KR101692429B1 - Solar Cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지에 관한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지는 광이 입사되는 입사면과 광이 입사면의 반대면인 후면을 포함하며, 제1 도전성 타입의 기판; 기판의 후면과 전기적으로 연결되어 있고 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 갖는 적어도 하나의 에미터부; 적어도 하나의 에미터부와 전기적으로 연결되어 있는 제 1 전극; 및 기판의 후면과 전기적으로 연결된 제 2 전극;을 포함하며, 에미터부는 내부의 Si-Si 결합의 개수가 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3인 비정질 실리콘(Amorphous Silicon, A-Si)층을 포함한다.The present invention relates to a solar cell.
A solar cell according to an example of the present invention includes a substrate of a first conductivity type, the substrate including an incident surface on which light is incident and a rear surface on which light is opposite to the incident surface; At least one emitter portion electrically connected to the backside of the substrate and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type; A first electrode electrically connected to at least one emitter; And a second electrode back and electrically connected to the substrate, comprises, emitter layer is the number of the Si-Si bond of the interior of 7.48 × 10 22 / cm 3 ~ 9.2 × 10 22 / cm 3 Si (Amorphous Silicon, A-Si) layer.
Description
본 발명은 태양전지에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다. Recently, as energy resources such as oil and coal are expected to be depleted, interest in alternative energy to replace them is increasing, and solar cells that produce electric energy from solar energy are attracting attention.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다.Typical solar cells have a semiconductor portion that forms a p-n junction by different conductive types, such as p-type and n-type, and electrodes connected to semiconductor portions of different conductivity types, respectively.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 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 p형 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 p형의 반도체부와 n형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.When light is incident on such a solar cell, a plurality of electron-hole pairs are generated in the semiconductor, and the generated electron-hole pairs are separated into electrons and holes which are charged by the photovoltaic effect, The electrons move toward the semiconductor portion and the holes move toward the p-type semiconductor portion. The transferred electrons and holes are collected by the different electrodes connected to the p-type semiconductor portion and the n-type semiconductor portion, respectively, and the electrodes are connected by a wire to obtain electric power.
본 발명은 기판의 후면에 전극이 접촉되는 후면 접촉 태양 전지에 포함되는 비정질 실리콘(Amorphous Silicon, A-Si)층의 Si-Si 결합(Si-Si bond)의 개수를 최적화하여 광전 변환 효율이 향상된 태양 전지를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention optimizes the number of Si-Si bonds in an amorphous silicon (A-Si) layer included in a rear-contact solar cell in which electrodes are in contact with the rear surface of a substrate, The purpose is to provide a solar cell.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지는 광이 입사되는 입사면과 광이 입사면의 반대면인 후면을 포함하며, 제1 도전성 타입의 기판; 기판의 후면과 전기적으로 연결되어 있고 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 갖는 적어도 하나의 에미터부; 적어도 하나의 에미터부와 전기적으로 연결되어 있는 제 1 전극; 및 기판의 후면과 전기적으로 연결된 제 2 전극;을 포함하며, 에미터부는 내부의 Si-Si 결합의 개수가 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3인 비정질 실리콘(Amorphous Silicon, A-Si)층을 포함한다.A solar cell according to an example of the present invention includes a substrate of a first conductivity type, the substrate including an incident surface on which light is incident and a rear surface on which light is opposite to the incident surface; At least one emitter portion electrically connected to the backside of the substrate and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type; A first electrode electrically connected to at least one emitter; And a second electrode back and electrically connected to the substrate, comprises, emitter layer is the number of the Si-Si bond of the interior of 7.48 × 10 22 / cm 3 ~ 9.2 × 10 22 /
여기서, 태양전지는 기판의 후면과 제 2 전극 사이에 배치되며, 제 1 도전성 타입을 갖는 후면 전계부;를 더 포함하며, 후면 전계부는 내부의 Si-Si 결합의 개수가 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3인 비정질 실리콘(Amorphous Silicon, A-Si)층을 포함할 수 있다.Here, the solar cell is disposed between the back and the second electrode of the substrate, the first system unit back former having a conductivity type; further comprising: a rear electric field portion, the number of Si-Si bond of the interior 7.48 × 10 22 / cm (A-Si) layer having a thickness of 3 to 9.2 x 10 < 22 > / cm < 3 >.
또한, 태양전지는 기판의 후면과 에미터부 및 기판의 후면과 후면 전계부 사이에 배치되는 후면 보호부;를 더 포함하며, 후면 보호부는 내부의 Si-Si 결합의 개수가 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3인 비정질 실리콘(Amorphous Silicon, A-Si)층을 포함할 수 있다.In addition, the solar cell rear protection unit is arranged between the substrate back side and the emitter layer and a back and the back around the system unit of the substrate, further comprising a rear protection unit, the number of Si-Si bond of the interior 7.48 × 10 22 / cm (A-Si) layer having a thickness of 3 to 9.2 x 10 < 22 > / cm < 3 >.
또한, 태양전지는 기판의 입사면에 배치되는 전면 보호부;를 더 포함하며, 전면 보호부는 내부의 Si-Si 결합의 개수가 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3인 비정질 실리콘(Amorphous Silicon, A-Si)층을 포함할 수 있다.The solar cell includes a front protection unit is arranged on the incident surface of the substrate, further comprising a front protection unit if the number of the Si-Si bond of the interior 7.48 × 10 22 / cm 3 ~ 9.2 × 10 22 /
여기서, 비정질 실리콘층 내부의 Si-H 결합 개수는 Si-Si 결합 개수보다 낮게 할 수 있다.Here, the number of Si-H bonds in the amorphous silicon layer can be made lower than the number of Si-Si bonds.
또한, 비정질 실리콘층 내부의 Si-H 결합 개수는 불포화 결합(Dangling Bond) 개수보다 높게 할 수 있다.Further, the number of Si-H bonds in the amorphous silicon layer can be made higher than the number of unsaturated bonds (dangling bonds).
