KR101760011B1 - Solar cell and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양 전지의 제조 방법에 관한 것으로, 이온 주입법으로, 제1 도전성 타입을 갖는 기판의 제1 면에만 상기 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 에미터부를 형성하는 단계, 상기 기판의 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 상기 기판의 제2 면 위에 위치하는 보호막을 형성하는 단계, 상기 에미터부와 연결된 제1 전극과 상기 보호막을 통해 상기 기판과 선택적으로 연결되는 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 원하는 기판의 제1 면에만 에미터부를 형성하므로, 원치 않은 면에 형성된 에미터부의 제거 공정이 불필요하다. 이로 인해, 태양 전지의 제조 비용과 제조 시간이 줄어든다. The present invention relates to a method of manufacturing a solar cell, comprising: forming an emitter portion of a second conductivity type opposite to the first conductivity type on a first surface of a substrate of a first conductivity type by ion implantation; Forming a protective layer on the second surface of the substrate opposite to the first surface of the substrate; forming a first electrode connected to the emitter and a second electrode selectively connected to the substrate through the protective layer; . Since the emitter portion is formed only on the first surface of the desired substrate, the step of removing the emitter portion formed on the undesired surface is unnecessary. As a result, the manufacturing cost and manufacturing time of the solar cell are reduced.

Description

태양 전지 및 그 제조 방법{SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

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 반도체에서 복수의 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍은 p-n 접합에 의해 각각 해당 방향 즉, 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 move in the corresponding directions, that is, electrons, toward the n- Move to the negative side. 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 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양 전지의 제조 시간을 줄이기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to reduce the manufacturing time of a solar cell.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 태양 전지의 제조 비용을 감소시키기 위한 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to reduce manufacturing cost of a solar cell.

본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지의 제조 방법은 이온 주입법으로, 제1 도전성 타입을 갖는 기판의 제1 면에만 상기 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 에미터부를 형성하는 단계, 상기 기판의 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 상기 기판의 제2 면 위에 위치하는 보호막을 형성하는 단계, 상기 에미터부와 연결된 제1 전극과 상기 보호막을 통해 상기 기판과 선택적으로 연결되는 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a solar cell, comprising: forming an emitter portion of a second conductivity type opposite to the first conductivity type on a first surface of a substrate having a first conductivity type, Forming a protective film on a second surface of the substrate opposite to the first surface of the substrate; forming a first electrode connected to the emitter and a second electrode selectively connected to the substrate through the protective film; .

상기 특징에 따른 태양 전지의 제조 방법은 상기 에미터부를 형성할 때, 상기 기판의 상기 제1 면과 상기 제2 면에 각각 제1 및 제2 열적 산화막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 보호막은 상기 기판의 상기 제2 면 위에 위치하는 상기 제2 열적 산화막 위에 형성되며, 상기 제1 전극은 상기 기판의 상기 제1 면 위에 위치하는 상기 제1 열적 산화막을 통해 상기 에미터부와 연결되고, 상기 제2 전극은 상기 보호막과 상기 제2 열적 산화막을 통해 상기 기판과 연결될 수 있다. The method may further include forming first and second thermal oxide films on the first and second surfaces of the substrate when the emitter is formed, Wherein the protective film is formed on the second thermal oxide film located on the second surface of the substrate and the first electrode is connected to the emitter portion via the first thermal oxide film located on the first surface of the substrate And the second electrode may be connected to the substrate through the protective film and the second thermal oxide film.

상기 제1 및 제2 열적 산화막 형성 단계는 700℃ 내지 900℃의 온도에서 행해질 수 있다.The first and second thermal oxide film forming steps may be performed at a temperature of 700 ° C to 900 ° C.

상기 특징에 따른 태양 전지의 제조 방법은 상기 기판의 상기 제1 면 위에 위치하는 상기 제1 열적 산화막 위에 반사 방지부를 더 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제1 전극은 상기 반사 방지부와 상기 제1 열적 산화막을 통해 상기 기판과 연결될 수 있다. The method may further include forming an anti-reflection portion on the first thermal oxide film located on the first surface of the substrate, wherein the first electrode includes the anti-reflection portion, And may be connected to the substrate through a first thermal oxide film.

상기 반사 방지부 형성 단계는 실리콘 질화물로 상기 반사 방지부를 형성할 수 있다. The anti-reflection part may be formed of silicon nitride to form the anti-reflection part.

상기 제1 및 제2 열적 산화막은 각각 15㎚ 내지 30㎚의 두께를 가질 수 있다. The first and second thermal oxide films may each have a thickness of 15 nm to 30 nm.

상기 보호막 형성 단계는 실리콘 질화물로 상기 보호막을 형성할 수 있다. The protective film forming step may form the protective film with silicon nitride.

상기 특징에 따른 태양 전지의 제조 방법은 상기 에미터부 위에 반사 방지부를 더 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제1 전극은 반사 방지부를 통해 상기 에미터부와 연결될 수 있다. The method of manufacturing a solar cell according to the above feature may further include forming an anti-reflection portion on the emitter portion, and the first electrode may be connected to the emitter portion through an anti-reflection portion.

상기 반사 방지부는 실리콘 질화막으로 이루어질 수 있다. The anti-reflection portion may be formed of a silicon nitride film.

상기 보호막 형성 단계는 실리콘 산화물로 제1 보호막을 형성하는 단계, 그리고 실리콘 질화물로 제2 보호막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. The protective layer forming step may include forming a first protective layer with silicon oxide, and forming a second protective layer with silicon nitride.

상기 보호막 형성 단계는 알루미늄 산화물로 제1 보호막을 형성하는 단계, 그리고 실리콘 질화물로 제2 보호막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. The protective film forming step may include forming a first protective film with aluminum oxide, and forming a second protective film with silicon nitride.

상기 제1 도전성 타입을 p형이고, 상기 제2 도전성 타입은 n형일 수 있다. The first conductivity type may be p-type, and the second conductivity type may be n-type.

상기 특징에 따른 태양 전지의 제조 방법은 상기 에미터부를 형성하기 전에, 상기 기판의 제1 및 제2 면에 텍스처링 표면을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 에미터부와 상기 보호막은 상기 텍스처링 표면인 상기 제1 및 제2 면에 각각 형성될 수 있다. The method may further include forming a texturing surface on the first and second surfaces of the substrate prior to forming the emitter portion, And may be formed on the first and second surfaces, respectively.

상기 에미터부 형성 단계는, 상기 이온 주입법으로 제2 도전성 타입의 불순물을 상기 기판의 상기 제1 면에만 주입하여 상기 제1 면에 불순물층을 형성하는 단계, 그리고 산소 분위기에서 상기 불순물층을 구비한 상기 기판을 열처리하여, 상기 불순물층을 상기 에미터부로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.The emitter forming step may include implanting an impurity of the second conductivity type into the first surface of the substrate by the ion implantation method to form an impurity layer on the first surface, And heat treating the substrate to convert the impurity layer into the emitter portion.

본 발명의 다른 특징에 따른 태양 전지는 제1 도전성 타입을 갖고, 서로 반대편에 위치하며 복수의 요철을 구비한 텍스처링 표면을 갖는 제1 및 제2 면을 구비한 기판, 이온 주입법으로 형성되어 상기 기판의 제1 면에만 위치하고, 상기 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 갖는 에미터부, 상기 에미터부와 전기적으로 연결되어 있는 제1 전극, 상기 기판의 상기 제2 면 위에 위치하는 보호막, 상기 에미터부와 연결된 제1 전극, 그리고 상기 보호막을 통해 상기 기판과 선택적으로 연결된 제2 전극을 포함한다.A solar cell according to another aspect of the present invention includes a substrate having a first conductive type and having first and second surfaces located opposite to each other and having a textured surface having a plurality of projections and depressions, A first electrode located only on a first surface of the substrate and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type, a first electrode electrically connected to the emitter portion, a protective layer disposed on the second surface of the substrate, A first electrode connected to the emitter portion, and a second electrode selectively connected to the substrate through the protection film.

상기 에미터부는 60Ω/sq. 내지 120Ω/sq.의 면저항값을 가질 수 있다. The emitter portion has a resistance of 60? / Sq. Lt; / RTI > to 120 ohms / sq.

상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 에미터부 위에 위치하는 제1 열적 산화막과 상기 기판의 상기 제2 면위에 위치하는 제2 열적 산화막을 더 포함할 수 있고, 상기 보호막은 상기 제2 열적 산화막 위에 위치하며, 상기 제1 전극은 상기 제1 열적 산화막을 통해 상기 에미터부와 연결되고, 상기 제2 전극은 상기 보호막과 상기 제2 열적 산화막을 통해 상기 기판과 연결될 수 있다.The solar cell may further include a first thermal oxide film located on the emitter and a second thermal oxide film located on the second surface of the substrate, wherein the protective film is located on the second thermal oxide film The first electrode may be connected to the emitter via the first thermal oxide film, and the second electrode may be connected to the substrate through the protective film and the second thermal oxide film.

상기 제1 및 제2 열적 산화막은 각각 15㎚ 내지 30㎚의 두께를 가질 수 있다.The first and second thermal oxide films may each have a thickness of 15 nm to 30 nm.

상기 보호막은 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다. The protective film may be made of silicon nitride.

상기 보호막은 40㎚ 내지 80㎚의 두께를 가질 수 있다.The protective film may have a thickness of 40 nm to 80 nm.

상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 제1 열적 산화막 위에 위치하는 반사 방지부를 더 포함할 수 있다. The solar cell according to the above feature may further include an antireflection unit positioned on the first thermal oxide film.

상기 반사 방지부는 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다.The anti-reflection portion may be made of silicon nitride.

상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 에미터부 위에 위치하는 반사 방지부를 더 포함할 수 있고, 상기 제1 전극은 상기 반사 방지부를 통과하여 상기 에미터부와 접촉할 수 있다.The solar cell according to the above feature may further include an antireflective portion positioned on the emitter portion, and the first electrode may contact the emitter portion through the antireflective portion.

상기 반사 방지부는 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다.The anti-reflection portion may be made of silicon nitride.

상기 보호막은 상기 기판의 제2 면 위에 위치하고 실리콘 산화물로 이루어진 제1 보호막과 상기 제1 보호막 위에 위치하고 실리콘 질화물로 이루어진 제2 보호막을 포함할 수 있다.The protective layer may include a first protective layer made of silicon oxide and a second protective layer disposed on the second surface of the substrate, the second protective layer being formed on the first protective layer and made of silicon nitride.

상기 제1 보호막은 200㎚ 내지 300㎚의 두께를 갖고, 상기 제2 보호막은 40㎚ 내지 80㎚의 두께를 가질 수 있다.The first protective film may have a thickness of 200 nm to 300 nm, and the second protective film may have a thickness of 40 nm to 80 nm.

상기 제1 도전성 타입을 p형이고 상기 제2 도전성 타입은 n형일 수 있다.The first conductivity type may be p-type and the second conductivity type may be n-type.

상기 보호막은 상기 기판의 제2 면 위에 위치하고 알루미늄 산화물로 이루어진 제1 보호막과 상기 제1 보호막 위에 위치하고 실리콘 질화물로 이루어진 제2 보호막을 포함할 수 있다.The protective layer may include a first protective layer made of aluminum oxide and a second protective layer disposed on the second surface of the substrate, the second protective layer being formed on the first protective layer and made of silicon nitride.

상기 제1 보호막은 30㎚ 내지 70㎚의 두께를 갖고, 상기 제2 보호막은 40㎚ 내지 80㎚의 두께를 가질 수 있다.The first protective film may have a thickness of 30 nm to 70 nm, and the second protective film may have a thickness of 40 nm to 80 nm.

상기 제1 도전성 타입을 p형이고 상기 제2 도전성 타입은 n형일 수 있다. The first conductivity type may be p-type and the second conductivity type may be n-type.

상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 제2 전극에 접하는 상기 기판에 위치한 전계부를 더 포함할 수 있다. The solar cell according to the above feature may further include an electric field portion disposed on the substrate in contact with the second electrode.

상기 제1 면과 상기 제2 면의 거칠기는 서로 동일한 것이 좋다.The roughness of the first surface and the second surface may be the same.

상기 복수의 요철 각각은 5㎛ 내지 15㎛의 최대 지름과 높이를 가질 수 있다.Each of the plurality of irregularities may have a maximum diameter and a height of 5 mu m to 15 mu m.

상기 복수의 요철 각각은 0.5 내지 2의 종횡비를 가질 수 있다.Each of the plurality of irregularities may have an aspect ratio of 0.5 to 2.

