KR101503675B1 - 광기전력 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

광기전력 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101503675B1
KR101503675B1 KR1020097023159A KR20097023159A KR101503675B1 KR 101503675 B1 KR101503675 B1 KR 101503675B1 KR 1020097023159 A KR1020097023159 A KR 1020097023159A KR 20097023159 A KR20097023159 A KR 20097023159A KR 101503675 B1 KR101503675 B1 KR 101503675B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
single crystal
substrate
semiconductor layer
crystal semiconductor
Prior art date
Application number
KR1020097023159A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100016263A (ko
Inventor
순페이 야마자키
야수유키 아라이
Original Assignee
가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 filed Critical 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Publication of KR20100016263A publication Critical patent/KR20100016263A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101503675B1 publication Critical patent/KR101503675B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • H01L31/0201—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules comprising specially adapted module bus-bar structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L31/182—Special manufacturing methods for polycrystalline Si, e.g. Si ribbon, poly Si ingots, thin films of polycrystalline Si
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1892—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof methods involving the use of temporary, removable substrates
    • H01L31/1896—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof methods involving the use of temporary, removable substrates for thin-film semiconductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022433—Particular geometry of the grid contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

절연 표면을 갖는 기판 또는 절연 기판 위에 제공된 단결정 반도체 층이 광전 변환층으로 사용되는 광기전력 장치로서, 단결정 반도체 층이 절연층을 개재하여 기판에 접합되는 소위 SOI 구조를 갖는 광기전력 장치를 제공하는 것을 요지로 한다. 광전 변환층으로서의 기능을 갖는 단결정 반도체 층으로서, 단결정 반도체 기판의 표층부를 박리하고 이전시켜 얻어지는 단결정 반도체 층이 사용된다.
Figure 112009068073287-pct00001
접합층, 단결정 반도체 층, 불순물 반도체 층, 보호막, 배리어 층, 산화 실리콘 층, 박리층, 질화 실리콘 층, 열처리

Description

광기전력 장치 및 그 제조 방법{PHOTOVOLTAIC DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 단결정 반도체 또는 다결정 반도체를 사용하는 광기전력(光起電力: photovoltaic) 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 절연 특성을 갖는 지지 기판 위에 단결정 층 또는 다결정 반도체 층이 설치되는 광기전력 장치에 관한 것이다.
지구 온난화 방지 대책으로서, 태양광 발전 시스템이 여러 곳에서 도입되고 있다. 광기전력 장치의 2005년도 전 세계 생산량은 1,759 MW였는데, 이는 전년도에 비해 147% 증가된 것이다. 현재, 가장 대중적인 광기전력 장치는 결정계 광기전력 장치이며, 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘을 사용하는 광기전력 장치가 생산량의 대부분을 차지하고 있다. 결정계 광기전력 장치로 지칭되는 광기전력 장치는, 제조된 대형 실리콘 잉곳(ingot)을 슬라이스 가공함으로써 얻어지는 실리콘 웨이퍼를 기판으로서 사용하고 있다.
단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘을 사용하는 결정계 광기전력 장치에서 광기전력을 발생시키기 위한 실리콘 웨이퍼의 두께는 약 10㎛이면 충분한 것으로 추정된다. 그러나, 실리콘 잉곳으로부터 잘라낸 실리콘 웨이퍼는 약 200 내지 500㎛ 의 두께를 갖고 있다. 이것은 광기전력 장치에 사용되는 실리콘 웨이퍼의 약 5%만 광전 변환에 기여하고 있음을 의미한다.
광기전력 장치의 생산량이 증가함에 따라, 실리콘의 원료(실리콘 잉곳)인 다결정 실리콘의 공급 부족, 및 실리콘 웨이퍼의 가격 급등이 산업계의 문제가 되고 있다. 반도체용 다결정 실리콘을 포함하는 다결정 실리콘의 2006년도 세계 생산량은 약 37,000톤이었으며, 그 중 태양 전지에 대한 수요가 11,000톤이다. 태양 전지의 생산량은 해마다 증가하고 있으며, 이미 수요가 핍박한 상태에 있다. 다결정 실리콘의 생산 능력을 증대시키려면, 거액의 투자가 필요하며, 수요에 맞는 생산량을 확보하는 것은 어려운 일이다. 따라서, 실리콘 웨이퍼의 공급 부족은 계속될 것으로 예상된다.
여기에서, 단결정 반도체 기판을 사용하는 다른 형태의 광기전력 장치로서, 슬라이스화된 단결정 반도체 층을 사용하는 광기전력 장치가 제안되었다. 예를 들어, 특허문헌 2(일본 특허 출원 공개 H10-335683호 공보)는, 높은 변환 효율을 유지하면서 비용을 낮추고 자원을 절약하기 위해, 단결정 실리콘 기판에 수소 이온을 주입하고, 단결정 실리콘 기판으로부터 층상으로 박리된 단결정 실리콘 층을 지지 기판 위에 배치한 탠덤(tandem)형 태양 전지를 개시하고 있다. 이 탠덤형 태양 전지에서, 단결정 반도체 층과 기판은 도전성 페이스트에 의해 상호 접착된다.
또한, 결정성 반도체 층을 기판 위에 직접 형성하기 위한 시도가 종래에 이루어졌다. 예를 들어, 27MHz 이상의 VHF 주파수를 사용하여 이 VHF를 펄스 변조함으로써 결정성 실리콘 막이 기판 위에 증착되는 실리콘 박막 광기전력 장치의 제조 방법이 개발되었다(특허문헌 1: 일본 특허 출원 공개 2005-50905호 공보 참조). 또한, 그 표면에 미세한 요철 구조를 갖는 텍스처(texture) 전극으로 지칭되는 특수 전극 위에 박막 다결정 실리콘 막을 플라즈마 CVD 법으로 형성할 때, 결정 입자와 결정 입계로의 도펀트(dopant) 농도를 최적화하기 위해, 플라즈마 처리 조건을 제어하는 기술이 개시되어 있다(특허문헌 3: 일본 특허 출원 공개 2004-14958호 공보 참조).
그러나, 결정계 박막 실리콘 광기전력 장치에서는, 단결정 실리콘에 비해 결정 품질이 열악하고 변환 효율이 낮다는 문제가 있다. 다결정 실리콘 막 또는 미세결정 실리콘 막을 화학 기상 증착법에 의해 1㎛ 이상의 두께로 증착시킬 필요가 있으며, 그 결과 생산성이 열악하다는 문제를 초래한다. 화학 기상 증착법에서는, 막 형성을 위해 다량의 재료 가스를 유동시킬 필요가 있다. 그러나, 재료 가스의 수 퍼센트만 막의 성장에 이용되며 나머지는 배출되어 버린다. 즉, 화학 기상 증착법에서는, 재료 가스의 유효 이용 효율이 낮다는 문제가 있으며, 따라서 결정계 박막 실리콘 광기전력 장치에서는 제조 비용 측면에서 충분한 장점을 찾아볼 수 없다. 또한, 결정계 광기전력 장치에서의 반도체 기판으로서, 광전 변환에 필요한 두께보다 10배 이상 두꺼운 반도체 기판이 사용되고 있다. 따라서, 값비싼 웨이퍼가 낭비되고 있다.
또한, 슬라이스화된 단결정 반도체 층을 도전성 페이스트로 지지 기판에 접착하는 방법에서는, 접착 강도가 장기간 동안 유지될 수 없다는 문제가 있다. 특히, 광기전력 장치가 직사광선에 노출되는 상황에서는, 도전성 페이스트에 함유된 유기 재료가 변질되어 접착 강도가 저하되는 문제가 있다. 또한, 도전성 페이스트 중의 도전성 재료(예를 들면, 은)가 단결정 반도체 층 내로 확산되어 반도체의 광전 변환 특성을 열화시키는 신뢰성 문제가 있다.
전술한 상황을 감안하여, 본 발명의 목적은 단결정 반도체 또는 다결정 반도체로 형성된 광전 변환 층의 박형화(薄型化: thinning)를 달성하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 광전 변환에 필요한 실리콘 반도체 재료를 효과적으로 이용하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 광기전력 장치의 신뢰성을 향상시키는 것이다.