또한, 비정질 실리콘층은 챔버 내부에서 수소 가수(H2) 대 실란 가스(SiH4)의 비율(H2/SiH4)이 3 내지 60 사이인 상태에서 층착되어 형성될 수 있다.Also, the amorphous silicon layer may be formed by depositing in a state where the ratio (H2 / SiH4) of the hydrogen hydride (H2) to the silane gas (SiH4) in the chamber is between 3 and 60.
또한, 에미터부의 폭은 후면 전계부의 폭보다 크게 할 수 있다.Further, the width of the emitter portion can be made larger than the width of the rear surface electric field portion.
일례로, 에미터부의 폭 대비 후면 전계부의 폭에 대한 비는 1.5 내지 2.5 사이가 되도록 할 수 있다.For example, the ratio of the width of the emitter portion to the width of the rear surface electric portion may be between 1.5 and 2.5.
또한, 후면 보호부 중 기판의 후면과 에미터부 사이에 위치한 후면 보호부 일부의 두께 또는 기판의 후면과 후면 전계부 사이에 위치한 후면 보호부 일부의 두께는 후면 보호부 나머지 부분의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.In addition, the thickness of a part of the rear surface protection part located between the rear surface of the substrate and the rear surface protection part located between the rear surface and the emitter part of the substrate, or the thickness of the part of the rear surface protection part positioned between the rear surface and the rear surface part of the substrate, .
본 발명에 따른 태양전지는 전술한 바와 같이 비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합 개수를 조절함으로써 광전 변환 효율을 향상시키는 효과가 있다.The solar cell according to the present invention has the effect of improving the photoelectric conversion efficiency by controlling the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer as described above.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 태양전지의 일례에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합 개수에 따른 태양 전지의 효율에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4은 수소 가스와 실란 가스의 비율에 따른 Si-Si 결합 개수에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일례에 따른 태양 전지에 대하여 상세하게 설명한다.1 and 2 are views for explaining an example of a solar cell according to the present invention.
3 is a view for explaining the efficiency of a solar cell according to the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer.
4 is a view for explaining the number of Si-Si bonds according to the ratio of the hydrogen gas and the silane gas.
5 illustrates a solar cell according to another 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.
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.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 태양전지를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a solar cell according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고로 하여 본 발명의 일례에 따른 태양 전지에 대하여 상세하게 설명한다.First, a solar cell according to an example of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a partial perspective view of a solar cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the solar cell shown in FIG.
도 1 및 도 2를 참고로 하면, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지(1)는 기판(110), 빛이 입사되는 기판(110)의 면인 입사면[이하, ‘전면(front surface)’라 함] 위에 위치하는 전면 보호부(191), 전면 보호부(191) 위에 위치하는 반사 방지부(130), 빛이 입사되지 않고 입사면의 반대쪽 면인 기판(110)의 면[이하, ‘후면(rear surface)’라 함] 위에 위치하는 후면 보호부(192), 후면 보호부(192) 위에 위치하는 복수의 에미터부(121), 후면 보호부(192) 위에 위치하고 복수의 에미터부(121)와 이격되어 있는 복수의 후면 전계부(172)(back surface field, BSF)(172), 그리고 복수의 에미터부(121) 위에 각각 위치하는 복수의 제1 전극(141)과 복수의 후면 전계부(172) 위에 각각 위치하는 복수의 제2 전극(142)을 포함할 수 있다.1 and 2, a solar cell 1 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
여기의 도 1 및 도 2에서는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지(1)가 기판(110), 에미터부(121), 제 1 전극(141) 및 제 2 전극(142) 이외에 전면 보호부(191), 반사 방지부(130), 후면 보호부(192), 후면 전계부(172)를 더 포함하는 것을 일례로 설명하고 있으나, 전면 보호부(191), 반사 방지부(130), 후면 보호부(192), 후면 전계부(172)를 생략하는 것도 가능하다.
1 and 2, a solar cell 1 according to an embodiment of the present invention includes a front surface protection portion 191 (not shown) in addition to the
기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 n형 도전성 타입의 실리콘으로 이루어진 반도체 기판(110)이다. 이때, 실리콘은 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘 등과 같은 결정질 실리콘이다. 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑된다. 하지만, 이와는 달리, 기판(110)은 p형 도전성 타입일 수 있고, 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다. 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 기판(110)은 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑된다. The
이러한 기판(110)은 전면이 텍스처링(texturing)되어 요철면인 텍스처링 표면(textured surface)을 갖는다. 편의상 도 1에서, 기판(110)의 가장자리 부분만 텍스처링 표면으로 도시하여 그 위에 위치하는 전면 보호부(191) 및 반사 방지부(130) 역시 그 가장자리 부분만 요철면으로 도시한다. 하지만, 실질적으로 기판(110)의 전면 전체가 텍스처링 표면을 갖고 있으며, 이로 인해 기판(110)의 전면 위에 위치한 전면 보호부(191) 및 반사 방지부(130) 역시 요철면을 갖는다.The
또한, 기판(110)은 전면뿐만 아니라 후면에도 텍스처링 표면을 가질 수 있다. 이 경우, 기판(110)의 후면에 위치하는 후면 보호부(192), 복수의 에미터부(121), 후면 전계부(172), 그리고 제1 및 제2 전극부(150, 140) 역시 요철면을 갖는다.In addition, the
기판(110)의 전면 위에 위치한 전면 보호부(191)는 진성 비정질 실리콘[intrinsic amorphous silicon(a-Si)]층을 포함할 수 있다.The front
이와 같은 전면 보호부(191)에 포함되는 비정질 실리콘층은 내부의 Si-Si 결합의 개수가 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3 사이에서 형성될 수 있다.
