KR101642153B1 - Solar cell and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양 전지에 관한 것으로서, 상기 태양 전지는 복수의 비아홀을 구비하고 복수의 돌출부를 갖는 텍스처링 표면을 갖는 제1 도전성 타입의 기판, 상기 1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 갖고 상기 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부, 상기 기판의 제1 면에 위치하고 상기 에미터부와 연결되어 있는 복수의 제1 전극, 상기 기판의 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 상기 기판의 제2 면에 위치하고, 상기 복수의 비아홀을 통해 상기 복수의 제1 전극과 연결되어 있는 복수의 제1 전극용 집전부, 그리고 상기 기판의 상기 제2 면 위에 위치하며, 상기 복수의 제1 전극용 집전부와 이격되어 있고 상기 기판과 연결되어 있는 제2 전극을 포함하고, 상기 복수의 제1 전극 각각은 40㎛ 내지 80㎛의 선폭을 갖는다. 이로 인해, 빛이 입사되는 기판의 면에 형성되는 전극의 폭을 감소시켜 전극간의 간격을 좁히므로, 텍스처링 표면으로 증가한 전하의 이동 거리를 보상하여 전극으로 출력되는 전하의 양이 증가되므로, 태양 전지의 효율이 향상된다. The present invention relates to a solar cell, wherein the solar cell has a first conductive type substrate having a textured surface with a plurality of projections and a plurality of via holes, a second conductive type opposite to the first conductive type, A plurality of first electrodes located on a first side of the substrate and connected to the emitter, a second electrode located on a second side of the substrate opposite the first side of the substrate, A plurality of first electrode current collectors connected to the plurality of first electrodes through the plurality of via holes, and a plurality of first current collectors located on the second surface of the substrate and spaced apart from the plurality of first electrode current collectors And a second electrode connected to the substrate, wherein each of the plurality of first electrodes has a line width of 40 mu m to 80 mu m. As a result, the width of the electrode formed on the surface of the substrate on which the light is incident is reduced to narrow the gap between the electrodes, so that the amount of charge output to the electrode is increased by compensating the movement distance of the charge increased to the textured surface, Thereby improving the efficiency.
Description
본 발명은 태양 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a solar cell and a manufacturing method thereof.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다.Recently, as energy resources such as oil and coal are expected to be depleted, interest in alternative energy to replace them is increasing, and solar cells that produce electric energy from solar energy are attracting attention.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다. Typical solar cells have a semiconductor portion that forms a p-n junction by different conductive types, such as p-type and n-type, and electrodes connected to semiconductor portions of different conductivity types, respectively.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체부에서 복수의 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍은 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어, 전자는 n형의 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형의 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 n형의 반도체부와 p형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결함으로써 전력을 얻는다.When light is incident on such a solar cell, a plurality of electron-hole pairs are generated in the semiconductor portion, and the generated electron-hole pairs are separated into electrons and holes which are charged by the photovoltaic effect, And the holes move toward the p-type semiconductor portion. The transferred electrons and holes are collected by different electrodes connected to the n-type semiconductor portion and the p-type semiconductor portion, respectively, and electric power is obtained by connecting these electrodes with electric wires.
이때, 기판 위에는 전극 이외에도 이들 전극과 연결되는 적어도 하나의 집전부가 위치하여, 해당 전극에서 수집된 전하를 외부 장치로 출력한다. At this time, in addition to the electrodes, at least one current collector connected to the electrodes is located on the substrate, and the charge collected from the corresponding electrode is output to the external device.
이 경우, 빛이 입사되지 않은 기판의 면뿐만 아니라 빛이 입사되는 면 위에도 집전부가 위치한다. 하지만 집전부의 폭은 전극의 폭보다 훨씬 크기 대문에, 집전부로 인해 빛의 입사 면적이 감소하여 태양 전지의 효율이 떨어진다.In this case, not only the surface of the substrate on which light is not incident but also the surface on which the light is incident also has the current collecting portion. However, the entire width of the collector is much larger than the width of the electrode, and the incident area of the light is reduced due to the collector, thereby decreasing the efficiency of the solar cell.
따라서 집전부로 인한 태양 전지의 효율 감소를 줄이기 위해, 기판의 입사면 위에 위치하는 집전부를 기판의 비입사면 위에 위치시킨 태양 전지들이 개발되고 있다.Therefore, in order to reduce the efficiency reduction of the solar cell due to the current collectors, solar cells in which a current collector positioned on the incident surface of the substrate is placed on the non-incident surface of the substrate have been developed.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양 전지의 효율을 향상시키는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to improve the efficiency of a solar cell.
본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지는 복수의 비아홀을 구비하고 복수의 돌출부를 갖는 텍스처링 표면을 갖는 제1 도전성 타입의 기판, 상기 1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 갖고 상기 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부, 상기 기판의 제1 면에 위치하고 상기 에미터부와 연결되어 있는 복수의 제1 전극, 상기 기판의 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 상기 기판의 제2 면에 위치하고, 상기 복수의 비아홀을 통해 상기 복수의 제1 전극과 연결되어 있는 복수의 제1 전극용 집전부, 그리고 상기 기판의 상기 제2 면 위에 위치하며, 상기 복수의 제1 전극용 집전부와 이격되어 있고 상기 기판과 연결되어 있는 제2 전극을 포함하고, 상기 복수의 제1 전극 각각은 40㎛ 내지 80㎛의 선폭을 갖는다.A solar cell according to one aspect of the present invention includes a substrate of a first conductivity type having a textured surface having a plurality of via holes and a plurality of projections, a second conductivity type opposite to the first conductivity type, A plurality of first electrodes located on a first surface of the substrate and connected to the emitter section; a second electrode located on a second surface of the substrate opposite to the first surface of the substrate, the plurality A plurality of first electrode current collectors connected to the plurality of first electrodes through a via hole of the substrate, and a plurality of first current collectors located on the second surface of the substrate and spaced apart from the plurality of first electrode current collectors, And each of the plurality of first electrodes has a line width of 40 占 퐉 to 80 占 퐉.
상기 복수의 제1 전극 각각은 20㎛ 내지 50㎛의 두께를 갖는 것이 좋다.Each of the plurality of first electrodes may have a thickness of 20 占 퐉 to 50 占 퐉.
상기 복수의 돌출부 각각의 최대 지름과 높이는 각각 100㎚ 내지 800㎚일 수 있다. The maximum diameter and height of each of the plurality of protrusions may be 100 nm to 800 nm, respectively.
상기 복수의 제1 전극의 개수는 100 내지 120개일 수 있다.The number of the first electrodes may be 100 to 120.
상기 복수의 제1 전극 중에서 인접한 두 제1 전극의 길이에 평행한 중심선간의 거리는 1.3㎜ 내지 1.7㎜일 수 있다.The distance between the center lines parallel to the lengths of the adjacent two first electrodes among the plurality of first electrodes may be 1.3 mm to 1.7 mm.
상기 복수의 돌출부 각각의 종횡비는 1 내지 1.5인 것이 좋다. The aspect ratio of each of the plurality of projections is preferably 1 to 1.5.
상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 기판의 상기 제2 면 위에 위치하고 상기 제2 전극과 연결되어 있는 복수의 제2 전극용 집전부를 더 포함할 수 있다.The solar cell according to the above feature may further include a plurality of second electrode collectors positioned on the second surface of the substrate and connected to the second electrode.
상기 기판의 상기 제1 면은 입사면이고, 상기 기판의 상기 제2 면은 비입사면인 것이 좋다.The first surface of the substrate is an incident surface, and the second surface of the substrate is a non-incident surface.
본 발명의 다른 특징에 따른 태양 전지의 제조 방법은 기판에 복수의 비아홀을 형성하는 단계, 상기 복수의 비아홀을 구비한 상기 기판의 제1 면에 텍스처링 표면을 형성하는 단계, 상기 텍스처링 표면을 구비한 상기 기판에 에미터부를 형성하는 단계, 상기 기판의 상기 제1 면 위에 반사 방지부를 형성하는 단계, 상기 반사 방지부 위에 복수의 제1 전극 패턴을 형성하는 단계, 상기 기판의 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 상기 기판의 제2 면 위에 제2 전극 패턴을 형성하는 단계, 상기 기판의 상기 제2 면 위에 복수의 제1 전극용 집전부 패턴과 복수의 제2 전극용 집전부 패턴을 동시에 형성하는 단계, 그리고 상기 제1 및 제2 전극 패턴과 상기 복수의 제1 및 제2 전극용 집전부 패턴을 구비한 상기 기판을 열처리하여, 상기 기판의 제1 면에 위치한 상기 에미터부와 연결되는 복수의 제1 전극, 상기 복수의 제1 전극과 연결되는 복수의 제1 전극용 집전부, 상기 기판과 연결되는 제2 전극 그리고 상기 제2 전극과 연결되는 복수의 제2 전극용 집전부를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 제1 전극 패턴 각각은 45㎛ 내지 85㎛의 선폭을 갖는다.A method of manufacturing a solar cell according to another aspect of the present invention includes the steps of forming a plurality of via holes in a substrate, forming a texturing surface on a first surface of the substrate having the plurality of via holes, Forming an emitter portion on the substrate; forming an antireflective portion on the first surface of the substrate; forming a plurality of first electrode patterns on the antireflective portion; Forming a plurality of first electrode current collector patterns and a plurality of second electrode current collector patterns on the second surface of the substrate at the same time And heat treating the substrate including the first and second electrode patterns and the plurality of first and second electrode current collector patterns, A plurality of first electrode collectors connected to the plurality of first electrodes, a second electrode connected to the substrate, and a plurality of second electrodes connected to the second electrodes, And forming a collector, wherein each of the plurality of first electrode patterns has a line width of 45 mu m to 85 mu m.