본 발명의 일 태양은, 절연 표면을 갖는 기판 또는 절연 기판 위에 제공되는 단결정 반도체 층을 갖는 광기전력 장치이며, 단결정 반도체 층이 절연층을 거쳐서 기판에 접합되는 소위 SOI 구조를 갖는 것이다. 이 광기전력 장치에서, 단결정 반도체 층은 광전 변환 기능을 갖는다. 단결정 반도체 층은, 단결정 반도체 기판의 표층부를 박리하고 이 부분을 절연 표면을 갖는 기판 또는 절연 기판에 이전(transfer)시킴으로써 얻어진다. 본 발명에서는, 단결정 반도체 대신에 다결정 반도체가 사용될 수 있다.
단결정 반도체 층과 절연 표면을 갖는 기판 또는 절연 기판은, 평활면을 갖고 친수성 표면을 형성하는 층을 거쳐서 상호 접합된다. 본 명세서에서, 이 층은 편의상 "접합층(bonding layer)"으로도 지칭된다. 접합 형성의 초기 단계에서, 이 접합층과 단결정 반도체 층, 또는 접합층과 절연 표면을 갖는 기판 또는 절연 기판을 접합하기 위한 힘으로는 반데르발스(Van der Waals) 힘 또는 수소 결합이 이용된다. 접합 형성의 초기 단계에 이어서 열처리가 수행되며, 따라서 접합부가 공유 결합으로 변화되고 그로인해 접합력은 더 증가된다.
기판을 단결정 반도체 층에 접합하는데 있어서, 접합층으로는, 접합을 형성하는 일면 또는 양면에 유기 실란을 원재료로서 사용하여 형성되는 산화 실리콘 막을 사용하는 것이 바람직하다. 사용될 수 있는 유기 실란의 예로는 테트라에톡시실란(TEOS)[화학식: Si(OC2H5)4], 트리메틸실란(TMS)[화학식: (CH3)3SiH], 테트라메틸시클로테트라실록산(TMCTS), 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS), 헥사메틸디실라잔(HMDS), 트리에톡시실란[화학식: SiH(OC2H5)3], 트리스디메틸아미노실란[화학식: SiH(N(CH3)2)3]과 같은 실리콘-함유 화합물이 포함된다.
절연 표면을 갖는 기판 또는 절연 기판 위에 제공되는 단결정 반도체 층은, 단결정 반도체 기판에, 수소 이온, 헬륨으로 대표되는 불활성 가스의 이온, 또는 불소로 대표되는 할로겐의 이온이 고농도로 도입되는 영역(이하, "박리층"으로도 지칭됨)을 형성하고, 그 영역을 벽개(劈開: cleaving)함으로써 형성된다. 예를 들어, 단결정 반도체 기판에 수소 이온을 첨가하여 박리층을 형성할 때는, 한 종류의 이온, 또는 각각 동일한 원자로 구성되고 질량이 다른 복수 종류의 이온을 도입하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 도입은 수소 이온으로서 H+, H2+, 및 H3+ 이온이 포함되고 H3 +이온의 비율을 증가시킨 상태에서 이루어지는 것이 바람직하다. 원자 수가 큰 이온을 도입함으로써, 도스량(dosage)이 실질적으로 증가될 수 있으며, 따라서 생산성이 향상될 수 있다.
단결정 반도체 기판으로부터 박리된 단결정 반도체 층을 사용함으로써, 광전 변환 특성이 우수한 광기전력 장치를 얻을 수 있다. 단결정 반도체 기판으로부터 박리된 단결정 반도체 층과 절연 표면을 갖는 기판 또는 절연 기판 사이에 접합층을 제공함으로써, 양자를 강력하게 접착할 수 있다. 접합층으로서 특정 산화 실리콘 막을 사용함으로써, 700℃ 이하의 온도에서 접합을 형성할 수 있다. 따라서, 유리 기판과 같이 700℃ 이하의 내열 온도를 갖는 기판을 사용하는 경우에도, 접합부의 접착 강도가 높은 단결정 반도체 층을 유리 등의 기판 위에 설치할 수 있다.
단결정 반도체 층이 고정되는 기판으로서, 전자 산업에 사용되고, 알루미노실리케이트 유리 기판, 알루미노붕규산 유리 기판, 및 바륨 붕규산(borosilicate) 유리 기판과 같은 무알칼리 유리 기판으로 지칭되는 각종 유리 기판을 사용할 수 있다. 즉, 각 변이 1미터를 넘는 기판 위에 단결정 반도체 층을 형성할 수 있다. 이러한 대면적 기판을 사용하여, 광전 변환 특성이 우수한 광기전력 장치를 얻을 수 있다.
첨부 도면에서,
도 1a 및 도 1b는 각각, 절연 기판 상의 단결정 반도체 층이 광전 변환 층으로 사용되는 광기전력 장치의 단면 구조를 도시하는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 각각, 절연 기판 상의 단결정 반도체 층이 광전 변환 층으로 사용되는 광기전력 장치의 단면 구조를 도시하는 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 광기전력 장치의 평면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 실시예에 따른 광기전력 장치의 제조 단계를 설명하는 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 실시예에 따른 광기전력 장치의 제조 단계를 설명하는 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 실시예에 따른 광기전력 장치의 제조 단계를 설명하는 단면도이다.
도 7은 실시예에 따른 태양광 발전 모듈의 제조 단계를 설명하는 평면도이다.
도 8a 및 도 8b는 실시예에 따른 태양광 발전 모듈의 제조 단계를 설명하는 단면도이다.
도 9는 실시예에 따른 태양광 발전 모듈의 제조 단계를 설명하는 평면도이다.
도 10a 및 도 10b는 실시예에 따른 태양광 발전 모듈의 제조 단계를 설명하는 단면도이다.
도 11은 실시예에 따른 태양광 발전 모듈의 제조 단계를 설명하는 평면도이다.
도 12a 및 도 12b는 실시예에 따른 태양광 발전 모듈의 제조 단계를 설명하는 단면도이다.
도 13은 실시예에 따른 광기전력 모듈의 평면도이다.
도 14a 내지 도 14c는 실시예에 따른 광기전력 모듈의 제조 단계를 설명하는 단면도이다.
도 15a 및 도 15b는 실시예에 따른 광기전력 모듈의 제조 단계를 설명하는 단면도이다.
도 16a 내지 도 16d는 실시예에 따른 광기전력 모듈의 제조 단계를 설명하는 단면도이다.
본 발명의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 이하에 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않으며, 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어남이 없이 그 형태 및 상세의 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 후술되는 실시예의 기재 내용에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 할 것이다. 이하에 설명하는 본 발명의 구성에 있어서, 유사한 부분에 대해서는 여러 도면에 걸쳐서 유사한 도면 부호가 사용된다.
(광기전력 장치의 구성)
도 1a는 기판(101)에 반도체 층(103)이 제공되는 광기전력 장치의 단면 구조를 도시한다. 기판(101)은 절연 표면을 갖는 기판 또는 절연 기판이며, 알루미노실리케이트 유리 기판, 알루미노붕규산 유리 기판, 및 바륨 붕규산 유리 기판과 같은 전자 산업에 사용되는 각종 유리 기판이 사용될 수 있다. 대안적으로, 석영 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 기판이 사용될 수 있다. 반도체 층(103)에 대해서는, 단결정 반도체 기판 또는 다결정 반도체 기판으로부터 박리될 수 있는 실리콘, 게르마늄, 갈륨 비소, 인듐인(indium phosphide)과 같은 반도체 재료가 사용될 수 있다. 반도체 층(103)에 대해서는 단결정 실리콘이 사용되는 것이 바람직하다.
기판(101)과 반도체 층(103) 사이에는, 평활면을 갖고 친수성 표면을 형성하는 접합층(102)이 제공된다. 접합층(102)으로 사용하기에는 산화 실리콘 막이 적합하다. 접합층(102)으로는, 유기 실란 가스를 사용하여 화학 기상 증착법에 의해 형성되는 산화 실리콘 막이 특히 바람직하다. 사용가능한 유기 실란 가스의 예로는 테트라에톡시실란(TEOS)[화학식: Si(OC2H5)4], 트리메틸실란(TMS)[화학식: (CH3)3SiH], 테트라메틸시클로테트라실록산(TMCTS), 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS), 헥사메틸디실라잔(HMDS), 트리에톡시실란[화학식: SiH(OC2H5)3], 및 트리스디메틸아미노실란[화학식: SiH(N(CH3)2)3]과 같은 실리콘-함유 화합물이 포함된다.
