2)의 높이(P2H)는 제1 요철부(P1)의 높이(P1H)보다 클 수 있으며, 복수의 제2 요철부(P2)들의 돌출 끝단 사이의 간격(P2D)은 복수의 제1 요철부(P1)들의 돌출 끝단 사이의 간격(P1D)보다 클 수 있다.More specifically, the height P2H of the second concave-convex portion P2 may be greater than the height P1H of the first concave-convex portion P1, and the distance between the protruding ends of the plurality of second concave-convex portions P2 ( P2D) may be greater than the distance P1D between the protruding ends of the plurality of first uneven parts P1.

이와 같이, 에미터부(120)의 전면 표면에는 제2 요철부(P2)만 형성되고, 후면 전계부(170)의 후면 표면에는 제2 요철부(P2) 및 제2 요철부(P2)에 비해 상대적으로 크기가 작은 제1 요철부(P1)를 형성될 수 있다.As such, only the second uneven portion P2 is formed on the front surface of the emitter unit 120, and the second uneven portion P2 and the second uneven portion P2 are formed on the rear surface of the rear electric field unit 170. A relatively small first uneven portion P1 may be formed.

여기서, 일례로, 제1 요철부(P1)의 높이(P1H)는 2㎛이하가 되도록 할 수 있으며, 제2 요철부(P2)의 높이(P2H)는 제1 요철부(P1)보다 큰 범위내에서 5~15㎛ 이하가 되도록 할 수 있다. 아울러, 제1 요철부(P1)의 평균 높이는 300㎚ ~ 600㎚ 사이가 되도록 할 있다.Here, as an example, the height P1H of the first uneven portion P1 may be 2 μm or less, and the height P2H of the second uneven portion P2 is larger than the first uneven portion P1. It can be made to be 5-15 micrometers or less within. In addition, the average height of the 1st uneven part P1 can be made into 300 nm-600 nm.

또한, 제1 요철부(P1)들의 돌출 끝단 사이의 간격(P1D)은 2㎛이하가 되도록 할 수 있으며, 제2 요철부(P2)들의 돌출 끝단 사이의 간격(P2D)은 제1 요철부(P1)보다 큰 범위내에서 5~15㎛ 이하가 되도록 할 수 있고, 제1 요철부(P1)의 돌출 끝단 사이의 평균 간격도 300㎚ ~ 600㎚ 사이가 되도록 할 있다.In addition, the interval P1D between the protruding ends of the first uneven parts P1 may be 2 μm or less, and the spacing P2D between the protruding ends of the second uneven parts P2 may include the first uneven part ( It can be set to 5-15 micrometers or less within the range larger than P1), and the average space | interval between the protruding ends of the 1st uneven | corrugated part P1 can also be set to be 300 nm-600 nm.

다음의 도 4는 후면 전계부의 두께와 개방 전압의 관계를 설명하기 위한 도이고, 도 5는 태양 전지의 광전 변환 효율에 따른 후면 전계부의 최적화된 두께를 설명하기 위한 도이다.4 is a view for explaining the relationship between the thickness and the open voltage of the rear electric field, Figure 5 is a view for explaining the optimized thickness of the rear electric field according to the photoelectric conversion efficiency of the solar cell.

도 4에 도시된 바와 같이, 후면 전계부(170)의 두께가 점진적으로 커질수록 태양 전지의 개방 전압도 점진적으로 상승하는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, as the thickness of the rear electric field unit 170 gradually increases, the open voltage of the solar cell also gradually increases.

이와 같이 후면 전계부(170)의 두께가 커질수록 개방 전압이 상승하는 이유는 후면 전계부(170)의 두께가 커질수록 p-n 접합 사이의 밴드 오프 셋(band off set) 전압에 미치는 영향이 커져, 밴드 오프 셋 전압이 커지게 되기 때문이다.As the thickness of the rear electric field unit 170 increases, the reason why the open voltage is increased is that as the thickness of the rear electric field unit 170 increases, the influence on the band off set voltage between the pn junctions increases. This is because the band offset voltage is increased.