상기 복수의 제1 전극 패턴 각각은 25㎛ 내지 55㎛의 두께를 가질 수 있다.Each of the plurality of first electrode patterns may have a thickness of about 25 mu m to about 55 mu m.
상기 복수의 제1 전극 패턴은 잉크젯 인쇄법(ink jet printing), 에어졸 젯 인쇄법(aerosol jet printing), 증착법(evaporation), 그라비아 인쇄법(gravure printing), 플렉소 인쇄법(flexo printing), 오프셋 인쇄법(offset printing), 또는 그라비아 오프셋 인쇄법(gravure offset printing)으로 형성될 수 있다.The plurality of first electrode patterns may be formed by at least one of ink jet printing, aerosol jet printing, evaporation, gravure printing, flexo printing, offset printing, Offset printing, gravure offset printing, or the like.
본 발명의 다른 특징에 따른 태양 전지의 제조 방법은 기판에 복수의 비아홀을 형성하는 단계, 상기 복수의 비아홀을 구비한 상기 기판의 제1 면에 텍스처링 표면을 형성하는 단계, 상기 텍스처링 표면을 구비한 상기 기판에 에미터부를 형성하는 단계, 상기 기판의 상기 제1 면에 위치한 상기 에미터부 위에 복수의 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 기판의 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 상기 기판의 제2 면 위에 제2 전극 패턴을 형성하는 단계, 상기 기판의 상기 제2 면 위에 복수의 제1 전극용 집전부 패턴과 복수의 제2 전극용 집전부 패턴을 동시에 형성하는 단계, 그리고 상기 제2 전극 패턴과 상기 복수의 제1 및 제2 전극용 집전부 패턴을 구비한 상기 기판을 열처리하여, 상기 복수의 제1 전극과 연결되는 복수의 제1 전극용 집전부, 상기 기판과 연결되는 제2 전극 그리고 상기 제2 전극과 연결되는 복수의 제2 전극용 집전부를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 제1 전극은 40㎛ 내지 80㎛의 선폭을 갖는다. A method of manufacturing a solar cell according to another aspect of the present invention includes the steps of forming a plurality of via holes in a substrate, forming a texturing surface on a first surface of the substrate having the plurality of via holes, Forming an emitter portion on the substrate, forming a plurality of first electrodes on the emitter portion located on the first surface of the substrate, forming a second plurality of electrodes on the second surface of the substrate opposite the first surface, Forming a plurality of first electrode current collector patterns and a plurality of second electrode current collector patterns on the second surface of the substrate at the same time, And a plurality of first electrode current collectors connected to the plurality of first electrodes by heat treatment of the substrate having the plurality of first and second electrode current collector patterns, The second electrode and including a plurality of first forming a collector for the second electrode, the first electrode of the plurality connected with the second electrode has a line width of 40㎛ to 80㎛.
상기 특징에 따른 태양 전지의 제조 방법은 상기 에미터부 위에 위치하는 반사 방지부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method of manufacturing a solar cell according to the above feature may further include forming an antireflection portion located on the emitter portion.
상기 복수의 제1 전극 형성 단계는 상기 반사 방지부의 일부를 제거하여 상기 에미터부의 일부를 노출하는 단계, 그리고 노출된 상기 에미터부 위에 상기 복수의 제1 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. The plurality of first electrode forming steps may include removing a part of the anti-reflection part to expose a part of the emitter part, and forming the plurality of first electrodes on the exposed emitter part.
상기 반사 방지부 형성 단계는 상기 복수의 제1 전극 위에 마스크를 형성하는 단계, 상기 기판의 상기 제1 면 위에 상기 반사 방지부를 형성하는 단계, 그리고 상기 복수의 제1 전극 위에 위치한 상기 마스크를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. Wherein the step of forming the anti-reflection portion includes the steps of forming a mask on the plurality of first electrodes, forming the anti-reflection portion on the first surface of the substrate, and removing the mask located on the plurality of first electrodes Step < / RTI >
상기 복수의 제1 전극은 잉크젯 인쇄법(ink jet printing), 에어졸 젯 인쇄법(aerosol jet printing), 증착법(evaporation), 그라비아 인쇄법(gravure printing), 플렉소 인쇄법(flexo printing), 오프셋 인쇄법(offset printing), 그라비아 오프셋 인쇄법(gravure offset printing), 또는 도금법으로 형성될 수 있다.The plurality of first electrodes may be formed by a variety of methods including inkjet printing, aerosol jet printing, evaporation, gravure printing, flexo printing, For example, offset printing, gravure offset printing, or plating.
상기 복수의 제1 전극 각각은 20㎛ 내지 50㎛의 두께를 가질 수 있다.Each of the plurality of first electrodes may have a thickness of 20 탆 to 50 탆.
상기 복수의 제1 및 제2 전극용 집전부 패턴과 상기 제2 전극 패턴과 스크린 인쇄법(screen printing)으로 형성될 수 있다.And may be formed by screen printing with the first and second electrode current collector patterns and the second electrode pattern.
상기 텍스처링 표면은 반응성 이온 식각법으로 형성되는 것이 바람직하다. The textured surface is preferably formed by reactive ion etching.
상기 텍스처링 표면은 복수의 돌출부를 구비하고, 상기 복수의 돌출부 각각의 최대 지름과 높이는 각각 100㎚ 내지 800㎚인 것이 좋다.The textured surface may have a plurality of protrusions, and the maximum diameter and height of each of the plurality of protrusions may be 100 nm to 800 nm, respectively.
상기 복수의 돌출부 각각의 종횡비는 1 내지 1.5일 수 있다. The aspect ratio of each of the plurality of protrusions may be 1 to 1.5.
이러한 특징에 따라, 빛이 입사되는 기판의 면에 형성되는 전극의 폭을 감소시켜 전극간의 간격을 좁히므로, 텍스처링 표면으로 증가한 전하의 이동 거리를 보상하여 전극으로 출력되는 전하의 양이 증가되므로, 태양 전지의 효율이 향상된다. According to this aspect, since the width of the electrode formed on the surface of the substrate on which the light is incident is reduced to narrow the gap between the electrodes, the amount of charge output to the electrode is increased by compensating the movement distance of the charge increased to the textured surface, The efficiency of the solar cell is improved.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 본 실시예에 따른 각 돌출부의 크기에 따른 반사도의 변화를 도시한 그래프이다.1 is a partial perspective view of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the solar cell shown in FIG. 1 taken along line II-II.