상기 평활면을 갖고 친수성 표면을 형성하는 접합층(102)은 5 내지 500nm의 두께로 제공된다. 이 두께는 접합층(102)의 표면을 평활하게 하는데 효과적이고 반도체 층(103)과 기판(101) 사이의 응력으로 인한 변형을 완화하는데 있어서 효과적이다.
도 1a에서, 접합층(102)은 반도체 층(103) 측에 제공되고 기판(101)의 표면과 밀착되며, 따라서 실온에서도 접합이 이루어질 수 있다. 보다 강력한 접합을 형성하기 위해서는, 기판(101)과 반도체 층(103)을 가압할 수도 있다. 추가로, 반 도체 층(103) 상에 형성된 접합층(102)이 밀착된 기판(101)에 대해 열처리를 수행함으로써, 강력한 접합이 형성될 수 있다. 이 경우, 열처리는 가압 상태에서 이루어질 수도 있다.
기판(101)과 접합층(102)을 저온에서 상호 접합하기 위해서는, 그 표면을 청정화시킬 필요가 있다. 그 표면이 청정해진 기판(101)과 접합층(102)을 상호 밀착시키면, 표면간 인력에 의해 접합이 형성된다. 이 경우, 기판(101)과 접합층(102) 중 한쪽 또는 양쪽의 접합 형성면에 수산기(水酸基: hydroxy group)를 부착시키는 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 산소 플라즈마 처리 또는 오존 처리에 의해, 기판(101)의 표면을 친수성으로 만들 수 있다. 이 현상은, 산소 플라즈마 처리 또는 오존 처리가 이루어진 표면이 활성화되고 수산기가 부착되기 때문이라고 생각된다. 즉, 기판(101)의 표면을 친수성으로 만드는 처리를 수행하는 경우에는, 표면의 수산기의 작용으로 인한 수소 결합에 의해 접합이 형성된다. 실온에서 형성된 접합의 강도를 증대시키기 위해서는, 열처리를 수행하는 것이 바람직하다.
기판(101)과 접합층(102)을 저온에서 상호 접합하기 위한 처리로서, 접합을 형성하기 위한 표면에 아르곤과 같은 불활성 가스를 이용한 이온 빔을 조사하여 상기 표면을 청정화시킬 수 있다. 이온 빔의 조사에 의해, 기판(101) 또는 접합층(102)의 표면에서 미결합 본드(dangling bond)가 노출되어 매우 활성적인 표면이 형성된다. 이렇게 활성화된 표면들을 상호 접촉하여 배치시키면, 저온에서도 접합이 형성될 수 있다. 표면을 활성화하여 접합을 형성하는 방법은, 그 표면을 고도로 청정화시킬 필요가 있으므로 진공 중에서 수행되는 것이 바람직하다.
반도체 층(103)은 단결정 반도체 기판으로부터 얇은 슬라이스를 박리시킴으로써 얻어진다. 예를 들어, 반도체 층(103)은, 단결정 반도체 기판의 소정 깊이에 수소 이온을 고농도로 도입하고 이후 열처리를 수행하여 표층의 단결정 실리콘 층을 박리시키는 수소 이온 주입 박리법으로 형성할 수 있다. 대안적으로, 다공질 실리콘(porous silicon) 상에 단결정 실리콘을 에피택셜 성장시킨 후, 다공질 실리콘 층이 박리되도록 워터-제트(water-jet)에 의한 벽개를 수행하는 방법이 사용될 수도 있다. 반도체 층(103)의 두께는 0.1 내지 10㎛로 설정된다. 반도체 층(103)의 두께는 태양광을 흡수하기에 충분하다. 또한, 그 두께는, 반도체 층(103)을 통해서 흐르는 광생성(photogenerated) 캐리어가 재결합에 의해 삭감되기 전에 전극으로부터 추출하기에 적합한 두께이다.
반도체 층(103)에는 제 1 불순물 반도체 층(105)이 제공되어 있다. 제 1 불순물 반도체 층(105)에는 p형 또는 n형 도전성을 부여하는 불순물 원소가 첨가되어 있다. p형 불순물로는 붕소와 같은 주기율표에서의 13족에 속하는 원소가 사용되며, n형 불순물로는 인 또는 비소와 같은 주기율표에서의 15족에 속하는 원소가 사용된다. 불순물 원소는 이온 주입법 또는 이온 도핑법에 의해 첨가될 수 있다. 본 명세서에서, 이온 주입법은 이온화된 가스를 질량 분리하여 반도체에 주입하는 방법을 지칭하고, 이온 도핑법은 이온화된 가스를 질량 분리하지 않고 반도체에 도입하는 방법을 지칭한다. 예를 들어, 반도체 층(103)이 p형 도전성을 갖는 경우에는, 제 1 불순물 반도체 층(105)에 인 또는 비소를 첨가하여 제 1 불순물 반도체 층(105)이 n형 도전성을 갖게 한다. 반도체 층(103)이 n형 도전성을 갖는 경우에 는, 제 1 불순물 반도체 층(105)에 붕소를 첨가하여 제 1 불순물 반도체 층(105)이 p형 도전성을 갖게 한다.
반도체 층(103)과 접합층(102) 사이에는 제 1 전극(104)이 제공된다. 제 1 불순물 반도체 층(105) 측을 입사면으로 하는 경우, 제 1 전극(104)은 알루미늄, 니켈 또는 은과 같은 금속으로 형성된다. 반면에, 기판(101) 측을 입사면으로 하는 경우, 제 1 전극(104)은 산화 인듐 주석 등의 투명 전극으로 형성된다.
제 1 불순물 반도체 층(105) 위에는 제 2 전극(107)이 제공된다. 제 1 불순물 반도체 층(105) 측을 입사면으로 하는 경우, 제 2 전극(107)은 알루미늄 또는 은 등에 의해 빗 형상을 갖는 전극으로 형성되거나, 산화 인듐 주석 등의 투명 전극으로 형성된다. 이 구성에 있어서, 제 1 불순물 반도체 층(105) 위에는 보호막(106)을 제공하는 것이 바람직하다. 보호막(106)은 질화 실리콘 막으로 형성하는 것이 바람직하다. 추가로, 질화 실리콘 막과 불화 마그네슘 막을 적층시켜, 반사 방지막으로서의 기능을 부가할 수도 있다. 반면에, 기판(101) 측을 입사면으로 하는 경우에, 제 2 전극(107)은 알루미늄과 같은 금속으로 형성될 수도 있다.
도 1b는 기판(101)에 배리어 층(108)과 접합층(102)이 제공되어 있는 광기전력 장치의 구조를 도시한다. 배리어 층(108)이 제공됨으로써, 기판(101)으로부터 불순물이 확산되어 반도체 층(103)이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 기판(101)으로부터 반도체 층(103)에 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속과 같은 가동 이온 등의 불순물이 확산되는 것을 방지할 수 있다. 배리어 층(108)은 질화 실리콘, 질화 알루미늄 등의 치밀한 절연막으로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 기판(101) 위에 제공되는 배리어 층(108) 위에 접합층(102)을 제공하는 것이 바람직하다. 기판(101) 측에도 접합층(102)이 제공되면, 양호한 접합이 형성될 수 있다.
도 2a는 반도체 층(103)에 제 2 불순물 반도체 층(109)이 제공되는 광기전력 장치의 구조를 도시한다. 제 2 불순물 반도체 층(109)은, 반도체 층(103)에서 제 1 불순물 반도체 층(105)과 반대되는 측에 제공된다. 제 1 불순물 반도체 층(105)과 제 2 불순물 반도체 층(109)은 다른 도전성 형태를 갖도록 형성된다. 예를 들어, 제 1 불순물 반도체 층(105)이 n형 도전성을 갖는 경우, 제 2 불순물 반도체 층(109)은 p형 도전성을 갖도록 형성된다. 이 때, 제 1 불순물 반도체 층(105) 측을 입사면으로 하는 경우, 그 반대측에는 제 2 불순물 반도체 층(109)에 의해 내부 전계가 형성된다. 이 전계는 이면 전계(裏面 電界)(BSF: Back Surface Field)로 지칭된다. 이러한 구조는 광생성 캐리어의 외부 양자 효율을 향상시키기에 적합하다. 이러한 구조는 광전 변환층이 0.1 내지 10㎛의 두께를 갖는 반도체 층(103)으로 형성되는 광기전력 장치에서 효과적으로 작용한다. 다른 부분들은 도 1a의 것과 유사하다.