이와 같이, 밴드 오프 셋 전압이 증가하면 태양 전지의 개방 전압(Voc)이 상승한다. 그리고 태양 전지의 개방 전압(Voc)이 상승하면 태양 전지의 광전 변환 효율 또한 상승한다.As such, when the band offset voltage increases, the open voltage Voc of the solar cell increases. As the open voltage Voc of the solar cell increases, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell also increases.

그러나, 후면 전계부(170)의 두께와 태양 전지의 광전 변환 효율은 항상 비례하지는 않는다.However, the thickness of the back field 170 and the photoelectric conversion efficiency of the solar cell are not always proportional.

구체적으로 도 5를 참조하면, 후면 전계부(170)의 두께가 계속적으로 증가해도 태양 전지의 광전 변환 효율을 계속적으로 증가하지 않는 것을 확인할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 5, it can be seen that the photoelectric conversion efficiency of the solar cell does not continuously increase even if the thickness of the rear electric field unit 170 continuously increases.

보다 구체적으로, 후면 전계부(170)의 두께가 1㎛에서 7㎛까지 증가함에 따라 태양 전지의 효율이 비선형적으로 증가하는 것을 확인할 수 있으나, 후면 전계부(170)의 두께가 7㎛보다 커지게 되면, 후면 전계부(170)의 두께가 10㎛까지 증가하더라도 태양 전지의 효율은 오히려 더 감소하는 것을 확인할 수 있다.More specifically, as the thickness of the rear electric field unit 170 increases from 1 μm to 7 μm, the efficiency of the solar cell increases nonlinearly, but the thickness of the rear electric field unit 170 is greater than 7 μm. When the thickness of the rear electric field unit 170 is increased to 10 μm, the efficiency of the solar cell may be further reduced.

이와 같이 후면 전계부(170)의 두께가 계속적으로 증가하더라도 태양 전지의 효율이 비례하여 계속적으로 증가하지 않고 특정 두께(7㎛) 이후 오히려 감소하는 이유는 태양 전지의 단락 전류(Isc)가 오히려 감소하기 때문이다.As such, even if the thickness of the rear electric field unit 170 continuously increases, the efficiency of the solar cell does not continuously increase in proportion, but rather decreases after a certain thickness (7 μm). Because.

즉, 후면 전계부(170)에 포함되는 불순물은 태양 전지 내에서 오히려 결함(defect)으로 작용하여 후면 전계부(170)에 포함되는 불순물의 양이 특정 범위 이상이 되면 개방 전압(Voc)가 증가하는 크기보다 단락 전류(Isc)가 감소하는 크기가 더 증가하기 때문이다.That is, impurities included in the rear electric field unit 170 act as defects in the solar cell, and when the amount of impurities included in the rear electric field unit 170 exceeds a certain range, the open voltage Voc increases. This is because the magnitude of decreasing the short-circuit current Isc increases more than the magnitude.

따라서, 후면 전계부(170)의 두께에 따른 개방 전압(Voc)의 상승 효과와 단락 전류(Isc)의 감소 효과를 모두 고려하여, 본 발명에 따른 태양 전지는 후면 전계부(170)의 두께를 5㎛ ~ 9㎛ 사이로 설정할 수 있다.Accordingly, in consideration of both the synergistic effect of the open voltage Voc and the reduction effect of the short circuit current Isc according to the thickness of the rear electric field unit 170, the solar cell according to the present invention increases the thickness of the rear electric field unit 170. It can be set between 5 µm and 9 µm.

아울러, 후면 전계부(170)의 두께를 5㎛ ~ 9㎛ 사이로 설정하는 것은 태양 전지의 효율 안정성을 확보하기 위함이다. 보다 구체적으로 이는 후면 전계부(170)의 두께를 ㎛ 단위로 정확하게 설정하는 것은 매우 어렵다. 즉, 후면 전계부(170)의 두께는 앞서 설명한 바와 같이, 제2 전극의 두께 및 확산을 위한 열처리 공정의 수행 시간에 따라 기판(110)의 후면으로부터 내부로 확산되는 양이 달라질 수 있기 때문이다.In addition, setting the thickness of the rear electric field unit 170 to 5 μm to 9 μm is to ensure efficiency stability of the solar cell. More specifically, it is very difficult to accurately set the thickness of the rear electric field unit 170 in μm. That is, as described above, the thickness of the rear electric field unit 170 may vary depending on the thickness of the second electrode and the execution time of the heat treatment process for diffusion, so that the amount diffused from the rear surface of the substrate 110 to the inside may vary. .

