KR101431266B1 - Method for manufacturing solar cell - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양전지의 제조방법에 관한 것으로서, 제1 도전형을 갖는 기판에 상기 제1 도전형과 반대인 제2 도전형을 갖는 에미터층을 형성하는 단계, 상기 에미터층이 형성된 기판의 한 면을 플라즈마 처리하는 단계, 상기 에미터층과 연결되는 제1 전극을 형성하는 단계, 그리고 상기 제1 전극과 분리되어 있고, 상기 기판과 연결되는 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 이로 인해, 에미터층의 최상부에 형성된 데드 레이어의 두께를 감소시키면서 태양광의 반사율을 저감시킨다. 그 결과 태양전지의 단락전류와 개방전압이 증가하여 태양전지의 효율이 향상된다.The present invention relates to a method of manufacturing a solar cell, comprising: forming an emitter layer having a second conductivity type opposite to the first conductivity type on a substrate having a first conductivity type; Forming a first electrode connected to the emitter layer, and forming a second electrode separated from the first electrode and connected to the substrate. This reduces the reflectivity of sunlight while reducing the thickness of the dead layer formed at the top of the emitter layer. As a result, the short-circuit current and the open-circuit voltage of the solar cell are increased and the efficiency of the solar cell is improved.

태양전지, 플라즈마, 에미터층, BSF, 에지아이솔레이션Solar cell, plasma, emitter layer, BSF, edge isolation

Description

태양전지의 제조방법{Method for manufacturing solar cell}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing solar cells,

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

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 에너지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목받고 있다. 태양 에너지의 이용 방법으로는 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 에너지와, 반도체의 성질을 이용하여 태양광(photons)을 전기 에너지로 변환시키는 태양광 에너지가 있으며, 태양광 에너지라고 하면 일반적으로 태양광 전지(이하, '태양전지'라 함)를 일컫는다.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 energy has attracted particular attention because it has abundant energy resources and there is no problem about environmental pollution. The use of solar energy includes solar energy that generates the steam needed to rotate the turbine using solar heat and solar energy that converts photons to electrical energy using the properties of semiconductors, Refers to a photovoltaic cell (hereinafter, referred to as a "solar cell").

태양전지의 기본적인 구조를 나타낸 도 1을 참조하면, 태양전지는 다이오드와 같이 p형 반도체(101)와 n형 반도체(102)의 접합 구조를 가지며, 태양전지에 빛이 입사되면 빛과 태양전지의 반도체를 구성하는 물질과의 상호 작용으로 (-) 전하 를 띤 전자와 전자가 빠져나가 (+) 전하를 띤 정공이 발생하여 이들이 이동하면서 전류가 흐르게 된다. 이를 광기전력효과(光起電力效果, photovoltaic effect)라 하는데, 태양전지를 구성하는 p형(101) 및 n형 반도체(102) 중 전자는 n형 반도체(102) 쪽으로, 정공은 p형 반도체(101) 쪽으로 끌어 당겨져 각각 n형 반도체(101) 및 p형 반도체(102)와 접합된 전극(103, 104)으로 이동하게 되고, 이 전극(103, 104)들을 전선으로 연결하면 전기가 흐르므로 전력을 얻을 수 있다.1 showing a basic structure of a solar cell, a solar cell, like a diode, has a junction structure of a p-type semiconductor 101 and an n-type semiconductor 102. When light is incident on the solar cell, Electrons and electrons charged by (-) electrons escape from the interaction with the material constituting the semiconductor, and positive holes with positive charges are generated, and current flows while they move. Electrons among the p-type 101 and the n-type semiconductor 102 constituting the solar cell are referred to as the n-type semiconductor 102 and the holes are referred to as p-type semiconductor (hereinafter, referred to as " p- 101 to the electrodes 103, 104 bonded to the n-type semiconductor 101 and the p-type semiconductor 102. When these electrodes 103, 104 are connected by electric wires, electricity flows, Can be obtained.