도 2b는, 반도체 층(103)의 일면측에 제 1 불순물 반도체 층(105)과 제 2 불순물 반도체 층(109)이 제공되고 그 반대면측에 산화 실리콘 층(110)이 제공되는 구조를 도시한다. 산화 실리콘 층(110)은 열산화 또는 화학 기상 증착법에 의해 실란 가스를 사용하여 형성된 산화 실리콘으로 형성된다. 반도체 층(103)은 산화 실리콘 층(110) 및 기판(101) 위에 형성된 접합층(102)을 사용하여 기판(101)에 접 합된다. 이 구조에서, 입사면은 기판(101) 측에 설정되는 것이 바람직하다. 광을 차단하는 전극이 입사면 측에 형성되지 않기 때문에, 유효 수광(light-receiving) 면적이 확대될 수 있다.
이상, 도 1a 내지 도 2b를 참조하여 기판(101) 위에 접합된 반도체 층(103)을 사용하는 광기전력 장치의 구조를 설명했다. 그러나, 이 형태는 전술한 구조에 한정되지 않으며, 구조의 성분들을 자유롭게 조합함으로써 수행될 수 있다. 또한, 단결정 반도체 층 대신에 다결정 반도체 층이 사용될 수 있다.
(광기전력 장치의 제조 단계 1)
단결정 반도체 기판으로부터 얇은 단결정 반도체 층을 박리하고 그 단결정 반도체 층을 절연 표면을 갖는 기판 또는 절연 기판 위로 이전시키는, 광기전력 장치 제조 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 형태에 따른 광기전력 장치의 평면도이다. 이 광기전력 장치는, 기판(101) 위에 접합된 반도체 층(103)에 광이 입사되는 구조를 갖는다. 기판(101)의 주변부에는, 개구가 형성된 절연층(115)이 반도체 층(103) 위에 제공되어 있다. 반도체 층(103)에는 제 1 불순물 반도체 층(105)이 제공되어 있다. 제 1 불순물 반도체 층(103) 위에는 빗 형상의 제 2 전극(107)이 형성되어 있다. 추출 전극(116)은 절연층(115) 및 반도체 층(103)을 관통하는 콘택트 홀에 의해 제 1 전극과 전기적으로 접속되어 있다.
다음으로, 도 3의 A-B 절단선에 대응하는 단면도를 참조하여, 광기전력 장치의 제조 단계에 대해 설명한다.
도 4a는 단결정 반도체 기판(111) 위에 표면 보호막(112)을 형성하고 이온 도핑법에 의해 박리층(113)을 형성하는 단계를 도시한다. 단결정 반도체 기판(111)은 청정화되어 있으며, 그 표면에 표면 보호막(112)을 형성한다. 단결정 반도체 기판(111)의 대표적인 예는 단결정 실리콘이다. 예를 들어, 단결정 반도체 기판(111)으로서, 표면이 거울-연마된(mirror-polished) 실리콘 웨이퍼가 사용된다. 표면 보호막(112)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘으로 형성하는 것이 바람직하고, 표면 보호막(112)은 화학 기상 증착법에 의해 형성된다. 표면 보호막(112)은 단결정 반도체 기판(111)의 표면이 이온 도핑에 의해 황폐해지는 것을 방지하기 위해 제공되는 것이 바람직하다. 표면 보호막(112)은 50 내지 200 nm의 두께를 갖도록 제공된다. 전계에 의해 가속된 이온을 표면 보호막(112)의 표면에 조사하여, 단결정 반도체 기판(111)의 소정 깊이에 박리층(113)을 형성한다.
단결정 반도체 기판(111)의 표면으로부터 박리층(113) 까지의 거리는 지지 기판에 이전될 반도체 층의 두께를 고려하여 결정된다. 광기전력 장치에서, 반도체 층(103)의 두께는 0.1 내지 10㎛로 설정된다. 단결정 반도체 기판(111)의 표면으로부터 비교적 깊은 위치에 박리층(113)을 형성하기 위해서는, 이온이 80 kV 이상의 고전압에 의해 가속된다. 이온은 단결정 반도체 기판(111)의 주 평면에 대략 직각으로 입사되는 것이 바람직하다. 이온이 단결정 반도체 기판(111)에 도입될 때는, 채널링(channeling) 현상을 적극적으로 활용하여 이온을 깊은 위치에 깊이 도입시킬 수도 있다. 예를 들어, 이온이 결정축 <100>에 수직하게 입사하도록 단결정 반도체 기판(111)의 결정면 방위가 선택되면, 이온이 깊이 도입될 수 있다.
박리층(113)은 수소, 헬륨 또는 불소로 대표되는 할로겐 이온을 단결정 반도체 기판(111)에 고농도로 도핑함으로써 형성된다. 이 경우, 수소, 헬륨, 또는 할로겐으로부터 선택된 소스 가스를 플라즈마 여기시킴으로써 생성되는 한 종류의 이온, 또는 각각 동일한 원자로 구성되고 질량이 다른 복수 종류의 이온을 도입하는 것이 바람직하다. 수소 이온을 도입하는 경우, 수소 이온에 H+, H2+, 및 H3+ 이온을 포함시키는 동시에 H3 +이온의 비율을 높이면, 수소의 도입 효율이 향상될 수 있고, 따라서 도핑 시간을 단축할 수 있다. 원자수가 큰 수소 이온을 도입함으로써, 박리층(113)에서 실리콘의 미결합 본드가 형성되고, 상기 미결합 본드가 종단되어 미세 기공(마이크로보이드)을 생성한다. 미세 기공에는 수소가 포함될 수 있으므로, 저온 열처리에 의해서도 반도체 층이 쉽게 박리될 수 있다.
도 4b는 단결정 반도체 기판(111) 위에 제 2 불순물 반도체 층(109)을 형성하는 단계를 도시한다. 제 2 불순물 반도체 층(109)은, 단결정 반도체 기판(111)의 깊이가 얕은 영역에, p형 도전성을 부여하는 불순물 원소로서 붕소를 도핑함으로써 형성된다. 본 형태의 광기전력 장치에서, 제 2 불순물 반도체 층(109)은 입사면과 반대되는 측에 배치되어 이면 전계(BSF)를 형성한다.
도 4c는 제 2 불순물 반도체 층(109) 위에 제 1 전극(104)을 형성하는 단계를 도시한다. 제 1 전극(104)은 알루미늄, 니켈 또는 은과 같은 금속으로 형성된다. 제 1 전극(104)은 그 표면이 평탄해지도록 진공 증착법 또는 스퍼터링법으로 형성된다.
도 4d는 단결정 반도체 기판(111)을 피복하는 질화 실리콘 층(114)을 제 1 전극(104) 위에 제공하고, 추가로 접합층(102)을 형성하는 단계를 도시한다. 질화 실리콘 층(114)은 불순물 오염을 방지하기 위해 제공하는 것이 바람직하다. 질화 실리콘 층(114)으로 인해, 반도체 층이 가동 이온 또는 수분과 같은 불순물의 확산에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 질화 실리콘 층(114)은, 접합층(102)의 형성 시에 제 1 전극(104)이 산화되는 것을 방지하기 위해 제공되는 것이 바람직하다.
접합층(102)은 산화 실리콘 막으로 형성된다. 산화 실리콘 막으로는, 전술한 바와 같이 유기 실란 가스를 사용하여 화학 기상 증착법에 의해 형성되는 산화 실리콘 막이 바람직하다. 대안적으로, 실란 가스를 사용하여 화학 기상 증착법에 의해 형성되는 산화 실리콘 막이 사용될 수도 있다. 화학 기상 증착법에 의한 막 형성은, 단결정 반도체 기판에 형성된 박리층(113)에서 탈가스(degassing)가 발생하지 않는 온도로서, 예를 들면 350℃ 이하의 막형성 온도에서 이루어진다. 반면에, 단결정 반도체 기판(111)으로부터 반도체 층을 박리하기 위한 열처리는 막형성 온도보다 높은 열처리 온도에서 이루어진다.
도 5a는 기판(101)을 단결정 반도체 기판(111)에 형성된 접합층(102)의 표면과 접촉하여 배치시켜 이들 양자를 상호 접합시키는 단계를 도시한다. 접합을 형성하는 면은 충분히 청정화된다. 이후, 기판(101)과 접합층(102)이 상호 밀착됨으로써 접합이 형성된다. 이 접합은 전술한 바와 같이 수소 결합이 작용하여 형성된다. 기판(101)과 단결정 반도체 기판(111)을 서로에 대해 가압함으로써, 접합을 보다 확실하게 형성할 수 있다.