따라서, 후면 전계부(170)의 두께에 따라 태양 전지의 효율이 크게 변화하는 두께 범위(5㎛ 미만)를 제외하고, 후면 전계부(170)의 두께가 변화하더라도 태양 전지의 효율이 상대적으로 완만하게 변화하는 5㎛ ~ 9㎛ 사이로 후면 전계부(170)의 두께가 형성되도록 함으로써, 복수 개의 태양 전지를 생산하더라도, 복수 개의 태양 전지의 효율이 보다 균일하게 설정되도록 하기 위함이다.Therefore, except for a thickness range (less than 5 μm) in which the efficiency of the solar cell varies greatly according to the thickness of the rear electric field unit 170, the efficiency of the solar cell is relatively slow even if the thickness of the rear electric field unit 170 changes. The thickness of the rear electric field unit 170 is formed between 5 μm and 9 μm, which is varied so that the efficiency of the plurality of solar cells may be set more uniformly even when a plurality of solar cells are produced.

그러나, 이와 같은 후면 전계부(170)의 두께 범위는 반드시 5㎛ ~ 9㎛ 사이로 한정되는 것은 아니다.However, the thickness range of the rear electric field unit 170 is not necessarily limited to between 5 μm and 9 μm.

이하에서는 앞에서 설명한 본 발명에 따른 태양 전지를 제조하는 방법의 일례에 대해서 설명한다.Hereinafter, an example of a method of manufacturing the solar cell according to the present invention described above will be described.

도 6a 내지 도 6g는 본 발명에 따른 태양 전지 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.6A to 6G are diagrams for explaining an example of the solar cell manufacturing method according to the present invention.

먼저, 도 6a와 같이, 제1 도전성 타입의 불순물이 도핑된 단결정 실리콘인 잉곳(ingot)을 절단하여, 태양 전지(1)용 기판(110)을 준비하고, 기판(110)의 전면 및 후면에 발생된 손상층을 제거하기 위한 소우 데미지 에칭(saw damage etching)을 수행하여 손상층을 제거한다.First, as shown in FIG. 6A, an ingot, which is single crystal silicon doped with impurities of a first conductivity type, is cut to prepare a substrate 110 for the solar cell 1, and the front and rear surfaces of the substrate 110 are prepared. The damage layer is removed by saw damage etching to remove the generated damage layer.

이후, 도 6b와 같이, 기판(110)의 전면 및 후면을 텍스처링 하기 위하여 비등방성 에칭을 수행한다. 이때, 비등방성 에칭에 의해 기판(110)의 전면 및 후면에는 상대적으로 큰 제2 요철부(P2)가 형성된다. Thereafter, as shown in FIG. 6B, anisotropic etching is performed to texture the front and rear surfaces of the substrate 110. At this time, a relatively large second uneven portion P2 is formed on the front and rear surfaces of the substrate 110 by anisotropic etching.

여기서, 비등방성 에칭에 사용되는 에칭액은 알카리 용액(alkaline solution)일 수 있다. 이와 같은 알카리 용액은 수산화칼륨(KOH) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 포함할 수 있으며, 추가적으로 IPA(Iso Propyl Alcohol) 및 불순물을 함유하지 않는 D-I Water(De Ionized Water)를 포함할 수 있다.Here, the etching solution used for the anisotropic etching may be an alkaline solution. Such an alkaline solution may include potassium hydroxide (KOH) or sodium hydroxide (NaOH), and may further include IPA (Iso Propyl Alcohol) and D-I Water (De Ionized Water) containing no impurities.