이러한 특징에 따라, 원하는 기판의 면에만 에미터부를 형성하므로, 원치 않은 면에 형성된 에미터부의 제거 공정이 불필요하다. 이로 인해, 태양 전지의 제조 비용과 제조 시간이 줄어든다. According to this feature, since the emitter portion is formed only on the surface of the desired substrate, the step of removing the emitter portion formed on the undesired surface is unnecessary. As a result, the manufacturing cost and manufacturing time of the solar cell are reduced.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전지의 일부 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3j는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법의 한 예를 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시한 태양 전지를 V-V선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법의 한 예를 순차적으로 나타낸 도면이다.
1 is a partial perspective view of a battery 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 3J are views sequentially showing an example of a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a partial perspective view of a solar cell according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of the solar cell shown in FIG. 4 cut along the line VV.
6A to 6G are views sequentially showing an example of a method of manufacturing 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.

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 전지에 대하여 설명한다.Hereinafter, a solar cell 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 전지의 한 예에 대하여 상세하게 설명한다.First, an example of 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 1을 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지(11)의 한 예는 기판(110), 빛이 입사되는 기판(110)의 면인 입사면[이하, '전면'라 함]에 위치한 에미터부(emitter portion)(121), 에미터부(121) 위에 위치하는 반사 방지부(130), 기판(110)의 전면의 반대쪽 면인 기판(110)의 면[이하, '후면'라 함] 위에 위치하는 보호부(190), 에미터부(121)와 연결되어 있는 전면 전극부(140), 보호부(190) 위에 위치하고 기판(110)과 연결되어 있는 후면 전극부(150), 그리고 기판(110)의 후면에 선택적으로 위치하는 복수의 후면 전계부(back surface field portion)(172)를 구비한다. 1, an example of a solar cell 11 according to an embodiment of the present invention includes a substrate 110, an incident surface (hereinafter referred to as a front surface) that is a surface of a substrate 110 on which light is incident, An antireflective portion 130 positioned on the emitter portion 121 and a surface of the substrate 110 opposite to the front surface of the substrate 110 A front electrode part 140 connected to the emitter part 121, a rear electrode part 150 positioned on the protective part 190 and connected to the substrate 110, And a plurality of back surface field portions 172 selectively located on the back surface of the substrate 110.

기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 p형 도전성 타입의 실리콘(silicon)가 같은 반도체로 이루어진 반도체 기판이다. 이때, 반도체는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘과 같은 결정질 반도체이다. The substrate 110 is a semiconductor substrate made of a semiconductor of the first conductivity type, for example, silicon of p-type conductivity type. At this time, the semiconductor is a crystalline semiconductor such as monocrystalline silicon or polycrystalline silicon.

기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑된다. 하지만, 이와는 달리, 기판(110)은 n형의 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 불순물이 기판(110)에 도핑된다.Impurities of a trivalent element such as boron (B), gallium (Ga), indium (In) and the like are doped in the substrate 110 when the substrate 110 has a p-type conductivity type. Alternatively, however, the substrate 110 may be of the n-type conductivity type and may be made of a semiconductor material other than silicon. When the substrate 110 has an n-type conductivity type, impurities of pentavalent elements such as phosphorus (P), arsenic (As), and antimony (Sb) are doped in the substrate 110.

도 1 및 도 2에서, 기판(110)의 전면과 후면에 별도의 텍스처링 처리 공정이 행해져, 기판(110)의 전면 및 후면은 복수의 요철을 구비한 요철면인 텍스처링 표면(textured surface)을 가진다. 이 경우, 기판(110)의 전면 및 후면 위에 위치한 에미터부(121) 및 반사 방지부(130) 그리고 보호부(190) 및 후면 전극부(150) 역시 요철면을 갖는다.1 and 2, a separate texturing treatment process is performed on the front and rear surfaces of the substrate 110, and the front and rear surfaces of the substrate 110 have a textured surface, which is an uneven surface having a plurality of irregularities . In this case, the emitter 121 and the reflection preventing part 130, and the protecting part 190 and the rear electrode part 150 located on the front and rear surfaces of the substrate 110 also have uneven surfaces.

이와 같이, 기판(110)의 전면이 텍스처링되어 있으므로, 기판(110)의 입사 면적이 증가하고 요철에 의한 복수 번의 반사 동작으로 빛 반사도가 감소하여, 기판(110)으로 입사되는 빛의 양이 증가하므로 태양 전지(11)의 효율이 향상된다. 추가로, 기판(110)의 후면이 텍스처링되어 있으므로, 기판(110)을 통과한 빛은 텍스처링된 기판(110)의 후면에 의해 기판(110) 쪽으로 다시 반사시키는 양이 증가하게 되어 기판(110)의 후면에서 기판(110) 내로 재입사되는 빛의 양이 증가하게 된다. 편의상, 도 1 및 도 2에서 텍스처링 표면의 요철은 모두 동일한 최대 지름(a)과 높이(b)를 갖고 있지만, 실제로 텍스처링 표면의 각 요철의 최대 지름(a)의 크기와 높이(b)의 크기는 랜덤(random)하게 정해지므로, 서로 다른 최대 지름(a)과 높이(b)를 갖는 복수의 요철이 형성된다.Since the entire surface of the substrate 110 is textured, the incident area of the substrate 110 increases and the light reflectivity decreases due to a plurality of reflection operations due to the irregularities, so that the amount of light incident on the substrate 110 increases The efficiency of the solar cell 11 is improved. In addition, since the rear surface of the substrate 110 is textured, light passing through the substrate 110 is reflected back toward the substrate 110 by the rear surface of the textured substrate 110, The amount of light re-incident into the substrate 110 increases. For convenience, the concavities and convexities of the texturing surface in FIGS. 1 and 2 all have the same maximum diameter (a) and height (b), but actually the size of the maximum diameter (a) Are randomly determined, so that a plurality of irregularities having different maximum diameters (a) and (b) are formed.

본 예에서, 기판(110)의 전면과 후면에 형성된 각 요철의 최대 지름(a)과 폭(b)은 각각 5㎛ 내지 15㎛일 수 있고, 각 요철의 종횡부(b/a)는 0.2 내지 2일 수 있다.In this example, the maximum diameter (a) and the width (b) of each unevenness formed on the front surface and the rear surface of the substrate 110 may be 5 占 퐉 to 15 占 퐉, and the vertical and horizontal portions b / 2 < / RTI >

이때, 기판(110)의 전면과 후면에 각각 형성된 텍스터링 표면은 하나의 공정에 의해 형성되므로, 기판(110)의 전면과 후면에서 단위 면적 당 텍스처링 표면의 거칠기는 서로 동일하다.At this time, since the texturing surfaces formed on the front and rear surfaces of the substrate 110 are formed by one process, the roughness of the textured surface per unit area is the same on the front surface and the rear surface of the substrate 110.

기판(110)에 위치한 에미터부(121)는 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, n형의 도전성 타입을 구비하고 있는 불순물부이다. 따라서 기판(110)의 제1 도전성 타입 부분과 p-n 접합을 이룬다. The emitter portion 121 located on the substrate 110 is an impurity portion having a second conductivity type opposite to the conductivity type of the substrate 110, for example, an n-type conductivity type. Thus forming a p-n junction with the first conductive type portion of the substrate 110.

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 substrate 110 are separated into electrons and holes, electrons move toward the n-type, Moves toward the p-type. Accordingly, when the substrate 110 is p-type and the emitter section 121 is n-type, the separated holes move toward the substrate 110, and the separated electrons move toward the emitter section 121.

에미터부(121)는 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 p형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 기판(110)쪽으로 이동하고 분리된 정공은 에미터부(121)쪽으로 이동한다.Since the emitter section 121 forms a pn junction with the substrate 110, the emitter section 121 has a p-type conductivity type when the substrate 110 has an n-type conductivity type, unlike the present embodiment . In this case, the separated electrons move toward the substrate 110, and the separated holes move toward the emitter 121.

에미터부(121)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 5가 원소의 불순물을 이온 주입법(ion implantation)으로 기판(110)에 주입하여 형성되며, 반대로 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 3가 원소의 불순물을 이온 주입법으로 기판(110)에 주입하여 형성된다. 이처럼, 에미터부(121)는 이온 주입법으로 형성되므로, 기판(110)의 한쪽 면, 예, 기판(110)의 전면에만 형성된다.이온 주입법은 이온 생성량과 기판(110)으로 이동하는 이온 속도 등에 따라 기판(110) 내에 주입되는 불순물의 도핑량(이온 주입량)과 도핑 깊이(이온 주입 깊이)가 변하고, 이온 생성량과 이온 속도는 이온 주입 공정 시 인가되는 전력 등을 이용하여 용이하게 제어된다. 따라서, 열 확산법을 이용하여 기판(110) 내에 불순물을 도핑하는 경우보다 이온 주입법으로 에미터부(121)를 형성할 경우 기판(110)에 주입되는 불순물의 양과 불순물의 도핑 깊이의 제어가 용이하다.When the emitter section 121 has an n-type conductivity type, the emitter section 121 is formed by implanting an impurity of a pentavalent element into the substrate 110 by ion implantation. Conversely, the emitter section 121 is formed of a p- The impurity of the trivalent element is implanted into the substrate 110 by an ion implantation method. The emitter layer 121 is formed only on one surface of the substrate 110, for example, on the front surface of the substrate 110. The ion implantation method may be applied to the ion implantation process, Accordingly, the doping amount (ion implantation amount) and the doping depth (ion implantation depth) of the impurity implanted into the substrate 110 are changed, and the ion generation amount and the ion speed are easily controlled by using the power applied during the ion implantation process. Therefore, it is easier to control the amount of impurities implanted into the substrate 110 and the doping depth of the impurity when the emitter layer 121 is formed by ion implantation than when the impurities are doped into the substrate 110 using the thermal diffusion method.

예를 들어, 이온 주입 에너지는 예를 들어 약 100KeV 내지 3MeV일 수 있고, 그에 따른 불순물 도핑 깊이는 한 예로서 기판(110)의 표면에서부터 약 0.5㎛ 내지 10㎛일 수 있다.   For example, the ion implantation energy may be, for example, about 100 KeV to 3 MeV, and the resulting doping depth may be about 0.5 [mu] m to 10 [mu] m from the surface of the substrate 110 as an example.

또한, 이온의 주입량과 주입 깊이의 제어가 용이하므로, 에미터부(121)는 열 확산법을 이용하여 에미터부를 형성할 때보다 높은 값인 약 60Ω/sq. 내지 약 120Ω/sq.의 면저항값을 갖는다. 이로 인해, 열 확산법에 의한 에미터부보다 본 예의 에미터부(121)의 불순물 도핑 농도가 감소하고 또한 에미터부(121)의 불순물 도핑 두께가 감소하므로, 불순물에 의해 손실되는 전하의 손실량이 크게 감소한다.In addition, since it is easy to control the implantation amount and the implantation depth of the ions, the emitter section 121 has a higher value of about 60? / Sq. To about 120 < RTI ID = 0.0 > OMEGA / sq. ≪ / RTI > As a result, the impurity doping concentration of the emitter section 121 of the present example is reduced and the impurity doping thickness of the emitter section 121 is reduced as compared with the emitter section by the heat diffusion method, so that the loss amount of the electric charges lost by the impurities is greatly reduced .

에미터부(121)이 약 60Ω/sq.이상의 면저항값을 가질 경우, 에미터부(121)를 통해 자체에서 흡수되는 빛의 양을 감소시켜, 기판(110) 내로 입사되는 빛의 감소량이 좀더 줄어들고, 에미터부(121) 내에 존재하는 불순물에 의해 손실되는 전하의 양이 좀더 줄어든다. When the emitter section 121 has a sheet resistance value of about 60? / Sq. Or more, the amount of light absorbed by itself through the emitter section 121 is reduced, the amount of reduction of light incident into the substrate 110 is further reduced, The amount of charge lost by the impurities existing in the emitter portion 121 is further reduced.

에미터부(121)가 약 120Ω/sq.이하의 면저항값을 가질 경우, 기판(110)과 좀더 안정적인 p-n 접합이 이루어져 보다 안정적으로 전자와 전하가 생성되고, 전면 전극부(140)과 에미터부(121)를 관통해 기판(110)과 접촉하는 션트(shunt) 불량이 방지된다. When the emitter layer 121 has a sheet resistance value of about 120? / Sq. Or less, a more stable pn junction is formed with the substrate 110, so that electrons and charges are generated more stably and the front electrode part 140 and the emitter part 121 to prevent defects in the shunt contacting the substrate 110.

텍스처링 표면을 갖는 에미터부(121) 위에 위치한 반사 방지부(130)는 태양 전지(11)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양 전지(11)의 효율을 높인다. The antireflective portion 130 located on the emitter portion 121 having the textured surface reduces the reflectivity of the light incident on the solar cell 11 and increases the selectivity of the specific wavelength region to increase the efficiency of the solar cell 11.

이러한 반사 방지부(130)는 투명하고 수소화된 실리콘 질화물(SiNx)로 이루어질 수 있고, 약 70㎚ 내지 약 80㎚의 두께를 가지며, 약 2.0 내지 2.1의 굴절률을 가질 수 있다.The antireflective portion 130 may be made of transparent and hydrogenated silicon nitride (SiNx), has a thickness of about 70 nm to about 80 nm, and may have a refractive index of about 2.0 to 2.1.