밀착성이 양호한 접합을 형성하기 위해, 기판(101) 및/또는 접합층(102)의 표면/표면들을 활성화시킬 수도 있다. 예를 들면, 접합을 형성하는 표면에 원자 빔 또는 이온 빔을 조사한다. 원자 빔 또는 이온 빔을 사용하는 경우에는, 아르곤 등의 불활성 가스 중성 원자 빔 또는 불활성 가스 이온 빔을 사용할 수 있다. 대안적으로, 접합을 형성하는 표면에 플라즈마 조사 또는 라디칼 처리가 수행된다. 이러한 표면 처리에 의해 200 내지 400℃의 온도에서도 이종 재료 사이에 접합을 형성하기가 용이해진다.
기판(101)과 단결정 반도체 기판(111)을 그 사이에 접합층(102)을 개재시켜 상호 접합시킨 후에는, 가열 처리 또는 가압 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 가열 처리 또는 가압 처리는 접합 강도를 증가시킬 수 있다. 가열 처리는 기판(101)의 내열 온도 이하의 온도에서 이루어지는 것이 바람직하다. 가압 처리는 기판(101) 및 단결정 반도체 기판(111)의 내압을 고려하여, 접합면에 수직한 방향으로 압력이 가해지도록 이루어진다.
도 5b는, 기판(101)과 단결정 반도체 기판(111)을 접합한 후 열처리를 수행하여, 박리층(113)을 벽개면으로 사용하여 단결정 반도체 기판(111)을 기판(101)으로부터 박리시키는 단계를 도시한다. 열처리는 접합층(102)이 형성되는 온도에서부터 기판(101)의 내열 온도까지의 온도 범위에서 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 400 내지 600℃에서 열처리가 이루어지면, 박리층(113)에 형성된 미세 기공의 체적이 변화되며, 이로인해 기판(101) 위에 반도체 층(103)을 남겨둔 채로 단결정 반도체 기판(111)을 박리시킬 수 있다.
도 6a는 기판(101)에 접합된 반도체 층(103) 위에 절연층(115)을 형성하는 단계를 도시한다. 절연층(115)으로는, 질화 실리콘 막 또는 산화 실리콘 막을 화학 기상 증착법으로 형성하는 것이 바람직하다.
도 6b는 절연층(115)에 개구를 형성하고 상기 개구로부터 n형 불순물 원소인 인 또는 비소를 첨가하여 제 1 불순물 반도체 층(105)을 형성하는 단계를 도시하고 있다. 이 제 1 불순물 반도체 층(105)이 입사면으로 작용한다.
도 6c는 보호막(106)으로서 질화 실리콘 막과 불화 마그네슘 막을 형성한 후, 제 2 전극(107)과, 제 1 전극(104)에 접속되는 추출 전극(116)을 형성하는 단계를 도시한다. 추출 전극(116)은 반도체 층(103)을 관통하는 콘택트 홀이 형성된 후에 형성된다. 제 2 전극(107) 및 추출 전극(116)은 알루미늄, 은, 납-주석(lead-tin)(땜납) 등으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(107)과 추출 전극(116)은 은 페이스트(silver paste)를 사용하여 스크린 인쇄법으로 형성될 수 있다.
이런 식으로, 도 3에 도시된 광기전력 장치를 제조할 수 있다. 본 형태에 의하면, 700℃ 이하(바람직하게는 500℃ 이하)의 프로세스 온도에서 단결정 광기전력 장치를 제조할 수 있다. 즉, 내열 온도가 700℃ 이하인 대면적 유리 기판 위에, 단결정 반도체 층이 제공된 고효율 광기전력 장치를 제조할 수 있다. 단결정 반도체 층은 단결정 반도체 기판의 표층을 박리시킴으로써 얻어진다. 단결정 반도체 기판이 재사용될 수 있으므로, 자원이 효과적으로 사용될 수 있다.
(광기전력 장치의 제조 단계 2)
본 형태는 투광성 기판이 수광면으로 작용하는 광기전력 장치의 제조 방법에 대해 설명한다. 본 형태에서 도 4a 내지 도 6c와 동일한 요소 및 공통적인 기능을 갖는 요소에는 동일한 도면부호를 병기하여 설명하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 13은 수광면과 반대측의 표면에서 바라본, 본 형태에 따른 광기전력 장치의 평면도이다. 이 광기전력 장치는, 기판(101) 위에 접합된 반도체 층(103)에, 기판(101) 측으로부터 광이 입사되는 구조를 갖는다. 반도체 층(103) 위에는, 추출 전극(116)과 제 2 전극(107)이 형성되어 있다. 추출 전극(116)은 반도체 층(103)을 관통하는 콘택트 홀에 의해, 기판(101) 측에 있는 제 1 전극에 접속되도록 구성된다.
다음으로, 도 13의 G-H 절단선에 대응하는 단면도를 참조하여 이 광기전력 장치의 제조 단계를 설명한다.
도 14a는 단결정 반도체 기판(111) 위에 표면 보호막(112)을 형성하고 이온 도핑법에 의해 박리층(113)을 형성하는 단계를 도시한다.
도 14b는 단결정 반도체 기판(111) 위에 제 1 불순물 반도체 층(105)을 형성하는 단계를 도시한다. 제 1 불순물 반도체 층(105)은, n형 도전성을 부여하는 불순물 원소로서 인 또는 비소를 단결정 반도체 기판(111)의 얕은 깊이 영역에 도핑함으로써 형성된다.
도 14c는 단결정 반도체 기판(111)을 피복하는 질화 실리콘 층(114)을 제 1 불순물 반도체 층(105) 위에 제공하고, 추가로 접합층(102)을 형성하는 단계를 도 시한다.
도 15a는 기판(101)을 단결정 반도체 기판(111)에 형성된 접합층(102)의 표면과 접촉하여 배치시켜 이들 양자를 상호 접합시키는 단계를 도시한다. 접합을 형성하는 면은 충분히 청정화된다. 이후, 기판(101)과 접합층(102)이 상호 밀착됨으로써 접합이 형성된다. 기판(101)과 단결정 반도체 기판(111)을 그 사이에 접합층(102)을 개재시켜 접합시킨 후에는, 가열 처리 또는 가압 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 가열 처리 또는 가압 처리는 접합 강도를 증가시킬 수 있다. 가열 처리는 기판(101)의 내열 온도 이하의 온도에서 이루어지는 것이 바람직하다. 가압 처리는 기판(101) 및 단결정 반도체 기판(111)의 내압을 고려하여, 접합면에 수직한 방향으로 압력이 가해지도록 이루어진다.
도 15b는, 기판(101)과 단결정 반도체 기판(111)을 접합한 후 열처리를 수행하여, 박리층(113)을 벽개면으로 사용하여 단결정 반도체 기판(111)을 기판(101)으로부터 박리시키는 단계를 도시한다. 열처리는 접합층(102)이 형성되는 온도에서부터 기판(101)의 내열 온도까지의 온도 범위에서 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 400 내지 600℃에서 열처리가 이루어지면, 박리층(113)에 형성된 미세 기공의 체적이 변화되며, 이로인해 기판(101) 위에 반도체 층(103)을 남겨둔 채로 단결정 반도체 기판(111)을 박리시킬 수 있다.
도 16a는 기판(101)에 접합된 반도체 층(103) 위에 절연층(115)을 형성하는 단계를 도시한다. 도 16b는 절연층(115)에 개구를 형성하고 상기 개구로부터 p형 불순물 원소인 붕소를 첨가하여 제 2 불순물 반도체 층(109)을 형성하는 단계를 도 시하고 있다. 절연층(115)에 형성되는 개구는, 반도체 층(103) 위에 남겨지는 절연층이 빗 형상을 갖도록 가공된다.
도 16c는 반도체 층(103) 위에 남겨지는 절연층(115)의 상부로부터 아래쪽으로 콘택트 홀(117)을 형성하는 단계를 도시한다. 콘택트 홀(117)은, 집광된 레이저 빔을 반도체 층(103)에 조사하여 가공함으로써 형성된다.