한편, 본 발명에 따른 태양 전지 제조 방법의 일례에서는 소우 데미지 에칭을 수행한 이후, 기판(110)을 텍스처링 하기 위해 비등방성 에칭을 수행하는 경우를 일례로 설명하였지만, 이와 같은 단계는 생략될 수도 있다.On the other hand, in the solar cell manufacturing method according to the present invention has been described as an example of performing anisotropic etching to texturize the substrate 110 after the saw damage etching, this step may be omitted. .

일례로, 기판(110)이 다결정인 경우, 도 6a와 같이 소우 데미지 에칭만 수행하고, 비등방성 에칭이 생략될 수도 있다. 그러나, 도 6a 내지 도 6g는 기판(110)이 단결정 실리콘 기판인 경우를 일례로 도시하였으므로, 이하에서는 비등방성 에칭을 수행한 경우를 일례로 설명한다.For example, when the substrate 110 is polycrystalline, as shown in FIG. 6A, only the damage damage etching may be performed, and anisotropic etching may be omitted. However, since FIGS. 6A to 6G illustrate an example in which the substrate 110 is a single crystal silicon substrate, an example of performing anisotropic etching will be described below.

이후, 도 6c와 같이, 기판(110)의 후면에 반응성 이온 에칭(reactive ion etching; RIE)을 수행한다. Thereafter, as shown in FIG. 6C, reactive ion etching (RIE) is performed on the rear surface of the substrate 110.

이와 같이 반응성 이온 에칭을 수행하는 과정에 대해 설명하면, 먼저 약 0.1 내지 0.5mTorr의 압력을 갖는 공정실에 기판(110)을 위치시킨 후, SF6와 O2의 혼합 가스(SF6/O2) 또는 SF6와 O2 및 Cl2의 혼합 가스(SF6/Cl2/O2)인 식각 가스를 공정실에 주입한다. As described above, a process of performing reactive ion etching is performed. First, the substrate 110 is placed in a process chamber having a pressure of about 0.1 to 0.5 mTorr, and then a mixture of SF6 and O2 (SF6 / O2) or SF6 and An etching gas, which is a mixed gas of O 2 and Cl 2 (SF 6 / Cl 2 / O 2), is injected into the process chamber.

그런 다음, 기판(110) 사이에 설치된 두 개의 전극(도시하지 않음)에 해당 크기의 전력을 인가하면, 원료 가스에 기초한 플라즈마가 두 전극 사이의 공간에 생성되어, 생성된 플라즈마에 의한 식각 동작, 즉 건식 식각 동작이 이루어지게 된다. 이때, 전극에 인가되는 전력의 크기는 약 3000W/m2~6000W/m2일 수 있다.Then, when power of the corresponding size is applied to two electrodes (not shown) provided between the substrates 110, plasma based on the source gas is generated in the space between the two electrodes, thereby etching operation by the generated plasma, That is, the dry etching operation is performed. At this time, the magnitude of the power applied to the electrode may be about 3000W / m2 ~ 6000W / m2.

이와 같은 반응성 이온 에칭에 의하여, 기판(110)의 후면에 형성된 제2 요철부(P2)의 경사면에 제2 요철부(P2)보다 상대적으로 크기가 작은 제1 요철부(P1)가 형성된다.By the reactive ion etching, the first uneven portion P1 having a smaller size than the second uneven portion P2 is formed on the inclined surface of the second uneven portion P2 formed on the rear surface of the substrate 110.

이와 같이 기판(110)의 후면에 형성된 제1 요철부(P1)는 기판(110) 후면의 표면적을 더 크게 하여, 기판(110)의 후면에 형성되는 후면 전계부(170)의 두께를 증가시킬 수 있도록 도와준다.As such, the first uneven portion P1 formed on the rear surface of the substrate 110 increases the surface area of the rear surface of the substrate 110 to increase the thickness of the rear electric field portion 170 formed on the rear surface of the substrate 110. To help.

다음, 도 6d와 같이, 본 발명은 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 불순물을 제2 요철부(P2)가 형성된 기판(110) 전면 표면 내부로 확산시켜 에미터부(120)를 형성시킨다.Next, as shown in FIG. 6D, the present invention diffuses impurities of the second conductivity type opposite to the first conductivity type into the front surface of the substrate 110 on which the second uneven portion P2 is formed to form the emitter portion 120. Let's do it.