반사 방지부(130)의 굴절률이 2.0 이상일 경우, 빛의 반사도가 감소되면서 반사 방지부(130) 자체에서 흡수되는 빛의 양이 좀더 감소되고, 반사 방지부(130)의 굴절률이 2.1 이하일 경우, 반사 방지부(130)의 반사도가 좀더 감소한다.When the refractive index of the antireflection unit 130 is 2.0 or more, the amount of light absorbed by the antireflection unit 130 itself is further reduced while the reflectivity of light is reduced. When the refractive index of the antireflection unit 130 is 2.1 or less, The reflectivity of the antireflection portion 130 is further reduced.

또한, 본 예에서, 반사 방지부(130)의 굴절률(2.0 내지 2.1)은 공기의 굴절률(약 1)과 기판(110)의 굴절률(약 3.5) 사이의 값을 갖고 있다. 따라서, 공기에서부터 기판(110) 쪽으로의 굴절률 변화가 순차적으로 증가하므로, 이러한 굴절률 변화에 의해 빛의 반사도는 더욱 감소하여 기판(110)으로 입사하는 빛의 양은 더 증가한다. In this example, the refractive index (2.0 to 2.1) of the antireflection portion 130 has a value between the refractive index (about 1) of air and the refractive index (about 3.5) of the substrate 110. Accordingly, since the change in the refractive index from the air toward the substrate 110 sequentially increases, the reflectivity of light is further reduced by the change in the refractive index, and the amount of light incident on the substrate 110 is further increased.

또한, 반사 방지부(130)의 두께가 약 70㎚ 이상일 경우, 좀더 효율적인 빛의 반사 방지 효과가 얻어진다. 반사 방지부(130)의 두께가 약 80㎚ 이하일 경우, 반사 방지부(130) 자체에서 흡수되는 빛의 양을 감소시켜 기판(110)으로 입사되는 빛의 양이 증가되며, 태양 전지(11)의 제조 공정 시 전면 전극부(140)가 좀더 용이하고 원활하게 반사 방지부(130)를 관통하여, 전면 전극부(140)와 에미터부(121)가 좀더 안정적이고 원활하게 연결되도록 한다.Further, when the thickness of the antireflecting portion 130 is about 70 nm or more, a more effective effect of preventing reflection of light is obtained. When the thickness of the antireflective portion 130 is about 80 nm or less, the amount of light absorbed by the antireflective portion 130 itself is reduced to increase the amount of light incident on the substrate 110, The front electrode part 140 passes through the reflection preventing part 130 more easily and smoothly so that the front electrode part 140 and the emitter part 121 are more stably and smoothly connected.

반사 방지부(130)를 형성할 때 인가되는 수소(H)에 의해 반사 방지부(130)는 수소(H)를 함유하게 된다. 이로 인해, 반사 방지부(130)는 또한 함유된 수소(H)에 의해 기판(110)의 표면 및 그 근처에 존재하는 댕글링 결합(dangling bond)과 같은 결함(defect)이 안정한 결합으로 바뀌게 되고, 이로 인해 결함에 의해 기판(110)의 표면 쪽으로 이동한 전하가 소멸되는 것을 감소시키는 페시베이션 기능(passivation function)이 실행된다. 따라서, 반사 방지부(130)에 의해 결함에 의한 손실되는 전하의 양이 줄어든다.The antireflection portion 130 contains hydrogen (H) by the hydrogen (H) applied when the antireflection portion 130 is formed. Therefore, the antireflective portion 130 is also changed into a stable bond due to the contained hydrogen (H), such as a dangling bond existing on the surface of the substrate 110 and its vicinity And a passivation function is executed to reduce the disappearance of the charges that have moved toward the surface of the substrate 110 due to the defect. Therefore, the amount of charge lost due to defects is reduced by the antireflection portion 130.

도 1 및 도 2에서, 반사 방지부(130)는 단일막 구조를 갖지만 이중막과 같은 다층막 구조를 가질 수 있고, 필요에 따라 생략될 수 있다.1 and 2, the antireflection portion 130 has a single-layer structure, but may have a multilayer structure such as a double-layer structure and may be omitted as necessary.

전면 전극부(140)는 복수의 전면 전극(141)과 복수의 전면 전극(141)과 연결되어 있는 복수의 전면 버스바(142)를 구비한다.The front electrode unit 140 includes a plurality of front electrodes 141 and a plurality of front bus bars 142 connected to the plurality of front electrodes 141.

복수의 전면 전극(141)은 에미터부(121)와 연결되어 있고, 서로 이격되어 정해진 방향으로 나란히 뻗어있다. 복수의 전면 전극(141)은 에미터부(121) 쪽으로 이동한 전하, 예를 들면, 전자를 수집한다.The plurality of front electrodes 141 are connected to the emitter section 121, and are spaced apart from each other and extend in a predetermined direction. The plurality of front electrodes 141 collects charges, for example, electrons, which have migrated toward the emitter section 121.

복수의 전면 버스바(142)는 에미터부(121)와 연결되어 있고, 복수의 전면 전극(141)과 교차하는 방향으로 나란하게 뻗어 있다.A plurality of front bus bars 142 are connected to the emitter section 121 and extend in a direction crossing the plurality of front electrodes 141.

이때, 복수의 전면 버스바(142)는 복수의 전면 전극(141)과 동일 층에 위치하여 각 전면 전극(141)과 교차하는 지점에서 해당 전면 전극(141)과 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다. The plurality of front bus bars 142 are located on the same layer as the plurality of front electrodes 141 and are electrically and physically connected to the front electrodes 141 at the intersections of the front electrodes 141.

따라서, 도 1에 도시한 것처럼, 복수의 전면 전극(141)은 가로 또는 세로 방향으로 뻗어 있는 스트라이프(stripe) 형상을 갖고, 복수의 전면 버스바(142)는 세로 또는 가로 방향으로 뻗어 있는 스트라이프 형상을 갖고 있어, 전면 전극부(140)는 기판(110)의 전면에 격자 형태로 위치한다.1, the plurality of front electrodes 141 has a stripe shape extending in the horizontal or vertical direction, and the plurality of front bus bars 142 have stripe shapes extending in the vertical or horizontal direction And the front electrode unit 140 is disposed on the front surface of the substrate 110 in a lattice form.

각 전면 버스바(142)는 에미터부(121)로부터 이동하는 전하(예, 전자)뿐만 아니라 교차하는 복수의 전면 전극(141)에 의해 수집된 전하를 모아서 원하는 방향으로 이동시켜야 되므로, 각 전면 버스바(142)의 폭은 각 전면 전극(141)의 폭보다 크다.Each front bus bar 142 must collect the charges collected by the plurality of intersecting front electrodes 141 as well as the charge (e.g., electrons) moving from the emitter section 121 and move them in a desired direction, The width of the bar 142 is larger than the width of each front electrode 141.

복수의 전면 버스바(142)는 외부 장치와 연결되어, 수집된 전하를 외부 장치로 출력한다. A plurality of front bus bars 142 are connected to an external device, and output the collected electric charges to an external device.

복수의 전면 전극(141)과 복수의 전면 버스바(142)를 구비한 전면 전극부(140)는 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전 물질로 이루어져 있다. 하지만, 대안적인 예에서, 도전 물질은 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전 물질로 이루어질 수 있다.The front electrode part 140 having the plurality of front electrodes 141 and the plurality of front bus bars 142 is made of at least one conductive material such as silver (Ag). However, in an alternative example, the conductive material may be selected from the group consisting of Ni, Cu, Al, Sn, Zn, In, Ti, Au, Or a combination thereof, but may be made of a conductive material other than the conductive material.

도 1에서, 기판(110)에 위치하는 전면 전극(141)과 전면 버스바(142)의 개수는 한 예에 불과하고, 경우에 따라 변경 가능하다.In FIG. 1, the number of the front electrode 141 and the front bus bar 142 located on the substrate 110 is only an example, and may be changed depending on the case.

텍스처링 표면인 기판(110)의 후면 위에 위치한 보호부(190)는 기판(110)의 후면 위에 위치한 제1 보호막(191)과 제1 보호막(191) 위에 위치한 제2 보호막(192)을 구비한다.The protective portion 190 located on the rear surface of the substrate 110 as the textured surface includes the first protective layer 191 located on the rear surface of the substrate 110 and the second protective layer 192 located on the first protective layer 191.

제1 보호막(191)은 실리콘 산화물(SiOx)이나 알루미늄 산화물(AlxOy)로 이루어질 수 있다. 제1 보호막(191)이 실리콘 산화물(SiOx)로 이루어질 경우, 제1 보호막(191)은 약 200㎚ 내지 약 300㎚의 두께를 가질 수 있고, 제1 보호막(191)이 알루미늄 산화물(AlxOy)로 이루어질 경우, 약 30㎚ 내지 약 70㎚의 두께를 가질 수 있다.The first protective film 191 may be made of silicon oxide (SiOx) or aluminum oxide (AlxOy). When the first protective film 191 is made of silicon oxide (SiOx), the first protective film 191 may have a thickness of about 200 nm to about 300 nm, and the first protective film 191 may be made of aluminum oxide (AlxOy) When made, may have a thickness of from about 30 nm to about 70 nm.

제2 보호막(192)는 실리콘 질화물(SiNx)로 이루어질 수 있고, 약 40㎚ 내지 약 80㎚의 두께를 가질 수 있다. The second protective film 192 may be made of silicon nitride (SiNx) and may have a thickness of about 40 nm to about 80 nm.

제1 보호막(191) 및 제2 보호막(192)을 형성할 때, 공정실에 수소(H)가 주입되고 주입된 수소(H)에 의해 제1 및 제2 보호막(191, 192) 내에 수소가 함유되어 있다. 따라서 제1 및 제2 보호막(191, 192) 내에 함유된 수소(H)에 의해 기판(110)의 후면 및 그 근처에 존재하는 댕글링 결합과 같은 결함은 안정된 결합으로 바뀌게 된다. 이로 인해, 기판(110)의 표면 쪽으로 이동한 전하가 결함에 의해 소멸되는 것을 감소시키는 패시베이션 기능이 이들 제1 및 제2 보호막(191, 192)에 의해 수행되므로, 결함에 의해 기판(110)의 표면이나 그 근처에서 손실되는 전하의 양이 줄어든다. Hydrogen is injected into the process chamber and hydrogen is injected into the first and second protective films 191 and 192 by the injected hydrogen H when the first protective film 191 and the second protective film 192 are formed. . Therefore, defects such as dangling bonds present on the back surface and near the substrate 110 due to the hydrogen (H) contained in the first and second protective films 191 and 192 are converted into stable bonds. As a result, a passivation function for reducing the disappearance of charges due to defects moving toward the surface of the substrate 110 is performed by the first and second protective films 191 and 192, The amount of charge lost at or near the surface is reduced.

또한, 제1 및 제2 보호막(191, 192)은 기판(110)을 통과한 빛을 기판(110) 쪽으로 반사시켜 기판(110)에 입사되는 빛의 양을 증가시킨다. The first and second protective films 191 and 192 reflect light passing through the substrate 110 toward the substrate 110 to increase the amount of light incident on the substrate 110.

이에 더하여, 제2 보호막(192)은 제1 보호막(191)에 함유되어 패시베이션 기능을 수행하는 수소(H)가 기판(110)의 표면 쪽이 아니라 그 반대쪽으로 이동하는 것을 차단하고, 후면 전극부(150)에 의해 패시베이션 효과가 감소하는 것을 방지하여, 기판(110) 표면의 패시베이션 효과를 좀더 향상시키는 기능을 수행한다.In addition, the second protective film 192 prevents the hydrogen (H) contained in the first protective film 191 and performing the passivation function from moving to the opposite side of the surface of the substrate 110, The passivation effect is prevented from being reduced by the passivation layer 150 and the passivation effect of the surface of the substrate 110 is further improved.

일반적으로 실리콘 질화물(SiNx)은 양(+)의 고정 전하(positive fixed charge)의 특성을 갖고 있고, 알루미늄 산화물(AlxOy)은 음(-)의 고정 전하(negative fixed charge)의 특성을 갖고 있다. In general, silicon nitride (SiNx) has a positive positive charge characteristic and aluminum oxide (AlxOy) has a negative negative charge characteristic.

이로 인해, 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 기판(110)의 후면 바로 위에 실리콘 질화물(SiNx)로 이루어진 막이 위치하여 패시베이션 기능을 수행할 경우, 실리콘 질화막이 양(+) 전하의 특성을 띄게 되어 실리콘 질화막 쪽으로 이동하는 양 전하인 정공은 실리콘 질화막과 동일한 극성을 갖고 있으므로 실리콘 질화막의 극성에 의해 실리콘 질화막의 반대쪽으로 밀려나게 된다. Therefore, when the substrate 110 has a p-type conductivity type, when the passivation function is performed by placing a film made of silicon nitride (SiNx) directly on the rear surface of the substrate 110, the silicon nitride film is positively charged And the positive holes which are positive charges moving toward the silicon nitride film have the same polarity as that of the silicon nitride film. Therefore, the holes are pushed to the opposite side of the silicon nitride film due to the polarity of the silicon nitride film.

