KR101361475B1 - Manufacturing Method of Solar Cell - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양전지 제조방법에 관한 것으로써, 제1 도전성 타입의 기판을 준비하는 기판 준비 단계와, 상기 기판의 전면(front surface)에 위치하는 제2 도전성 타입의 에미터층을 형성하는 에미터층 형성 단계와, 상기 기판의 후면을 플라즈마 처리하여 복수의 소수성 영역을 형성하는 플라즈마 처리 단계와, 상기 기판의 후면에 형성되고 상기 소수성 영역에 대응되는 위치에 비아 홀을 구비하는 패시베이션막을 형성하는 패시베이션막 형성 단계 및 상기 패시베이션막의 하면에 형성되며 상기 비아 홀을 통하여 상기 기판의 하면과 전기적으로 연결되는 후면 전극을 형성하는 후면 전극 형성 단계를 포함하는 태양전지 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell, comprising: preparing a substrate for preparing a substrate of a first conductivity type, and forming an emitter layer for forming an emitter layer of a second conductivity type located on a front surface of the substrate; Forming a plurality of hydrophobic regions by plasma treating a rear surface of the substrate, and forming a passivation film formed on a rear surface of the substrate and forming a passivation film having a via hole at a position corresponding to the hydrophobic region. And forming a rear electrode formed on a lower surface of the passivation layer and electrically connected to a lower surface of the substrate through the via hole.

Description

태양전지 제조 방법{Manufacturing Method of Solar Cell}{Manufacturing Method of Solar Cell}

본 발명은 태양전지 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell manufacturing method.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 전지로서, 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 주목받고 있다.With the recent depletion of existing energy resources such as oil and coal, interest in alternative energy to replace them is increasing. Among them, solar cells are batteries that produce electrical energy from solar energy, and are attracting attention because they are rich in energy resources and have no problems with environmental pollution.

태양전지는 사용 재료의 종류에 따라서 결정계, 비정질계, 화합물계 등으로 분류되며, 결정계 실리콘 태양전지는 단결정형 및 다결정형으로 분류된다.Solar cells are classified into crystal systems, amorphous systems, compound systems and the like depending on the kind of materials used, and crystal silicon solar cells are classified into monocrystalline type and polycrystalline type.

단결정 실리콘 태양전지는 기판의 품질이 좋기 때문에 고효율화가 용이하지만 기판의 제조 비용이 큰 단점이 있다. 이에 반하여 다결정 실리콘 태양전지는 단결정 실리콘 태양전지에 비해 상대적으로 기판의 품질이 좋지 않기 때문에 고효율화가 어려운 단점이 있었지만, 최근에는 기판의 품질이 향상되고 공정 기술이 진일보함에 따라 고효율화가 가능하게 되고 있다.Single crystal silicon solar cell is easy to high efficiency because the quality of the substrate is good, but there is a disadvantage that the manufacturing cost of the substrate is large. On the other hand, polycrystalline silicon solar cells have a disadvantage in that high efficiency is difficult because the quality of the substrate is relatively poor compared to single crystal silicon solar cells.

또한, 태양전지의 수명 및 효율면에서 패시베이션 효과가 매우 중요한 작용을 한다. 일반적으로 결정질 실리콘 태양전지는 먼저 에미터를 형성한 후 반사 방지막 공정 전 또는 후에 Al2O3막을 증착하여 패시베이션 막을 증착한다. 다음으로 태양전지의 후면에 Al 페이스트를 도포한 후에, Al 페이스트가 패시베이션막인 Al2O3막을 뚫고 들어가 실리콘 기판의 베이스와 전기적으로 접촉되도록 한다. 그러나. 이때 Al 페이스트가 패시베이션막을 전체적으로 랜덤(random)하게 뚫고 들어가 패시베이션 특성을 저하시키게 된다.In addition, the passivation effect is very important in terms of life and efficiency of the solar cell. Generally, a crystalline silicon solar cell first forms an emitter, and then deposits a passivation film by depositing an Al 2 O 3 film before or after the anti-reflection film process. Next, after the Al paste is applied to the rear surface of the solar cell, the Al paste penetrates the Al 2 O 3 film as the passivation film and is brought into electrical contact with the base of the silicon substrate. But. At this time, the Al paste randomly penetrates the passivation film as a whole to lower the passivation property.