태양전지의 출력 특성은 태양전지의 출력전류-전압곡선을 측정하여 평가한다. 출력전류-전압 곡선 상에서 출력전류(Ip)와 출력전압(Vp)의 곱(Ip×Vp)가 최대가 되는 점을 최대출력(Pm)이라 정의하고, 최대출력(Pm)을 태양전지로 입사하는 총 광에너지(S×I: S는 소자면적, I는 태양전지에 조사되는 광의 강도)로 나눈 값을 변환효율(η)로 정의한다. 변환효율(η)을 높이기 위해서는 단락전류(출력전류-전압 곡선 상에서 V=0 일 때의 출력전류)(Jsc) 또는 개방전압(출력전류-전압 곡선 상에서 I=0일 때의 출력전압)(Voc)을 높이거나 출력전류-전압곡선의 사각형에 가까운 정도를 나타내는 충실도(fill factor)를 높여야 한다. 충실도의 값이 1에 가까울수록 출력전류-전압곡선이 이상적인 사각형에 근접하게 되고, 변환효율(η)도 높아지는 것을 의미하게 된다.The output characteristics of the solar cell are evaluated by measuring the output current-voltage curve of the solar cell. The point at which the product (Ip x Vp) of the output current Ip and the output voltage Vp becomes maximum on the output current-voltage curve is defined as the maximum output Pm and the maximum output Pm is input to the solar cell The value obtained by dividing the total light energy (S x I: where S is the element area and I is the intensity of the light irradiated to the solar cell) is defined as a conversion efficiency (?). (Output current when V = 0 on the output current-voltage curve) Jsc or open-circuit voltage (output voltage when I = 0 on the output current-voltage curve) Voc ) Or increase the fill factor which is close to the square of the output current-voltage curve. The closer the value of fidelity is to 1, the closer the output current-voltage curve is to the ideal rectangle and the higher the conversion efficiency η.

이러한 태양전지의 제조에 있어서, 태양전지 기판의 p-n 접합은 p형 또는 n형의 불순물이 도핑된 태양전지 기판을 확산로(diffusion furnace)에 넣고 기판과 다른 도전형을 형성할 수 있는 가스를 확산로에 주입한 후 이를 태양전지 기판의 표면에 확산시켜 에미터층을 형성함에 의해 이루어진다.In the fabrication of such a solar cell, a pn junction of a solar cell substrate is performed by placing a solar cell substrate doped with p-type or n-type impurity into a diffusion furnace and diffusing a gas capable of forming a conductivity type different from that of the substrate And then diffusing it on the surface of the solar cell substrate to form an emitter layer.

종래에는 p-n 접합 형성 시에 빛의 입사면쪽에 형성된 전극과 기판 간의 접촉 특성을 향상시키고, 높은 전류 수집율을 얻을 수 있는 쉘로우(shallow) 접합을 형성하기 위하여 불순물을 과도하게 도핑하는 경향이 있었다. 이러한 경우, 에미터층의 최상부(이하, '데드 레이어(dead layer)'라 함)는 도핑된 불순물의 농도가 실리콘 반도체 내에서의 고체 용해도 이상으로 증가하게 된다. 참고로, 데드 레이어는 대략 50㎚ 내지 200 ㎚ 정도의 두께를 갖는다. 그 결과, 에미터층 표면 부근에서 캐리어의 이동도가 감소하고 과도한 불순물로 인한 산란 영향으로 인해 캐리어의 재결합 속도가 증가하여 캐리어의 라이프 타임(life time)이 감소하는 문제가 발생하였다.Conventionally, there has been a tendency to excessively doping the impurity to form a shallow junction capable of improving the contact characteristics between the electrode and the substrate formed on the incident side of the light upon formation of the p-n junction and obtaining a high current collection ratio. In this case, the uppermost portion of the emitter layer (hereinafter, referred to as a "dead layer") increases the concentration of the doped impurity beyond the solid solubility in the silicon semiconductor. For reference, the dead layer has a thickness of about 50 nm to 200 nm. As a result, there is a problem that the carrier mobility decreases in the vicinity of the surface of the emitter layer and the carrier recombination speed increases due to the scattering effect due to excessive impurities, thereby reducing the carrier lifetime.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양전지의 효율을 향상시키는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the efficiency of a solar cell.