도 16d는, 제 2 전극(107)과, 제 1 불순물 반도체 층(105)에 접속되는 추출 전극(116)을 형성하는 단계를 도시한다. 추출 전극(116)은 반도체 층(103)을 관통하는 콘택트 홀이 형성된 후에 형성된다. 제 2 전극(107) 및 추출 전극(116)은 알루미늄, 은, 납-주석(땜납) 등의 금속 재료로 형성된다. 예를 들어, 제 2 전극(107) 및 추출 전극(116)은 은 페이스트를 사용하여 스크린 인쇄법으로 형성될 수 있다.
이런 식으로, 도 13에 도시된 광기전력 장치를 제조할 수 있다. 본 형태에 의하면, 700℃ 이하(바람직하게는 500℃ 이하)의 프로세스 온도에서 단결정 광기전력 장치를 제조할 수 있다. 즉, 내열 온도가 700℃ 이하인 대면적 유리 기판 위에, 단결정 반도체 층이 제공된 고효율 광기전력 장치를 제조할 수 있다. 단결정 반도체 층은 단결정 반도체 기판의 표층을 박리시킴으로써 얻어진다. 단결정 반도체 기판이 재사용될 수 있으므로, 자원이 효과적으로 사용될 수 있다.
(태양광 발전 모듈의 제조 방법)
본 형태는 대면적 기판 위에 단결정 반도체 층을 접합하여 태양광 발전 모듈을 제조하기 위한 방법을 예시한다. 태양광 발전 모듈에 사용되는 광기전력 장치 의 제조 단계의 주요 부분은 도 4a 내지 도 6c에서 설명된 것과 유사하다.
도 7은 다수의 반도체 층(103)을 기판(101)에 배열하여 접합할 때의 평면도를 도시한다. 도 8a 및 도 8b는 도 7에서의 C-D 절단선 및 E-F 절단선에 대응하는 단면도를 각각 도시한다. 반도체 층(103)은 도 4a 내지 도 5b에 도시된 단계를 통해서 기판(101) 위에 배치된다. 반도체 층(103)은 접합층(102)을 거쳐서 기판(101)에 고정된다. 접합층(102)과 반도체 층(103) 사이에는 제 1 전극(104) 및 질화 실리콘 층(114)이 제공된다. 기판(101)과 접합층(102) 사이의 접합 강도는 열처리에 의해 증가될 수 있다. 기판(101)의 면적이 큰 경우에도, 램프 광이 조사되는 급속 열 어닐링(RTA: rapid thermal annealing) 방법을 사용함으로써, 접합을 형성하기 위한 열처리가 쉽게 이루어질 수 있다.
그 후, 도 6a 및 도 6b에 도시된 단계를 수행하여, 반도체 층(103)에 제 1 불순물 반도체 층(105)을 형성한다. 제 1 불순물 반도체 층(105)은, 반도체 층(103) 위에 절연층(115)이 형성된 후, 개구를 설치하고 반도체의 가전자를 제어할 수 있는 불순물 원소를 도핑함으로써 형성된다. 이 단계에서는 이온 도핑 장치가 사용되며, 따라서 이 단계는 복수의 반도체 층(103)이 기판(101)에 고정된 상태에서 수행될 수 있다.
도 9는 제 1 전극(104)에 접속되는 콘택트 홀(117)을 형성하는 단계를 도시한다. 도 10a 및 도 10b는 도 9에서의 C-D 절단선 및 E-F 절단선에 대응하는 단면도를 각각 도시한다. 콘택트 홀(117)은 보호막(106) 및 반도체 층(103)을 관통하고 있다. 보호막(106) 및 반도체 층(103)을 레이저 빔으로 가공함으로써, 콘택트 홀(117)을 형성할 수 있다. 기판(101) 위에 레이저 빔을 주사함으로써, 복수의 반도체 층(103)에 콘택트 홀을 간편하게 형성할 수 있다.
도 11은 광기전력 장치의 전극을 형성하는 단계를 도시한다. 도 12a 및 도 12b는 도 11에서의 C-D 절단선 및 E-F 절단선에 대응하는 단면도를 각각 도시한다. 추출 전극(116)은 콘택트 홀(117)에 의해 제 1 전극(104)에 전기적으로 접속된다. 제 2 전극(107)은 반도체 층(103) 위에 빗 형상으로 형성된다. 추가로, 제 2 전극(107)과 추출 전극(116)은 기판(101) 위에 인출되고, 태양광 발전 모듈의 접속 단자와 제 2 전극(107) 또는 추출 전극(116)은 일체로 형성된다. 제 2 전극(107) 및 추출 전극(116)은 알루미늄, 은, 납-주석(땜납) 등의 재료로 형성된다. 예를 들어, 제 2 전극(107) 및 추출 전극(116)은 은 페이스트를 사용하여 스크린 인쇄법으로 형성된다. 제 2 전극(107) 및 추출 전극(116)은 기판(101) 위로 인도될 때 접속 단자를 형성한다.
이런 식으로, 한 장의 기판 위에 복수의 광기전력 장치가 배치된 태양광 발전 모듈을 제조할 수 있다. 본 형태에 의하면, 700℃ 이하(바람직하게는 500℃ 이하)의 프로세스 온도에서 단결정 광기전력 장치를 제조할 수 있다. 즉, 내열 온도가 700℃ 이하인 대면적 유리 기판 위에, 단결정 반도체 층이 제공된 고효율의 태양광 발전 모듈을 제조할 수 있다.
또한, 본 형태는 상기 제조 단계 1에 기재된 광기전력 장치를 사용하는 경우를 나타내고 있지만, 상기 제조 단계 2에 기재된 광기전력 장치를 사용하는 경우에도 마찬가지로 태양광 발전 모듈이 제조될 수 있음을 알아야 한다.
본원은, 2007년 4월 6일자로 일본 특허청에 출원되고 그 전체 내용이 본원에 원용되는 일본 특허출원 제2007-101182호에 기초하고 있다.

Claims (21)

  1. 광기전력 장치에 있어서,
    절연 표면을 갖는 기판에 접촉하여 배치되는 접합층;
    상기 접합층 위의 제 1 전극;
    상기 제 1 전극 위의 단결정 반도체 층;
    상기 단결정 반도체 층의 상기 제 1 전극과 반대 측의 면의 제 1 불순물 반도체 층;
    상기 제 1 불순물 반도체 층 위의 보호막; 및
    상기 제 1 불순물 반도체 층과 접촉하는 제 2 전극을 포함하는, 광기전력 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단결정 반도체 층에 제 2 불순물 반도체 영역이 상기 제 1 전극과 접촉하도록 제공되는, 광기전력 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 접합층과 상기 제 1 전극 사이에 질화 실리콘 층이 제공되는, 광기전력 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 광기전력 장치에 있어서,
    기판의 일면 위의 배리어 층;
    상기 배리어 층 위의 제 1 접합층;
    상기 제 1 접합층에 접촉하여 배치되는 제 2 접합층;
    상기 제 2 접합층 위의 제 1 전극;
    상기 제 1 전극 위의 단결정 반도체 층;
    상기 단결정 반도체 층의 상기 제 1 전극과 반대 측의 면의 제 1 불순물 반도체 층;
    상기 제 1 불순물 반도체 층 위의 보호막; 및
    상기 제 1 불순물 반도체 층과 접촉되는 제 2 전극을 포함하는, 광기전력 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 광기전력 장치에 있어서,
    기판의 일면 위의 배리어 층;
    상기 배리어 층 위의 제 1 접합층;
    산화 실리콘 층이 형성되는 제 1 접합층 측 상의 제 1 면, 및 제 1 불순물 반도체 층과 제 2 불순물 반도체 층이 서로 구분하여 형성되는 상기 제 1 접합층측과 반대되는 측 상의 제 2 면을 갖는 단결정 반도체 층;
    상기 제 1 불순물 반도체 층과 접촉되는 제 2 전극;
    상기 제 2 불순물 반도체 층과 접촉되는 제 1 전극; 및
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에서 상기 단결정 반도체 층의 상기 제 2 면 위의 보호층을 포함하고,
    상기 제 1 접합층과 상기 산화 실리콘 층은 서로 접합되는, 광기전력 장치.
  10. 제 1 항, 제 6 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단결정 반도체 층의 두께가 0.1 내지 10㎛인, 광기전력 장치.
  11. 제 1 항, 제 6 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 알루미노실리케이트 유리 기판, 알루미노붕규산 유리 기판, 또는 바륨 붕규산 유리 기판으로부터 선택되는 한 종류인, 광기전력 장치.