본 발명은 결정질 실리콘 태양전지의 패시베이션 특성을 개선하여 효율을 향상시킬 수 있는 태양전지 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a solar cell that can improve efficiency by improving passivation characteristics of a crystalline silicon solar cell.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 도전성 타입의 기판을 준비하는 기판 준비 단계와, 상기 기판의 전면(front surface)에 위치하는 제2 도전성 타입의 에미터층을 형성하는 에미터층 형성 단계와, 상기 기판의 후면을 플라즈마 처리하여 복수의 소수성 영역을 형성하는 플라즈마 처리 단계와, 상기 기판의 후면에 형성되고 상기 소수성 영역에 대응되는 위치에 비아 홀을 구비하는 패시베이션막을 형성하는 패시베이션막 형성 단계 및 상기 패시베이션막의 하면에 형성되며 상기 비아 홀을 통하여 상기 기판의 하면과 전기적으로 연결되는 후면 전극을 형성하는 후면 전극 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a substrate preparation step of preparing a substrate of a first conductivity type, and an emitter layer forming step of forming an emitter layer of a second conductivity type located on a front surface of the substrate; Forming a plurality of hydrophobic regions by plasma treating a rear surface of the substrate, and forming a passivation layer formed on the rear surface of the substrate and forming a passivation film having a via hole at a position corresponding to the hydrophobic region; And forming a back electrode formed on a bottom surface of the passivation layer and forming a back electrode electrically connected to the bottom surface of the substrate through the via hole.

또한, 본 발명에서 상기 플라즈마 처리 단계는 상기 소수성 영역에 대응되는 위치에 관통홀이 형성된 패턴닝 마스크를 상기 기판의 하면에 위치시킨 후 진행될 수 있다. 이때, 상기 소수성 영역은 점 형상으로 형성되며, 평면 형상이 원 또는 삼각형, 사각형, 육각형 형상 중의 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 소수성 영역은 점 형상이 격자 패턴을 가지도록 형성될 수 있다.In the present invention, the plasma treatment may be performed after placing a patterning mask having a through hole formed at a position corresponding to the hydrophobic region on a lower surface of the substrate. In this case, the hydrophobic region is formed in a point shape, the planar shape may be formed in any one of a circle or a triangle, a square, a hexagon shape. In addition, the hydrophobic region may be formed so that the dot shape has a lattice pattern.

또한, 상기 플라즈마 처리 단계는 산소 플라즈마 처리로 이루어질 수 있다.In addition, the plasma treatment step may be an oxygen plasma treatment.

또한, 상기 패시베이션층은 Al2O3막으로 형성하며, 원자막 증착법에 의하여 형성될 수 있다. In addition, the passivation layer is formed of an Al 2 O 3 film, it can be formed by atomic film deposition.

또한, 상기 비아 홀은 상기 소수성 영역에 대응되는 위치에 점 형태로 형성될 수 있다. In addition, the via hole may be formed in a point shape at a position corresponding to the hydrophobic region.

또한, 상기 상기 후면 전극은 도전성 물질을 포함하는 페이스트를 스크린 프린팅 방법으로 상기 패시베이션막의 하면에 도포하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 도전성 물질은 알루미늄일 수 있다. In addition, the back electrode may be formed by applying a paste including a conductive material to the bottom surface of the passivation layer by a screen printing method. In this case, the conductive material may be aluminum.

또한, 상기 에미터층 형성 단계 후에 상기 에미터층의 상부에 반사방지막을 형성하는 반사방지막 형성 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include an anti-reflection film forming step of forming an anti-reflection film on the emitter layer after the emitter layer forming step.

또한, 상기 에미터층과 전기적으로 연결되며 상기 반사방지막 사이에 전면 전극을 형성하는 전면 전극 형성 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include forming a front electrode electrically connected to the emitter layer and forming a front electrode between the anti-reflection film.