본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지의 제조 방법은 제1 도전형을 갖는 기판에 상기 제1 도전형과 반대인 제2 도전형을 갖는 에미터층을 형성하는 단계, 상기 에미터층이 형성된 기판의 한 면을 플라즈마 처리하는 단계, 상기 에미터층과 연결되는 제1 전극을 형성하는 단계, 그리고 상기 제1 전극과 분리되어 있고, 상기 기판과 연결되는 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 플라즈마 처리된 기판의 한 면은 빛이 입사되는 입사면인 것이 좋다.
상기 플라즈마 처리 단계는 상기 에미터층이 형성된 상기 기판을 챔버 내에 위치시키는 단계, 상기 챔버 내에 플라즈마 소스 가스를 주입하는 단계, 그리고 상기 플라즈마 소스 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 소스 가스는 CF4, SF6, Cl 및 O2 중 선택된 하나 또는 이들의 혼합 가스일 수 있다.
상기 챔버는 진공 또는 대기압 분위기를 가질 수 있다.
상기 특징에 따른 태양 전지의 제조 방법은 상기 플라즈마 처리 단계 후, 상기 플라즈마 처리되지 않은 기판 면에 형성된 에미터층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 전극은 상기 에미터층이 제거된 기판 면에 형성되는 것이 좋다.
상기 제2 전극 형성 단계는 상기 기판과 상기 제2 전극 사이에 BSF를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제2 전극은 상기 BSF를 통해 상기 기판과 연결될 수 있다.
상기 특징에 따른 태양 전지의 제조 방법은 상기 에미터층 형성 단계 후, 상기 에미터층 위에 반사 방지막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전극 형성 단계는 상기 반사 방지막 위에 제1 전극 형성용 페이스트를 도포하는 단계 그리고 상기 제1 전극 형성용 페이스트가 도포된 상기 기판을 열처리하여, 상기 제1 전극 형성용 페이스트가 상기 반사 방지막을 관통하여 상기 에미터층과 연결되는 상기 제1 전극으로 형성되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판은 실리콘 기판일 수 있다.
상기 기판은 단결정 실리콘 기판, 다결정 실리콘 기판 및 비정질 실리콘 기판 중 하나일 수 있다. A method of manufacturing a solar cell according to an aspect of the present invention includes the steps of forming an emitter layer having a second conductivity type opposite to the first conductivity type on a substrate having a first conductivity type, Forming a first electrode connected to the emitter layer, and forming a second electrode separated from the first electrode and connected to the substrate.
One surface of the plasma-treated substrate is an incident surface on which light is incident.
The plasma processing step may include positioning the substrate with the emitter layer formed therein in a chamber, injecting a plasma source gas into the chamber, and exciting the plasma source gas into a plasma state.
The plasma source gas may be one selected from the group consisting of CF 4 , SF 6 , Cl, and O 2 , or a mixed gas thereof.
The chamber may have a vacuum or atmospheric atmosphere.
The method may further include removing the emitter layer formed on the non-plasma-treated substrate surface after the plasma processing step, wherein the second electrode is formed on the substrate on which the emitter layer is removed, Plane.
The second electrode forming step may include forming a BSF between the substrate and the second electrode, and the second electrode may be connected to the substrate through the BSF.
The method may further include forming an antireflection film on the emitter layer after forming the emitter layer.
The first electrode forming step may include a step of applying a first electrode forming paste on the antireflection film, and a step of heat-treating the substrate coated with the first electrode forming paste to form the first electrode forming paste, And the first electrode connected to the emitter layer through the first electrode.
The substrate may be a silicon substrate.
The substrate may be one of a monocrystalline silicon substrate, a polycrystalline silicon substrate, and an amorphous silicon substrate.