이에 따라, 에미터부(120) 표면에는 복수의 제2 요철부(P2)가 형성된다.As a result, a plurality of second uneven portions P2 are formed on the surface of the emitter portion 120.

여기서, 에미터부(120)의 표면에 형성되는 제2 요철부(P2)에 대한 구체적인 설명은 앞선 도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.Here, the detailed description of the second uneven part P2 formed on the surface of the emitter part 120 is the same as described above with reference to FIGS. 1 to 3, and thus will be omitted.

이후, 도 6e와 같이, 본 발명은 에미터부(120)의 상부 표면에 반사 방지부(130)를 형성시킬 수 있다. 이와 같은 반사 방지부(130)는 플라즈마 화학 기상 증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)과 같은 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD)을 이용하여 형성될 수 있으며, 단일막 구조인 것을 일례로 도시하고 있으나, 이와 다르게 이중막 구조를 갖는 다층막 구조로 형성될 수도 있다.Then, as shown in Figure 6e, the present invention can form the anti-reflection portion 130 on the upper surface of the emitter portion 120. The anti-reflection unit 130 may be formed using a chemical vapor deposition (CVD) method, such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), and has an example of a single film structure. Alternatively, however, the multilayer film structure may have a double layer structure.

이후, 도 6f에 도시된 바와 같이, 핑거 전극 패턴(151’)과 전면 버스바 패턴(152’)을 포함하는 제1 페이스트(150’)를 반사 방지부(130)의 상부에 형성시키고, 아울러, 후면 전극층 패턴(161’)과 후면 버스바 패턴(162’)을 포함하는 제2 페이스트(160’)를 기판(110)의 후면에 형성시킨다.Thereafter, as shown in FIG. 6F, the first paste 150 ′ including the finger electrode pattern 151 ′ and the front busbar pattern 152 ′ is formed on the anti-reflection portion 130, and The second paste 160 ′ including the rear electrode layer pattern 161 ′ and the rear bus bar pattern 162 ′ is formed on the rear surface of the substrate 110.

이때, 제1 전극 페이스트(150’)는 일례로, 은(Ag)을 포함할 수 있으며, 제2 전극 페이스트(160’) 중 후면 전극층 패턴(161’)은 알루미늄(Al)을, 후면 버스바 패턴(162’)은 은(Ag)을 포함할 수 있다.In this case, the first electrode paste 150 ′ may include silver (Ag), for example, and the rear electrode layer pattern 161 ′ of the second electrode paste 160 ′ may include aluminum (Al), and a rear bus bar. The pattern 162 ′ may include silver (Ag).

다음, 도 6g에 도시된 바와 같이, 제1 페이스트(150’)와 제2 페이스트(160’)를 동시에 열처리하여 제1 전극부(150)와 제2 전극부(160)을 형성시킬 수 있다.Next, as illustrated in FIG. 6G, the first paste 150 ′ and the second paste 160 ′ may be simultaneously heat-treated to form the first electrode 150 and the second electrode 160.

이와 같이, 제1 페이스트(150’)와 제2 페이스트(160’)를 동시에 열처리함으로써, 열처리 공정을 단순화할 수 있으며, 열처리 공정에 의해 기판(110)에 미칠 수 있는 손상의 크기도 최소화할 수 있다.As such, by simultaneously heat-treating the first paste 150 ′ and the second paste 160 ′, the heat treatment process may be simplified, and the amount of damage that may be caused to the substrate 110 by the heat treatment process may be minimized. have.

구체적으로, 제1 페이스트(150’)를 열처리할 때에, 반사 방지부(130)의 상부에 위치하던 제1 페이스트(150’)는 반사 방지부(130)를 뚫고 에미터부(120)에 전기적으로 연결되는 제1 전극부(150)로 형성된다.In detail, when the first paste 150 ′ is heat-treated, the first paste 150 ′ positioned above the anti-reflective unit 130 penetrates the anti-reflective unit 130 and is electrically connected to the emitter unit 120. It is formed of a first electrode portion 150 to be connected.