본 발명은 패시베이션막의 손상을 최소화하면서 후면 전극이 점 접촉 형태로 기판과 전기적으로 접촉되도록 형성함으로써 패시베이션막의 기능을 유지하도록 하며, 또한, 태양전지의 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention maintains the function of the passivation film by forming the rear electrode in electrical contact with the substrate in the form of point contact while minimizing damage to the passivation film, and also has the effect of increasing the efficiency of the solar cell.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 제조 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 제조 방법에 의하여 제조된 태양전지의 부분 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 제조 방법의 패시베이션막 형성 단계에서 태양전지의 기판에 형성된 패시베이션막의 평면 사진이다. 1 is a flow chart of a solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
2 is a partial perspective view of a solar cell manufactured by a solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
3 is a planar photograph of a passivation film formed on a substrate of a solar cell in the passivation film forming step of the solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지 제조 방법에 대하여 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 제조 방법의 순서도이다. 도2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 제조 방법에 의하여 제조된 태양전지의 부분 사시도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 제조 방법의 패시베이션막 형성 단계에서 태양전지의 기판에 형성된 점 접촉 패턴 패시베이션막의 평면 사진이다.
1 is a flow chart of a solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention. 2 is a partial perspective view of a solar cell manufactured by a solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention. 3 is a planar photograph of a point contact pattern passivation film formed on a substrate of a solar cell in the passivation film forming step of the solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 태양전지 제조 방법은, 도 1과 도 2 및 도 3을 참조하면, 기판 준비 단계(S10), 에미터층 형성 단계(S20), 플라즈마 처리 단계(S40), 패시베이션막 형성 단계(S50) 및 후면 전극 형성 단계(S70)를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 태양전지 제조 방법은 반사방지막 형성 단계(S30) 및 전면 전극 형성 단계(S60)를 더 포함하여 형성될 수 있다. 1 and 2 and 3, the solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the substrate preparation step (S10), emitter layer forming step (S20), plasma processing step (S40), the passivation film formation It comprises a step (S50) and the back electrode forming step (S70). In addition, the solar cell manufacturing method may further include an anti-reflection film forming step (S30) and the front electrode forming step (S60).

상기 태양전지 제조 방법은 기판(10)의 후면에 패시베이션막(30)을 형성하기 전에 기판(10)의 후면을 패터닝 마스크를 이용하여 플라즈마 처리하여 기판(10)의 후면에 점 형상의 소수성 영역(10a)을 격자 형태로 형성하게 된다. 또한, 상기 태양전지 제조 방법은 원자층 증착법에 의하여 패시베이션막(30)을 형성할 때 패시베이션막(30)에 점 형태의 비아 홀(30a)을 형성하고, 후면 전극(60)을 패시베이션막(30) 위에 형성하여 비아 홀(30a)을 통하여 후면 전극(60)이 기판(10)과 전기적으로 접촉되도록 한다. 따라서, 상기 태양전지 제조 방법은 패시베이션막(30)이 그대로 유지된 상태에서 후면 전극(60)이 점 접촉 형태로 기판(10)과 전기적으로 접촉하게 되어 태양전지의 효율을 향상시키게 된다. In the solar cell manufacturing method, before the passivation film 30 is formed on the rear surface of the substrate 10, the back surface of the substrate 10 is plasma treated using a patterning mask to form a hydrophobic region having a dot shape on the rear surface of the substrate 10. 10a) is formed in a lattice form. In the solar cell manufacturing method, when the passivation film 30 is formed by the atomic layer deposition method, a dot-shaped via hole 30a is formed in the passivation film 30, and the back electrode 60 is passivated by the passivation film 30. And the back electrode 60 is in electrical contact with the substrate 10 through the via hole 30a. Therefore, in the solar cell manufacturing method, the back electrode 60 is in electrical contact with the substrate 10 in a point contact form while the passivation film 30 is maintained as it is, thereby improving the efficiency of the solar cell.

한편, 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 제조 방법을 p-type 태양전지에 적용하는 경우를 중심으로 설명하지만, n-type 태양전지의 제조에도 적용할 수 있음은 물론이다. 더욱이, 상기 태양전지 제조방법을 n-type 태양전지의 제조에 적용하는 경우에 n-type 기판에 원자층 증착법에 의한 양면 증착이 가능하게 된다.
Hereinafter, a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to a case where the method is applied to a p-type solar cell, but it is also applicable to manufacturing an n-type solar cell. In addition, when the solar cell manufacturing method is applied to the manufacture of n-type solar cells, it is possible to deposit on both sides of the n-type substrate by atomic layer deposition.

상기 기판 준비 단계(S10)는 태양전지의 베이스를 이루는 기판(10)을 준비하는 단계이다. 상기 기판(10)은 1 도전성 타입, 예를 들어 p형 도전성 타입의 실리콘으로 이루어진 반도체 기판이다. 상기?기판(10)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 함유한다. The substrate preparing step (S10) is a step of preparing a substrate 10 forming a base of the solar cell. The substrate 10 is a semiconductor substrate made of silicon of one conductivity type, for example, p-type conductivity type. When the substrate 10 has a p-type conductivity type, it contains impurities of trivalent elements such as boron (B), gallium, indium, and the like.