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이러한 특징에 따르면, 에미터층의 최상부에 형성된 데드 레이어의 두께를 감소시키면서 태양광의 반사율을 저감시킨다. 그 결과 태양전지의 단락전류와 개방전압이 증가하여 태양전지의 효율이 향상된다.According to this feature, the reflectance of sunlight is reduced while reducing the thickness of the dead layer formed at the top of the emitter layer. As a result, the short-circuit current and the open-circuit voltage of the solar cell are increased and the efficiency of the solar cell is improved.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙 에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

그러면, 도 2 내지 도 6을 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 순차적으로 도시한 공정 단면도들이다.A method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. 2 to 6. FIG.
FIGS. 2 to 6 are process sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지의 제조방법은, 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 도전형의 불순물이 도핑된 태양전지 기판(201)을 준비한다. 바람직하게, 태양전지 기판(201)은 단결정이나 다결정 실리콘 기판 또는 비정질 실리콘 기판이다. 하지만, 본 실시예는 이에 한하는 것은 아니다. 태양전지 기판(201)은 전처리 공정으로 웨이퍼의 슬라이싱 가공으로 태양전지 기판(201)의 표면에 발생된 소우 데미지(saw damage)를 습식 식각하여 제거한 기판이다.A method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention includes preparing a solar cell substrate 201 doped with an impurity of a first conductivity type, as shown in FIG. Preferably, the solar cell substrate 201 is a single crystal, a polycrystalline silicon substrate, or an amorphous silicon substrate. However, this embodiment is not limited to this. The solar cell substrate 201 is a substrate obtained by wet etching the saw damage generated on the surface of the solar cell substrate 201 by the slicing process of the wafer in the pretreatment process.

그런 다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 도전형과 반대 도전형인 제2 도전형의 불순물을 상기 태양전지 기판(201)의 전면에 주입하여 에미터층(202)을 형성한다. 에미터층(202)이 형성되면, 태양전지 기판(201)에는 p-n 접합이 형성된다. 여기서, 태양전지 기판(201)은 p형 및 n형이 모두 사용될 수 있으며, 그 중 p형 기판은 소수 캐리어의 수명 및 이동도(mobility)가 커서(p형의 경우 전자가 소수 캐리어임) 가장 바람직하게 사용될 수 있다. p형 기판에는 대표적으로 B, Ga, In 등의 3족 원소들이 도핑되어 있다. 기판이 p형인 경우, n형 에미터층은 P, As, Sb 등의 5족 원소들을 확산시켜 형성한다.Then, as shown in FIG. 3, an impurity of a second conductivity type opposite to that of the first conductive type is implanted into the entire surface of the solar cell substrate 201 to form an emitter layer 202. When the emitter layer 202 is formed, a p-n junction is formed on the solar cell substrate 201. Here, the solar cell substrate 201 can be used both as a p-type and an n-type. Among them, the p-type substrate has a small lifetime and mobility of a minority carrier (in the case of p- Can be preferably used. The p-type substrate is typically doped with Group 3 elements such as B, Ga, and In. When the substrate is p-type, the n-type emitter layer is formed by diffusing the Group 5 elements such as P, As, and Sb.

제2 도전형의 에미터층(202)을 형성할 때에는, 먼저 태양전지 기판(201)을 확산로(diffusion furnace)에 넣고, 산소 가스와 제2 도전형의 불순물 가스를 주입하여 태양전지 기판(201) 상에 불순물이 유입된 산화막을 형성한다. 여기서, 태양전지 기판(201)이 p형인 경우, 불순물 가스로는 POCl3가 사용될 수 있다. 그런 다음, 고온에서의 열처리를 통해 산화막 내의 불순물을 태양전지 기판(201) 표면으로 드라이브-인(drive-in) 시킨다. 그리고 나서, 태양전지 기판(201)의 표면에 잔류하는 산화막인 PSG막을 제거한다. 그러면 태양전지 기판(201)에는 소정 두께의 에미터층(202)이 형성된다. 에미터층(202)은 여기에서 설명된 방법 이외에도 본 발명이 속한 기술분야에서 공지된 여러 가지 방법들을 사용하여 형성할 수 있다.When the emitter layer 202 of the second conductivity type is formed, the solar cell substrate 201 is first placed in a diffusion furnace and an oxygen gas and an impurity gas of the second conductivity type are injected into the solar cell substrate 201 ) Is formed on the oxide film. Here, when the solar cell substrate 201 is p-type, POCl 3 may be used as the impurity gas. Then, impurities in the oxide film are driven-in to the surface of the solar cell substrate 201 through heat treatment at a high temperature. Then, the PSG film, which is an oxide film remaining on the surface of the solar cell substrate 201, is removed. Then, an emitter layer 202 having a predetermined thickness is formed on the solar cell substrate 201. The emitter layer 202 may be formed using a variety of methods known in the art, in addition to the methods described herein.