The amorphous silicon layer included in the front
기판(110)의 표면 및 그 근처에 주로 존재하는 댕글링 결합(dangling bond)과 같은 결함(defect)을 안정한 결합으로 바꾸어 결함에 의해 기판(110)의 표면 쪽으로 이동한 전하가 소멸되는 것을 감소시키는 페시베이션 기능(passivation function)을 수행하여 결함에 의해 기판(110)의 표면이나 그 근처에서 손실되는 전하의 양을 감소시킨다. It is possible to change a defect such as a dangling bond mainly present on the surface of the
일반적으로 결함은 기판(110)의 표면이나 그 근처에 주로 많이 존재하므로, 실시예의 경우, 전면 보호부(191)가 기판(110)의 표면에 직접 접해 있으므로 페이베이션 기능을 더욱 향상되어, 전하의 손실량은 더욱 증가한다.Since the defects are mainly present on the surface of the
본 실시예에서, 전면 보호부(191)는 약 1㎚ 내지 30㎚의 두께를 가질 수 있다. In this embodiment, the front
전면 보호부(191)의 두께가 약 1nm 이상이면 기판(110) 전면에 전면 보호부(191)가 균일하게 도포되므로 패시베이션 기능을 양호하게 수행할 수 있으며, 약 30nm 이하면 전면 보호부(191) 내에서 흡수되는 빛의 양이 감소시켜 기판(110) 내로 입사되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다. If the thickness of the front
기판(110)의 후면에 바로 위치한 후면 보호부(192)는 전면 보호부(191)와 동일하게 패시베이션 기능을 수행하여, 기판(110)의 후면 쪽으로 이동한 전하가 결함에 의해 소멸되는 것을 감소한다.The rear
후면 보호부(192)는 전면 보호부(191)와 동일하게, 비정질 실리콘 등으로 이루어질 수 있다. Like the front
후면 보호부(192)는 기판(110)의 후면 쪽으로 이동한 전하가 후면 보호부(192)를 통과하여 복수의 후면 전계부(172) 또는 복수의 에미터부(121)로 이동할 수 있는 두께를 갖는다. 본 실시예에서, 후면 보호부(192)의 두께의 한 예는 약 1 내지 10㎚일 수 있다. The
후면 보호부(192)의 두께가 약 1nm 이상이면 기판(110) 후면에 후면 보호부(192)가 균일하게 도포되므로 패시베이션 효과를 좀더 얻을 수 있고, 약 10nm 이하면 기판(110)을 통과한 빛이 후면 보호부(192) 내에서 흡수되는 빛의 양이 감소시켜 기판(110) 내로 재입사되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다.When the thickness of the rear
복수의 후면 전계부(172)는 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역이다. 예를 들어, 복수의 후면 전계부(172)는 n+의 불순물 영역일 수 있다.The plurality of rear
복수의 후면 전계부(172)는 후면 보호부(192) 위에서 서로 이격되어 나란하게 정해진 방향으로 뻗어 있다. 본 실시예에서, 복수의 후면 전계부(172)는 비정질 실리콘(a-Si)과 같은 비결정질 반도체로 이루어져 있다. The plurality of rear
이러한 후면 전계부(172)는 기판(110)과 후면 전계부(172)와의 불순물 농도 차이로 인한 전위 장벽에 의해 전자의 이동 방향인 후면 전계부(172) 쪽으로의 정공 이동을 방해하는 반면, 후면 전계부(172) 쪽으로의 전하(예, 전자) 이동을 용이하게 한다. 따라서, 후면 전계부(172) 및 그 부근 또는 제1 및 제2 전극부(150, 140)에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 전자 이동을 가속화시켜 후면 전계부(172)로의 전자 이동량을 증가시킨다. This rear
각 후면 전계부(172)는 약 10㎚ 내지 25㎚의 두께를 가질 수 있다. 후면 전계부(172)의 두께가 약 10nm 이상이면 정공의 이동을 방해하는 전위 장벽을 좀더 양호하게 형성할 수 있어 전하 손실을 더 감소시킬 수 있고, 약 25nm 이하면 후면 전계부(172) 내에서 흡수되는 빛의 양이 감소시켜 기판(110) 내로 재입사되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다. Each backside
복수의 에미터부(121)는 기판(110)의 후면 위에서 복수의 후면 전계부(172)와 이격되어 있고, 복수의 후면 전계부(172)와 나란하게 뻗어 있다.A plurality of
도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 후면 전계부(172)와 에미터부(121)는 기판(110) 위에서 번갈아 위치한다. As shown in FIGS. 1 and 2, the backside
각 에미터부(121)는 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, p형의 도전성 타입을 갖고 있고, 기판(110)과 다른 반도체, 예를 들어, 비정질 실리콘으로 이루어져 있다. 따라서, 에미터부(121)는 기판(110)과 p-n 접합뿐만 아니라 이종 접합(hetero junction)을 형성한다. Each
기판(110)과 복수의 에미터부(121) 간에 형성된 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 n형이고 복수의 에미터부(121)가 p형일 경우, 분리된 정공은 후면 보호부(192)을 관통하여 각 에미터부(121)쪽으로 이동하고 분리된 전자는 후면 보호부(192)을 관통하여 기판(110)보다 불순물 농도가 높은 복수의 후면 전계부(172) 쪽으로 이동한다.Hole pairs that are charges generated by the light incident on the
각 에미터부(121)는 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 n형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 후면 보호부(192)를 통해 복수의 에미터부(121)쪽으로 이동하고 분리된 정공은 후면 보호부(192)를 통해 복수의 후면 전계부(172)쪽으로 이동한다.Each
복수의 에미터부(121)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우 에미터부(121)에는 3가 원소의 불순물이 도핑될 수 있고, 반대로 복수의 에미터부(121)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)에는 5가 원소의 불순물이 도핑될 수 있다.When the plurality of
이들 복수의 에미터부(121)는 후면 보호부(192)와 함께 패시베이션 기능을 수행할 수 있고, 이 경우 결함에 의해 기판(110)의 후면에서 소멸되는 전하의 양이 감소하여 태양 전지(11)의 효율이 향상된다.The plurality of