한편, 상기 기판(10)은 n형 도전성 타입일 수 있다. 상기 기판(10)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 기판(10)은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 함유할 수 있다.
Meanwhile, the substrate 10 may be an n-type conductivity type. When the substrate 10 has an n-type conductivity type, the substrate 10 may contain impurities of pentavalent elements such as phosphorus (P), arsenic (As), and antimony (Sb).

상기 에미터층 형성 단계(S20)는 기판(10)에서 빛이 입사되는 전면(front surface)에 기판(10)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, n형의 도전성 타입을 구비하고 있는 불순물부로서의 에미터층(20)을 형성하는 단계이다. 상기 에미터층(20)은 태양전지의 제조에서 사용되는 일반적인 방법에 의하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 에미터층(20)은 기판(10)의 전면(front surface)을 건식 식각법, 예를 들어 반응성 이온 식각(Reaction Ion Etching, RIE)으로 식각하여 복수의 미세 요철을 갖는 텍스처링 표면을 형성하고, 기판(10)의 내부에 불순물을 확산시켜 일정 두께의 에미터층(20)을 형성한 후, 고체 용해도 이상의 불순물 농도를 갖는 상기 에미터층(20)의 일부 영역을 건식 식각법, 예를 들어 반응성 이온 식각(RIE)으로 식각하여 텍스처링 표면을 형성하는 것에 따라 제조한다. 이와 같이 고체 용해도 이상의 불순물 농도를 갖는 일정영역을 제거하는 것은 전하의 이동량을 증가시키기 위한 것이다.The emitter layer forming step S20 may include forming a second conductive type, for example, an n-type conductive type, opposite to the conductive type of the substrate 10 on a front surface of the substrate 10 on which light is incident And forming an emitter layer 20 as an impurity portion. The emitter layer 20 may be formed by a general method used in manufacturing a solar cell. For example, the emitter layer 20 may be formed by etching a front surface of the substrate 10 by dry etching, for example, by reaction ion etching (RIE), to provide a texturing surface having a plurality of fine irregularities. After forming the emitter layer 20 having a predetermined thickness by diffusing impurities into the substrate 10, and then etching a portion of the emitter layer 20 having an impurity concentration greater than or equal to solid solubility. For example by etching with reactive ion etching (RIE) to form a textured surface. As such, the removal of a certain region having an impurity concentration higher than the solid solubility is for increasing the amount of charge transfer.

상기 에미터층(20)은 기판(10)과 p-n 접합을 이룬다. 상기 p-n 접합으로 인해 발생하는 내부 전위차(built-in potential difference)로 인해 기판(10)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자-정공 쌍은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. 따라서, 상기 기판(10)이 p형이고 에미터층(20)이 n형일 경우, 분리된 정공은 기판(10) 쪽으로 이동하고 분리된 전자는 에미터층(20) 쪽으로 이동한다. The emitter layer 20 forms a p-n junction with the substrate 10. Due to the built-in potential difference caused by the pn junction, the electron-hole pairs, which are charges generated by light incident on the substrate 10, are separated into electrons and holes, and electrons move toward the n-type The hole moves to the p-type side. Therefore, when the substrate 10 is p-type and the emitter layer 20 is n-type, the separated holes move toward the substrate 10, and the separated electrons move toward the emitter layer 20.

또한, 상기 기판(10)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터층(20)은 p형의 도전성 타입을 갖는다. 이 경우, 분리된 전자는 기판(10) 쪽으로 이동하고, 분리된 정공은 에미터층(20) 쪽으로 이동한다. 상기 에미터층(20)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터층(20)은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 기판(10)에 도핑하여 형성할 수 있다. 이와 반대로 에미터층(20)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터층(20)은 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물을 기판(10)에 도핑하여 형성할 수 있다.
In addition, when the substrate 10 has an n-type conductivity type, the emitter layer 20 has a p-type conductivity type. In this case, the separated electrons move toward the substrate 10, and the separated holes move toward the emitter layer 20. When the emitter layer 20 has an n-type conductivity type, the emitter layer 20 doped the substrate 10 with impurities of pentavalent elements such as phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), and the like. Can be formed. In contrast, when the emitter layer 20 has a p-type conductivity type, the emitter layer 20 includes impurities of trivalent elements such as boron (B), gallium (Ga), and indium (In) on the substrate 10. Can be formed by doping.