상술한 불순물 확산 공정을 통해 에미터층(202)에 주입된 n형 불순물의 농도는 에미터층(202)의 표면에서 가장 높고 에미터층(202)의 내부로 들어갈수록 가우시안(Gaussian) 분포 또는 에러 함수(error function)에 따라 감소된다. 그리고 확산 공정의 진행 시 충분한 양의 n형 불순물이 확산될 수 있도록 공정 조건이 조절되었으므로 에미터층(202)의 최상부에는 고체 용해도 이상의 농도로 n형 불순물이 도핑된 데드 레이어(202')가 존재하게 된다. The concentration of the n-type impurity injected into the emitter layer 202 through the above-described impurity diffusion process is highest at the surface of the emitter layer 202 and becomes Gaussian distribution or error function error function. Since the process conditions are adjusted so that a sufficient amount of the n-type impurity is diffused in the diffusion process, a dead layer 202 'doped with the n-type impurity at a concentration higher than the solid solubility exists in the uppermost portion of the emitter layer 202 do.

에미터층(202)이 형성되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 태양전지 기판(201)의 전면에 대해서 플라즈마를 이용한 표면 처리를 시행한다. 여기서, 플라즈마(plasma)는 중성가스 분자가 전자(electron), 이온(ion), 자유기(free Radical) 등이 포함된 활성물질로 여기된 상태를 말한다. 전자는 전장 중에서 전위차로 인하여 가속되는데, 전자가 가속되는 과정 중 다른 가스 분자와 충돌되면서 여기되는 에너지를 방사하게 되고, 충격을 받은 원자가 여기되면서 또 다시 전자를 방출하게 된다. 이러한 과정이 반복되면서, 전자, 이온, 자유기 및 중성분자가 동시에 존재하는 상태가 되는데 이를 플라즈마 상태라고 부른다. 그리고 기본적으로 플라즈마 는 부분적으로 해리된 가스 및 동일한 양의 양전하와 음전하를 띠는 입자로 구성되며, 그 중 함유되는 상기 가스는 높은 활성을 지니고 있다.When the emitter layer 202 is formed, as shown in FIG. 4, the surface of the solar cell substrate 201 is subjected to surface treatment using plasma. Plasma refers to a state in which a neutral gas molecule is excited with an active material including electrons, ions, free radicals, and the like. The electrons accelerate due to the potential difference in the electric field. During the acceleration of the electrons, they collide with other gas molecules and emit the excited energy. The impacted atoms are excited and emit electrons again. As this process is repeated, electrons, ions, free radicals and neutral molecules are simultaneously present, which is called a plasma state. Basically, the plasma is composed of partially dissociated gas and particles having the same amount of positive and negative charges, and the gas contained therein has high activity.

태양전지 기판(201)의 전면에 대해서 그 표면을 플라즈마 처리할 때에는, 먼저, 플라즈마 처리를 위한 진공 또는 대기압 챔버 내에 태양전지 기판(201)의 전면이 표면 처리될 수 있도록 위치시킨 상태에서 챔버 내에 플라즈마 가스를 주입시킨다. 이때 주입되는 플라즈마 가스로는 CF4, SF6, Cl 및 O2 중 선택된 하나 또는 이들의 혼합가스이다. 그리고, 주입된 플라즈마 가스를 플라즈마 상태로 여기시킨 후 태양전지 기판(201)의 전면을 표면 처리한다.When the surface of the solar cell substrate 201 is subjected to the plasma treatment, first, in a state in which the front surface of the solar cell substrate 201 is placed in a vacuum or atmospheric pressure chamber for plasma treatment, Gas is injected. At this time, plasma gas to be injected is selected from CF 4 , SF 6 , Cl, and O 2 , or a mixed gas thereof. Then, the injected plasma gas is excited into a plasma state, and then the front surface of the solar cell substrate 201 is surface-treated.