3A to 3H are views sequentially illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing a change in reflectivity according to the size of each protrusion according to the present embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 "전체적"으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. When a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the case directly above another portion but also the case where there is another portion in between. Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle. Also, when a part is formed as "whole" on the other part, it means not only that it is formed on the entire surface (or the front surface) of the other part but also not on the edge part.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a solar cell and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 상세하게 설명한다.First, a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
도 1 및 도 2를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지(11)는 복수의 비아홀(via hole)(181)을 구비하고 있는 기판(110), 기판(110)에 위치한 에미터부(121), 빛이 입사되는 기판(110)의 면인 입사면[이하, '전면(front surface)'라 함] 위의 에미터부(121) 위에 위치하는 반사 방지부(130), 에미터부(121)와 연결되어 있는 제1 전극부(140), 빛이 입사되지 않고 입사면의 반대 쪽에 위치한 기판(110)의 면인 비입사면[이하, '후면(rear surface)'라 함]에 위치하는 후면 전계(back surface field, BSF)부(172), 그리고 기판(110)의 후면 위에 위치하는 제2 전극부(150)를 구비한다.Referring to FIGS. 1 and 2, a
기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 p형 도전성 타입의 실리콘으로 이루어진 반도체 기판이다. 이때, 실리콘은 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 또는 비정질 실리콘일 수 있다. 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물을 함유한다. 하지만, 이와는 달리, 기판(110)은 n형 도전성 타입일 수 있고, 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다. 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 기판(110)은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 함유할 수 있다.The
이러한 기판(110)은 자신을 관통하는 복수의 비아홀(181)을 구비하고 있고, 표면이 텍스처링(texturing)되어 복수의 돌출부(21)를 구비한 요철면인 텍스처링 표면(textured surface)을 갖는다. 본 실시예에서, 기판(110)의 전면과 후면 모두 텍스처링 표면이지만, 대안적인 예에서, 기판(110)의 전면만 텍스처링 표면을 가질 수 있다. 편의상 도 1에서, 기판(110)의 가장자리 부분만 텍스처링 표면으로 도시하여 그 위에 위치하는 반사 방지부(130) 역시 그 가장자리 부분만 요철면으로 도시한다. 하지만, 실질적으로 기판(110)의 전면과 후면 전체가 텍스처링 표면을 갖고 있으며, 이로 인해 기판(110)의 전면 위에 위치한 반사 방지부(130) 역시 요철면을 갖는다.The
본 실시예에서, 복수의 돌출부(21)는 각각 수백 나노미터 크기, 예를 들어, 약 100㎚ 내지 약 800㎚, 좀더 바람직하게는 약 300㎚ 내지 약 600㎚의 최대 지름(a)과 높이(b)를 가질 수 있다. 본 실시예에서, 각 돌출부(21)의 종횡부(aspect ratio)(b/a)는 약 1.0 내지 1.5이다.In this embodiment, the plurality of
이처럼, 수백 나노 미터(nanometer)와 같이 각 돌출부(21)의 크기가 작기 때문에, 서브마이크로(sub-micron) 크기의 각 돌출부(21) 내에서의 공기(외부)와 접해있는 부분에서부터 기판(110) 쪽으로 굴절률이 연속적으로 변하게 된다. 즉, 각 돌출부(21)의 상부 쪽은 공기의 굴절률과 가까운 굴절률을 갖게 되고 하부 쪽은 예를 들어 기판(110)의 재료인 실리콘(Si)의 굴절률과 가까운 굴절률을 갖게 되어, 굴절률이 연속적으로 변하는 복수의 막을 적층한 것과 같은 막 적층 효과(layer stack effect)가 발생한다. As described above, since the size of each
따라서 각 돌출부(21)의 위치 변화에 따른 굴절률 변화에 의해 흡수되는 빛의 파장대도 변하게 되어, 기판(110)으로 입사되는 빛의 파장 범위가 증가한다. 따라서, 본 실시예에 따라 건식 식각법으로 기판(110)의 표면을 텍스처링한 텍스처링 표면에 의해 약 300㎚ 내지 1100㎚ 범위의 파장대의 빛의 반사도[예를 들어, 평균 가중 반사도(average weighted reflectance)]는 약 10% 이하의 낮은 반사도를 갖게 된다. 이로 인해, 텍스처링 표면으로 인한 태양 전지(11)의 빛의 반사 방지 효율이 크게 향상된다.Accordingly, the wavelength range of the light absorbed by the change of the refractive index according to the positional change of each
이를 좀더 구체적으로 살펴보면, 도 4에 도시한 것처럼, 텍스처링 표면을 형성하기 위해 인가되는 염소 가스(Cl2)의 공급량에 각 돌출부(21)의 크기가 변하여, 염소 가스(Cl2)의 공급량이 증가할수록 각 돌출부(21)의 크기는 증가하여 각 돌출부(21)의 최대 지름과 높이는 점점 커지고, 반대로 염소 가스(Cl2)의 공급량이 감소할수록 각 돌출부(21)의 크기는 감소하여 각 돌출부(21)의 최대 지름과 높이는 점점 작아진다. 도 4를 참고로 하면, 평균 가중 반사도가 약 10% 이하를 나타낼 때의 염소 가스(Cl2)의 공급량은 대략 250sccm 내지 1600sccm이고, 이때, 형성되는 각 돌출부(21)의 최대 지름과 높이는 대략 100㎚ 내지 800㎚가 된다. 또한, 평균 가중 반사도가 5% 이하로 최적화될 때 나타낼 때의 염소 가스(Cl2)의 공급량은 대략 400 sccm 내지 1400sccm이고, 이때, 형성되는 각 돌출부(21)의 최대 지름과 높이는 대략 300㎚ 내지 600㎚가 된다.More specifically, as shown in FIG. 4, the size of each
각 돌출부의 최대 지름과 높이가 약 100㎚ 미만일 경우, 텍스처링 표면은 평탄면에 가깝기 때문에 요철면을 이용한 반사 방지 효과를 효과적으로 얻을 수 없다. 따라서 각 돌출부의 최대 지름과 높이가 약 100㎚ 이상일 경우, 요철면을 이용한 반사 방지 효과를 좀더 안정적이고 효율적으로 얻게 된다. 또한, 각 돌출부(21)의 최대 지름과 높이가 약 800㎚ 초과일 경우, 기판(110)의 표면에 형성되는 돌출부(21)의 균일성(uniformity)이 떨어지고, 텍스처링 표면을 형성하기 위한 시간과 염소 가스(Cl2) 등과 같은 공정 가스의 소비량이 증가하며, 텍스처링 표면 형성 공정의 제어가 곤란해진다. 따라서, 각 돌출부(21)의 최대 지름과 높이가 약 800㎚ 이하일 경우, 불필요한 재료 낭비와 공정 시간의 증가 없이 복수의 돌출부(21)를 좀더 안정적이고 균일하게 형성하여 좀더 효율적인 반사 방지 효과가 얻어진다.When the maximum diameter and height of each protrusion are less than about 100 nm, the textured surface is close to the flat surface, and thus the antireflection effect using the uneven surface can not be effectively obtained. Therefore, when the maximum diameter and height of each projection are about 100 nm or more, the antireflection effect using the uneven surface can be obtained more stably and efficiently. When the maximum diameter and height of each
또한, 이미 도 4를 참고로 하여 설명한 것처럼, 각 돌출부(21)의 최대 지름과 높이가 대략 300㎚ 내지 600㎚일 경우, 좀더 바람직한 반사 방지 효과가 얻어진다.Further, as described with reference to FIG. 4, when the maximum diameter and height of each
기판(110)에 형성된 에미터부(121)는 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, n형의 도전성 타입의 불순물이 기판(110)에 도핑(doping)된 영역이다. 따라서 제2 도전성 타입의 에미터부(121)는 기판(110) 중 제1 도전성 타입 부분과 p-n 접합을 이룬다.The
이미 설명한 것처럼, 기판(110)의 표면이 복수의 돌출부(21)를 구비한 텍스처링 표면이므로, 기판(110)에 도핑된 에미터부(121)의 표면 역시 복수의 돌출부(21)를 구비한 요철면이고, 기판(110)의 제1 도전성 타입 부분과 에미터부(121) 간의 경계면, 즉, 기판(110)과 에미터부(121)의 접합면(즉, p-n 접합면) 역시 기판(110)의 표면 형상에 영향을 받아 기판(110)의 표면과 유사하게 요철면을 갖는다.The surface of the
이러한 p-n 접합에 인한 내부 전위차(built-in potential difference)에 의해, 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자-정공 쌍은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. 따라서, 기판(110)이 p형이고 에미터부(121)가 n형일 경우, 분리된 정공은 기판(110) 쪽으로 이동하고 분리된 전자는 에미터부(121) 쪽으로 이동한다.Due to the built-in potential difference due to the pn junction, the electron-hole pairs generated by the light incident on the
에미터부(121)는 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)은 p형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 기판(110)쪽으로 이동하고 분리된 정공은 에미터부(121)쪽으로 이동한다.Since the
에미터부(121)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 5가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있고, 반대로 에미터부(121)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 3가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있다.When the
기판(110) 전면의 에미터부(121) 위에 위치한 반사 방지부(130)는 실리콘 질화막(SiNx)이나 실리콘 산화막(SiOx) 등으로 이루어질 수 있다. 반사 방지부(130)은 태양 전지(11)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양 전지(11)의 효율을 높인다. 반사 방지부(130)는 단일막 구조 또는 이중막과 같은 다층막 구조를 가질 수 있고, 필요에 따라 생략될 수 있다.The
반사 방지부(130)와 그 하부의 에미터부(121)에는 기판(110) 전면의 가장자리 일부를 드러내는 노출부(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 따라서, 노출부에 의해 기판(110)의 전면에 형성된 에미터부(121)와 기판(110)의 후면에 형성된 에미터부(121)가 전기적으로 분리된다.The
제1 전극부(140)는 기판(110)의 전면에 위치한 복수의 전면 전극(front electrode)(141)과 기판(110)의 후면에 위치하고 복수의 비아홀(181)을 통해 복수의 전면 전극(141)과 연결되어 있는 복수의 전면전극용 집전부(142)를 구비한다.The
복수의 전면 전극(141)은 에미터부(121)와 전기적 및 물리적으로 연결되어 있고, 서로 이격되어 정해진 방향으로 나란히 뻗어있다. 따라서 복수의 전면 전극(141)는 가로 또는 세로 방향으로 뻗어 있는 스트라이프(stripe) 형상을 갖는다.A plurality of
이처럼, 기판(110)의 전면에서 에미터부(121)와 전기적 및 물리적으로 연결되어 있는 제1 전극부(140)의 복수의 전면 전극(141)으로 인해, 반사 방지부(130)는 복수의 전면 전극(141)이 위치하지 않는 에미터부(121) 위에 위치한다.The plurality of
본 실시예에서, 각 전면 전극(141)는 약 40㎛ 내지 80㎛의 선폭(w1)을 갖고 있고, 두께는 약 20㎛ 내지 50㎛이며, 인접한 두 전면 전극(141) 간의 간격(p1)은 약 1.3㎜ 내지 1.7㎜이다. 이때, 간격(p1)은 전면 전극(141)의 길이에 평행한 각 전면 전극(141)의 중심선 간의 거리이다. 이로 인해, 하나의 태양 전지(11)에 형성되는 전면 전극(141)의 총 개수는 약 100 내지 120개일 수 있다. In the present embodiment, each
복수의 전면 전극(141)은 에미터부(121) 쪽으로 이동한 전하, 예를 들면, 전자를 수집한다.The plurality of
이러한 전면 전극(141)은 약 90㎛ 내지 120㎛의 선폭과 약 15㎛ 내지 25㎛의 두께를 갖는 비교예의 태양 전지에 위치한 전면 전극보다 훨씬 작은 크기의 선폭을 갖고 있음을 알 수 있다. 비교예의 경우, 각 전면 전극의 선폭이 본 실시예의 경우보다 크기 때문에 전면 전극의 개수는 본 실시예보다 적은 약 80 내기 90개이고, 전면 전극의 길이에 평행한 각 전면 전극의 중심선 간의 거리는 약 1.8㎜ 내지 2.3㎜이다. It can be seen that the
이와 같이, 텍스처링 표면으로 인해 증가한 전하의 이동 거리를 보상하기 위해, 전면 전극(141)간 거리가 줄어들기 때문에 에미터부(121)를 통해 인접한 전면 전극(141)으로 이동하는 전하의 이동 거리가 감소하여, 에미터부(121)에서 전면 전극(141)으로의 전하 전송량이 크게 증가한다.Since the distance between the
즉, 본 실시예의 경우, 텍스처링 표면에 형성된 돌출부(21)의 폭과 높이가 나노미터 단위를 갖기 때문에, 텍스처링 표면의 표면적이 크게 증가한다. 일반적으로 전하는 주로 기판(110)의 표면을 따라 이동하기 때문에, 이와 같이 텍스처링 표면의 표면적이 증가하면 전하의 이동 거리가 크게 증가한다. That is, in the case of the present embodiment, since the width and height of the projecting
따라서 비교예와 같이, 전면 전극의 간격이 넓을 경우, 텍스처링 표면으로 증가한 표면적으로 인해 전하의 이동 거리가 크게 증가하여 텍스처링 표면을 따라 전면 전극 쪽으로 이동하는 전하는 이동 중에 불순물, 댕글링 본드(dangling bond)와 같은 결함, 또는 다른 전하 등에 의해 손실되어 전면 전극에 의해 수집되는 전하의 양은 크게 감소하고, 이로 인해, 태양 전지의 효율이 감소한다. 이를 해결하기 위해서는 전면 전극 간의 간격을 감소시켜, 전하의 이동 거리를 감소시키는 것이다.Therefore, as in the comparative example, when the distance between the front electrodes is large, the charge transfer distance increases greatly due to the surface area increased to the texturing surface, so that charges moving toward the front electrode along the texturing surface are transferred to the dangling bonds, Or other charges, and the amount of charge collected by the front electrode is greatly reduced, thereby decreasing the efficiency of the solar cell. In order to solve this problem, the distance between the front electrodes is reduced to reduce the moving distance of the charges.