상기 반사방지막 형성 단계(S30)는 에미터층(20)의 상부에 반사방지막(40)을 형성하는 단계이다. 상기 반사방지막(40)은 일반적인 태양전지에 형성되는 반사방지막으로 형성될 수 있다. 예를 들면 상기 반사방지막(40)은 SiNx과 같은 절연막으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 반사방지막(40)은 에미터층(20)의 상부에 별도의 패시베이션막(도시하지 않음)을 형성한 후에 형성할 수 있다.
The anti-reflection film forming step S30 is a step of forming an anti-reflection film 40 on the emitter layer 20. [ The anti-reflection film 40 may be formed of an anti-reflection film formed on a general solar cell. For example, the antireflection film 40 may be formed of an insulating film such as SiN x . The anti-reflection film 40 may be formed after an additional passivation film (not shown) is formed on the emitter layer 20.

상기 플라즈마 처리 단계(S40)는 기판(10)의 후면에 플라즈마 처리하여 복수의 소수성 영역(10a)을 형성하는 단계이다. 상기 플라즈마 처리 단계(S40)은 친수성을 갖는 기판(10)의 후면에 소수성 영역(10a)을 형성하게 된다. 상기 소수성 영역(10a)은 점 형상으로 형성되며, 평면 형상이 원 또는 삼각, 사각 및 육각과 같은 다각형의 형상으로 형성된다. 상기 소수성 영역(10a)은 기판(10)의 후면에서 서로 일정한 간격을 갖도록 형성되며, 바람직하게는, 도 3에서 보는 바와 같이 격자 형태의 배열을 갖도록 형성된다. 따라서, 상기 소수성 영역(10a)은 기판(10)의 후면에 전체적으로 형성되며, 후면 전극(60)이 기판의 후면(10)과 전체 영역에서 전기적으로 연결될 수 있도록 해준다.The plasma processing step (S40) is a step of forming a plurality of hydrophobic regions 10a by performing a plasma treatment on the rear surface of the substrate 10. In the plasma treatment step S40, the hydrophobic region 10a is formed on the back surface of the hydrophilic substrate 10. The hydrophobic region 10a is formed in a point shape, and the planar shape is formed in a polygonal shape such as a circle or a triangle, a square, and a hexagon. The hydrophobic regions 10a are formed to have a predetermined distance from each other at the rear surface of the substrate 10, and preferably, have a lattice-like arrangement as shown in FIG. Thus, the hydrophobic region 10a is formed entirely on the rear surface of the substrate 10, and allows the rear electrode 60 to be electrically connected to the rear surface 10 of the substrate in the entire region.

상기 플라즈마 처리 단계(S40)은 소수성 영역(10a)에 대응되는 형태로 관통홀이 배열된 패턴닝 마스크(도면에 도시하지 않음)를 기판(10)의 후면에 위치시킨 상태에서 플라즈마 처리를 실시하게 된다. 상기 플라즈마 처리 단계(S40)는 기판(10)의 후면에서 패턴닝 마스크의 관통홀에 대응되어 플라즈마에 노출되는 소수성 영역(10a)이 소수성 특성을 갖도록 한다. 보다 구체적으로는 상기 플라즈마 처리 단계(S40)는 플라즈마 처리에 의하여 소수성 영역(10a)에서 -OH기를 제거하여 소수성 영역이 소수성 특성을 가지도록 한다. 따라서, 상기 소수성 영역(10a)은 후에 설명하는 패시베이션막(30)의 증착을 위한 핵이 생성되지 않게 되며, 결과적으로 패시베이션막(30)이 소수성 영역(10a)에 대응되는 영역에 비아 홀(via hole)(30a)을 구비하도록 한다. In the plasma processing step S40, the plasma processing may be performed in a state in which a patterning mask (not shown) having through holes arranged in a form corresponding to the hydrophobic region 10a is placed on the rear surface of the substrate 10. do. In the plasma processing step S40, the hydrophobic region 10a exposed to the plasma corresponding to the through hole of the patterning mask on the rear surface of the substrate 10 has a hydrophobic characteristic. More specifically, the plasma treatment step S40 removes the -OH group from the hydrophobic region 10a by plasma treatment so that the hydrophobic region has hydrophobic characteristics. Therefore, the nucleus for the deposition of the passivation film 30 described later is not generated in the hydrophobic region 10a. As a result, the passivation film 30 is formed in the region corresponding to the hydrophobic region 10a. holes) 30a.

상기 플라즈마 처리 단계(S40)는 기판(10)의 후면에 소수성을 부여할 수 있는 다양한 플라즈마 처리가 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 플라즈마 처리는 산소(O2) 플라즈마 처리 또는 대기압 플라즈마를 사용할 수 있다. 또한, 상기 플라즈마 처리 단계(S40)는 필요로 하는 소수성의 정도에 따라 수 초에서 수십 초 동안 진행될 수 있다.
In the plasma treatment step S40, various plasma treatments may be used to impart hydrophobicity to the rear surface of the substrate 10. For example, the plasma treatment may be an oxygen (O 2 ) plasma treatment or an atmospheric pressure plasma. In addition, the plasma treatment step (S40) may be performed for several seconds to several tens of seconds depending on the degree of hydrophobicity required.