태양전기 기판(201)의 전면에 대한 플라즈마 표면 처리가 이루어지는 과정에서, 에미터층(202)의 데드 레이어(202')가 플라즈마의 식각 작용에 의해 제거된다. 또한, 데드 레이어(202')가 제거되는 과정에서 태양전지 기판(201) 최상부 표면의 결함이 함께 제거되면서 태양광의 반사도 또한 감소하게 된다.In the process of plasma surface treatment for the entire surface of the solar electric substrate 201, the dead layer 202 'of the emitter layer 202 is removed by the etching action of the plasma. Also, in the process of removing the dead layer 202 ', defects on the top surface of the solar cell substrate 201 are removed together, and the reflectivity of sunlight also decreases.

태양전지 기판(201) 전면의 플라즈마 처리가 완료되면, 엣지 분리(edge isolation) 공정을 진행하여 기판 후면에 존재하는 제2 도전형 불순물의 도핑층을 제거한다. 엣지 분리는 기계적 스크라이빙(scribing), 레이저 식각(laser etching) 또는 플라즈마 식각(plasma etching) 등의 공지된 방법을 이용하여 시행한다. 도면에 도시하지는 않았지만, 엣지 분리 공정에서는 태양전지 기판(201)의 측면에 위치하는 제2 도전형 불순물의 도핑층도 함께 제거할 수 있음은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.When the plasma process on the entire surface of the solar cell substrate 201 is completed, an edge isolation process is performed to remove the doped layer of the second conductive impurity existing on the rear surface of the substrate. The edge separation is performed using a known method such as mechanical scribing, laser etching or plasma etching. Although it is not shown in the drawing, the doping layer of the second conductivity type impurity located on the side surface of the solar cell substrate 201 can be removed together in the edge separation step. It is well known to those skilled in the art It is obvious.

엣지 분리 공정이 완료되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 태양전지 기판(201)의 전면에 형성된 에미터층(202) 상에 반사 방지막(203)을 형성한다. 반사 방지막(203)은 태양광에 대한 반사율을 낮추기 위해 형성되는 것으로, 대표적으로 실리콘나이트라이드(silicon nitride)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 플라즈마 화학기상증착법(plasma enhanced chemical deposition,P ECVD), 화학기상증착법(chemical deposition, CVD) 및 스퍼터링으로 이루어지는 군에서 선택되는 방법에 의해 형성될 수 있다. 그리고, 반사 방지막(203)을 관통하며 에미터층(202)과 접촉하여 연결되는 제1 전극인 전면 전극(206)을 형성하고, 태양전지 기판(201)의 반사 방지막(203)이 형성된 면과 반대 면인 후면에 제2 전극인 후면 전극(204)을 형성한다. 전면 전극(206) 및 후면 전극(204)의 형성 순서는 제한되지 않아, 전면 전극(206)과 후면 전극(204) 중 어느 전극을 먼저 형성하여도 무방하다. 6, the anti-reflection film 203 is formed on the emitter layer 202 formed on the entire surface of the solar cell substrate 201. The anti- The antireflection film 203 is formed to lower the reflectance to sunlight and typically includes silicon nitride and may be formed by plasma enhanced chemical deposition (P ECVD), chemical vapor deposition May be formed by a method selected from the group consisting of chemical deposition (CVD) and sputtering. The front electrode 206 is formed as a first electrode that penetrates the antireflection film 203 and is in contact with and connected to the emitter layer 202. The front electrode 206 is formed on the surface of the solar cell substrate 201 opposite to the surface on which the antireflection film 203 is formed And a rear electrode 204, which is a second electrode, is formed on the rear surface of the substrate. The order of forming the front electrode 206 and the rear electrode 204 is not limited and any one of the front electrode 206 and the rear electrode 204 may be formed first.