각 에미터부(121)는 약 5㎚ 내지 15㎚의 두께를 가질 수 있다. 에미터부(121)의 두께가 약 5nm 이상이면 p-n 접합을 좀더 양호하게 형성할 수 있고, 약 15nm 이하면 에미터부(121) 내에서 흡수되는 빛의 양이 감소시켜 기판(110) 내로 재입사되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다. Each
본 실시예의 경우, 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172) 하부에 위치하고 불순물이 존재하지 않거나 거의 없는 진성 반도체 물질(진성 a-Si)의 후면 보호부(192)로 인해, 결정질 반도체 물질로 이루어진 기판(110) 위에 바로 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172)가 위치할 때보다 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172) 형성시 결정화 현상이 줄어든다. 이로 인해, 비정질 실리콘 위에 위치하는 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172)의 특성이 향상된다.In the present embodiment, due to the rear
복수의 에미터부(121) 위에 위치하는 복수의 제1 전극(141)은 복수의 에미터부(121)를 따라서 연장되어 있고, 복수의 에미터부(121)와 전기적으로 연결되어 있다.The plurality of
복수의 에미터부(121) 위에 위치하는 복수의 제1 전극(141)은 복수의 에미터부(121)를 따라서 길게 연장되어 있고, 복수의 에미터부(121)와 전기적·물리적으로 연결되어 있다. The plurality of
각 제1 전극(141)은 해당 에미터부(121)쪽으로 이동한 전하, 예를 들어, 정공을 수집한다.Each
복수의 후면 전계부(172) 위에 위치하는 복수의 제2 전극(142)은 복수의 후면 전계부(172)를 따라서 길게 연장되어 있고, 복수의 후면 전계부(172)와 전기적·물리적으로 연결되어 있다. A plurality of
각 제2 전극(142)은 해당 후면 전계부(172)쪽으로 이동하는 전하, 예를 들어, 전자를 수집한다.Each
도 1 및 도 2에서, 제1 및 제2 전극(141, 142) 각각은 그 하부에 위치하는 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)와 상이한 평면 형상을 가지지만, 동일한 평면 형상을 가질 수 있다. 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)와 제1 및 제2 전극(141, 142)간의 접촉 면적이 증가할수록 접촉 저항이 감소하여, 전극(141, 142)으로의 전하 전송 효율은 증가한다. 1 and 2, each of the first and
복수의 제1 및 제2 전극(141, 142)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어질 수 있지만, 이외의 다른 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다. 이처럼, 복수의 제1 및 제2 전극(141, 142)이 금속 물질로 이루어져 있으므로, 기판(110)을 통과한 빛을 기판(110)쪽으로 반사시킨다.The plurality of first and
이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지(1)는 복수의 제1 전극(141)과 복수의 제2 전극(142)이 빛이 입사되지 않은 기판(110)의 후면에 위치하고, 기판(110)과 복수의 에미터부(121)가 서로 다른 종류의 반도체로 이루어져 있는 태양 전지로서, 그 동작은 다음과 같다.The solar cell 1 according to the present embodiment having such a structure has a structure in which a plurality of
태양 전지(1)로 빛이 조사되어 반사 방지부(130) 및 전면 보호부(191)를 순차적으로 통과하여 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 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(1)의 효율이 향상된다. 이어 더하여, 반사 방지부(130)에 의해 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 기판(110)으로 입사되는 빛의 양은 더욱더 증가한다.When the solar cell 1 is irradiated with light and sequentially passes through the
이들 전자-정공 쌍은 기판(110)과 에미터부(121)의 p-n 접합에 의해 서로 분리되어 정공은 p형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(121)쪽으로 이동하고, 전자는 n형의 도전성 타입을 갖는 후면 전계부(172)쪽으로 이동하여, 각각 제1 전극(141)과 제2 전극(142)으로 전달되어 제1 및 제2 전극(141, 142)에 의해 수집된다. 이러한 제1 전극(141)과 제2 전극(142)을 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 후면뿐만 아니라 기판(110)의 전면에 보호부(192, 191)가 위치하므로, 기판(110)의 전면 및 후면 표면 그리고 그 근처에 존재하는 결함으로 인한 전하 손실량이 줄어들어 태양 전지(1)의 효율이 향상된다. 이때, 후면 보호부(192)뿐만 아니라 전면 보호부(191)가 결함의 발생 빈도가 높은 기판(110)의 표면에 직접 접해 있으므로, 페이베이션 효과는 더욱더 향상된다.
At this time, since the
한편, 전술한 에미터부(121), 후면 전계부(172) 및 전면 보호부(191) 중 적어도 하나는 비정질 실리콘층을 포함할 수 있으며, 이와 같은 비정질 실리콘층은 내부의 Si-Si 결합의 개수가 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3 사이에서 형성될 수 있다.At least one of the
이는 비정질 실리콘층을 이루는 결정 구조때문이다. 구체적으로 비정질 실리콘은 Si-Si 결합, Si-H 결합, Si-댕글링 결합(dangling bond)과 같은 3가지 형태의 원자간 결합을 포함한다.This is due to the crystal structure of the amorphous silicon layer. Specifically, amorphous silicon includes three types of intermolecular bonds such as Si-Si bonds, Si-H bonds, and Si-dangling bonds.
이와 같은, 비정질 실리콘은 입방 정계의 안정적인 결정 구조를 가진 결정질 실리콘과 달리 정형화된 결정 구조를 가지고 있지 않다. Such amorphous silicon does not have a regular crystal structure unlike crystalline silicon having a stable crystal structure of cubic system.