하지만, 전면 전극의 선폭을 줄이지 않고 전면 전극 간의 간격만을 좁힐 경우, 태양 전지의 수광 면적이 크게 감소하여 태양 전지의 효율은 감소한다.However, if the distance between the front electrodes is reduced without reducing the line width of the front electrode, the light receiving area of the solar cell is greatly reduced and the efficiency of the solar cell is reduced.
따라서, 본 실시예는 전면 전극(141)의 선폭(w1)과 전면 전극(141)간의 간격(p1)을 모두 감소시켜. 전면 전극(141)의 개수가 증가하더라도 수광 면적의 감소 없이 전면 전극(141)으로 이동하는 전하의 이동 거리를 감소시킨다. 이로 인해, 전면 전극(141)에 의해 수집되는 전하의 양은 증가한다.Accordingly, the present embodiment reduces both the line width w1 of the
이때, 전면 전극(141)의 선폭만을 감소시킬 경우, 각 전면 전극(141)의 배선 저항이 증가하게 되므로, 비교예의 경우보다 각 전면 전극(141)의 두께 또한 증가시킨다. 이로 인해, 각 전면 전극(141)의 선폭 감소로 인해 배선 저항의 증가 없이 좀더 안정적이고 효율적으로 전면 전극(141)으로 전하의 이동이 이루어진다.At this time, when the line width of the
각 전면 전극(141)의 선폭과 두께가 하한치 이상일 경우, 전면 전극(141)의 기능이 좀더 안정적으로 이루어지고, 반대로 상한치 이하일 경우 불필요하게 전면 전극(141)의 폭이 증가하여 입사 면적을 감소시키고 재료의 낭비를 초래한다. 특히 각 전면 전극(141)의 두께가 상한치 이하일 경우, 해당 두께를 갖는 전면 전극(141)이 좀더 안정적으로 형성된다.When the line width and the thickness of each
복수의 전면 전극(141)은 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져 있다. The plurality of
기판(110)의 후면에 위치한 후면 전계부(172)는 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 기판(110)에 도핑된 영역, 예를 들면, P+ 영역이다. The rear
이러한 기판(110)의 제1 도전성 영역과 후면 전계부(172)간의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되고, 이로 인해, 정공의 이동 방향인 후면 전계부(172) 쪽으로 전자 이동은 방해되는 반면, 후면 전계부(172) 쪽으로의 정공 이동은 좀더 용이해진다. 따라서, 후면 전계부(172)는 기판(110)의 후면 및 그 부근에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 원하는 전하(예, 정공)의 이동을 가속화시켜 제2 전극부(150)로의 전하 이동량을 증가시킨다.A potential barrier is formed due to the difference in impurity concentration between the first conductive region and the rear
복수의 전면전극용 집전부(142)는 비아홀(181)이 위치한 기판(110) 후면 위에서 기판(110)의 전면에 위치한 복수의 전면 전극(141)과 교차하는 방향으로 뻗어 있다. 이때, 복수의 전면전극용 집전부(142)는 버스 바(bus bar)라고도 불리며 서로 이격되어 나란하게 뻗어 있다. 따라서, 복수의 전면전극용 집전부(142)는 세로 또는 가로 방향으로 뻗어 있는 스트라이프 형상을 갖고 있다. 도 1 에 도시한 것처럼, 복수의 비아홀(181)은 복수의 전면 전극(141)과 복수의 전면전극용 집전부(142)가 교차하는 부분의 기판(110)에 형성되어 있다. 이로 인해, 복수의 전면 전극(141)과 이 복수의 전면 전극(141)과 교차하고 있는 각 전면전극용 집전부(142) 중 적어도 하나에 의해 해당하는 복수의 비아홀(181) 내부가 채워져, 복수의 전면 전극(141)과 이 복수의 전면 전극(141)과 교차하는 해당 전면전극용 집전부(142)는 복수의 비아홀(181)을 통해 전기적 및 물리적으로 연결된다. The plurality of front electrode
태양 전지(11)에 형성된 전면전극용 집전부(142)의 개수는 2개 또는 3개일 수 있고, 각 전면전극용 집전부(142)는 약 1.5㎜의 선폭을 가질 수 있다. The number of the front electrode
이러한 복수의 전면전극용 집전부(142)는 접촉한 에미터부(121)의 부분으로부터 이동하는 전하(예를 들어, 전자)뿐만 아니라 복수의 전면 전극(141)에 의해 수집되어 이동하는 전하를 수집한다. The plurality of front electrode
복수의 전면전극용 집전부(142)는 외부 장치와 연결되어 있으므로, 복수의 전면전극용 집전부(142)에 의해 수집된 전하는 외부 장치로 출력된다.Since the plurality of front electrode
제2 전극부(150)는 기판(110)의 후면에 위치하는 후면 전극(151)과 기판(110)의 후면에 위치하며 후면 전극(151)과 전기적 및 물리적으로 연결되어 있는 복수의 후면전극용 집전부(152)를 구비한다.The
후면 전극(151)은 기판(110)의 후면에 위치한 후면 전계부(172)와 접촉하고 있고, 인접한 전면전극용 집전부(142)와 이격되어 있다. 본 실시예에서, 후면 전계부(172)는 후면 전극(151)과 접해 있는 기판(110)의 후면에 주로 위치한다. 이러한 후면 전극(151)은 기판(110)쪽으로 이동하는 전하, 예를 들어 정공을 수집한다. The
후면전극(151)은 알루미늄(Al)과 같은 도전성 물질로 이루어져 있다. The
후면 전극(151)과 복수의 전면전극용 집전부(142) 사이에 형성된 에미터부(121)는 각 전면전극용 집전부(142)를 에워싸게 형성되어 있고 기판(110)의 후면 일부를 노출하는 복수의 노출부(182)를 구비하고 있다. The
이러한 노출부(182)에 의해 전자 또는 정공을 전달하는 전면전극용 집전부(142)와 정공 또는 전자를 수집하는 후면 전극(151) 간의 전기적인 연결이 끊어져 전자와 정공의 이동이 원활해진다. The electrical connection between the
복수의 후면전극용 집전부(152)는 일정 간격으로 이격되어 있고, 복수의 전면전극용 집전부(142)와 나란하게 뻗어 있는 스트라이프 형상을 갖고 있다. 이러한 복수의 후면전극용 집전부(152)는 인접한 후면 전극(151)의 부분과 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다. 하지만, 대안적인 예에서, 각 후면전극용 집전부(152)는 인접한 전면 전극용 집전부(142)와 나란하게 일정 간격으로 배치되어 있는 복수의 도전체를 구비할 수 있다. 이때, 각 도전체의 단면 형상은 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있다. The plurality of rear electrode
이러한 복수의 후면전극용 집전부(152)는 기판(110)으로부터 전달되고 후면 전극(151)으로부터 전달되는 전하, 예를 들어, 정공을 수집한다.The plurality of rear electrode
복수의 후면전극용 집전부(152) 역시 외부 장치와 연결되어 있으므로, 복수의 후면전극용 집전부(152)에 의해 수집된 전하는 외부 장치로 출력된다. Since the plurality of back electrode
도 1 및 도 2와는 달리, 대안적인 예에서, 복수의 후면전극용 집전부(152)는 후면 전극(151)의 일부와 중첩되어, 후면 전극(151)과 복수의 후면전극용 집전부(152)간의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 후면 전극(151)과 복수의 후면전극용 집전부(152)간의 전하 전송 효율이 향상된다.1 and 2, in the alternative example, the plurality of rear electrode
이와 같이, 복수의 전면전극용 집전부(142)와 복수의 후면전극용 집전부(152)는 각각 복수의 전면 전극(141)과 후면 전극(151)에 의해 수집된 전하를 모아서 원하는 방향으로 이동시켜야 하므로, 전면 전극(141)과 후면 전극(151)보다 양호한 전도도를 갖는 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전성 물질을 함유한다. 또한 배선 저항을 줄이기 위해 복수의 전면전극용 집전부(142)와 복수의 후면전극용 집전부(152)의 선폭은 복수의 전면 전극(141)의 선폭보다 클 수 있다.The plurality of front electrode
도 1 및 도 2에서, 후면전극용 집전부(152)와 접해 있는 기판(110)의 후면에는 에미터부(121)의 일부가 존재하지만 이에 한정되지 않는다.1 and 2, a part of the
이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지(11)는 전면 전극(141)과 연결되는 전면전극용 집전부(142)를 빛이 입사되지 않은 기판(110)의 후면에 위치시킨 태양 전지로서, 그 동작은 다음과 같다.The
태양 전지(11)로 빛이 조사되어 에미터부(121)를 통해 반도체의 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 반도체의 기판(110)에서 전자-정공 쌍이 발생한다. 이때, 기판(110)의 표면이 텍스처링 표면이므로 기판(110) 전면에서의 빛 반사도가 감소하고, 텍스처링 표면에서 입사와 반사 동작이 행해져 빛의 흡수율이 증가되므로, 태양 전지(11)의 효율이 향상된다. 이에 더하여, 반사 방지부(130)에 의해 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 기판(110)으로 입사되는 빛의 양은 더욱더 증가한다. When light is irradiated to the