따라서, 기판(110)이 p형일 경우, 실리콘 산화물(SiOx)로 이루어진 제1 보호막(190)은 패시베이션 역할뿐만 아니라 그 상부막인 제2 보호막(192)의 극성(+)의 영향이 기판(110)의 후면까지 전달하는 것을 방지하는 차단막으로서 기능한다. 이러한 실리콘 산화물(SiOx)인 제1 보호막(191)에 의해 양(+) 극성이 기판(110)의 후면까지 미치지 못하게 되므로, 기판(110)에서 생성된 정공은 제2 보호막(192)의 고정 전하의 영향을 받지 않고 안전하고 원활하게 기판(110)의 후면으로 이동하게 된다.Therefore, when the substrate 110 is of the p-type, the first protective film 190 made of silicon oxide (SiOx) acts not only as passivation but also affects the polarity (+) of the second protective film 192, As shown in Fig. The positive polarity of the silicon oxide (SiOx) prevents the positive polarity from reaching the rear surface of the substrate 110. Hence, the holes generated in the substrate 110 are transferred to the fixed electric charge of the second protective film 192 So that the substrate 110 can be safely and smoothly moved to the rear surface of the substrate 110 without being affected.

따라서, 실리콘 산화물(SiOx)인 제1 보호막(191)의 두께가 약 200㎚ 이상일 경우, 실리콘 질화물(SiNx)인 제2 보호막(192)의 고정 전하의 영향을 안정적으로 차단하여, 기판(110)의 후면으로 정공 이동이 안정적으로 이루어지도록 하고, 실리콘 산화물(SiOx)인 제1 보호막(191)의 두께가 약 300㎚ 이하일 경우, 제1 보호막(191)의 제조를 위한 시간과 비용을 불필요하게 증가시키지 않고 기판(110)의 후면으로 정공 이동이 안정적으로 이루어지도록 한다. Therefore, when the thickness of the first protective film 191 of silicon oxide (SiOx) is about 200 nm or more, the influence of the fixed charge of the second protective film 192 of silicon nitride (SiNx) And the time and cost for manufacturing the first protective film 191 are unnecessarily increased when the thickness of the first protective film 191 made of silicon oxide (SiOx) is about 300 nm or less So that the hole can be stably transported to the rear surface of the substrate 110 without performing any process.

따라서, p형 기판(110)에서, 제1 보호막(191)이 실리콘 산화물(SiOx)로 이루어지고, 제2 보호막(192)이 실리콘 질화물(SiNx)로 이루어질 경우, 패시베이션 기능은 주로 제1 보호막(191)보다 제2 보호막(192)에 의해 행해지고, 제1 보호막(191)은 제2 보호막(192)의 고정 전하에 의한 정공 이동에 미치는 악영향을 차단하는 기능을 주로 실행한다.Therefore, in the case where the first protective film 191 is made of silicon oxide (SiOx) and the second protective film 192 is made of silicon nitride (SiNx) in the p-type substrate 110, the passivation function is mainly performed on the first protective film 191 and the first protective film 191 mainly performs a function of preventing the adverse effect on the hole movement due to the fixed charge of the second protective film 192 from being adversely affected.

하지만, p형 기판(110) 바로 위에, 음(-)의 고정 전하를 갖는 알루미늄 산화물(AlxOy)로 이루어진 막이 위치할 경우, 알루미늄 산화막 쪽으로 이동하는 양 전하인 정공은 알루미늄 산화막과 반대의 극성을 갖고 있으므로 알루미늄 산화막의 극성에 의해 보호부(190) 쪽으로 끌어 당겨지고, 반면, 알루미늄 산화막과 동일한 극성을 갖는 음 전하인 전자는 알루미늄 산화막의 극성에 의해 알루미늄 산화막의 반대쪽으로 밀려나게 된다. 이로 인해, p형 기판(110) 위에 제1 보호막(191)으로서 알루미늄 산화물(AlxOy)을 사용할 경우, 음의 고정 전하의 영향으로, 기판(110)의 후면 쪽으로 이동하는 정공의 이동량을 더욱 증가한다.However, when a film made of aluminum oxide (AlxOy) having a negative (-) fixed charge is placed directly on the p-type substrate 110, holes serving as positive charges moving toward the aluminum oxide film have a polarity opposite to that of the aluminum oxide film The electrons which are negative charges having the same polarity as the aluminum oxide film are pushed to the opposite side of the aluminum oxide film due to the polarity of the aluminum oxide film. Therefore, when aluminum oxide (AlxOy) is used as the first protective film 191 on the p-type substrate 110, the amount of movement of the holes moving toward the back surface of the substrate 110 is further increased due to negative fixed charges .

따라서, 제1 보호막(191)이 알루미늄 산화물(AlxOy)로 이루어지고, 제2 보호막(192)이 실리콘 질화물(SiNx)로 이루어질 경우, 패시베이션 기능은 주로 제1 보호막(191)에 의해 행해지고, 제2 보호막(192)는 후면 전극부(150)로부터 패시베이션 효과를 주로 보호한다.Therefore, when the first protective film 191 is made of aluminum oxide (AlxOy) and the second protective film 192 is made of silicon nitride (SiNx), the passivation function is mainly performed by the first protective film 191, The passivation layer 192 mainly protects the passivation effect from the rear electrode section 150.

알루미늄 산화막인 제1 보호막(191)은 제2 보호막(192)의 고정 전하가 정공 이동에 악영향을 미치지 못하므로, 알루미늄 산화물(AlxOy)로 제1 보호막(191)이 이루어질 경우, 실리콘 산화물(SiOx)로 이루어질 경우보다 훨씬 얇은 두께를 갖는다. 예를 들어 이미 설명한 것처럼, 알루미늄 산화물(AlxOy)인 제1 보호막(191)은 약 30㎚ 내지 약 70㎚의 두께를 가질 수 있다.The first protective film 191 made of aluminum oxide does not adversely affect the hole transfer because the fixed charge of the second protective film 192 does not adversely affect the hole transfer. Therefore, when the first protective film 191 is made of aluminum oxide (AlxOy) Lt; RTI ID = 0.0 > thickness. ≪ / RTI > For example, as already described, the first protective film 191 of aluminum oxide (AlxOy) may have a thickness of about 30 nm to about 70 nm.

알루미늄 산화물(AlxOy)인 제1 보호막(191)의 두께가 약 30㎚ 이상일 경우, 좀더 안정적이고 효율적인 패시베이션 기능을 수행하고, 알루미늄 산화물(AlxOy)인 제1 보호막(191)의 두께가 약 70㎚ 이하일 경우, 제1 보호막(191)의 제조를 위한 시간과 비용을 불필요하게 증가시키지 않고 기판(110)의 후면으로 정공 이동이 안정적으로 이루어지도록 한다. A more stable and efficient passivation function is performed when the thickness of the first protective film 191 made of aluminum oxide (AlxOy) is about 30 nm or more and the thickness of the first protective film 191 made of aluminum oxide (AlxOy) It is possible to stably move the hole to the rear surface of the substrate 110 without unnecessarily increasing the time and cost for manufacturing the first protective film 191. [

이와 같이, 기판(110)의 후면에 위치하고 제1 및 제2 보호막(191, 192)으로 이루어진 보호부(190)에 의해 기판(110)의 표면 및 그 근처에 위치한 결함에 의해 전하가 손실되는 양이 감소하므로, 태양 전지(11)의 효율이 향상된다.As described above, the amount of charge loss due to defects located on and near the surface of the substrate 110 by the protective portion 190 located on the rear surface of the substrate 110 and composed of the first and second protective films 191 and 192 The efficiency of the solar cell 11 is improved.

기판(110)의 후면에 위치한 복수의 후면 전계부(172)는 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 도핑된 불순물부인, 예를 들면, p+ 영역이다.A plurality of rear electric fields 172 located on the rear surface of the substrate 110 are p.sup. + Regions in which impurities of the same conductivity type as that of the substrate 110 are doped at a higher concentration than the substrate 110, for example.

이러한 기판(110)의 제1 도전성 영역(예, p형)과 각 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 후면 전극부(150)로의 전하 이동량을 증가시킨다.A potential barrier is formed due to a difference in impurity concentration between the first conductive region (for example, p-type) of the substrate 110 and each of the rear electric fields 172. As a result, the rear electric field 172, While the hole movement toward the rear electric field 172 becomes easier. Accordingly, the rear electric field 172 reduces the amount of electric charge lost due to the recombination of electrons and holes at the back surface of the substrate 110 and the vicinity thereof, and accelerates the movement of a desired electric charge (e.g., a hole) ) In the direction of the arrow.

후면 전극부(150)는 보호부(190) 위에 위치하고, 후면 전극(155) 및 후면 전극(155)과 연결되어 있는 복수의 후면 버스바(152)를 구비한다.The rear electrode unit 150 includes a plurality of rear bus bars 152 positioned on the protection unit 190 and connected to the rear electrode 155 and the rear electrode 155.

후면 전극(155)은 복수의 후면 버스바(152)가 위치한 보호부(190) 부분을 제외한 나머지 보호부(190) 부분 위에 위치한다. 하지만, 대안적인 예에서, 후면 전극(155)은 기판(110) 후면의 가장자리 부분에 위치하지 않을 수 있다.The rear electrode 155 is positioned above the portion of the protection 190 except for the portion of the protection 190 where the plurality of rear bus bars 152 are located. However, in an alternative example, the back electrode 155 may not be located at the edge portion of the back surface of the substrate 110.

후면 전극(155)은 보호부(190)를 통과하여 기판(110)에 위치한 복수의 후면 전계부(172)와 연결된 복수의 접촉부(151)를 구비한다. 이로 인해, 후면 전극(155)은 복수의 접촉부(151)를 통해 기판(110)의 일부, 즉 복수의 후면 전계부(172)에 선택적으로 연결되어 있다. The rear electrode 155 has a plurality of contacts 151 connected to a plurality of rear electric fields 172 located on the substrate 110 through the protection unit 190. The rear electrode 155 is selectively connected to a portion of the substrate 110, that is, a plurality of rear electric fields 172, via the plurality of contact portions 151. [

도 1에 도시한 것처럼, 복수의 접촉부(151)는 일정한 간격, 예를 들어, 약 0.5㎜ 내지 약 1㎜ 간격으로 원형, 타원형 또는 다각형과 같은 다양한 형상으로 기판(110)과 연결되어 있다. 하지만, 대안적인 예에서, 각 접촉부(151)는 전면 전극(141)과 같이 기판(110)과 전기적으로 연결되면서 한 방향으로 길게 뻗어 있는 스트라이프(stripe) 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 접촉부의 개수는 원형, 타원형 또는 다각형 형상을 갖는 접촉부의 개수보다 훨씬 적다.As shown in Fig. 1, the plurality of contacts 151 are connected to the substrate 110 in various shapes such as circular, elliptical, or polygonal at regular intervals, for example, intervals of about 0.5 mm to about 1 mm. However, in an alternative example, each contact portion 151 may have a stripe shape elongated in one direction while being electrically connected to the substrate 110, such as the front electrode 141. In this case, the number of contact portions is much smaller than the number of contact portions having a circular, elliptic or polygonal shape.

이러한 접촉부(151)는 기판(110) 쪽으로부터 이동하는 전하, 예를 들어 정공을 수집하여 후면 전극(155)으로 전달한다.The contact portion 151 collects charges, for example, holes moving from the side of the substrate 110, and transfers the collected charges to the rear electrode 155.

이때, 기판(110)보다 높은 불순물 농도로 인해 기판(110)보다 전도도가 높은 복수의 후면 전계부(172)와 복수의 접촉부(151)가 접하고 있으므로, 기판(110)으로부터 복수의 접촉부(151)로의 전하 이동도가 향상된다. A plurality of contact portions 151 are formed on the substrate 110 so that a plurality of contact portions 151 are in contact with a plurality of rear electric field portions 172 having a conductivity higher than that of the substrate 110 due to impurity concentration higher than that of the substrate 110, The charge mobility is improved.

이러한 후면 전극(155)은 알루미늄(Al)과 같은 도전성 물질로 이루어져 있지만, 이에 한정되지 않는다.The rear electrode 155 is made of a conductive material such as aluminum (Al), but is not limited thereto.

기판(110)과 접촉하는 복수의 접촉부(151)는 후면 전극(155)의 성분만 함유하거나 후면 전극(155)의 성분뿐만 아니라 보호부(190)와 기판(110)의 성분이 혼합되어 있을 수 있다. A plurality of contacts 151 contacting the substrate 110 may contain only the components of the back electrode 155 or components of the back electrode 155 as well as components of the protection portion 190 and the substrate 110 have.