상기 패시베이션막 형성 단계(S50)는 플라즈마 처리가 된 기판(10)의 후면에 패시베이션막(30)을 형성하는 단계이다. 상기 패시베이션막(30)은 Al2O3막으로 형성하며, 두께가 5~30nm 되도록 원자막 증착법(Atomic Layer Deposition)에 의하여 증착되어 형성된다. 상기 패시베이션막 형성 단계(S50)은 소스로 Al(OC2H5)3 (Tri Methyl Aluminum; TMA)를 사용하며, 산소 공급원으로 수증기(H2O)를 사용하며, 공정 온도 150℃∼450℃에서 진행될 수 있다. The passivation film forming step (S50) is a step of forming the passivation film 30 on the rear surface of the substrate 10 subjected to plasma treatment. The passivation film 30 is formed of an Al 2 O 3 film and is deposited by atomic layer deposition to have a thickness of 5 to 30 nm. The passivation film forming step (S50) uses Al (OC 2 H 5 ) 3 (Tri Methyl Aluminum; TMA) as the source, water vapor (H 2 O) as the oxygen source, the process temperature 150 ℃ ~ 450 ℃ Can proceed from.

상기 패시베이션막(30)은 기판(10)의 후면에서 소수성 영역(10a)이 아닌 영역에 박막 형태로 형성된다. 따라서, 상기 패시베이션막(30)은 기판(10)의 후면에서 소수성 영역(10a)에 대응되는 영역에 비아 홀(30a)을 구비하여 형성된다. 상기 비아 홀(30a)은 소수성 영역(10a)과 동일하게 점 형태로 형성되며, 격자 패턴으로 형성된다.The passivation film 30 is formed in a thin film form in a region other than the hydrophobic region 10a on the rear surface of the substrate 10. Therefore, the passivation film 30 is formed with the via hole 30a in a region corresponding to the hydrophobic region 10a on the rear surface of the substrate 10. The via hole 30a is formed in the same dot shape as the hydrophobic region 10a and is formed in a lattice pattern.

상기 패시베이션막(30)은 원자막 층착법에 의하여 형성되므로 기판(10)의 후면뿐 만 아니라 에미터층(20)의 전면에도 형성될 수 있다.
Since the passivation layer 30 is formed by the atomic layer deposition method, the passivation layer 30 may be formed not only on the rear surface of the substrate 10 but also on the front surface of the emitter layer 20.

상기 전면 전극 형성 단계(S60)는 에미터층(20)과 전기적으로 연결되며 반사방지막(50)사이에서 노출되는 에미터층(20)의 상면에 전면 전극(50)을 형성하는 단계이다. 상기 전면 전극(50)은 에미터층(20)의 상부에서 반사방지막(40)이 형성되지 않는 영역 또는 반사방지막이 식각되어 제거된 영역에 형성되어 에미터층(20)과 전기적으로 연결된다. 상기 전면 전극(50)은 정해진 방향으로 나란히 연장되는 복수의 전극으로 형성될 수 있다. 상기 전면 전극(50)은 태양전지에 사용되는 일반적인 전극으로 형성될 수 있다. 상기 전면 전극(50)은 에미터층(20)쪽으로 이동한 전하, 예를 들어 전자를 수집한다.The front electrode forming step (S60) is a step of forming the front electrode 50 on the upper surface of the emitter layer 20 that is electrically connected to the emitter layer 20 and is exposed between the anti-reflection film 50. The front electrode 50 is formed in an area where the anti-reflection film 40 is not formed on the emitter layer 20 or in an area where the anti-reflection film is etched away and is electrically connected to the emitter layer 20. The front electrode 50 may be formed of a plurality of electrodes extending in a predetermined direction. The front electrode 50 may be a general electrode used in a solar cell. The front electrode 50 collects electrons, for example electrons, which have migrated toward the emitter layer 20.

한편, 도시하지는 않았지만, 상기 전면 전극(50) 위에는 전면 전극(50)과 교차하는 방향으로 복수의 집전부가 위치할 수 있으며, 집전부와 전면 전극(50)은 전기적 및 물리적으로 연결될 수 있다.Although not shown, a plurality of current collectors may be disposed on the front electrode 50 in a direction crossing the front electrodes 50, and the current collectors and the front electrodes 50 may be electrically and physically connected to each other.