아울러, 제2 페이스트(160’)를 열처리할 때에, 제2 페이스트(160’)의 후면 반사층 패턴(161’)에 함유된 알루미늄(Al) 중 일부가 기판(110)의 후면 표면으로부터 내부로 확산 및 도핑되어 후면 전계부(170)가 동시에 형성된다.In addition, when heat treating the second paste 160 ′, some of aluminum (Al) contained in the back reflective layer pattern 161 ′ of the second paste 160 ′ diffuses from the rear surface of the substrate 110 to the inside. And doped to form the rear electric field unit 170 at the same time.

이와 같은 후면 전계부(170)는 기판(110)의 후면 표면에 형성되는 제1 요철부(P1)와 제2 요철부(P2)로 인하여 제2 요철부(P2)만 형성된 경우에 비해 상대적으로 더 큰 두께로 기판(110)의 후면에 형성될 수 있다.Such a rear electric field unit 170 is relatively compared to the case where only the second uneven portion P2 is formed due to the first uneven portion P1 and the second uneven portion P2 formed on the rear surface of the substrate 110. It may be formed on the back of the substrate 110 to a greater thickness.

아울러, 기판(110)의 후면 표면에 형성되는 제1 요철부(P1)와 제2 요철부(P2)는 상대적으로 더 작은 제2 페이스트(160’)의 양과, 제2 페이스트(160’)의 열처리 시간에도 불구하고 충분한 두께의 후면 전계부(170)를 형성하도록 도와줌으로써, 태양 전지의 제조 비용을 절감시키고, 공정 시간을 더 단축하도록 할 수 있다.In addition, the first uneven portion P1 and the second uneven portion P2 formed on the rear surface of the substrate 110 may have a relatively smaller amount of the second paste 160 'and the second paste 160'. In spite of the heat treatment time, by helping to form the backside electric field 170 having a sufficient thickness, it is possible to reduce the manufacturing cost of the solar cell and to further shorten the process time.

아울러, 제1 요철부(P1)와 제2 요철부(P2)로 인해 상대적으로 표면적이 더 커진 후면을 가진 기판(110)은 상대적으로 더 작은 양의 제2 페이스트(160’)로 충분한 두께의 후면 전계부(170)가 형성되도록 함으로써, 기판(110)과 제2 페이스트(160’) 사이의 열팽창 계수의 차이로 인한 기판(110)의 보잉(bowing) 현상을 최소화하도록 할 수 있고, 태양 전지의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, the substrate 110 having a rear surface having a larger surface area due to the first uneven portion P1 and the second uneven portion P2 may have a relatively small amount of the second paste 160 ′. By forming the rear electric field 170, the bowing of the substrate 110 due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the substrate 110 and the second paste 160 ′ may be minimized, and the solar cell The efficiency can be further improved.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of right.

Claims (13)