따라서, 비정질 실리콘의 결정 구조는 결정질 실리콘의 결정 구조와 달리 불안정하여, 실리콘 원자가 실리콘 원자간 결합을 하지 못하여 댕글링 결합(dangling bond)을 하는 결정질 실리콘에 비하여 빈도가 상대적으로 높다. Therefore, the crystal structure of amorphous silicon is unstable, unlike the crystalline structure of crystalline silicon, and the frequency of silicon atoms is relatively higher than that of crystalline silicon, which is dangling bond due to insufficient silicon atom bonding.
이와 같은 댕글링 결합(dangling bond)은 비정질 실리콘층 내에 전하가 흐를 때에 전하의 흐름을 방해하여 태양 전지의 효율에 악영향을 미치게 된다.Such dangling bonds interfere with the flow of charges when charges flow into the amorphous silicon layer, adversely affecting the efficiency of the solar cell.
그러나, 전술한 바와 같이 비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합의 개수가 7.48×1022/cm3 이상이 되도록 하면 비정질 실리콘층 내에서 형성될 수 있는 댕글링 결합(dangling bond)을 최소화할 수 있는 효과가 있다.However, if the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer is 7.48 x 10 22 / cm 3 or more as described above, the dangling bond that can be formed in the amorphous silicon layer can be minimized It is effective.
비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합의 개수가 9.2×1022/cm3 이하가 되도록 하는 비정질 실리콘층 내부에서 적절한 Si-H 결합의 개수를 유지하기 위함이다. 수소(H)는 비정질 실리콘층의 결합력을 높이는 기능과 함께, 비정질 실리콘층 내부에 형성되는 Si- 댕글링 결합을 제거함으로써 비정질 실리콘층 내에서 전하의 흐름을 원할하게 함으로써 전하의 이동도를 높이는 기능을 한다. 이에 따라 태양 전지의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.H bonds in the amorphous silicon layer so that the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer is 9.2 x 10 < 22 > / cm < 3 > or less. The hydrogen (H) functions not only to increase the bonding force of the amorphous silicon layer but also to improve the mobility of the charge by making the charge flow in the amorphous silicon layer smooth by removing the Si-dangling bonds formed in the amorphous silicon layer . Accordingly, the efficiency of the solar cell can be improved.
이하에서는 이에 대해 보다 상세하게 설명한다.
This will be described in more detail below.
도 3는 비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합 개수에 따른 태양 전지의 효율에 대해 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the efficiency of a solar cell according to the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer.
도 3에는 비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합 개수와 효율의 관계에 대한 데이터가 도시되어 있다.FIG. 3 shows data on the relationship between the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer and the efficiency.
전술한 바와 같이, 비정질 실리콘층을 포함하는 태양전지의 효율을 향상시키기 위해 비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합 개수는 전술한 바와 같이 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3가 되도록 형성될 수 있다.As described above, in order to improve the efficiency of the solar cell including the amorphous silicon layer, the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer is 7.48 × 10 22 / cm 3 to 9.2 × 10 22 / cm 3 .
도 3에 도시된 바와 같이, 비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합의 개수가 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3에서는 효율이 상대적으로 높은 대략 18.8% ~ 21.8%로서 높은 수준인 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, when the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer is about 7.48 × 10 22 / cm 3 to 9.2 × 10 22 / cm 3 , the efficiency is relatively high, about 18.8% to 21.8% .
이를 고려하면, 비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합 개수를 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3가 되도록 조절하는 것이 비정질 실리콘층을 포함하는 태양전지의 효율을 향상시키는데 바람직할 수 있다는 것을 알 수 있다.Considering this, adjusting the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer to be 7.48 × 10 22 / cm 3 to 9.2 × 10 22 / cm 3 is preferable for improving the efficiency of the solar cell including the amorphous silicon layer Can be seen.
한편, 비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합 개수가 대략 7.48×1022/cm3 이하 이거나 9.2×1022/cm3 이상인 경우에는 효율이 대략 16% 이하로 매우 낮은 수준인 것을 알 수 있다.On the other hand, when the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer is about 7.48 × 10 22 / cm 3 or less, or about 9.2 × 10 22 / cm 3 or more, the efficiency is as low as about 16% or less.
비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합 개수가 대략 7.48×10222/cm3 미만인 경우에는, 비정질 실리콘층 내부에서 Si-Si 결합의 개수가 과도하게 적기 때문에 Si 입자들 중 Si-Si 결합을 이루지 않는 Si 입자들이 다수 존재하게 된다. 이와 같이, Si 입자들 중 Si-Si 결합을 이루지 않는 Si 입자들은 Si-Dangling bond 또는 Si-H bond를 형성하게 되는데, 이러한 Si-Dangling bond 또는 Si-H bond들은 비정질 실리콘층 내에서 과도하게 많은 경우에 결함(Defect)으로 작용할 수 있기 때문에, 태양전지의 효율이 크게 저하될 수 있는 것이다.When the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer is less than about 7.48 × 10 22 2 / cm 3 , the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer is excessively small, A large number of Si particles are present. Thus, among Si grains, Si grains which do not form Si-Si bond form Si-Dangling bond or Si-H bond. Such Si-Dangling bond or Si-H bond is excessively large in the amorphous silicon layer In this case, the efficiency of the solar cell can be significantly lowered because it can act as a defect.
또한, 비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합 개수가 대략 9.2×1022/cm3 이상인 경우에는, 비정질 실리콘층 내부에서 Si-Si 결합의 개수가 과도하게 많기 때문에, 오히려 비정질 실리콘층 내부에서 수소(H) 입자의 양이 과도하게 적을 수 있다.Further, when the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer is about 9.2 x 10 22 / cm 3 or more, the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer is excessively large, H) particles may be excessively small.
비정질 실리콘층 내부에서 수소(H)는 태양전지의 효율을 결정하는 변수 중 하나로서 그 양이 과도하게 적은 경우에는 비정질 실리콘층 자체의 결합력이 떨어져 오히려 태양전지의 효율이 낮아질 수 있다.Hydrogen (H) in the amorphous silicon layer is one of the parameters for determining the efficiency of the solar cell. If the amount of hydrogen (H) is excessively small, the amorphous silicon layer itself may have low bonding force and the efficiency of the solar cell may be lowered.