상기 전면 전극(50)은 도전성 페이스트로 이루어질 수 있다. 상기 전면 전극(50)은 도전성 페이스트를 반사방지막(40) 사이의 에미터층(20)에 도포하여 형성할 수 있다 상기 도전성 페이스트는 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전면 전극(50)은 저온 소성이 가능한 도전성 페이스트를 사용하여 형성할 수 있다. 상기 전면 전극(50)이 저온 소성이 가능한 도전성 페이스트로 형성되는 경우에 고온에서 소성되는 도전성 페이스트로 형성되는 경우에 비하여 우수한 전기 전도도를 나타내므로, 전하 수집 효율을 개선할 수 있다.The front electrode 50 may be formed of a conductive paste. The front electrode 50 may be formed by applying a conductive paste to the emitter layer 20 between the anti-reflection film 40. The conductive paste may be made of a material containing silver (Ag) or aluminum (Al). . In addition, the front electrode 50 may be formed using a conductive paste capable of low-temperature firing. In the case where the front electrode 50 is formed of a conductive paste capable of low-temperature firing, it exhibits excellent electrical conductivity as compared with the case where the front electrode 50 is formed of a conductive paste which is fired at a high temperature, thereby improving the charge collection efficiency.

한편, 전면 전극 형성 단계(S60)는 후면 전극 형성 단계(S70)후에 진행될 수 있음은 물론이다.
Meanwhile, the front electrode forming step S60 may be performed after the rear electrode forming step S70.

상기 후면 전극 형성 단계(S70)는 패시베이션막(30)의 하면에 형성되며 비아 홀(30a)을 통하여 기판(10)의 하면과 전기적으로 연결되는 후면 전극(60)을 형성하는 단계이다. 상기 후면 전극(60)은 패시베이션막(30)의 하면을 전체적으로 감싸면서, 비아 홀(30a)을 통하여 기판(10)의 하면과 접촉되도록 형성된다.The back electrode forming step S70 is a step of forming a back electrode 60 formed on the bottom surface of the passivation film 30 and electrically connected to the bottom surface of the substrate 10 through the via hole 30a. The rear electrode 60 covers the entire lower surface of the passivation film 30 and is formed to contact the lower surface of the substrate 10 via the via hole 30a.

상기 후면 전극(60)은 알루미늄(Al)과 같은 도전성 물질을 함유하는 페이스트를 패시베이션막(30)의 하면에 스크린 프린팅과 같은 방식으로 도포하여 형성하게 된다 또한, 상기 후면 전극(60)은 알루미늄(Al)을 진공증발법에 의하여 형성할 수 있다. 상기 후면 전극 형성 단계(S70)은 기존의 패시베이션막(30)의 일부를 식각하여 기판을 노출시키고 Al을 코팅하는 과정을 진행하지 않게 되며, 패시베이션막(30)이 손상되는 것을 방지하게 된다. 따라서, 상기 후면 전극 형성 단계(S70)은 후면 전극(60)이 패시베이션막(30)이 그대로 유지된 상태에서 기판(10)의 후면과 점 접촉 형태로 연결되도록 한다. 한편, 상기 후면 전극(60)을 Al 페이스트를 사용하여 형성하는 경우에 패시베이션막(30) 위에 SiNx와 같은 barrier layer(도면에 도시하지 않음)를 추가할 수도 있다. 상기 후면 전극(60)은 기판(10)쪽으로부터 이동하는 전하, 예를 들어 정공을 수집하여 외부 장치로 출력한다. The back electrode 60 is formed by applying a paste containing a conductive material such as aluminum (Al) to the lower surface of the passivation film 30 in the same manner as screen printing. In addition, the back electrode 60 may be formed of aluminum (Al). Al) can be formed by a vacuum evaporation method. The back electrode forming step (S70) does not proceed to expose a substrate by etching a portion of the existing passivation film 30 and to coat Al, thereby preventing the passivation film 30 from being damaged. Therefore, the back electrode forming step (S70) allows the back electrode 60 to be connected in point contact with the back surface of the substrate 10 while the passivation film 30 is maintained as it is. Meanwhile, when the rear electrode 60 is formed using an Al paste, a barrier layer (not shown) such as SiNx may be added on the passivation layer 30. The rear electrode 60 collects charges, for example, holes, which move from the substrate 10 side, and outputs the collected charges to an external device.