제1 도전성 타입의 불순물이 도핑된 기판;
상기 기판의 전면에 위치하며, 상기 제1 도전성 타입과 반대인 제 2 도전성 타입의 불순물이 도핑되어 상기 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부;
상기 기판의 후면에 위치하며, 상기 제1 도전성 타입의 불순물이 상기 기판보다 더 고농도로 도핑된 후면 전계부;
상기 에미터부와 전기적으로 연결되어 있는 제1 전극부; 및
상기 후면 전계부에 전기적으로 연결되어 있는 제2 전극부;를 포함하고,
상기 후면 전계부의 후면은 2㎛ 이하 크기를 갖는 제1 요철부; 및
상기 제1 요철부보다 크기가 큰 제2 요철부를 포함하고,
상기 제1 요철부는 상기 제2 요철부의 표면에 형성되는 태양 전지.
A substrate doped with impurities of a first conductivity type;
An emitter unit disposed on a front surface of the substrate and doped with impurities of a second conductivity type opposite to the first conductivity type to form a pn junction with the substrate;
A rear electric field unit positioned on a rear surface of the substrate and doped with a higher concentration of impurities of the first conductivity type than the substrate;
A first electrode part electrically connected to the emitter part; And
And a second electrode part electrically connected to the rear electric field part.
A rear surface of the rear electric field portion has a first uneven portion having a size of 2 μm or less; And
A second uneven portion having a larger size than the first uneven portion,
The first uneven portion is a solar cell formed on the surface of the second uneven portion.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제1 요철부의 돌출 높이는 상기 제2 요철부의 돌출 높이보다 작은 태양 전지.
The method according to claim 1,
The protruding height of the first uneven portion is smaller than the protruding height of the second uneven portion.
제1 항에 있어서,
상기 제1 요철부의 돌출 높이는 2㎛ 이하이고, 상기 제2 요철부의 돌출 높이는 5~15㎛ 인 태양 전지.
The method according to claim 1,
The protruding height of the first uneven portion is 2 μm or less, and the protruding height of the second uneven portion is 5 to 15 μm.
제1 항에 있어서,
상기 제2 전극부의 두께는 35㎛ ~ 45㎛ 사이인 태양 전지.
The method according to claim 1,
The thickness of the second electrode portion is a solar cell between 35㎛ 45㎛.
제1 항에 있어서,
상기 후면 전계부의 두께는 5㎛ ~ 9㎛ 사이인 태양 전지.
The method according to claim 1,
The thickness of the rear electric field is between 5㎛ ~ 9㎛ solar cell.
제1 도전성 타입을 갖는 기판의 후면 표면에 제1 요철부를 형성시키는 단계;
상기 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 불순물을 포함하는 에미터부를 상기 기판의 전면에 형성시키는 단계; 및
상기 제1 도전성 타입과 동일한 불순물을 상기 기판보다 고농도로 상기 제1 요철부가 형성된 기판의 후면 표면 내부로 확산시켜 후면 전계부를 형성시키는 단계;를 포함하고,
상기 제1 요철부를 형성시키기 전에,
상기 기판의 후면에 상기 제1 요철부보다 큰 제2 요철부를 형성시키는 태양 전지 제조 방법.
Forming a first uneven portion on the back surface of the substrate having the first conductivity type;
Forming an emitter portion including impurities of a second conductivity type opposite to the first conductivity type on an entire surface of the substrate; And
And diffusing the same impurity as the first conductivity type into the back surface of the substrate on which the first uneven portion is formed at a higher concentration than the substrate, thereby forming a rear electric field portion.
Before forming the first uneven portion,
A solar cell manufacturing method for forming a second uneven portion larger than the first uneven portion on the back surface of the substrate.
제7 항에 있어서,
상기 제1 요철부는 반응성 이온 에칭(reactive ion etching; RIE)에 의해 형성되는 태양 전지 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The first uneven portion is a solar cell manufacturing method formed by reactive ion etching (RIE).
제7 항에 있어서,
상기 제2 요철부는 상기 기판의 후면 표면에 비등방성 에칭을 수행하여 형성되는 태양 전지 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The second uneven portion is formed by performing an anisotropic etching on the back surface of the substrate.
제9 항에 있어서,
상기 비등방성 에칭은 알카리 용액(alkaline solution)에 의해 수행되는 태양 전지 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The anisotropic etching is a solar cell manufacturing method performed by alkaline solution (alkaline solution).
제10 항에 있어서,
상기 알카리 용액은 수산화칼륨(KOH) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 포함하는 태양 전지 제조 방법.
The method of claim 10,
The alkaline solution is a solar cell manufacturing method comprising potassium hydroxide (KOH) or sodium hydroxide (NaOH).
제7 항에 있어서,
제1 전극부를 형성하기 위한 제1 페이스트를 상기 기판의 전면에 도포하는 단계; 및
제2 전극부를 형성하기 위한 제2 페이스트를 상기 기판의 후면에 도포하는 단계;를 더 포함하는 태양 전지 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
Applying a first paste for forming a first electrode portion on the entire surface of the substrate; And
Applying a second paste for forming a second electrode portion on a rear surface of the substrate;
제12 항에 있어서,
상기 제1 페이스트와 상기 제2 페이스트를 열처리하여 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부를 형성할 때, 상기 후면 전계부를 동시에 형성하는 태양 전지 제조 방법.
The method of claim 12,
And forming the rear electric field at the same time when the first paste and the second paste are heat-treated to form the first electrode portion and the second electrode portion.
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