이때, 제2 보호막(192)은, 이미 설명한 것처럼, 후면 전극(155)에 함유된 알루미늄(Al)과 같은 금속 성분이 기판(110)의 실리콘(Si)과 결합하는 것을 방지하여, 후면 전극(155)에 함유된 물질로 인해 패시베이션 효과가 감소하는 것을 방지한다.At this time, the second protective film 192 prevents the metal component such as aluminum (Al) contained in the rear electrode 155 from bonding with the silicon (Si) of the substrate 110 as described above, 155 prevent the passivation effect from decreasing due to the material contained in the passivation layer.

후면 전극(155)에 연결되어 있는 복수의 후면 버스바(152)는 후면 전극(155)이 위치하지 않는 보호부(190) 위에 위치하며, 전면 버스바(142)와 동일한 방향으로 뻗어 있고, 스트라이프 형상을 갖고 있다. 이때, 복수의 후면 버스바(152)는 기판(110)을 중심으로 전면 버스바(142)와 대응되게 마주본다. A plurality of rear bus bars 152 connected to the rear electrode 155 are disposed on the protective portion 190 where the rear electrode 155 is not located and extend in the same direction as the front bus bar 142, Shape. At this time, the plurality of rear bus bars 152 are opposed to the front bus bar 142 with the substrate 110 as a center.

이러한 복수의 후면 버스바(152)는 복수의 전면 버스바(142)와 유사하게, 후면 전극(155)으로부터 전달되는 전하를 수집한다. 따라서, 복수의 후면 버스바(152)는 후면 전극(155)보다 양호한 전도도를 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전성 물질을 함유한다. These plurality of rear bus bars 152 collect charge that is transmitted from the rear electrode 155, similar to the plurality of front bus bars 142. Accordingly, the plurality of rear bus bars 152 may be made of a material having better conductivity than the back electrode 155. [ For example, at least one conductive material such as silver (Ag).

복수의 후면 버스바(152) 역시 외부 장치와 연결되어, 복수의 후면 버스바(152)에 의해 수집된 전하(예, 정공)는 외부 장치로 출력된다. A plurality of rear bus bars 152 are also connected to external devices so that the charges (e.g., holes) collected by the plurality of rear bus bars 152 are output to an external device.

도 1과는 달리, 다른 예에서, 복수의 후면 버스바(152)는 인접한 후면 전극(155)과 일부 중첩할 수 있다. 이 경우, 후면 전극(155)과 접촉하는 면적이 증가하여 접촉 저항이 감소하므로, 후면 전극(155)으로부터 복수의 후면 버스바(152)로 전달되는 전하의 양이 증가한다. 또한, 후면 전극(155)은 후면 버스바(152)가 위치한 보호부(190) 위에도 위치할 수 있고, 이 경우, 복수의 후면 버스바(152)는 기판(110)을 중심으로 복수의 전면 버스바(142)와 대응되게 마주보며 후면 전극(155) 위에 위치한다. 이 경우, 복수의 후면 버스바(152)의 형성 위치에 무관하게 후면 전극(155)이 보호부(190) 위에 위치하므로, 후면 전극(155)의 형성 공정이 좀더 용이해진다. Unlike FIG. 1, in another example, a plurality of rear bus bars 152 may partially overlap with adjacent rear electrodes 155. In this case, the contact area with the rear electrode 155 is increased to decrease the contact resistance, so that the amount of charge transferred from the rear electrode 155 to the plurality of rear bus bars 152 increases. The backside electrode 155 may also be positioned on the protection portion 190 where the rear bus bar 152 is located and a plurality of rear bus bars 152 may be disposed on the substrate 110, And is positioned on the rear electrode 155 in a corresponding manner as opposed to the bar 142. In this case, since the rear electrodes 155 are disposed on the protective portions 190 irrespective of the positions of the plurality of rear bus bars 152, the process of forming the rear electrodes 155 becomes easier.

또한, 대안적인 예에서, 각 후면전극용 버스바(152)는 스트라이프 형상 대신 각 전면 버스바(142)의 연장 방향을 따라서 일정한 또는 불규칙한 간격으로 배치된 원형, 타원형 또는 다각형 형상의 복수의 도전체로 이루어질 수 있다. 이 경우, 후면전극용 버스바(152)를 위한 은(Ag)과 같은 고가의 재료 소모가 감소하여, 태양 전지(11)의 제조 비용이 절감된다.Further, in an alternative example, each rear-electrode bus bar 152 may be formed of a plurality of circular, elliptical, or polygonal shaped conductors arranged at regular or irregular intervals along the extending direction of each front bus bar 142 Lt; / RTI > In this case, expensive material consumption such as silver (Ag) for the rear electrode bus bar 152 is reduced, and manufacturing cost of the solar cell 11 is reduced.

도 1에 도시한 복수의 후면 버스바(152)의 개수 역시 한 예이고, 필요에 따라 변경 가능하다.The number of the plurality of rear bus bars 152 shown in FIG. 1 is also an example, and can be changed as needed.

이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지(11)의 동작은 다음과 같다.The operation of the solar cell 11 according to this embodiment having such a structure is as follows.

태양 전지(11)로 빛이 조사되어 반사 방지부(130)와 에미터부(121)를 통해 반도체의 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 반도체의 기판(110)에서 전자-정공 쌍이 발생한다. 이때, 반사 방지부(130)에 의해 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 기판(110)으로 입사되는 빛의 양이 증가한다. When light is irradiated to the solar cell 11 and enters the semiconductor substrate 110 through the antireflection unit 130 and the emitter unit 121, electron-hole pairs are generated in the semiconductor substrate 110 by light energy . At this time, the reflection loss of the light incident on the substrate 110 is reduced by the anti-reflection unit 130, and the amount of light incident on the substrate 110 is increased.

이들 전자-정공 쌍은 기판(110)과 에미터부(121)의 p-n접합에 의해 서로 분리되어 전자와 정공은, 예를 들어, n형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(121)와 p형의 도전성 타입을 갖는 기판(110) 쪽으로 각각 이동한다. 이처럼, 에미터부(121) 쪽으로 이동한 전자는 전면 전극(141)과 전면 버스바(142)에 의해 수집되어 전면 버스바(142)로 전달되어 수집되고, 기판(110) 쪽으로 이동한 정공은 인접한 접촉부(151)로 전달된 후 후면 버스바(152)에 의해 수집된다. 이러한 전면 버스바(142)와 후면 버스바(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 substrate 110 and the emitter section 121, and the electrons and the holes are separated from each other by, for example, an emitter section 121 having an n-type conductivity type and a p- Type substrate 110, respectively. Electrons migrating toward the emitter section 121 are collected by the front electrode 141 and the front bus bar 142 and are collected and transferred to the front bus bar 142. The holes moved toward the substrate 110 are collected by the adjacent Contact 151 and then collected by the rear bus bar 152. When the front bus bar 142 and the rear bus bar 152 are connected to each other by a wire, a current flows and is used as electric power from the outside.

또한, 이온 주입법으로 에미터부(121)가 형성되어, 에미터부(121)의 면저항값이 증가하므로 에미터부(121)에서 불순물에 의해 손실되는 전하의 손실량이 크게 감소한다.Further, the emitter layer 121 is formed by the ion implantation method, and the sheet resistance value of the emitter layer 121 is increased, so that the loss amount of charges lost by the impurities in the emitter layer 121 is greatly reduced.

다음, 도 3a 내지 도 3i를 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지(11)의 제조 방법에 대한 한 예를 설명한다.Next, an example of a manufacturing method of the solar cell 11 according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 3I.

먼저, 도 3a에 도시한 것처럼, 단결정 또는 다결정 실리콘 등으로 이루어진결정질 반도체 기판(110)에 텍스처링 공정을 수행하고, 기판(110)의 전면과 후면에 요철면인 텍스처링 표면을 형성한다. 이때, 기판(110)이 단결정 실리콘으로 이루어질 경우, KOH, NaOH 등의 염기 용액을 사용하여 기판(110)의 표면을 텍스처링할 수 있고, 기판(110)이 다결정 실리콘으로 이루어질 경우, HF나 HNO3와 같은 산 용액을 사용하여 기판(110)의 표면을 텍스처링할 수 있다.First, as shown in FIG. 3A, a texturing process is performed on a crystalline semiconductor substrate 110 made of a single crystal, polycrystalline silicon, or the like, and a textured surface, which is an uneven surface, is formed on the front and back surfaces of the substrate 110. When the substrate 110 is made of monocrystalline silicon, the surface of the substrate 110 may be textured using a base solution such as KOH or NaOH. When the substrate 110 is made of polycrystalline silicon, HF or HNO 3 May be used to texture the surface of the substrate 110.

이때, 각 요철의 최대 지름(a)과 높이(b)는 각각 5㎛ 내지 15㎛일 수 있고, 각 요철의 종횡부(b/a)는 0.2 내지 2일 수 있다.At this time, the maximum diameter (a) and the height (b) of each concavity and convexity may be 5 占 퐉 to 15 占 퐉, and the longitudinal and transverse portions b / a of each concavity and convexity may be 0.2 to 2.

도 3에서, 기판(110)의 전면과 후면에 형성된 각 요철의 크기의 동일한 최대 지름(a)과 높이(b)를 갖고 있지만 이는 편의를 위한 것이고, 실제로 서로 다른 최대 지름(a)과 높이(b)를 갖는 복수의 요철의 기판(110)의 전면과 후면에 각각 형성된 텍스처링 표면에 형성된다.3, the maximum diameter (a) and the height (b) are the same as the sizes of the irregularities formed on the front surface and the rear surface of the substrate 110. However, b formed on the textured surface formed on the front and back surfaces of the plurality of concavo-convex substrates 110, respectively.

이와 같이, 한 공정으로 기판(110)의 전면과 후면에 동일한 특성을 갖는 텍스처링 표면이 형성되므로, 기판(110)의 전면과 후면에 각 형성된 텍스처링 표면의 단위 면적당 거칠기를 동일하다.Since the textured surfaces having the same characteristics are formed on the front and rear surfaces of the substrate 110 in one process, the roughness per unit area of the textured surface formed on the front and back surfaces of the substrate 110 is the same.

본 예에서, 기판(110)의 p형 도전성 타입을 갖고 있지만, 대안적인 예에서 n형 도전성 타입을 가질 수 있다. In this example, the substrate 110 has a p-type conductivity type, but in an alternative example it may have an n-type conductivity type.

다음 도 3b에 도시한 것처럼, 5가 원소 또는 3가 원소의 이온을 이온 주입법으로 기판(110)의 한 면, 예를 들어 기판(110)의 전면에만 주입하여, 입사면인 기판(110)의 전면에 불순물층(120)을 형성한다. 3B, ions of a pentavalent element or a trivalent element are implanted into only one surface of the substrate 110, for example, the surface of the substrate 110 by ion implantation, An impurity layer 120 is formed on the entire surface.

이때, 불순물층(120)은 단지 n형의 불순물이 기판(110) 내부에 물리적으로 주입된 상태이므로, 불순물층(120)의 면 저항값은 수백 Ω/sq.이고, 불순물층(120)은 비활성 상태이므로 태양 전지(11)의 에미터부로서의 기능을 수행하지 못한다. Since the n-type impurity is physically injected into the substrate 110, the impurity layer 120 has a surface resistance of several hundreds? / Sq., And the impurity layer 120 has a It can not perform the function as the emitter of the solar cell 11 because it is in an inactive state.

이온 주입법으로 이온이 주입된 불순물층 (120)을 형성한 후, 산소(O2) 분위기에서 불순물층(120)을 구비한 기판(110)을 열처리하여, 기판(110)의 전면에 위치한 불순물층(120)을 활성화시켜 손상된 실리콘(Si) 격자의 재정렬 및 불순물층(120)의 불순물과 실리콘 또는 불순물간의 결합이 행해지도록 하여, 불순물층(120)이 에미터부(121)로서 기능하도록 하고 이온 주입 시 발생한 손상 부위를 치유한다.The substrate 110 having the impurity layer 120 is thermally treated in an oxygen (O 2 ) atmosphere to form an impurity layer 120 doped with ions by ion implantation, (Si) lattice and the bonding between the impurity of the impurity layer 120 and the silicon or the impurity is performed so that the impurity layer 120 functions as the emitter layer 121, Heal the damaged area.