따라서, 태양전지의 효율을 고려하면 비정질 실리콘층 내부에서 수소의 양이 과도하게 적은 경우는 바람직하지 않으며, Si-Si 결합의 개수는 충분히 많아야 한다. 또한, 비정질 실리콘층 내부에서 결함인 불포화 결합(Dangling Bond)의 개수는 작은 것이 유리하다.Therefore, considering the efficiency of the solar cell, it is not preferable that the amount of hydrogen is excessively small in the amorphous silicon layer, and the number of Si-Si bonds should be sufficiently large. In addition, it is advantageous that the number of unsaturated bonds (dangling bonds) in the amorphous silicon layer is small.
아울러, 비정질 실리콘층 내부에서 수소는 Si 입자와 결합하여 Si-H bond를 형성할 수 있다. 또한, 비정질 실리콘층 내부에서 불포화 결합은 Si 입자와 결합하여 Si-Dangling bond를 형성할 수 있다.In addition, hydrogen inside the amorphous silicon layer can form Si-H bonds by bonding with Si grains. Also, within the amorphous silicon layer, the unsaturated bonds can form Si-dangling bonds by bonding with Si grains.
따라서 태양전지의 효율을 고려하면, 비정질 실리콘층 내부에서 Si-H 결합 개수는 Si-Si 결합 개수보다 낮은 것이 바람직할 수 있으며, 아울러 Si-H 결합 개수는 불포화 결합(Dangling Bond)의 밀도보다 높은 것이 바람직할 수 있다.
Therefore, considering the efficiency of the solar cell, it is preferable that the number of Si-H bonds in the amorphous silicon layer is lower than the number of Si-Si bonds, and the number of Si-H bonds is higher than the density of unsaturated bonds (dangling bonds) May be preferred.
다음, 본 발명에 따른 태양전지의 제조방법에 대해 도 4를 첨부하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a solar cell according to the present invention will be described with reference to FIG.
도 4는 수소 가스와 실란 가스의 비율에 따른 Si-Si 결합 개수에 대해 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the number of Si-Si bonds according to the ratio of the hydrogen gas and the silane gas.
본 발명에 따른 태양전지에서 비정질 실리콘층은 플라즈마 화학증착(PECVD) 공법을 이용하여 제조될 수 있는데, 이때 소스 가스(Source Gas)로서 수소(H2)가스와 실란(SiH4)가스가 사용될 수 있다.In the solar cell according to the present invention, the amorphous silicon layer can be produced by using a plasma chemical vapor deposition (PECVD) method, wherein hydrogen gas and silane (SiH4) gas can be used as a source gas.
아울러, 플라즈마 화학증착(PECVD)장치의 챔버 내부에서 소스 가스로 사용되는 수소(H2)가스와 실란(SiH4)가스의 비율을 조절함으로써 비정질 실리콘층 내부에 포함되는 Si-Si 결합 개수를 조절할 수 있다.In addition, the number of Si-Si bonds contained in the amorphous silicon layer can be controlled by controlling the ratio of the hydrogen (H2) gas and the silane (SiH4) gas used as the source gas in the chamber of the plasma enhanced chemical vapor deposition .
자세하게는, 도 4의 경우와 같이 수소(H2)가스와 실란(SiH4)가스의 비율(H2/SiH4)이 대략 100~60인 경우 증착되는 비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합 개수는 대략 5.2×1022/cm3 ~ 7.4×1022/cm3인 것을 알 수 있다.4, the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer deposited when the ratio of hydrogen (H2) gas to silane (SiH4) gas (H2 / SiH4) is approximately 100 to 60 is approximately 5.2 x 10 22 / cm 3 to 7.4 10 22 / cm 3 .
이러한 경우는 앞선 도 3에서 살펴보면 바와 같이, 비정질 실리콘층 내부에서 Si-Si 결합 개수가 과도하게 낮아서 효율이 낮은 경우이다.In this case, as shown in FIG. 3, the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer is excessively low and the efficiency is low.
또한, 수소(H2)가스와 실란(SiH4)가스의 비율(H2/SiH4)이 대략 2인 경우 증착되는 비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합 개수는 대략 9.7×1022/cm3 것을 알 수 있다.It can also be seen that the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer deposited when the ratio of hydrogen (H2) gas to silane (SiH4) gas (H2 / SiH4) is approximately 2 is approximately 9.7 x 10 22 / cm 3 .
이러한 경우는, 비정질 실리콘층 내부에서 Si-Si 결합 개수가 과도하게 높아서 효율이 낮은 경우이다.This case is a case where the number of Si-Si bonds in the amorphous silicon layer is excessively high and the efficiency is low.
반면에, 수소(H2)가스와 실란(SiH4)가스의 비율(H2/SiH4)이 대략 3 ~ 60인 경우 증착되는 비정질 실리콘층 내부의 Si-Si 결합 개수는 대략 7.4×1022/cm3 ~ 9.18×1022/cm3 인 것을 알 수 있다.On the other hand, hydrogen (H2) gas and silane (SiH4) ratio (H2 / SiH4) in this case is approximately 3 ~ 60 Si-Si bond number inside the amorphous silicon layer is deposited is approximately 7.4 × 10 22 / cm 3 ~ of the gas 9.18 x 10 < 22 > / cm < 3 >.
이러한 경우는 태양전지의 효율이 높은 수준인 것을 도 3에서 알 수 있다.In this case, it can be seen from FIG. 3 that the efficiency of the solar cell is high.
이를 고려하면, 비정질 실리콘층의 제조 공정 시 수소 가스(H2)와 실란 가스(SiH4)의 비율이 3:1 ~ 60:1인 분위기에서 비정질 실리콘층을 증착할 수 있다.Considering this, the amorphous silicon layer can be deposited in an atmosphere having a hydrogen gas (H2) to silane gas (SiH4) ratio of 3: 1 to 60: 1 in the process of manufacturing the amorphous silicon layer.