  12. 광기전력 장치 제조 방법에 있어서,
    수소, 헬륨, 또는 할로겐으로부터 선택된 소스 가스를 플라즈마 여기시킴으로써 생성되는 한 종류의 이온, 또는 각각 동일한 원자를 구비하고 질량이 다른 복수 종류의 이온을 단결정 반도체 기판에 도입하여, 상기 단결정 반도체 기판의 표면으로부터 소정의 깊이에 있는 상기 단결정 반도체 기판의 영역에 박리층을 형성하는 단계;
    상기 단결정 반도체 기판 위에 유기 실란 가스를 사용하여 화학 기상 증착법에 의해 산화 실리콘 막을 형성하는 단계;
    상기 산화 실리콘 막을 개재하여 상기 단결정 반도체 기판과 절연 표면을 갖는 기판을 중첩시킴으로써 접합하는 단계;
    상기 단결정 반도체 기판과 상기 절연 표면을 갖는 기판을 서로 중첩시킨 상태에서 열처리를 수행하여 상기 박리층에 균열을 발생시키고, 상기 절연 표면을 갖는 기판 위에 단결정 반도체 층을 남겨둔 채로 상기 단결정 반도체 기판을 박리하여 제거하는 단계; 및
    상기 단결정 반도체 층에 불순물 원소를 첨가하여 광전 변환층으로서의 불순물 반도체 층을 형성하는 단계를 포함하는, 광기전력 장치 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 광기전력 장치 제조 방법에 있어서,
    수소, 헬륨, 또는 할로겐으로부터 선택된 소스 가스를 플라즈마 여기시킴으로써 생성되는 한 종류의 이온, 또는 각각 동일한 원자를 구비하고 질량이 다른 복수 종류의 이온을 단결정 반도체 기판에 도입하여, 상기 단결정 반도체 기판의 표면으로부터 소정의 깊이에 있는 상기 단결정 반도체 기판의 영역에 박리층을 형성하는 단계;
    상기 단결정 반도체 기판에 형성되는 상기 박리층보다 얕은 깊이에 있는 상기 단결정 반도체 기판의 영역에 도전성을 제어하는 불순물 원소를 첨가하여 불순물 반도체 층을 형성하는 단계;
    상기 불순물 반도체 층 위에 제 1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제 1 전극 위에 유기 실란 가스를 사용하여 화학 기상 증착법에 의해 산화 실리콘 막을 형성하는 단계;
    상기 산화 실리콘 막을 개재하여 상기 단결정 반도체 기판과 절연 표면을 갖는 기판을 중첩시킴으로써 접합하는 단계;
    상기 단결정 반도체 기판과 상기 절연 표면을 갖는 기판을 서로 중첩시킨 상태에서 열처리를 수행하여 상기 박리층에 균열을 발생시키고, 상기 단결정 반도체 기판을 박리하여 상기 절연 표면을 갖는 기판 위에 단결정 반도체 층을 형성하는 단계;
    상기 불순물 반도체 층과 반대되는 도전성을 갖는 불순물 반도체 층을 상기 단결정 반도체 층에 형성하는 단계; 및
    상기 반대되는 도전성을 갖는 불순물 반도체 층 위에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는, 광기전력 장치 제조 방법.
  18. 제 12 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 유기 실란 가스로서, 테트라에톡시실란(TEOS)[화학식: Si(OC2H5)4], 트리메틸실란(TMS)[화학식: (CH3)3SiH], 테트라메틸시클로테트라실록산(TMCTS), 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS), 헥사메틸디실라잔(HMDS), 트리에톡시실란[화학식: SiH(OC2H5)3], 또는 트리스디메틸아미노실란[화학식: SiH(N(CH3)2)3] 중에서 선택되는 한 종류가 사용되는, 광기전력 장치 제조 방법.
  19. 제 12 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 단결정 반도체 기판 위에 유기 실린 가스를 사용하여 화학 기상 증착법에 의해 산화 실리콘 막을 형성하는 온도는 상기 박리층에 도입된 원소가 이탈하지 않는 온도이고, 상기 열처리는 상기 박리층에 도입된 원소가 이탈하는 온도에서 행해지는, 광기전력 장치 제조 방법.
  20. 제 12 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 단결정 반도체 기판 위에 유기 실린 가스를 사용하여 화학 기상 증착법에 의해 산화 실리콘 막을 형성하는 온도는 350℃ 이하이고, 상기 열처리는 400℃ 이상에서 행해지는, 광기전력 장치 제조 방법.
  21. 제 12 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 박리층은 H3 +이온의 비율이 H+ 및 H2 + 이온의 비율보다 높은 상태로 H+, H2 +, 및 H3 + 이온을 도입함으로써 형성되는, 광기전력 장치 제조 방법.
KR1020097023159A 2007-04-06 2008-03-24 광기전력 장치 및 그 제조 방법 KR101503675B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2007-101182 2007-04-06
JP2007101182 2007-04-06
PCT/JP2008/056254 WO2008126706A1 (en) 2007-04-06 2008-03-24 Photovoltaic device and method for manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100016263A KR20100016263A (ko) 2010-02-12
KR101503675B1 true KR101503675B1 (ko) 2015-03-18

Family

ID=39825900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097023159A KR101503675B1 (ko) 2007-04-06 2008-03-24 광기전력 장치 및 그 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20080245406A1 (ko)
EP (1) EP2135295A4 (ko)
JP (1) JP5070112B2 (ko)
KR (1) KR101503675B1 (ko)
CN (1) CN101652867B (ko)
TW (1) TWI485864B (ko)
WO (1) WO2008126706A1 (ko)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101657907B (zh) * 2007-04-13 2012-12-26 株式会社半导体能源研究所 光伏器件及其制造方法
US20090051046A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method for the same
TWI493609B (zh) * 2007-10-23 2015-07-21 Semiconductor Energy Lab 半導體基板、顯示面板及顯示裝置的製造方法
CN101842910B (zh) * 2007-11-01 2013-03-27 株式会社半导体能源研究所 用于制造光电转换器件的方法
WO2009060808A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and method for manufacturing the same
JP5469851B2 (ja) * 2007-11-27 2014-04-16 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US20090139558A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Shunpei Yamazaki Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
JP5248995B2 (ja) 2007-11-30 2013-07-31 株式会社半導体エネルギー研究所 光電変換装置の製造方法
JP5248994B2 (ja) * 2007-11-30 2013-07-31 株式会社半導体エネルギー研究所 光電変換装置の製造方法
EP2075850A3 (en) * 2007-12-28 2011-08-24 Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
JP5572307B2 (ja) 2007-12-28 2014-08-13 株式会社半導体エネルギー研究所 光電変換装置の製造方法
JP5438986B2 (ja) * 2008-02-19 2014-03-12 株式会社半導体エネルギー研究所 光電変換装置の製造方法
SG159476A1 (en) * 2008-08-28 2010-03-30 Semiconductor Energy Lab Method for manufacturing semiconductor layer and semiconductor device
EP2161760B1 (en) * 2008-09-05 2017-04-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric Conversion Device
JP5611571B2 (ja) * 2008-11-27 2014-10-22 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体基板の作製方法及び半導体装置の作製方法
TW201034207A (en) * 2009-01-29 2010-09-16 First Solar Inc Photovoltaic device with improved crystal orientation
US7893349B2 (en) * 2009-02-19 2011-02-22 Suncore, Inc. Photovoltaic multi-junction wavelength compensation system and method
JP2010283339A (ja) * 2009-05-02 2010-12-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置及びその作製方法
TWI504002B (zh) * 2009-06-05 2015-10-11 Semiconductor Energy Lab 光電轉換裝置
JP5706670B2 (ja) 2009-11-24 2015-04-22 株式会社半導体エネルギー研究所 Ｓｏｉ基板の作製方法
US8704083B2 (en) 2010-02-11 2014-04-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and fabrication method thereof
US8324084B2 (en) 2010-03-31 2012-12-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of semiconductor substrate and manufacturing method of semiconductor device
KR102353489B1 (ko) * 2011-01-25 2022-01-19 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 웨이퍼들의 영구적 결합을 위한 방법
JP2013058562A (ja) 2011-09-07 2013-03-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置
US9640676B2 (en) * 2012-06-29 2017-05-02 Sunpower Corporation Methods and structures for improving the structural integrity of solar cells
JP6082294B2 (ja) * 2013-03-26 2017-02-15 ローム株式会社 有機薄膜太陽電池およびその製造方法、および電子機器
US10147747B2 (en) 2014-08-21 2018-12-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic device