이들 전자-정공 쌍은 기판(110)과 에미터부(121)의 p-n접합에 의해 서로 분리되어 전자는 n형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(121)쪽으로 이동하고, 정공은 p형의 도전성 타입을 갖는 기판(110)쪽으로 이동한다. 이처럼, 에미터부(121)쪽으로 이동한 전자는 복수의 전면 전극(141)에 의해 수집되어 복수의 비아홀(181)을 통해 전기적으로 연결된 전면전극용 집전부(142)로 이동하며, 기판(110)쪽으로 이동한 정공은 후면 전계부(172)를 통해 후면 전극(151)에 의해 수집되어 후면전극용 집전부(152)로 이동한다. 이러한 전면전극용 집전부(142)와 후면전극용 집전부(152)를 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.These electron-hole pairs are separated from each other by the pn junction of the
이때, 기판(110)의 입사면에 위치한 전면 전극(141)의 선폭을 감소시켜 전면 전극(141)의 개수를 증가시킴에 따라 인접한 전면 전극(141)간의 간격을 감소시켰다. 이로 인해, 에미터부(121)에서 인접한 전면 전극(141)으로 이동하는 전하의 이동 거리가 감소하므로, 텍스터링 표면으로 인한 표면적이 증가하여도 에미터부(121)에서 전면 전극(141)으로 이동하는 전하의 양은 감소하지 않는다. 또한, 전면 전극(141)의 선폭 감소로 인해 전면 전극(141)의 개수가 증가함에도 불구하고 태양 전지(11)의 입사면이 감소하지 않으므로, 입사면 감소로 인한 태양 전지(11)의 효율 감소는 발생하지 않는다. 이에 더하여, 전면 전극(141)의 두께가 증가하므로, 배선 저항의 감소 역시 발생하지 않는다.At this time, the line width of the
또한, 텍스처링 표면의 각 돌출부(21)의 종횡비가 약 1.0 내지 1.5이므로, 기판(110)의 표면 및 그 부근에서 발생하는 전하의 재결합 손실량과 전면 전극(141)과 에미터부(121)와의 접촉 불량 등의 문제가 감소한다. 즉, 각 돌출부(21)가 종횡비가 약 1.0 이상일 경우, 전면 전극(141)과 접촉하는 에미터부(121)의 접촉 두께가 안정적으로 확보되어 전면 전극(141)의 접촉 마진(margin)이 증가하므로, 전면 전극(141)이 에미터부(121)를 통과해 기판(110)과 접촉하는 션트(shunt) 불량의 발생을 좀더 감소시키며, 각 돌출부(21)의 높이가 너무 낮지 않기 때문에, 요철면을 이용한 반사 방지 효과를 좀더 효율적이고 안정적으로 얻을 수 있다. 또한, 각 돌출부(21)의 종횡비가 약 1.5 이하일 경우, 에미터부(121)의 도핑 두께가 불필요하게 증가하는 것이 방지되어 기판(110)의 실리콘과 정상적으로 결합하지 못한 비활성 불순물의 증가로 인해 에미터부(121)의 표면 및 그 근처에서 이들 비활성 불순물에 의한 전하의 재결합 손실을 좀더 방지할 수 있다.Since the aspect ratios of the protruding
다음, 도 3a 내지 도 3h를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지(11)의 제조 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of manufacturing the
도 3a에 도시한 것처럼, 먼저, p형 단결정 또는 다결정 실리콘으로 이루어진 기판(110)에 복수의 비아 홀(181)을 형성한다. 이때, 비아 홀(181)은 레이저 빔을 조사하여 형성하는 레이저 드릴링(laser drilling)에 의해 형성되지만, 이에 한정되지 않는다.As shown in FIG. 3A, first, a plurality of via
다음, 도 3b에 도시한 것처럼, 반응성 이온 식각법(reaction ion etching, RIE)과 같은 건식 식각법을 이용하여 노출된 기판(110)의 한 면, 예를 들어 입사면인 기판(110)의 전면을 식각하여 복수의 돌출부(21)를 갖는 텍스처링 표면을 형성한다. 각 돌출부(21)의 최대 지름과 높이의 크기는 서브마이크로로서, 예를 들어, 약 100㎚ 내지 800㎚, 좀더 바람직하게는, 약 300㎚ 내지 600㎚일 수 있고, 각 돌출부(21)의 종횡비는 약 1 내지 1.5일 수 있다.Next, as shown in FIG. 3B, a surface of the exposed
다음, 도 3c에 도시한 것처럼, 기판(110)에 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 포함하는 물질, 예를 들어, POCl3이나 H3PO4 등을 고온에서 열처리하여 5가 원소의 불순물을 기판(110)에 확산시켜 기판(110) 전체면, 즉, 전면부, 후면부, 비아 홀(181)의 내부면 및 측면부에 에미터부(121)를 형성한다. 본 실시예와 달리, 기판(110)의 도전성 타입이 n형일 경우, 3가 원소의 불순물을 포함하는 물질, 예를 들어, B2H6를 고온에서 열처리하거나 적층하여 기판(110) 전체면에 p형의 에미터부를 형성할 수 있다. 그런 다음, p형 불순물 또는 n형 불순물이 기판(110) 내부로 확산됨에 따라 생성된 인을 포함하는 산화물(phosphorous silicate glass, PSG)이나 붕소를 포함하는 산화물(boron silicate glass, BSG)을 식각 공정을 통해 제거한다.Next, as shown in FIG. 3C, a substance including an impurity of a pentavalent element such as phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb) or the like, for example, POCl 3 or H 3 PO 4 are diffused into the
다음, 도 3d에 도시한 것처럼, 플라즈마 화학 기상 증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)와 같은 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD)을 이용하여 기판(110)의 전면에 반사 방지부(130)를 형성한다. 이때, 반사 방지부(130)는 비아 홀(181) 내부에도 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 3D, an
다음, 도3e에 도시한 것처럼, 스크린 인쇄(screen printing)법을 이용하여, 기판(110)의 후면의 에미터부(121)의 해당 위치에 은(Ag)을 포함한 집전부용 페이스트를 도포하여 전면전극용 집전부 패턴(42)과 후면전극용 집전부 패턴(52)을 형성한 후, 약 170℃에서 건조시킨다. Next, as shown in FIG. 3E, a paste for a current collector including silver (Ag) is applied to a corresponding position of the
이때, 전면전극용 집전부 패턴(42)는 동일선 상에 위치한 복수의 비아홀(181) 위에 형성된다. 또한, 전면전극용 집전부 패턴(42)은 은(Ag) 대신 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.At this time, the front electrode
다음, 도 3f에 도시한 것처럼, 전면전극용 집전부 패턴(42)과 후면전극용 집전부 패턴(52)이 형성된 부분을 제외한 기판(110) 후면의 에미터부(121) 위에 스크린 인쇄법으로 후면 전극용 페이스트를 도포하여 후면전극 패턴(51)을 도포한 후, 약 170℃에서 건조시킨다. 이때, 후면 전극용 페이스트는 알루미늄(Al)을 포함하지만, 이와는 달리, 은(Ag), 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 도전 물질을 포함할 수 있다. Next, as shown in FIG. 3F, on the
다음, 도 3g에 도시한 것처럼, 기판(110)의 전면에 위치한 반사 방지부(130) 위에 은(Ag)과 같은 도전성 물질을 함유한 물질을 이용하여, 잉크젯 인쇄법(ink jet printing), 에어졸 젯 인쇄법(aerosol jet printing), 증착법(evaporation), 그라비아 인쇄법(gravure printing), 플렉소 인쇄법(flexo printing), 오프셋 인쇄법(offset printing), 또는 그라비아 오프셋 인쇄법(gravure offset printing)으로 약 45㎛ 내지 85㎛의 선폭과 약 25㎛ 내지 55㎛의 두께를 갖는 복수의 전면전극 패턴(41)을 형성한다. 이때, 복수의 전면전극 패턴(41)은 복수의 비아홀(181)이 형성된 위치에서 복수의 전면전극용 집전부 패턴(42)과 교차하는 방향으로 형성되고, 인접한 두 패턴(41)간의 간격은 약 1.3㎜ 내지 1.7㎜일 수 있고, 패턴(41)의 개수는 약 100 내지 120개일 수 있다. 이때, 이후에 행하는 전면전극 패턴(41)의 열처리 동작에 의해 패턴(41)의 폭과 높이가 수축되므로, 수축되는 정도를 감안하여 패턴(41)의 선폭과 두께를 최종 전면전극의 선폭(40㎛ 내지 80㎛)과 두께(약 20㎛ 내지 50㎛)의 보다 좀더 크게 정한다.Next, as shown in FIG. 3G, a material containing a conductive material such as silver (Ag) is formed on the
일반적으로 스크린 인쇄법을 이용하여 복수의 전면전극 패턴을 형성할 경우, 스크린 인쇄를 위해 사용되는 마스크(mask)의 메쉬(mesh)를 형성하기 위해 요구되는 메쉬의 최소 가로 크기와 최소 세로 크기 등에 따라 어느 크기 이하의 선폭을 갖는 패턴 형성이 어려워져, 패턴의 선폭을 원하는 크기만큼 줄이는 것이 불가능하다.Generally, when a plurality of front electrode patterns are formed by using a screen printing method, the minimum width and the minimum vertical size of the mesh required to form a mesh of a mask used for screen printing, It is difficult to form a pattern having a line width of any size or less, and it is impossible to reduce the line width of the pattern by a desired size.