그런 다음, 기판(110)의 실리콘(Si)과 산소의 결합으로 기판(110)의 표면에 생성된 실리콘 산화막을 DHF(dilute HF) 용액 등을 이용하여 제거한다. 따라서, 열처리 공정에 의해, 불순물층(120)은 에미터부(121)로 변하게 되며, 또한 이온 주입법 시 기판(110)의 표면에 충돌하는 이온에 의해 기판(110)의 표면의 실리콘(Si) 격자가 손상되는 것과 같은 손상 부분뿐만 아니라 기판(110)의 후면 및 그 근처에 존재하는 댕글링 결합과 같은 결함은 안정된 결합으로 바뀌게 된다. 이때, 에미터부(121)는 60Ω/sq. 내지 120Ω/sq.의 면저항값을 가질 수 있다.Then, the silicon oxide film formed on the surface of the substrate 110 by the combination of silicon (Si) and oxygen of the substrate 110 is removed by using a DHF (dilute HF) solution or the like. Therefore, the impurity layer 120 is changed to the emitter section 121 by the heat treatment process and the silicon (Si) lattice of the surface of the substrate 110 is etched by ions impinging on the surface of the substrate 110 in the ion implantation method. Defects such as dangling bonds present at and near the backside of the substrate 110 are converted into stable bonds. At this time, the emitter section 121 has a resistance of 60? / Sq. Lt; / RTI > to 120 ohms / sq.

즉, 이온이 기판(110) 표면에 충돌함에 따라 손상된 실리콘 격자는 기판(110))의 재결정화 온도 부근인 약 700℃ 내지 900℃의 열이 가해지면 실리콘(Si)의 재결정화가 행해지면서 손상된 실리콘 격자의 재정렬 현상이 발생한다. 따라서 이러한 산소 분위기에서의 열처리로 인해, 손상된 실리콘 격자는 안정한 실리콘 격자로 재정렬되어 손상된 실리콘 격자가 치유된다.That is, as the ions collide with the surface of the substrate 110, the damaged silicon lattice recrystallizes the silicon (Si) when heat of about 700 ° C to 900 ° C, which is around the recrystallization temperature of the substrate 110, A re-arrangement of the grid occurs. Thus, due to the heat treatment in such an oxygen atmosphere, the damaged silicon lattice is reorganized as a stable silicon lattice and the damaged silicon lattice is healed.

이와 같이 이온 주입법으로 에미터부(121)를 형성할 경우, 원하는 면인 기판(110)의 전면에만 에미터부(121)가 형성되므로, 원치 않은 면, 즉 기판(110)의 후면에 형성된 에미터부(121)를 별도로 제거하는 공정이 필요 없어진다. 따라서, 태양 전지(11)의 제조 비용과 제조 시간이 절감된다.Since the emitter section 121 is formed only on the front surface of the substrate 110 as a desired surface when the emitter section 121 is formed by the ion implantation method as described above, the emitter section 121 formed on the undesired surface, ) Is eliminated. Therefore, manufacturing cost and manufacturing time of the solar cell 11 are reduced.

즉, 열 확산법을 이용하여 기판(110)에 에미터부를 형성할 경우, 기판(110)의 전면뿐만 아니라 측면과 후면까지 에미터부가 형성된다. 따라서, 기판(110)의 후면에 형성된 에미터부를 제거하는 공정이 필요하다. 따라서, 이 경우, 에미터부의 식각을 원치 않은 부분(예, 기판의 전면)에 식각 방지막을 형성한 후 식각 완료후 다시 제거하는 공정이 필요하다. 또한, 기판(110)의 후면에 형성된 에미터부의 식각이 균일하게 이루어지지 않는다. 식각 방지막을 이용하더라고 식각액이 식각 방지막을 침투하여 기판(110)의 전면에 형성된 에미터부를 손상시키거나 특성 변화를 일으킬 수 있다. 별도의 식각 방지막을 형성하지 않고, 기판(110)의 후면만 식각액 등에 노출시켜 원하는 부분의 에미터부를 제거할 경우, 공정 상의 부주의 등으로 인해 기판(110)의 후면뿐만 아니라 전면까지 식각액에 노출되는 원치 않는 부분의 에미터부도 식각되는 문제가 발생한다.That is, when the emitter portion is formed on the substrate 110 using the heat diffusion method, the emitter portion is formed not only on the front surface of the substrate 110 but also on the side surface and the rear surface. Therefore, a process of removing the emitter portion formed on the back surface of the substrate 110 is required. Therefore, in this case, there is a need for a step of forming an etch stop layer on the portion of the emitter not desired to be etched (e.g., the front surface of the substrate), then removing the etch stop layer after the etching is completed. Further, the etching of the emitter portion formed on the back surface of the substrate 110 is not uniform. Even though the etch stopping film is used, the etchant penetrates the etch stopping film to damage the emitter portion formed on the entire surface of the substrate 110 or cause a change in characteristics. When the emitter portion of the desired portion is removed by exposing only the rear surface of the substrate 110 to the etchant without forming a separate etch stopper film, the back surface of the substrate 110 is exposed to the etchant The emitter portion of the undesired portion is also etched.

열확산법으로 에미터부를 형성하기 전에, 에미터부의 형성을 원치 않는 기판의 면(예, 후면)에 별도의 확산 보호막을 형성하여, 기판(110)의 전면에만 에미터부를 형성할 수 있다. 하지만, 이 경우에도 확산 보호막을 형성한 후, 다시 제거해야 하는 공정이 필요하므로, 태양 전지의 제조 시간과 제조 비용이 증가하는 문제가 발생한다.It is possible to form an emitter portion only on the front surface of the substrate 110 by forming a separate diffusion protecting film on the surface (e.g., rear surface) of the substrate that does not want to form the emitter portion before forming the emitter portion by the thermal diffusion method. In this case, however, the process of forming the diffusion barrier film and then removing the diffusion barrier film is required, resulting in an increase in manufacturing time and manufacturing cost of the solar cell.

하지만, 본 예와 같이, 열확산법보다 이온의 주입 농도와 주입 깊이의 제어가 용이한 이온 주입법으로 원하는 기판(110)의 면인 전면에만 이온 주입을 실시하여, 에미터부(121)를 형성하므로, 열확산법에 비해 매우 간단한 공정으로 그리고 저렴한 비용으로 에미터부(121)의 형성 공정이 이루어진다.However, as in the present example, since the ion implantation is performed only on the front surface of the desired substrate 110 by the ion implantation method which facilitates control of the ion implantation concentration and the implantation depth rather than the thermal diffusion method, thereby forming the emitter section 121, The formation process of the emitter layer 121 is performed at a very simple process and at a low cost compared to the conventional process.

또한, 본 예의 경우, 기판(110)의 후면에 형성된 에미터부의 제거 공정이 불필요하므로, 기판(110)의 후면 역시 전면과 동일하게 텍스처링 표면을 유지한다.In this case, since the removal process of the emitter portion formed on the rear surface of the substrate 110 is not necessary, the rear surface of the substrate 110 also maintains the textured surface same as the front surface.

다음, 도 3d에 도시한 것처럼, 플라즈마 화학 기상 증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)나 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD) 등과 같은 막 형성법을 이용하여 기판(110)의 전면에 형성된 에미터부(121)위에 반사 방지부(130)를 형성한다. 이때, 반사 방지부(130)는 2.0 내지 2.1의 굴절률을 갖고, 약 70㎚ 내지 80㎚의 두께를 갖는 실리콘 질화물(SiNx)로 이루질 수 있다. Next, as shown in FIG. 3D, an emitter layer (not shown) is formed on the entire surface of the substrate 110 by using a film forming method such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) or chemical vapor deposition (CVD) The anti-reflection part 130 is formed on the transparent substrate 121. At this time, the antireflective portion 130 may be made of silicon nitride (SiNx) having a refractive index of 2.0 to 2.1 and a thickness of about 70 nm to 80 nm.

다음, 도 3e 및 도 3f에 도시한 것처럼, 기판(110)의 후면 위에 PECVD법 등의 다양한 막 형성법으로 제1 보호막(191)과 제2 보호막(192)를 차례로 적층하여 보호부(190)를 완성한다. 이때, 제1 보호막(191)은 실리콘 산화물(SiOx)이나 알루미늄 산화물(AlxOy)로 이루어질 수 있고, 제2 보호막(192)은 실리콘 질화물(SiNx)로 이루어질 수 있다. 3E and 3F, a first protective film 191 and a second protective film 192 are sequentially stacked on the rear surface of the substrate 110 by various film forming methods such as PECVD to form a protective portion 190 It completes. At this time, the first protective layer 191 may be made of silicon oxide (SiOx) or aluminum oxide (AlxOy), and the second protective layer 192 may be made of silicon nitride (SiNx).

제1 보호막(191)이 실리콘 산화물(SiOx)로 이루어질 경우, 제1 보호막(191)은 약 200㎚ 내지 300㎚의 두께를 가질 수 있고, 제1 보호막(191)이 알루미늄 산화물(AlxOy)로 이루어질 경우 제1 보호막(191)은 약 30㎚ 내지 70㎚의 두께를 가질 수 있다.When the first protective film 191 is made of silicon oxide (SiOx), the first protective film 191 may have a thickness of about 200 to 300 nm, and the first protective film 191 may be made of aluminum oxide (AlxOy) The first protective film 191 may have a thickness of about 30 nm to 70 nm.

또한, 제2 보호막(192)은 약 40㎚ 내지 80㎚의 두께를 가질 수 있다. Further, the second protective film 192 may have a thickness of about 40 nm to 80 nm.

그런 다음, 다음, 도 3g에 도시한 것처럼, 스크린 인쇄법을 이용하여, 반사 방지부(130)의 해당 부분에 은(Ag)을 포함한 페이스트를 도포한 후 약 120℃ 내지 약 200℃에서 건조시켜, 전면전극부 패턴(40)을 형성한다. 전면전극부 패턴(40)은 서로 교차하는 방향으로 뻗어 있는 전면전극 패턴부(41)와 전면버스 패턴부(42)를 구비하고 있다. Next, as shown in Fig. 3G, a paste containing silver (Ag) is applied to the corresponding portion of the antireflection portion 130 using a screen printing method, and then dried at about 120 DEG C to about 200 DEG C And the front electrode part pattern 40 are formed. The front electrode pattern 40 includes a front electrode pattern portion 41 and a front bus pattern portion 42 extending in a direction intersecting with each other.

다음, 도 3h에 도시한 것처럼, 스크린 인쇄법을 이용하여, 보호부(190)의 해당 부분 위에 알루미늄(Al)을 포함한 페이스트를 도포한 후 약 120℃ 내지 약 200℃에서 건조시켜 후면 전극 패턴(55)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3H, a paste containing aluminum (Al) is applied on the corresponding portion of the protective portion 190 using a screen printing method, and then dried at about 120 ° C. to about 200 ° C. to form a rear electrode pattern 55 are formed.

다음, 도 3i에 도시한 것처럼, 스크린 인쇄법을 이용하여, 보호부(190)의 해당 부분 위에 은(Ag)을 포함한 페이스트를 도포한 후 건조시켜 복수의 후면 버스바 패턴(52)을 형성한다. 이때, 도 3i와는 달리, 복수의 후면 버스바 패턴(52)은 인접한 후면 전극 패턴(55)과 일부 위에 위치하여, 후면 전극 패턴(55)과 일부 중첩될 수 있다.Next, as shown in FIG. 3I, a paste containing silver (Ag) is applied on the corresponding portion of the protective portion 190 using a screen printing method, and then dried to form a plurality of rear bus bar patterns 52 . 3I, a plurality of rear bus bar patterns 52 may be partially overlapped with the rear electrode patterns 55 and partially overlapped with the adjacent rear electrode patterns 55. In this case, as shown in FIG.

본 실시예에서, 각 후면 버스바 패턴(52)는 한 방향으로 뻗어 있는 스트라이프 형상을 갖고 있지만, 이와는 달리, 원형, 타원형 또는 다각형 형상의 패턴이 한 방향으로 일정한 또는 불규칙한 간격으로 배치될 수 있다.In the present embodiment, each of the rear bus bar patterns 52 has a stripe shape extending in one direction. Alternatively, circular, elliptical or polygonal patterns may be arranged at regular or irregular intervals in one direction.

전면전극부 패턴(40), 후면 전극 패턴(55) 및 후면 버스바 패턴(52)의 형성 순서는 변경 가능하다.The order of forming the front electrode pattern 40, the rear electrode pattern 55, and the rear bus bar pattern 52 can be changed.

다음, 도 3j에 도시한 것처럼, 후면 전극 패턴(55)의 정해진 부분에 선택적으로 레이저 빔을 조사하면, 후면 전극 패턴(55), 그 하부의 보호부(190) 및 기판(110)이 서로 혼합된 부분(molten mixture)(153)이 형성된다. 대안적인 예에서, 각 접촉부가 스트라이프 형상을 가질 경우, 레이저 빔의 조사 영역 역시 정해진 방향으로 길게 연장되는 스트라이프 형상을 가진다.3J, when a laser beam is selectively irradiated to a predetermined portion of the rear electrode pattern 55, the rear electrode pattern 55, the protective portion 190 at the lower portion thereof, and the substrate 110 are mixed with each other A molten mixture 153 is formed. In an alternative example, when each contact portion has a stripe shape, the irradiation region of the laser beam also has a stripe shape elongated in a predetermined direction.