이상에서는 소스 가스로서 수소 가스(H2)와 실란 가스(SiH4)를 사용하는 PECVD 공법만을 예로 들어 설명하였지만, 수소 가스(H2)와 실란 가스(SiH4)를 사용하여 비정질 실리콘층을 형성하는 공법이라면 어떠한 방법이라도 적용할 수 있을 것이다. 예컨대, Photo-CVD, 열선 CVD 공법 등도 적용될 수 있을 것이다.
The PECVD method using hydrogen gas (H2) and silane gas (SiH4) as the source gas has been described as an example. However, any method that forms the amorphous silicon layer using the hydrogen gas (H2) and the silane gas (SiH4) Method can be applied. For example, Photo-CVD, hot-wire CVD, and the like may be applied.
앞선 도 1 내지 도 4에서는 후면 보호부(192)의 두께가 일정하고, 에미터부(121)의 폭이 후면전계부의 폭과 동일한 것을 일례로 설명하였으나, 이와 다르게 태양 전지의 효율을 더 향상시키기 위해서 후면 보호부(192)의 일부 두께가 나머지 부분에 비하여 상대적으로 더 얇고, 에미터부(121)의 폭이 후면 전계부(172)의 폭보다 상대적으로 더 넓게 형성될 수도 있다.1 to 4, the thickness of the rear
도 5는 본 발명의 다른 일례에 따른 태양 전지에 대하여 상세하게 설명한다.5 illustrates a solar cell according to another embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 다른 일례에 따른 태양 전지는 태양 전지의 효율을 더 향상시키기 위해서 후면 보호부(192)의 일부 두께(t2)가 나머지 부분에 비하여 상대적으로 더 얇고, 에미터부(121)의 폭(w1)이 후면 전계부(172)의 폭보다 상대적으로 더 넓게 형성될 수 있다. 5, in order to further improve the efficiency of the solar cell, the solar cell according to another example has a structure in which a part of the thickness t2 of the rear
이와 같이 도 5에 도시된 태양 전지는 도 1에 도시된 태양 전지와 비교하여 후면 보호부(192)의 두께나 에미터부(121)의 폭을 제외한 나머지 부분은 도 1에 도시된 태양 전지와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 예를 들면, 도 5에 도시된 태양 전지도 도 1에 도시된 태양 전지와 같이, 후면 전계부(172) 및 전면 보호부(191) 중 적어도 하나는 비정질 실리콘층을 포함할 수 있으며, 이와 같은 비정질 실리콘층은 내부의 Si-Si 결합의 개수가 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3 사이에서 형성될 수 있는 것이다.5, the remaining portion of the solar cell except for the thickness of the rear
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일례의 태양 전지는 에미터부(121)의 폭(W1)이 상기 후면 전계부(172)의 폭(W2)보다 크게 형성될 수 있다.5, in another solar cell of the present invention, the width W1 of the
이에 따라 에미터부(121) 상에 형성된 제 1 전극(141)의 폭(W1)도 후면 전계부(172) 상에 형성된 제 2 전극(142)의 폭(W2)보다 크게 형성될 수 있다.The width W1 of the
이는 도 1 및 2에서 설명한 바와 같이, 기판(110)이 n형 도전성 타입의 실리콘으로 이루어진 반도체 기판(110)인 경우, 정공은 에미터부(121)쪽으로 이동하며, 전자는 후면 전계부(172)쪽으로 이동하게 된다. 이때, 에미터부(121)의 폭(W1)을 후면 전계부(172)의 폭보다 크게함으로써 제 1 전극(141)으로 수집되는 마이너리티 케리어인 정공의 이동 거리를 단축시킬 수 있어 태양 전지의 광전 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 것이다.1 and 2, when the
일례로 상기 에미터부(121)의 폭(W1) 대비 상기 후면 전계부(172)의 폭(W2)에 대한 비(W1/W2)는 1.5 내지 2.5 사이가 되도록 할 수 있다.For example, the ratio W1 / W2 of the width W1 of the
여기서, 비율이 1 : 1.5 이상이 되도록 하는 것은 전자와 정공의 이동 속도를 고려하여, 정공의 이동 거리가 최소가 되도록 하기 위함이며, 비율은 1 : 2.5 이하가 되도록 하는 것은 기판(110)의 면적은 한정되어 있어 에미터부(121)의 폭(W1)이 과도하게 커지면, 상대적으로 후면 전계부(172)의 폭(W2)이 과도하게 작아질 수 있으므로 효율에 영향이 없는 범위 내에서 최소한의 후면 전계부(172)의 폭(W2)을 확보하기 위함이다. 이에 따라 태양 전지의 광전 효율을 최적화 시킬 수 있는 것이다.Here, in order to make the ratio 1: 1.5 or more, the moving distance of the holes is minimized in consideration of the moving speed of electrons and holes, and the ratio is set to 1: 2.5 or less, When the width W1 of the
또한, 본 발명의 다른 일례의 태양 전지는 상기 후면 보호부(192) 중 상기 기판(110)의 후면과 상기 에미터부(121) 사이에 위치한 상기 후면 보호부(192) 일부의 두께나 상기 기판(110)의 후면과 상기 후면 전계부(172) 사이에 위치한 상기 후면 보호부 (192) 일부의 두께(t2)가 후면 보호부(192) 나머지 부분의 두께(t1)보다 얇게 형성될 수 있다.In addition, the solar cell according to another exemplary embodiment of the present invention may have a structure in which the thickness of a part of the rear
이와 같이 후면 보호부(192)를 형성함으로써 후면 보호부(192) 중 상기 기판(110)의 후면과 상기 에미터부(121) 사이의 부분에서 전하가 후면 전계부(172) 또는 에미터부(121)로 보다 용이하게 통과할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 후면 보호부(192) 중 나머지 부분에서는 패시베이션 효과를 보다 강화할 수 있는 것이다.Since the rear
이와 같이 본 발명에 따른 태양 전지는 기판(110)의 후면에 제 1 전극(141)과 제 2 전극(142)이 연결되는 후면 접촉 태양 전지 제조함에 있어, 전면 보호부(191), 후면 보호부(192), 에미터부(121) 및 후면 전계부(172) 중 적어도 어느 하나가 비정질 실리콘층으로 형성되도록 함으로써 제조 비용을 절감할 수 있으며, 아울러 비정질 실리콘층의 실리콘 간 결합(Si-Si 결합)개수를 적절하게 형성하고, 후면 보호부(192)의 일부 두께와 에미터부(121)의 폭을 최적화 시킴으로써 태양 전지의 효율을 향상시키는 효과가 있다.