CN107227451B (zh) * 2017-06-26 2019-04-19 广东振华科技股份有限公司 一种贵金属防氧化膜的真空镀膜方法及贵金属镀膜制品

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000150940A (ja) * 1998-11-18 2000-05-30 Denso Corp 半導体微粒子集合体及びその製造方法
JP2000223725A (ja) * 1999-01-29 2000-08-11 Canon Inc 光電変換装置および半導体層の分離方法
JP2000332270A (ja) * 1999-05-21 2000-11-30 Canon Inc 光電変換装置の製造方法及び該方法により製造された光電変換装置
JP2000349066A (ja) * 1999-06-08 2000-12-15 Canon Inc 半導体基体及び太陽電池の製造方法と陽極化成装置

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4180618A (en) * 1977-07-27 1979-12-25 Corning Glass Works Thin silicon film electronic device
US4633034A (en) * 1985-02-08 1986-12-30 Energy Conversion Devices, Inc. Photovoltaic device and method
US4665277A (en) 1986-03-11 1987-05-12 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Floating emitter solar cell
JPH01227307A (ja) * 1988-03-08 1989-09-11 Asahi Glass Co Ltd 透明導電体
US5059254A (en) * 1988-05-24 1991-10-22 Asahi Glass Company Ltd. Solar cell substrate and solar panel for automobile
US5328519A (en) * 1990-05-07 1994-07-12 Canon Kabushiki Kaisha Solar cells
JPH04276665A (ja) 1991-03-04 1992-10-01 Canon Inc 集積型太陽電池
JP3360919B2 (ja) 1993-06-11 2003-01-07 三菱電機株式会社 薄膜太陽電池の製造方法，及び薄膜太陽電池
JP3381443B2 (ja) 1995-02-02 2003-02-24 ソニー株式会社 基体から半導体層を分離する方法、半導体素子の製造方法およびｓｏｉ基板の製造方法
JPH1093122A (ja) * 1996-09-10 1998-04-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 薄膜太陽電池の製造方法
EP0849788B1 (en) * 1996-12-18 2004-03-10 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing semiconductor article by making use of a substrate having a porous semiconductor layer
US6033974A (en) 1997-05-12 2000-03-07 Silicon Genesis Corporation Method for controlled cleaving process
JPH10335683A (ja) 1997-05-28 1998-12-18 Ion Kogaku Kenkyusho:Kk タンデム型太陽電池およびその製造方法
US6331208B1 (en) * 1998-05-15 2001-12-18 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing solar cell, process for producing thin-film semiconductor, process for separating thin-film semiconductor, and process for forming semiconductor
EP1039513A3 (en) * 1999-03-26 2008-11-26 Canon Kabushiki Kaisha Method of producing a SOI wafer
JP2001089291A (ja) * 1999-09-20 2001-04-03 Canon Inc 液相成長法、半導体部材の製造方法、太陽電池の製造方法
JP2001160540A (ja) * 1999-09-22 2001-06-12 Canon Inc 半導体装置の製造方法、液相成長法及び液相成長装置、太陽電池
JP4450126B2 (ja) 2000-01-21 2010-04-14 日新電機株式会社 シリコン系結晶薄膜の形成方法
JP3513592B2 (ja) * 2000-09-25 2004-03-31 独立行政法人産業技術総合研究所 太陽電池の製造方法
CA2482258A1 (en) 2001-04-17 2002-10-24 California Institute Of Technology A method of using a germanium layer transfer to si for photovoltaic applications and heterostructure made thereby
US7238622B2 (en) 2001-04-17 2007-07-03 California Institute Of Technology Wafer bonded virtual substrate and method for forming the same
US20050026432A1 (en) 2001-04-17 2005-02-03 Atwater Harry A. Wafer bonded epitaxial templates for silicon heterostructures
JP2002348198A (ja) * 2001-05-28 2002-12-04 Nissin Electric Co Ltd 半導体素子エピタキシャル成長用基板及びその製造方法
JP4103447B2 (ja) 2002-04-30 2008-06-18 株式会社Ｉｈｉ 大面積単結晶シリコン基板の製造方法
JP2004014958A (ja) 2002-06-11 2004-01-15 Fuji Electric Holdings Co Ltd 薄膜多結晶太陽電池とその製造方法
JP2004087667A (ja) * 2002-08-26 2004-03-18 Hitachi Cable Ltd 結晶シリコン系薄膜半導体装置の製造方法
US6818529B2 (en) * 2002-09-12 2004-11-16 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for forming a silicon film across the surface of a glass substrate
JP4280490B2 (ja) * 2002-12-18 2009-06-17 株式会社カネカ 集積型薄膜光電変換装置とその製造方法
JP4794810B2 (ja) 2003-03-20 2011-10-19 シャープ株式会社 半導体装置の製造方法
JP2004296599A (ja) * 2003-03-26 2004-10-21 Canon Inc 薄膜多結晶シリコン太陽電池及びその製造方法
JP5068946B2 (ja) 2003-05-13 2012-11-07 旭硝子株式会社 太陽電池用透明導電性基板およびその製造方法
EP1635361B1 (en) * 2003-06-17 2016-08-17 Nippon Sheet Glass Company, Limited Method for producing a photoelectric converter comprising a transparent conductive substrate
JP2005036077A (ja) 2003-07-18 2005-02-10 Sumitomo Chemical Co Ltd 接着性フィルム
JP2005050905A (ja) 2003-07-30 2005-02-24 Sharp Corp シリコン薄膜太陽電池の製造方法
WO2005060723A2 (en) 2003-12-02 2005-07-07 California Institute Of Technology Wafer bonded epitaxial templates for silicon heterostructures
JP2005268682A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Canon Inc 半導体基材及び太陽電池の製造方法
JP2009532918A (ja) * 2006-04-05 2009-09-10 シリコン ジェネシス コーポレーション レイヤトランスファプロセスを使用する太陽電池の製造方法および構造
CN101657907B (zh) 2007-04-13 2012-12-26 株式会社半导体能源研究所 光伏器件及其制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000150940A (ja) * 1998-11-18 2000-05-30 Denso Corp 半導体微粒子集合体及びその製造方法
JP2000223725A (ja) * 1999-01-29 2000-08-11 Canon Inc 光電変換装置および半導体層の分離方法
JP2000332270A (ja) * 1999-05-21 2000-11-30 Canon Inc 光電変換装置の製造方法及び該方法により製造された光電変換装置
JP2000349066A (ja) * 1999-06-08 2000-12-15 Canon Inc 半導体基体及び太陽電池の製造方法と陽極化成装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI485864B (zh) 2015-05-21
JP2008277805A (ja) 2008-11-13
CN101652867B (zh) 2012-08-08
EP2135295A1 (en) 2009-12-23
KR20100016263A (ko) 2010-02-12
US20080245406A1 (en) 2008-10-09
CN101652867A (zh) 2010-02-17
US20110124151A1 (en) 2011-05-26
US8828789B2 (en) 2014-09-09
TW200849617A (en) 2008-12-16
JP5070112B2 (ja) 2012-11-07
EP2135295A4 (en) 2014-05-21
WO2008126706A1 (en) 2008-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101503675B1 (ko) 광기전력 장치 및 그 제조 방법
KR101362688B1 (ko) 광전 변환 장치 및 그 제조 방법
CN101447526B (zh) 光电转换装置的制造方法
JP5090716B2 (ja) 単結晶シリコン太陽電池の製造方法
KR101483417B1 (ko) 광전변환장치의 제조 방법
JP5564358B2 (ja) 光電変換装置及びその作製方法
CN101567408B (zh) 光电转换装置的制造方法
KR101313346B1 (ko) 단결정 실리콘 태양전지의 제조 방법 및 단결정 실리콘태양전지
KR20100119843A (ko) 광전 변환 장치 및 그 제작 방법
KR20080039231A (ko) 단결정 실리콘 태양전지의 제조 방법 및 단결정 실리콘태양전지
KR20080109711A (ko) 광전 변환 소자용 기판의 제조 방법
JP5322352B2 (ja) 光電変換装置の作製方法
JP4955367B2 (ja) 単結晶シリコン太陽電池の製造方法
Dross et al. Cell-Module integration concept compatible with c-Si epitaxial thin foils and with efficiencies over 18%

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180219

Year of fee payment: 4