하지만, 이미 텍스처링 표면에 의해 에미터부(121)의 표면적이 증가하였고, 이로 인해, 에미터부(121)의 표면을 따라 이동하는 전하의 이동 거리가 증가한다.However, the surface area of the
스크린 인쇄법으로 전면전극 패턴을 형성할 경우, 각 패턴의 선폭을 원하는 크기만큼 감소시킬 수 없기 때문에, 증가한 전하의 이동 거리를 보상하기 위해, 인접한 두 전면전극 패턴간의 거리를 좁혀 전면전극 패턴의 개수를 증가시킬 경우, 증가된 전면전극 패턴의 개수만큼 빛이 입사되는 면적이 감소하게 된다. 이로 인해, 기판(110) 내부로 입사되는 빛의 양이 감소하여 태양 전지(11)의 효율은 감소한다. In the case of forming the front electrode pattern by the screen printing method, since the line width of each pattern can not be reduced by a desired size, the distance between the adjacent two front electrode patterns is narrowed in order to compensate the movement distance of the increased charge, The area where the light is incident is reduced by the number of the increased front electrode patterns. As a result, the amount of light incident into the
하지만, 본 실시예의 경우, 입사 면적을 감소시키지 않고 복수의 전면전극 패턴(41) 간의 간격을 감소시켜 전하의 이동 거리를 줄이기 위해, 복수의 전면전극 패턴(41)의 선폭을 감소시키면서 전면전극 패턴(41)의 개수를 종래보다 증가시켰다. 이를 위해, 원하는 선폭(약 45㎛ 내지 85㎛)과 원하는 두께(약 25㎛ 내지 55㎛)를 갖는 패턴 형성이 가능한 인쇄법을 사용하여 복수의 전면전극 패턴(41)을 형성한다.However, in the present embodiment, in order to reduce the distance between the plurality of
특히, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 또는 그라비아 오프셋 인쇄법 등과 같은 롤 인쇄법(roll printing)은 한번의 인쇄 동작으로 원하는 선폭(약 45㎛ 내지 85㎛)과 원하는 두께(약 25㎛ 내지 55㎛)를 갖는 패턴 형성이 가능하므로, 전면전극 패턴(41)의 형성 시간이 좀더 줄어든다.Particularly, roll printing such as gravure printing, flexographic printing, offset printing, gravure offset printing, and the like allows a desired printing width (about 45 to 85 탆) and a desired thickness 25 占 퐉 to 55 占 퐉) can be formed, so that the formation time of the
본 실시예의 경우, 각 전면 전극의 선폭보다 약 200배 내지 300배 큰 선폭을 갖는 전면전극용 집전부가 기판(110)의 후면에 위치한다. 따라서, 기판(110)의 동일면에는 크기가 모두 동일하고 작은 전면 전극만 위치하므로, 전면전극용 집전부 패턴을 형성할 필요가 없으므로, 전면 전극 패턴(41)의 인쇄 회수나 인쇄 시간이 크게 줄어든다.In the present embodiment, the front electrode current collector having a line width that is about 200 to 300 times larger than the line width of each front electrode is positioned on the rear surface of the
즉, 복수의 전면 전극과 복수의 전면 전극용 집전부가 모두 기판(110)의 전면에 위치할 경우, 서로 다른 인쇄법을 사용하여 전면전극 패턴과 전면전극용 집전부를 각각 형성하거나 동일한 인쇄법을 복수 번 수행하여 전면전극 패턴과 전면전극용 집전부를 형성해야 한다.That is, when a plurality of front electrodes and a plurality of front electrode current collectors are all located on the front surface of the
따라서, 복수의 전면 전극과 복수의 전면전극용 집전부 모두 동일한 기판(110)의 면 위에 위치할 경우, 복수의 전면 전극과 복수의 전면전극용 집전부를 형성하기 위한 공정이 매우 복잡해지고 이로 인해, 태양 전지의 제조 시간이 많이 소요되어 태양 전지의 생산성이 떨어진다.Therefore, when the plurality of front electrodes and the plurality of front electrode collectors are all located on the
하지만, 본 실시예의 경우, 기판(110)의 서로 다른 면 위에 복수의 전면 전극과 복수의 전면전극용 집전부가 각각 위치하므로, 복수의 전면 전극과 복수의 전면전극용 집전부를 형성 시 소요되는 시간이 증가하지 않는다. However, in the present embodiment, a plurality of front electrodes and a plurality of front electrode current collectors are disposed on different surfaces of the
이와 같이, 기판(110)의 비아홀(181)이 형성된 위치에 복수의 전면전극용 집전부 패턴(42)과 복수의 전면전극 패턴(41)이 형성됨에 따라 각 비아홀(181) 내에는 전면전극용 집전부 패턴(42)과 전면전극 패턴(41) 중 적어도 하나가 위치하여 비아홀(181)을 통해 해당하는 전면전극용 집전부 패턴(42)과 전면전극 패턴(41)이 서로 연결된다.A plurality of front electrode
본 예와 달리, 후면전극 패턴(51), 전면전극용 및 후면전극용 집전부 패턴(42,52), 그리고 전면전극 패턴(41)의 형성 순서는 변경 가능하다.The formation order of the
이와 같이, 기판(110)의 후면과 전면에 후면전극 패턴(51), 후면전극용 및 전면전극용 집전부 패턴(42,52), 그리고 전면전극 패턴(41)이 모두 형성되면, 약 750℃ 내지 800℃의 온도에서 기판(110)을 소성하여, 도 3h에 도시한 것처럼, 에미터부(121)와 연결되는 복수의 전면 전극(141), 복수의 전면 전극(141)과 연결되는 복수의 전면전극용 집전부(142), 복수의 전면전극용 집전부(142)와 이격되어 있는 후면 전극(151), 후면 전극(151)과 연결되어 있는 복수의 후면전극용 집전부(152) 그리고 후면 전극(151)과 접해 있는 기판(110) 내에 후면 전계부(172)를 형성한다.When the
즉, 열처리가 시행되면, 전면전극 패턴(41)에 함유된 납(Pb)에 의해, 전면전극 패턴(41)은 접촉한 부분의 반사 방지부(130)를 관통하여 그 하부에 위치한 에미터부(121)과 접촉하여 복수의 전면 전극(141)이 형성되고, 또한 비아홀(181)를 통해 복수의 전면 전극(141)과 연결되는 복수의 전면전극용 집전부(142) 그리고 기판(110)과 접촉하는 후면 전극(151)이 형성된다. That is, when the heat treatment is performed, the
또한, 도 3h에 도시한 것처럼, 후면전극 패턴(51)에 함유된 알루미늄(Al)이 후면전극 패턴(51)과 접촉한 기판(110) 쪽으로 확산되어 후면전극 패턴(51)과 접한 기판(110)의 내에 후면 전계부(172)가 형성된다. 이때, 후면 전계부(172)는 기판(110)과 동일한 도전성 타입을 갖고 있고, 후면 전계부(172)의 불순물 농도는 기판(110)보다 높다. 이로 인해, 후면 전계부(172)를 통해 기판(110)과 연결되는 후면 전극(151)이 형성된다. 3 (h), aluminum (Al) contained in the
더욱이 열처리로 인해, 각 패턴(41, 42, 51, 52)에 함유된 금속 성분과 각 접촉하는 층(121, 110)과의 화학적 결합으로 인해, 서로 접촉하고 있는 부분에서의 접촉 저항이 감소하여 전하의 흐름이 양호해진다. Further, due to the heat treatment, the contact resistance between the metal parts contained in the
그런 다음, 레이저를 이용하여 전면전극용 집전부(142) 주변의 기판(110) 일부를 드러내는 노출부(182)를 형성하여, 기판(110)과 전기적으로 연결되는 후면 전극(151)과 전면전극용 집전부(142)를 분리하고 기판(110) 전면의 가장자리 부분에 형성된 반사 방지부(130) 및 그 하부의 에미터부(121)의 일부를 제거하여 기판(110) 전면의 일부를 드러내는 노출부(도시하지 않음)를 형성하는 측면 분리(edge isolation)를 실시하여 태양 전지(11)를 완성한다(도 1 및 도 2). 대안적으로, 복수의 노출부(182)의 형성과 측면 분리는 레이저 대신 PECVD법 등을 이용하여 행해질 수 있다.An exposed
이미 설명한 실시예는 반사 방지부(130) 위에 전면전극 패턴(41)을 형성한 후, 열처리를 실시하여 에미터부(121)와 연결되는 복수의 전면 전극(141)을 형성한다.The
하지만, 대안적인 예에서, 반사 방지부(130)의 일부를 제거하여 에미터부(121)의 일부를 노출시킨 후, 노출된 에미터부(121) 위에 직접 위에 기재한 인쇄법이나 전기 도금 또는 LIP(light induced plating)법과 같은 도금법 등을 이용하여 복수의 전면 전극(141)을 형성할 수 있다. 이 경우, 복수의 전면 전극(141)의 형성 시기는 기판(110)의 후면에 위치한 전극(151)와 집전부(142, 152)를 형성하기 전 또는 후일 수 있다. However, in an alternative example, a part of the