In the solar cell according to the present invention, the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
Claims (10)
상기 기판의 후면과 전기적으로 연결되어 있고 상기 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 갖는 적어도 하나의 에미터부;
상기 적어도 하나의 에미터부와 전기적으로 연결되어 있는 제 1 전극; 및
상기 기판의후면과 전기적으로 연결된 제 2 전극;을 포함하며,
상기 에미터부는 내부의 Si-Si 결합의 개수가 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3인 비정질 실리콘(Amorphous Silicon, A-Si)층을 포함하고,
상기 비정질 실리콘층 내부의 Si-H 결합 개수는 불포화 결합(Dangling Bond) 개수보다 높은 것을 특징으로 하는 태양전지.A substrate of a first conductivity type including an incident surface through which light is incident and a back surface through which light is opposite the incident surface;
At least one emitter portion electrically connected to a backside of the substrate and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type;
A first electrode electrically connected to the at least one emitter section; And
And a second electrode electrically connected to the rear surface of the substrate,
The emitter portion includes an amorphous silicon (A-Si) layer having an inner Si-Si bond number of 7.48 10 22 / cm 3 to 9.2 10 22 / cm 3 ,
Wherein the number of Si-H bonds in the amorphous silicon layer is higher than the number of dangling bonds.
상기 태양전지는
상기 기판의 후면과 상기 제 2 전극 사이에 배치되며, 상기 제 1 도전성 타입을 갖는 후면 전계부;를 더 포함하며,
상기 후면 전계부는 내부의 Si-Si 결합의 개수가 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3인 비정질 실리콘(Amorphous Silicon, A-Si)층을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.The method according to claim 1,
The solar cell
And a backside electrical portion disposed between the backside of the substrate and the second electrode, the backside electrical portion having the first conductive type,
Wherein the back electric field portion includes an amorphous silicon (A-Si) layer having an inner Si-Si bond number of 7.48 x 10 22 / cm 3 to 9.2 x 10 22 / cm 3 .
상기 태양전지는
상기 기판의 후면과 상기 에미터부 및 상기 기판의 후면과 상기 후면 전계부 사이에 배치되는 후면 보호부;를 더 포함하며,
상기 후면 보호부는 내부의 Si-Si 결합의 개수가 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3인 비정질 실리콘(Amorphous Silicon, A-Si)층을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.3. The method of claim 2,
The solar cell
And a rear protective part disposed between the rear surface of the substrate and the emitter part and between the rear surface of the substrate and the rear electric part,
Wherein the rear surface protection portion comprises an amorphous silicon (A-Si) layer having a number of Si-Si bonds therein of 7.48 10 22 / cm 3 to 9.2 10 22 / cm 3 .
상기 태양전지는
상기 기판의 입사면에 배치되는 전면 보호부;를 더 포함하며,
상기 전면 보호부는 내부의 Si-Si 결합의 개수가 7.48×1022/cm3 ~ 9.2×1022/cm3인 비정질 실리콘(Amorphous Silicon, A-Si)층을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.The method according to claim 1,
The solar cell
And a front protective portion disposed on an incident surface of the substrate,
Wherein the front protective portion comprises an amorphous silicon (A-Si) layer having a number of Si-Si bonds therein of 7.48 10 22 / cm 3 to 9.2 10 22 / cm 3 .
상기 비정질 실리콘층 내부의 Si-H 결합 개수는 상기 Si-Si 결합 개수보다 낮은 것을 특징으로 하는 태양전지.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And the number of Si-H bonds in the amorphous silicon layer is lower than the number of Si-Si bonds.
상기 비정질 실리콘층은 챔버 내부에서 수소 가수(H2) 대 실란 가스(SiH4)의 비율(H2/SiH4)이 3 내지 60 사이인 상태에서 증착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the amorphous silicon layer is formed by depositing in a state where hydrogen hydrogen (H2) to silane gas (SiH4) ratio (H2 / SiH4) is 3 to 60 in the chamber.
상기 에미터부의 폭은 상기 후면 전계부의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 태양전지.3. The method of claim 2,
And the width of the emitter portion is larger than the width of the rear surface electric field portion.
상기 에미터부의 폭 대비 상기 후면 전계부의 폭에 대한 비는 1.5 내지 2.5 사이인 것을 특징으로 하는 태양전지.9. The method of claim 8,
Wherein a ratio of the width of the emitter portion to a width of the rear surface electric portion is between 1.5 and 2.5.
상기 후면 보호부는 상기 기판의 후면과 상기 에미터부 사이에 위치한 부분의 두께 또는 상기 기판의 후면과 상기 후면 전계부 사이에 위치한 부분의 두께가 후면 보호부의 나머지 부분의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 3,
Wherein a thickness of a portion of the rear surface protecting portion located between the rear surface of the substrate and the emitter portion or a thickness of a portion of the rear surface protecting portion located between the rear surface of the substrate and the rear surface protecting portion is thinner than a thickness of the remaining portion of the rear surface protecting portion. .
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