한편, 상기 후면 전극(60)은 알루미늄(Al) 대신, 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 도전성 물질을 함유할 수 있고, 이외의 다른 도전성 물질을 함유할 수 있다.
Meanwhile, instead of aluminum (Al), the rear electrode 60 may be nickel (Ni), copper (Cu), silver (Ag), tin (Sn), zinc (Zn), indium (In), titanium (Ti), It may contain at least one conductive material selected from the group consisting of gold (Au) and combinations thereof, and may contain other conductive materials.

10 : 기판 20 : 에미터층
30 : 패시베이션막 40 : 반사방지막
50 : 전면 전극 60 : 후면 전극10 substrate 20 emitter layer
30: passivation film 40: antireflection film
50: front electrode 60: rear electrode

Claims (11)

제1 도전성 타입의 기판을 준비하는 기판 준비 단계와,
상기 기판의 전면(front surface)에 위치하는 제2 도전성 타입의 에미터층을 형성하는 에미터층 형성 단계와,
상기 기판의 후면을 플라즈마 처리하여 복수의 소수성 영역을 형성하는 플라즈마 처리 단계와,
상기 기판의 후면에 형성되고 상기 소수성 영역에 대응되는 위치에 비아 홀을 구비하는 패시베이션막을 형성하는 패시베이션막 형성 단계 및
상기 패시베이션막의 하면에 형성되며 상기 비아 홀을 통하여 상기 기판의 하면과 전기적으로 연결되는 후면 전극을 형성하는 후면 전극 형성 단계를 포함하며,
상기 플라즈마 처리 단계는 상기 소수성 영역에 대응되는 위치에 관통홀이 형성된 패턴닝 마스크를 상기 기판의 하면에 위치시킨 후 진행되며,
상기 소수성 영역은 점 형상이 격자 패턴을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법.A substrate preparation step of preparing a substrate of a first conductivity type,
An emitter layer forming step of forming an emitter layer of a second conductivity type located on a front surface of the substrate;
Plasma processing a back surface of the substrate to form a plurality of hydrophobic regions;
Forming a passivation film formed on a rear surface of the substrate and having a via hole at a position corresponding to the hydrophobic region;
Forming a back electrode formed on a bottom surface of the passivation layer and forming a back electrode electrically connected to the bottom surface of the substrate through the via hole;
The plasma processing step is performed after placing a patterning mask having a through hole formed at a position corresponding to the hydrophobic region on a lower surface of the substrate,
The hydrophobic region is a solar cell manufacturing method characterized in that the point shape is formed to have a lattice pattern. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 점 형상은 평면 형상이 원 또는 삼각형, 사각형, 육각형 형상 중의 어느 하나의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법. The method of claim 1,
The point shape is a solar cell manufacturing method characterized in that the planar shape is formed in any one of a circle or triangle, square, hexagonal shape. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 처리 단계는 산소 플라즈마 처리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법.The method of claim 1,
The plasma treatment step is a solar cell manufacturing method, characterized in that consisting of oxygen plasma treatment. 제1항에 있어서,
상기 패시베이션층은 Al2O3막으로 형성하며, 원자막 증착법에 의하여 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.The method of claim 1,
The passivation layer is formed of an Al 2 O 3 film, characterized in that formed by the atomic film deposition method. 제1항에 있어서,
상기 비아 홀은 상기 소수성 영역에 대응되는 위치에 점 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법The method of claim 1,
The via hole is a solar cell manufacturing method, characterized in that formed in the form of a point at a position corresponding to the hydrophobic region. 제1항에 있어서,
상기 후면 전극은 도전성 물질을 포함하는 페이스트를 스크린 프린팅 방법으로 상기 패시베이션막의 하면에 도포하여 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법.The method of claim 1,
The back electrode is a solar cell manufacturing method characterized in that the paste formed by applying a conductive material on the lower surface of the passivation film by a screen printing method. 제8항에 있어서,
상기 도전성 물질은 알루미늄인 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법.9. The method of claim 8,
The conductive material is a solar cell manufacturing method, characterized in that aluminum. 제1항에 있어서,
상기 에미터층 형성 단계 후에 상기 에미터층의 상부에 반사방지막을 형성하는 반사방지막 형성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.The method of claim 1,
And forming an anti-reflection film on the emitter layer after the emitter layer forming step. 제10항에 있어서,
상기 에미터층과 전기적으로 연결되며 상기 반사방지막 사이에 전면 전극을 형성하는 전면 전극 형성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법.The method of claim 10,
And a front electrode forming step of electrically connecting the emitter layer and forming a front electrode between the anti-reflection film.
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