이와는 달리, 에미터부(121) 형성 후, 위에 기재한 인쇄법이나 도금법 등을 이용하여 약 40㎛ 내지 80㎛의 선폭을 갖는 복수의 전면 전극(141)을 형성한 후, 그 이후에 마스크 등을 이용하여 기판(110) 전면의 원하는 위치에만 반사 방지부(131)를 형성할 수 있다. 즉, 에미터부(121) 형성 후, 기판(110)의 입사면 위에 위치한 에미터부(121) 위에 바로 복수의 전면 전극(141)을 형성한 후, 복수의 전면 전극(141) 위에 마스크를 형성한다. 그런 다음, 다시 기판(110)의 입사면 위에 반사 방지부(130)를 형성한 후, 복수의 전면 전극(141) 위에 위치한 마스크를 제거한다. 이로 인해, 반사 방지부(130)는 복수의 전면 전극(141)이 위치하는 기판(110)의 입사면의 에미터부(121) 위에 위치한다. 이 경우, 복수의 전면 전극(141)의 형성 시기는 역시 기판(110)의 후면에 위치한 전극(151)와 집전부(142, 152)를 형성하기 전 또는 후일 수 있다. Alternatively, after the formation of the
도금법으로 에미터부(121) 위에 바로 복수의 전면 전극(141)을 형성할 경우, 실리콘으로 이루어진 에미터부(121)와 복수의 전면 전극(141) 사이의 접착력이나 도전성 등을 향상시키기 위해, 전면 전극(141)을 위한 도금을 행하기 전에 티타늄(Ti)과 납(Pb) 등을 이용한 별도의 도금 또는 증착 동작을 실시하여 시드층(seed layer)을 추가로 형성할 수 있다.When a plurality of
이와 같은 방법들로 복수의 전면 전극(141)를 형성할 경우, 반사 방지부(130) 위에 위치한 전면전극 패턴(41)의 반사 방지부 관통 동작이 불필요하므로, 에미터부(121)와 연결된 복수의 전면 전극(141)을 형성하기 위한 열처리 공정을 없애거나 열처리 공정 온도를 낮출 수 있다. 또한, 반사 방지부(130)의 관통 동작이 불필요하므로, 기판(110)의 후면에 위치한 전극(151)과 집전부(142, 152)를 형성하기 위한 열처리 온도 역시 크게 감소한다. 따라서 반사 방지부(130)의 관농 동작을 위한 높은 열처리로 인한 기판(110)이나 기판(110)에 위치한 다른 막 또는 구성요소들의 손상 등을 방지하게 된다. When the plurality of
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.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 belongs to the scope of right.
11: 태양 전지 41: 전면전극 패턴
42: 전면전극용 집전부 패턴 51: 후면전극 패턴
52: 후면전극용 집전부 패턴 110: 기판
121: 에미터부 130: 반사 방지부
140: 제1 전극부 141: 전면 전극
142: 전면전극용 집전부 150: 제2 전극부
151: 후면 전극 152: 후면전극용 집전부
172: 후면 전계부 181: 비아홀
182: 노출부11: solar cell 41: front electrode pattern
42: current collecting portion for front electrode pattern 51: rear electrode pattern
52: current collecting pattern for rear electrode 110:
121: Emitter part 130: Antireflection part
140: first electrode part 141: front electrode
142: front electrode current collector 150: second electrode portion
151: back electrode 152: back electrode current collector
172: rear electric field portion 181: via hole
182:
Claims (21)
상기 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 갖고 상기 기판과 p-n 접합을 형성하며, 상기 기판의 제1면 및 상기 복수의 비아홀 내부에 위치하는 에미터부,
상기 기판의 제1 면에 위치하고 상기 에미터부와 연결되어 있는 복수의 제1 전극,
상기 기판의 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 상기 기판의 제2 면에 위치하고 상기 복수의 비아홀을 통해 상기 복수의 제1 전극 및 상기 에미터부와 연결되어 있는 복수의 제1 전극용 집전부,
상기 기판의 상기 제2 면 위에 위치하며, 상기 복수의 제1 전극용 집전부와 이격되어 있고 상기 기판과 연결되어 있는 제2 전극, 그리고
상기 기판의 상기 제2 면 위에 위치하며, 상기 제2 전극 및 상기 에미터부와 연결되어 있는 복수의 제2 전극용 집전부
를 포함하고,
상기 복수의 제1 전극 각각은 40㎛ 내지 80㎛의 선폭을 갖고,
상기 기판의 상기 제1면에 위치하는 에미터부의 도핑 농도와 상기 복수의 비아홀 내부에 위치하는 에미터부의 도핑 농도는 서로 동일한 태양 전지.A substrate of a first conductivity type having a texturing surface having a plurality of via holes and having a plurality of protrusions,
An emitter portion having a second conductivity type opposite to the first conductivity type and forming a pn junction with the substrate, the emitter portion being located within the first surface of the substrate and within the plurality of via holes,
A plurality of first electrodes located on a first surface of the substrate and connected to the emitter,
A plurality of first electrode current collectors located on a second surface of the substrate opposite to the first surface of the substrate and connected to the plurality of first electrodes and the emitter through the plurality of via holes,
A second electrode located on the second surface of the substrate and spaced apart from the plurality of first electrode current collectors and connected to the substrate,
And a plurality of second electrode current collecting parts located on the second surface of the substrate and connected to the second electrode and the emitter part,
Lt; / RTI >
Wherein each of the plurality of first electrodes has a line width of 40 mu m to 80 mu m,
Wherein the doping concentration of the emitter portion located on the first surface of the substrate and the doping concentration of the emitter portion located inside the plurality of via holes are the same.
상기 복수의 제1 전극 각각은 20㎛ 내지 50㎛의 두께를 갖는 태양 전지.The method of claim 1,
Wherein each of the plurality of first electrodes has a thickness of 20 占 퐉 to 50 占 퐉.
상기 복수의 돌출부 각각의 최대 지름과 높이는 각각 100㎚ 내지 800㎚인 태양 전지.The method of claim 1,
And a maximum diameter and a height of each of the plurality of projections is 100 nm to 800 nm, respectively.
상기 복수의 제1 전극의 개수는 100 내지 120개인 태양 전지.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the number of the plurality of first electrodes is 100 to 120.
상기 복수의 제1 전극 중에서 인접한 두 제1 전극의 길이에 평행한 중심선간의 거리는 1.3㎜ 내지 1.7㎜인 태양 전지.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein a distance between center lines parallel to a length of two adjacent first electrodes among the plurality of first electrodes is 1.3 mm to 1.7 mm.
상기 복수의 돌출부 각각의 종횡비는 1 내지 1.5인 태양 전지.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And each of the plurality of protrusions has an aspect ratio of 1 to 1.5.
상기 기판의 상기 제1 면은 입사면이고, 상기 기판의 상기 제2 면은 비입사면인 태양 전지.The method of claim 1,
Wherein the first surface of the substrate is an incident surface and the second surface of the substrate is a non-incident surface.