이때, 레이저 빔의 파장과 세기는 후면 전극 패턴(55) 및 그 하부의 보호부(190)의 재료나 두께 등에 따라 정해진다.At this time, the wavelength and the intensity of the laser beam are determined according to the material and thickness of the rear electrode pattern 55 and the protective portion 190 at the lower portion thereof.

그런 다음, 후면 전극 패턴(55), 복수의 후면 버스바 패턴(52) 및 전면전극부 패턴(40)이 형성된 기판(110)을 약 750℃ 내지 약 800℃의 온도에서 소성하여(firing), 복수의 전면 전극(141)과 복수의 전면 버스바(142)를 구비한 전면 전극부(140), 복수의 접촉부(151)를 구비하는 후면 전극(155)과 복수의 후면 버스바(152)를 구비한 후면전극부(150), 그리고 복수의 후면 전계부(172)를 형성하여 태양 전지(11)를 완성한다(도 1 및 도 2).The substrate 110 on which the rear electrode pattern 55, the plurality of rear bus bar patterns 52 and the front electrode pattern 40 are formed is then fired at a temperature of about 750 ° C to about 800 ° C, A front electrode portion 140 having a plurality of front electrodes 141 and a plurality of front bus bars 142, a rear electrode 155 having a plurality of contacting portions 151 and a plurality of rear bus bars 152 A rear electrode unit 150 and a plurality of rear electric power units 172 are formed to complete the solar cell 11 (FIGS. 1 and 2).

즉, 열처리가 시행되면, 전면전극부 패턴(40)에 함유된 납(Pb) 등에 의해 접촉 부위의 반사 방지부(130)이 전면 전극부 패턴(40)에 의해 관통되어, 전면 전극부 패턴(40)은 에미터부(121)와 접촉하여, 복수의 전면 전극(141) 및 전면 버스바(142)로 이루어진 전면 전극부(140)가 형성된다. 이때, 전면 전극부 패턴(40)의 전면 전극 패턴부(41)는 복수의 전면 전극(141)이 되고, 전면 버스바 패턴부(42)는 복수의 전면 버스바(142)가 된다.That is, when the heat treatment is performed, the anti-reflection portion 130 of the contact portion is penetrated by the front electrode pattern 40 by the lead (Pb) contained in the front electrode pattern 40, 40 are in contact with the emitter section 121 to form a front electrode section 140 including a plurality of front electrodes 141 and a front bus bar 142. At this time, the front electrode pattern portion 41 of the front electrode pattern 40 is a plurality of front electrodes 141, and the front bus bar pattern portion 42 is a plurality of front bus bars 142.

또한, 후면 전극 패턴(55), 그 하부의 보호부(190) 및 기판(110)이 서로 혼합된 부분(153)은 기판(110)과 접촉하여 복수의 접촉부(151)가 되어, 복수의 접촉부(151)를 구비한 후면 전극(155)이 완성되고, 복수의 후면 버스바 패턴(52) 역시 인접한 후면 전극(155)과 연결되어 복수의 후면 버스바(152)가 형성된다. 이처럼, 레이저 빔을 이용하여 복수의 접촉부(151)를 형성할 경우, 각 접촉부(151)는 후면 전극(155)의 성분뿐만 아니라 보호부(190) 및 기판(110)의 성분도 함유될 수 있다.The portion 153 where the rear electrode pattern 55, the protective portion 190 at the lower portion thereof and the substrate 110 are mixed with each other makes contact with the substrate 110 to form a plurality of contact portions 151, And a plurality of rear bus bars 152 are formed by connecting the plurality of rear bus bar patterns 52 to the adjacent rear electrodes 155. [ As described above, when the plurality of contacts 151 are formed by using the laser beam, each contact 151 can include the components of the protection portion 190 and the substrate 110 as well as the components of the rear electrode 155.

더욱이, 열 처리시, 각 패턴(40, 55, 52)에 함유된 금속 성분과 각 접촉하는 층(121, 110, 190)과의 화학적 결합이 이루어져, 전면 전극부(140)와 에미터부(121) 사이, 복수의 접촉부(151)와 기판(110) 사이, 그리고 후면 전극(155)과 후면 버스바(152) 간의 접촉 저항이 감소하여, 이들 간의 전하 흐름에 향상된다.   Further, during the heat treatment, chemical bonding is performed with the layers 121, 110, and 190 that are in contact with the metal components contained in the respective patterns 40, 55, and 52 to form the front electrode part 140 and the emitter part 121 The contact resistance between the plurality of contact portions 151 and the substrate 110 and between the rear electrode 155 and the rear bus bar 152 is reduced and the charge flow between them is improved.

또한, 열처리 공정으로, 후면전극(151)의 함유물인 알루미늄(Al)이 접촉부(151)와 접촉한 기판(110)쪽으로 확산되어 접촉부(151)와 접해 있는 기판(110)에 기판(110)과 동일한 불순물이 기판(110)보다 높은 농도로 도핑된 부분인 복수의 후면 전계부(172)가 형성된다.  Aluminum (Al) contained in the rear electrode 151 diffuses toward the substrate 110 which is in contact with the contact portion 151 and is adhered to the substrate 110 in contact with the contact portion 151 in the heat treatment process. A plurality of rear electric fields 172 are formed in which the same impurity is a portion doped with a higher concentration than the substrate 110. [

위에 기재한 것처럼, 레이저 빔을 이용하여 복수의 접촉부(151)를 형성하는 대신, 제2 보호막(192)과 그 하부의 제1 보호막(191)의 일부를 차례로 제거하여 기판(110)의 후면 일부를 노출시키는 방식을 이용하여 복수의 접촉부(151)를 형성할 수 있다. The second protective film 192 and a part of the first protective film 191 under the first protective film 192 are removed in order to form a part of the rear surface of the substrate 110 A plurality of contact portions 151 can be formed.

즉, 도 3a 내지 도 3g에 도시한 것처럼, 기판(110)에 에미터부(121), 반사 방지부(130) 및 보호부(190)를 형성한 후, 보호부(190)의 일부를 제거하여 기판(110)의 일부를 드러내는 복수의 노출부를 형성한다. 이때, 보호부(190)의 노출부는 건식 식각법, 습식 식각법 또는 레이저 빔을 이용하여 형성될 수 있고, 각 노출부의 형상은 각 접촉부(151)의 형상에 따라 스트라이프 형상이거나, 정해진 방향으로 배치되는 원형, 타원형, 또는 다각형 형상을 가질 수 있다.3A to 3G, after the emitter 121, the reflection preventing part 130 and the protecting part 190 are formed on the substrate 110, a part of the protecting part 190 is removed Thereby forming a plurality of exposed portions that expose a part of the substrate 110. [ At this time, the exposed portion of the protective portion 190 may be formed using a dry etching method, a wet etching method, or a laser beam, and the shapes of the exposed portions may be a stripe shape in accordance with the shape of each contact portion 151, Circular, elliptical, or polygonal shape.

다음, 스크린 인쇄법을 이용하여, 반사 방지부(130) 위에 전면전극부 패턴(40)을 형성하고, 보호부(190) 위와 노출된 기판(110) 위에 후면 전극 패턴(55)을 형성하며, 또한 후면 전극 패턴(55)과 접하게 보호부(190) 위에 후면 버스바 패턴(52)을 형성한다.Next, a front electrode pattern 40 is formed on the antireflection portion 130 using a screen printing method, a rear electrode pattern 55 is formed on the protective portion 190 and the exposed substrate 110, A rear bus bar pattern 52 is formed on the protective portion 190 in contact with the rear electrode pattern 55.

그런 다음, 이미 기재한 것처럼, 패턴(40, 55, 52)을 구비한 기판(110)을 열처리함으로써, 에미터부(121)와 연결되는 전면 전극부(140), 보호부(190)의 복수의 노출부를 통해 기판(110)과 연결되는 복수의 접촉부(151)를 구비한 후면 전극(155), 후면 전극(155)와 연결된 복수의 후면 버스바(152), 그리고 복수의 접촉부(151)와 접해있는 기판(110)에 복수의 후면 전계부(172)가 형성된다. 이 경우, 보호부(190)가 제거되어 기판(110)이 노출된 부분에 복수의 접촉부(151)가 형성되므로, 각 접촉부(151)는 후면 전극(155)의 성분만 함유할 수 있다. Then, the front electrode part 140 connected to the emitter part 121, and the plurality of the protection parts 190 connected to the emitter part 121 by heat treatment of the substrate 110 having the patterns 40, 55, A rear electrode 155 having a plurality of contacts 151 connected to the substrate 110 through the exposed portion, a plurality of rear bus bars 152 connected to the rear electrode 155, and a plurality of contact portions 151 And a plurality of rear electric fields 172 are formed on the substrate 110. [ In this case, since the protective portion 190 is removed and a plurality of contact portions 151 are formed at the exposed portion of the substrate 110, the respective contact portions 151 may contain only components of the rear electrode 155.

다음, 도 4 및 도 5를 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지(12)에 대하여 설명한다Next, a solar cell 12 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5

도 1 및 도 2에 도시한 태양 전지(11)와 비교할 때, 도 4 및 도 5에 도시한 태양 전지(12)는 도 1 및 도 2의 태양 전지(11)와 유사한 구조를 갖고 있다.The solar cell 12 shown in Figs. 4 and 5 has a structure similar to that of the solar cell 11 shown in Figs. 1 and 2, as compared with the solar cell 11 shown in Figs.

즉, 태양 전지(12)는 기판(110), 텍스처링 공정에 의해 요철면인 텍스처링 표면인 기판(110)의 전면에만 위치하고 이온 주입법으로 형성된 에미터부(121), 에미터부(121) 위에 위치하는 반사 방지부(130), 역시 텍스처링 표면인 기판(110)의 후면 위에 위치하고 제1 및 제2 보호막(191a, 192)을 구비한 보호부(190a), 에미터부(121)와 연결되어 있고, 복수의 전면 전극(141)과 복수의 전면 버스바(142)를 구비한 전면 전극부(140), 보호부(190a) 위에 위치하고 기판(110)과 연결되어 있고, 복수의 접촉부(151)를 구비한 후면 전극(155)과 후면 버스바(152)를 포함하는 후면 전극부(150), 기판(110)의 후면에 선택적으로 위치하고 후면 전극부(150)의 복수의 접촉부(151)에 연결되어 있는 복수의 후면 전계부(172)를 구비한다. That is, the solar cell 12 includes a substrate 110, an emitter section 121 located only on the front surface of the substrate 110, which is a textured surface, which is an uneven surface by the texturing process, The protection unit 130 is also connected to the protection unit 190a and the emitter unit 121 which are located on the rear surface of the substrate 110 which is the textured surface and include the first and second protection films 191a and 192, A front electrode part 140 having a front electrode 141 and a plurality of front bus bars 142 and a rear electrode part 140 disposed on the protection part 190a and connected to the substrate 110, A back electrode unit 150 including an electrode 155 and a rear bus bar 152 and a plurality of contact electrodes 151 selectively located on the rear surface of the substrate 110 and connected to the plurality of contacts 151 of the rear electrode unit 150. [ And a rear electric section 172.

하지만, 도 1 및 도 2의 태양 전지(11)와는 달리, 본 예의 태양 전지(12)는 에미터부(121)와 반사 방지부(130) 사이에 전면 보호부(193)를 더 구비하고 있다. 또한, 기판(110)의 후면에 위치한 보호부(190a)의 제1 보호막(191a)은 전면 보호부(193)과 동일한 재료로 이루어져 있다. However, unlike the solar cell 11 of FIGS. 1 and 2, the solar cell 12 of the present embodiment further includes a front protective portion 193 between the emitter portion 121 and the anti-reflection portion 130. The first protective layer 191a of the protective portion 190a located on the rear surface of the substrate 110 is made of the same material as the front protective portion 193.

본 예에서, 전면 보호부(193)과 기판(110)의 후면에 위치한 후면 보호부(190a)의 제1 보호막(191a)은 실리콘 산화막(SiO2)인 열적 산화막(thermal oxide)으로 이루어져 있다. 이때, 열적 산화막인 전면 보호부(193)와 후면 보호부(190a)의 제1 보호막(191a)은 약 15㎚ 내지 약 30㎚의 두께를 갖는다.The first passivation layer 191a of the front passivation layer 193 and the rear passivation layer 190a located on the rear surface of the substrate 110 is formed of a thermal oxide film of silicon oxide (SiO 2 ). At this time, the first protective film 191a of the front protective part 193, which is a thermal oxidation film, and the rear protective part 190a have a thickness of about 15 nm to about 30 nm.

따라서, 반사 방지부(130)뿐만 아니라 기판(110)의 전면 위에 위치한 전면 보호부(193)에 의해 기판(110)의 패시베이션 기능이 수행되어 기판(110)의 표면 및 그 부근에 존재하는 결함에 의해 손실되는 전하의 양이 크게 감소한다. Therefore, the passivation function of the substrate 110 is performed by the front surface protection part 193 located on the front surface of the substrate 110 as well as the reflection prevention part 130, so that defects existing on the surface of the substrate 110, The amount of charge lost by the transistor is greatly reduced.