전면 전극(206)은 은(Ag)과 글라스 프릿(glass frit)을 포함하는 전면 전극 형성용 페이스트(paste)를 정해진 패턴에 따라 반사 방지막(203) 위에 스크린 인쇄한 후 열처리 과정을 거쳐 형성될 수 있으며, 이때, 열처리를 통해 전면 전극(206)은 반사 방지막(203)을 관통하여 에미터층(202)과 연결된다(punch through). 이미 설명한 것처럼, 전면 전극(206)은 은(Ag)을 포함하고 있어 전기 전도성이 우수하다.The front electrode 206 may be formed by screen printing a front electrode forming paste containing silver (Ag) and glass frit on the antireflection film 203 according to a predetermined pattern, At this time, the front electrode 206 through the heat treatment passes through the anti-reflection film 203 and is punched through the emitter layer 202. As described above, the front electrode 206 includes silver (Ag) and is excellent in electrical conductivity.

후면 전극(204)은 알루미늄(Al)을 포함하는 후면 전극 형성용 페이스트를 태양전지 기판(201)의 후면에 도포한 후 열처리하여 형성될 수 있으며, 열처리에 의해 태양전지 기판(201)은 후면 전극(204)과 접하는 면으로부터 소정 깊이까지 전극 형성 물질인 알루미늄(Al)이 도핑되어 BSF(back surface field)(205)가 형성된다. 후면 전극(204)은 알루미늄(Al)을 포함하고 있으므로 전기 전도성이 우수할 뿐만 아니라 실리콘과의 친화력이 좋아서 태양전지 기판(201)과의 접합성이 우수하다. 또한, 이미 설명한 것처럼, 알루미늄(Al)은 3족 원소로서 태양전지 기판(201)과의 접합면에서 P+층인 BSF(205)을 형성하므로 캐리어들이 표면에서 소멸되지 않고 BSF(205) 방향으로 모이도록 한다. The rear electrode 204 may be formed by applying a paste for forming a rear electrode containing aluminum (Al) to the rear surface of the solar cell substrate 201 and then performing a heat treatment. By the heat treatment, (BSF) 205 is formed by doping aluminum (Al), which is an electrode forming material, from a surface in contact with the first electrode 204 to a predetermined depth. Since the back electrode 204 includes aluminum (Al), it has excellent electrical conductivity and good affinity with silicon, so that the back electrode 204 has excellent bonding with the solar cell substrate 201. As described above, since Al (Al) forms a P + layer BSF 205 as a Group III element on the junction surface with the solar cell substrate 201, the carriers do not disappear from the surface but gather in the BSF 205 direction .

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given above, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as interpretation.

도 1은 태양전지의 기본적인 구조를 도시한 개략도이다.1 is a schematic view showing a basic structure of a solar cell.

도 2 내지 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 순차적으로 도시한 공정 단면도들이다.FIGS. 2 to 6 are process sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.

Claims (11)