상기 복수의 비아홀을 구비한 상기 기판의 제1 면에 텍스처링 표면을 형성하는 단계,
상기 기판의 제1면과 상기 제1면의 반대편에 위치하는 제2면, 그리고 상기 복수의 비아홀 내부에 에미터부를 형성하는 단계,
상기 기판의 상기 제1 면 위에 반사 방지부를 형성하는 단계,
상기 기판의 상기 제2 면 위에 스크린 인쇄법(screen printing)을 이용하여 제2 전극 패턴을 형성하는 단계,
스크린 인쇄법을 이용하여 상기 기판의 상기 제2 면 위에 복수의 제1 전극용 집전부 패턴과 복수의 제2 전극용 집전부 패턴을 동시에 형성하는 단계,
상기 반사 방지부 위에 복수의 제1 전극 패턴을 형성하는 단계, 그리고
상기 복수의 제1 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴과 상기 복수의 제1 및 제2 전극용 집전부 패턴을 구비한 상기 기판을 열처리하여, 상기 기판의 상기 제1 면에 위치한 상기 에미터부와 파이어 스루(fire-through) 동작에 의해 연결되는 복수의 제1 전극, 상기 복수의 제1 전극과 연결되는 복수의 제1 전극용 집전부, 상기 기판의 상기 제2 면과 연결되는 제2 전극 그리고 상기 제2 전극 및 상기 제2면의 에미터부와 연결되는 복수의 제2 전극용 집전부를 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 복수의 제1 전극 패턴 각각은 45㎛ 내지 85㎛의 선폭을 갖고,
상기 제1 전극 패턴은 상기 제1 및 제2 전극용 집전부 패턴과 다른 방법으로 형성되고,
상기 기판의 상기 제1면에 위치하는 에미터부의 도핑 농도와 상기 복수의 비아홀 내부에 위치하는 에미터부의 도핑 농도는 서로 동일한 태양 전지의 제조 방법.Forming a plurality of via holes in the substrate,
Forming a textured surface on a first side of the substrate having the plurality of via holes,
Forming a first surface of the substrate and a second surface opposite to the first surface, and forming an emitter portion in the plurality of via holes;
Forming an anti-reflective portion on the first side of the substrate,
Forming a second electrode pattern on the second surface of the substrate using screen printing;
Simultaneously forming a plurality of first electrode current collector patterns and a plurality of second electrode current collector pattern on the second surface of the substrate using a screen printing method,
Forming a plurality of first electrode patterns on the antireflection portion, and
The method comprising: heat-treating the substrate including the plurality of first electrode patterns, the second electrode pattern, and the plurality of first and second electrode current collector patterns to form the emitter portion and the firing portion located on the first surface of the substrate, A plurality of first electrodes connected to the plurality of first electrodes, a second electrode connected to the second surface of the substrate, and a plurality of second electrodes connected to the plurality of first electrodes by a fire-through operation, Forming a second electrode and a plurality of second electrode current collectors connected to the emitter portion of the second surface;
Lt; / RTI >
Wherein each of the plurality of first electrode patterns has a line width of 45 mu m to 85 mu m,
The first electrode pattern is formed by a method different from the first and second electrode current collector patterns,
Wherein the doping concentration of the emitter portion located on the first surface of the substrate and the doping concentration of the emitter portion located inside the plurality of via holes are equal to each other.
상기 복수의 제1 전극 패턴 각각은 25㎛ 내지 55㎛의 두께를 갖는 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 9,
Wherein each of the plurality of first electrode patterns has a thickness of about 25 占 퐉 to about 55 占 퐉.
상기 복수의 제1 전극 패턴은 잉크젯 인쇄법(ink jet printing), 에어졸 젯 인쇄법(aerosol jet printing), 증착법(evaporation), 그라비아 인쇄법(gravure printing), 플렉소 인쇄법(flexo printing), 오프셋 인쇄법(offset printing), 또는 그라비아 오프셋 인쇄법(gravure offset printing)으로 형성되는 태양 전지의 제조 방법.The method according to claim 9 or 10,
The plurality of first electrode patterns may be formed by at least one of ink jet printing, aerosol jet printing, evaporation, gravure printing, flexo printing, offset printing, Wherein the photoresist is formed by an offset printing method or a gravure offset printing method.
상기 복수의 비아홀을 구비한 상기 기판의 제1 면에 텍스처링 표면을 형성하는 단계,
상기 텍스처링 표면을 구비한 상기 기판의 제1 면과 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 제2 면, 그리고 상기 복수의 비아홀 내부에 에미터부를 형성하는 단계,
상기 기판의 상기 제2 면 위에 스크린 인쇄법(screen printing)을 이용하여 제2 전극 패턴을 형성하는 단계,
스크린 인쇄법을 이용하여 상기 기판의 상기 제2 면 위에 복수의 제1 전극용 집전부 패턴과 복수의 제2 전극용 집전부 패턴을 동시에 형성하는 단계,
상기 기판의 상기 제1 면에 위치한 상기 에미터부 위에 복수의 제1 전극 패턴을 형성하는 단계, 그리고
상기 복수의 제1 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴과 상기 복수의 제1 및 제2 전극용 집전부 패턴을 구비한 상기 기판을 열처리하여, 상기 기판의 상기 제1 면에 위치한 상기 에미터부와 연결되는 복수의 제1 전극, 상기 복수의 제1 전극과 연결되는 복수의 제1 전극용 집전부, 상기 기판의 상기 제2 면과 연결되는 제2 전극 그리고 상기 제2 전극 및 상기 제2면의 에미터부와 연결되는 복수의 제2 전극용 집전부를 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 복수의 제1 전극은 40㎛ 내지 80㎛의 선폭을 갖고,
상기 제1 전극 패턴은 상기 제1 및 제2 전극용 집전부 패턴과 다른 방법으로 형성되고,
상기 기판의 상기 제1면에 위치하는 에미터부의 도핑 농도와 상기 복수의 비아홀 내부에 위치하는 에미터부의 도핑 농도는 서로 동일한 태양 전지의 제조 방법.Forming a plurality of via holes in the substrate,
Forming a textured surface on a first side of the substrate having the plurality of via holes,
Forming a first surface of the substrate having the texturing surface and a second surface opposite the first surface, and forming an emitter portion within the plurality of via holes;
Forming a second electrode pattern on the second surface of the substrate using screen printing;
Simultaneously forming a plurality of first electrode current collector patterns and a plurality of second electrode current collector pattern on the second surface of the substrate using a screen printing method,
Forming a plurality of first electrode patterns on the emitter portion located on the first surface of the substrate, and
The substrate including the plurality of first electrode patterns, the second electrode pattern, and the plurality of first and second electrode current collector patterns is subjected to heat treatment to connect the emitter section on the first surface of the substrate A plurality of first current collectors connected to the plurality of first electrodes, a second electrode connected to the second surface of the substrate, and a second electrode connected to the second electrode and the second surface, Forming a plurality of second electrode current collectors connected to the tabs;
Lt; / RTI >
Wherein the plurality of first electrodes have a line width of from 40 탆 to 80 탆,
The first electrode pattern is formed by a method different from the first and second electrode current collector patterns,
Wherein the doping concentration of the emitter portion located on the first surface of the substrate and the doping concentration of the emitter portion located inside the plurality of via holes are equal to each other.
상기 에미터부 위에 위치하는 반사 방지부를 형성하는 단계를 더 포함하는 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 12,
And forming an antireflection portion on the emitter portion.
상기 복수의 제1 전극 패턴 형성 단계는 상기 반사 방지부의 일부를 제거하여 상기 에미터부의 일부를 노출하는 단계, 그리고
노출된 상기 에미터부 위에 상기 복수의 제1 전극 패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 태양 전지의 제조 방법. The method of claim 13,
The plurality of first electrode pattern forming steps may include removing a portion of the anti-reflection portion to expose a portion of the emitter portion, and
Forming the plurality of first electrode patterns on the exposed emitter layer
Wherein the method comprises the steps of:
상기 반사 방지부 형성 단계는 상기 복수의 제1 전극 패턴 위에 마스크를 형성하는 단계,
상기 기판의 상기 제1 면 위에 상기 반사 방지부를 형성하는 단계, 그리고
상기 복수의 제1 전극 패턴 위에 위치한 상기 마스크를 제거하는 단계
를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 13,
The forming of the anti-reflection portion may include forming a mask on the plurality of first electrode patterns,
Forming the antireflective portion on the first side of the substrate, and
Removing the mask located on the plurality of first electrode patterns
Wherein the method comprises the steps of:
상기 복수의 제1 전극 패턴은 잉크젯 인쇄법(ink jet printing), 에어졸 젯 인쇄법(aerosol jet printing), 증착법(evaporation), 그라비아 인쇄법(gravure printing), 플렉소 인쇄법(flexo printing), 오프셋 인쇄법(offset printing), 그라비아 오프셋 인쇄법(gravure offset printing), 또는 도금법으로 형성되는 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 12,
The plurality of first electrode patterns may be formed by at least one of ink jet printing, aerosol jet printing, evaporation, gravure printing, flexo printing, offset printing, A method of manufacturing a solar cell, which is formed by an offset printing method, a gravure offset printing method, or a plating method.
상기 복수의 제1 전극 각각은 20㎛ 내지 50㎛의 두께를 갖는 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 12,
Wherein each of the plurality of first electrodes has a thickness of 20 占 퐉 to 50 占 퐉.
상기 텍스처링 표면은 반응성 이온 식각법으로 형성되는 태양 전지의 제조 방법.13. The method according to claim 9 or 12,
Wherein the textured surface is formed by a reactive ion etching method.
상기 텍스처링 표면은 복수의 돌출부를 구비하고, 상기 복수의 돌출부 각각의 최대 지름과 높이는 각각 100㎚ 내지 800㎚인 태양 전지의 제조 방법. .13. The method according to claim 9 or 12,
Wherein the textured surface has a plurality of protrusions, and each of the plurality of protrusions has a maximum diameter and a height of 100 nm to 800 nm, respectively. .
상기 복수의 돌출부 각각의 종횡비는 1 내지 1.5인 태양 전지의 제조 방법.20. The method of claim 19,
Wherein the aspect ratio of each of the plurality of protrusions is 1 to 1.5.
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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 |