제1 도전형을 갖는 기판에 상기 제1 도전형과 반대인 제2 도전형을 갖는 에미터층을 형성하는 단계,Forming an emitter layer having a second conductivity type opposite to the first conductivity type on a substrate having a first conductivity type, 상기 에미터층 형성 단계에 의해 상기 에미터층의 표면에 형성된 산화막을 제거하는 단계;Removing the oxide film formed on the surface of the emitter layer by the emitter layer forming step; 상기 산화막 제거 단계 이후, 상기 에미터층이 형성된 기판의 한 면을 플라즈마 처리하는 단계,After the oxide film removing step, plasma processing a surface of the substrate on which the emitter layer is formed, 상기 에미터층과 연결되는 제1 전극을 형성하는 단계, 그리고Forming a first electrode connected to the emitter layer, and 상기 제1 전극과 분리되어 있고, 상기 기판과 연결되는 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,And forming a second electrode separated from the first electrode and connected to the substrate, 상기 플라즈마 처리 단계는 상기 에미터층 형성 단계에 의해 상기 에미터층 내의 최상부에 형성되는 데드 레이어를 식각하여 제거하는 태양 전지의 제조 방법.Wherein the plasma treatment step etches the dead layer formed at the top of the emitter layer by the emitter layer forming step. 제1항에서,The method of claim 1, 상기 플라즈마 처리된 기판의 한 면은 빛이 입사되는 입사면인 태양 전지의 제조 방법.Wherein one surface of the plasma-treated substrate is an incident surface through which light is incident. 제1항에서,The method of claim 1, 상기 플라즈마 처리 단계는,Wherein the plasma processing step comprises: 상기 에미터층이 형성된 상기 기판을 챔버 내에 위치시키는 단계,Placing the substrate on which the emitter layer is formed in a chamber, 상기 챔버 내에 플라즈마 소스 가스를 주입하는 단계, 그리고Injecting a plasma source gas into the chamber, and 상기 플라즈마 소스 가스를 플라즈마 상태로 여기시키는 단계Exciting the plasma source gas into a plasma state 를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.Wherein the method comprises the steps of: 제3항에서,4. The method of claim 3, 상기 플라즈마 소스 가스는 CF4, SF6, Cl 및 O2 중 선택된 하나 또는 이들의 혼합 가스인 태양 전지의 제조 방법.Wherein the plasma source gas is one selected from the group consisting of CF 4 , SF 6 , Cl, and O 2 , or a mixed gas thereof. 제3항에서,4. The method of claim 3, 상기 챔버는 진공 또는 대기압 분위기를 갖는 태양 전지의 제조 방법.Wherein the chamber has a vacuum or atmospheric atmosphere. 제1항에서,The method of claim 1, 상기 플라즈마 처리 단계 후, 상기 플라즈마 처리되지 않은 기판 면에 형성된 에미터층을 제거하는 단계를 더 포함하고,Further comprising removing the emitter layer formed on the non-plasma-treated substrate surface after the plasma processing step, 상기 제2 전극은 상기 에미터층이 제거된 기판 면에 형성되는The second electrode is formed on the substrate surface from which the emitter layer is removed 태양 전지의 제조 방법.A method of manufacturing a solar cell. 제1항에서,The method of claim 1, 상기 제2 전극 형성 단계는 상기 기판과 상기 제2 전극 사이에 BSF를 형성하는 단계를 포함하고,The second electrode forming step includes forming a BSF between the substrate and the second electrode, 상기 제2 전극은 상기 BSF를 통해 상기 기판과 연결되는 The second electrode is connected to the substrate through the BSF 태양 전지의 제조 방법.A method of manufacturing a solar cell. 제1항에서,The method of claim 1, 상기 에미터층 형성 단계 후, 상기 에미터층 위에 반사 방지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 태양 전지의 제조 방법.Further comprising the step of forming an antireflection film on the emitter layer after the step of forming the emitter layer. 제8항에서,9. The method of claim 8, 상기 제1 전극 형성 단계는 상기 반사 방지막 위에 제1 전극 형성용 페이스트를 도포하는 단계 그리고 상기 제1 전극 형성용 페이스트가 도포된 상기 기판을 열처리하여, 상기 제1 전극 형성용 페이스트가 상기 반사 방지막을 관통하여 상기 에미터층과 연결되는 상기 제1 전극으로 형성되는 단계를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.The first electrode forming step may include a step of applying a first electrode forming paste on the antireflection film, and a step of heat-treating the substrate coated with the first electrode forming paste to form the first electrode forming paste, And the first electrode is connected to the emitter layer through the first electrode. 제1항에서,The method of claim 1, 상기 기판은 실리콘 기판인 태양 전지의 제조 방법.Wherein the substrate is a silicon substrate. 제10항에서,11. The method of claim 10, 상기 기판은 단결정 실리콘 기판, 다결정 실리콘 기판 및 비정질 실리콘 기판 중 하나인 태양 전지의 제조 방법.Wherein the substrate is one of a single crystal silicon substrate, a polycrystalline silicon substrate and an amorphous silicon substrate.
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