PECVD 등과 같은 막 형성법으로 형성된 실리콘 산화막(SiOx)보다 열적 산화법으로 형성된 열적 산화막의 막질이 매우 우수하다. 따라서, 막질이 우수한 열적 산화법으로 기판(110)의 전면과 후면에서 패시베이션 기능이 수행되므로, 패시베이션 효과는 더욱더 향상된다.The film quality of the thermal oxide film formed by the thermal oxidation method is superior to that of the silicon oxide film (SiOx) formed by the film formation method such as PECVD. Therefore, since the passivation function is performed on the front surface and the rear surface of the substrate 110 by the thermal oxidation method having excellent film quality, the passivation effect is further improved.

이 열적 산화막인 전면 보호부(193)와 후면 보호부(190a)의 제1 보호막(191a)은 도 1 내지 도 3j를 참고로 하여 이미 설명한 것처럼 이온 주입법으로 기판(110)에 이온을 주입 후, 산소 분위기에서 행해지는 불순물층의 활성화 공정 및기판(110)의 표면에 충돌하는 이온에 의해 기판(110)에서 발생한 실리콘(Si) 격자의 손상을 치료하는 공정 중에 형성된다.The first protective film 191a of the thermal oxide film and the first protective film 191a of the rear protective portion 190a are formed by implanting ions into the substrate 110 by the ion implantation method as described above with reference to FIGS. (Si) lattice caused in the substrate 110 by the ions impinging on the surface of the substrate 110 and the activation process of the impurity layer performed in the oxygen atmosphere.

따라서, 전면 보호부(193)와 후면 보호부(190a)의 제1 보호막(191a)는 별도의 공정을 통해 형성되지 않고 이온 주입법 후 산소 분위기에서 행해지는 열처리 공정 중에 생성되므로, 이들 막(193, 191a)를 별도로 형성하기 위한 막 형성 공정이 필요하지 않다. 따라서 태양 전지(12)의 제조 시간이 단축된다.Therefore, the first protective layer 191a of the front protective portion 193 and the rear protective portion 190a are not formed through a separate process but are formed during the heat treatment process performed in the oxygen atmosphere after the ion implantation process. Therefore, 191a are separately formed. Therefore, the manufacturing time of the solar cell 12 is shortened.

이와 같이, 본 예에 따른 태양 전지(12)는 이온 주입 후 불순물층을 활성화시켜 에미터부(121)로 형성할 때, 이온 주입법에 의해 손상된 기판(110)의 표면이 치료되어, 실리콘 격자의 손상에 의한 결함에 의해 손실되는 전하의 양이 크게 감소하고, 또한, 이 치료 과정 중에 발생하고 패시베이션 효과가 좋은 열적 산화막인 전면 보호부(193)와 후면 보호부(190a)의 제1 보호막(191a)에 의해 패시베이션 기능이 수행되므로, 기판(110)의 표면 및 그 부근에서 결함에 의해 손실되는 전하의 양은 더욱더 감소한다. 따라서 도 1 및 도 2의 태양 전지(11)에 비해, 본 예의 태양 전지(12)의 효율은 더욱더 증가한다.As described above, in the solar cell 12 according to the present embodiment, when the impurity layer is activated after the ion implantation to form the emitter layer 121, the surface of the substrate 110 damaged by the ion implantation process is treated, The first protective film 191a of the rear protective portion 190a and the front protective portion 193 which is a thermal oxide film generated during the treatment and having a good passivation effect, The amount of charge lost by the defect at the surface of the substrate 110 and in the vicinity thereof is further reduced. Therefore, the efficiency of the solar cell 12 of this example is further increased as compared with the solar cell 11 of FIGS. 1 and 2.

이와 같이, 기판(110)의 후면 보호부(190a)가 열적 산화막인 제1 보호막(191a)과 실리콘 질화막인 제2 보호막(192)을 구비할 경우, 패시베이션 기능은 제제2 보호막(192)보다 제1 보호막(191a)에서 많이 행해진다. In the case where the rear protective portion 190a of the substrate 110 includes the first protective film 191a as a thermal oxide film and the second protective film 192 as a silicon nitride film, 1 protective film 191a.

이때, 전면 전극부(140)는 전면 보호부(193)를 통해 이동하는 전하를 수집한다.At this time, the front electrode unit 140 collects charges moving through the front surface protection unit 193.

본 예에서, 전면 보호부(193)와 후면 보호부(190a)의 제1 보호막(191a) 각각의 두께가 약 15㎚ 이상일 경우, 이온 주입법으로 손상된 실리콘 격자의 손상을 보다 확실하게 치료하고 보다 효율적인 패시베이션 효과가 얻어진다. 전면 보호부(193)와 후면 보호부(190a)의 제1 보호막(191a) 각각의 두께가 약 30㎚ 이하일 경우, 불필요하게 열처리 시간이 증가하는 것을 방지하며 실리콘 격자의 손상을 좀더 확실하게 치료하고 좀더 효율적인 패시베이션 효과가 얻어지며, 또한 전면 보호부(193)를 통해 좀더 원활하게 전면 전극부(140) 쪽으로 전하의 이동이 행해져, 전면 전극부(140)에 의해 전하의 수집이 좀더 안정적으로 이루어진다.In this example, when the thickness of each of the first protective film 191a of the front surface protective portion 193 and the rear surface protective portion 190a is about 15 nm or more, damage of the damaged silicon lattice by the ion implantation method is more reliably treated, A passivation effect is obtained. When the thickness of each of the first protective film 191a of the front protective portion 193 and the rear protective portion 190a is about 30 nm or less, the heat treatment time is prevented from being unnecessarily increased and the damage of the silicon lattice is more reliably treated A more efficient passivation effect is obtained and the charge is moved more smoothly toward the front electrode part 140 through the front protective part 193 so that the charge of the front electrode part 140 is collected more stably.

이러한 태양 전지(12)를 제조하는 방법에 대하여, 도 3a 내지 도 3h뿐만 아니라 도 6a 내지 도 6g를 참고로 하여 설명한다.A method of manufacturing such a solar cell 12 will be described with reference to Figs. 6A to 6G as well as Figs. 3A to 3H.

이미 도 3a 및 도 3b를 참고로 하여 설명한 것처럼, 기판(110)에 텍스처링 공정을 실시하여 기판(110)의의 전면 및 후면에 요철면을 갖는 텍스처링 표면을 형상하고, 이온 주입법으로 기판(110)의 한 면에만, 예를 들어 전면에만 불순물층(120)을 형성한다.3A and 3B, a texturing process is performed on the substrate 110 to form a textured surface having uneven surfaces on the front and rear surfaces of the substrate 110, and the surface of the substrate 110 is subjected to ion implantation The impurity layer 120 is formed only on one surface, for example, only on the front surface.

그런 다음, 도 6a에 도시한 것처럼, 불순물층(120)이 형성된 기판(110)을 공정실에 배치한 후 산소(O2) 분위기에서, 약 700℃ 내지 900℃의 온도로 기판(110)을 열처리하여, 불순물층(120)을 활성화시켜 에미터부(121)를 형성하고, 이온 주입법이 행해질 때 기판(110)에 충돌하는 이온에 의해 기판(110)의 표면이나 그 부근의 손상된 실리콘 격자를 치료하고 또한 기판(110)의 표면 및 그 근처에 존재하는 댕글링 결합과 같은 결함을 안정한 결합으로 바꾸어, 패시베이션 기능을 수행한다.6A, the substrate 110 on which the impurity layer 120 is formed is placed in a process chamber, and then the substrate 110 is heated to a temperature of about 700 ° C. to 900 ° C. in an oxygen (O 2 ) atmosphere The impurity layer 120 is activated to form the emitter layer 121 and the damaged silicon lattice on the surface or the vicinity of the substrate 110 is treated by the ions impinging on the substrate 110 when the ion implantation is performed And defects such as dangling bonds present on and near the surface of the substrate 110 are converted into stable bonds to perform a passivation function.

즉, 이온이 기판(110) 표면에 충돌함에 따라 손상된 실리콘 격자는 기판(110))의 재결정화 온도 부근인 약 700℃ 내지 900℃의 열이 가해지면 실리콘(Si)의 재결정화가 행해지면서 손상된 실리콘 격자의 재정렬 현상이 발생한다. 따라서 이러한 열처리로 인해, 손상된 실리콘 격자는 안정한 실리콘 격자로 재정렬되어 손상된 실리콘 격자가 치유된다.That is, as the ions collide with the surface of the substrate 110, the damaged silicon lattice recrystallizes the silicon (Si) when heat of about 700 ° C to 900 ° C, which is around the recrystallization temperature of the substrate 110, A re-arrangement of the grid occurs. Thus, due to this heat treatment, the damaged silicon lattice is rearranged into a stable silicon lattice and the damaged silicon lattice is healed.

이 경우, 산소 분위기에서 열처리 공정이 행해지면서, 열처리 공정이 행해지는 동안 산소 분위기에 노출된 기판(110)의 전면과 후면에는 열적 산화막이 생성되어, 전면 보호부(193)와 기판(110)의 후면에 위치한 제1 보호막(191a)을 형성한다. 이때, 이 열적 산화막(193, 191a)의 두께는 약 15㎚ 내지 30㎚일 수 있다.In this case, during the heat treatment process in the oxygen atmosphere, a thermal oxide film is formed on the front and rear surfaces of the substrate 110 exposed to the oxygen atmosphere during the heat treatment process, so that the front protective portion 193 and the substrate 110 A first protective film 191a is formed on the rear surface. At this time, the thickness of the thermal oxide films 193 and 191a may be about 15 nm to 30 nm.

그런 다음, 도 3d를 참고로 하여 설명한 것처럼, PECVD법 등을 이용하여 기판(110)의 전면 보호부(193) 위에 반사 방지부(130)를 형성하고, 도 3f에 도시한 것처럼, 기판(110)의 후면의 제1 보호막(191a) 위에 제2 보호막(192)를 형성하여 후면 보호부(190a)를 완성한다(도 6c). 이때, 반사 방지부(130)와 제2 보호막(192)의 형성 순서는 변경 가능하다.3D, an antireflective portion 130 is formed on the front protective portion 193 of the substrate 110 by using a PECVD method or the like. Then, as shown in FIG. 3F, the substrate 110 The second protective layer 192 is formed on the first protective layer 191a on the rear surface of the second protective layer 190a (FIG. 6C). At this time, the order of forming the antireflective portion 130 and the second protective film 192 may be changed.

다음, 도 3g 내지 도 3i를 참고로 하여 설명한 것처럼, 반사 방지부(130) 위에 전면전극용 패턴(40)을 형성하고, 후면 보호부(190a) 위에 후면 전극 패턴(55) 및 후면 버스바 패턴(52)을 형성한다(도 6d 내지 도 6f).3G to 3I, a front electrode pattern 40 is formed on the antireflection portion 130 and a rear electrode pattern 55 and a rear bus bar pattern are formed on the rear protection portion 190a. (Fig. 6D to Fig. 6F).

그런 다음, 도 3j와 같이, 기판(110)의 후면 위에 레이저 빔을 조사하여, 후면 전극 패턴(55), 그 하부의 보호부(190a) 및 기판(110)이 서로 혼합된 부분(153)을 형성한 후(도 6g), 약 750℃ 내지 약 800℃의 온도에서 패턴(55, 52, 40)을 구비한 기판(110)을 열처리하여, 복수의 전면 전극(141)과 복수의 전면 버스바(142)를 구비한 전면 전극부(140), 복수의 접촉부(151)를 구비하는 후면 전극(155)과 복수의 후면 버스바(152)를 구비한 후면전극부(150), 그리고 복수의 후면 전계부(172)를 형성하여 태양 전지(12)를 완성한다(도 4 및 도 5).3J, a laser beam is irradiated on the rear surface of the substrate 110 to form a portion 153 where the rear electrode pattern 55, the protective portion 190a at the lower portion thereof, and the substrate 110 are mixed with each other 6G), the substrate 110 having the patterns 55, 52, and 40 is heat-treated at a temperature of about 750 ° C. to about 800 ° C. to form a plurality of front electrodes 141 and a plurality of front bus bars A rear electrode part 150 having a plurality of rear bus bars 152 and a rear electrode 155 having a plurality of contact parts 151 and a rear electrode part 150 having a plurality of rear side bus bars 152, And a solar cell 12 is completed by forming the electric portion 172 (Figs. 4 and 5).

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.

Claims (22)

이온 주입법으로, 제1 도전성 타입을 갖는 기판의 제1 면에 상기 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 이온을 주입하여 불순물층을 형성하는 단계;
상기 불순물층을 활성화하여 상기 기판의 제1 면에 상기 제2 도전성 타입의 에미터부를 형성하는 단계;
상기 에미터부 상에 전면 보호부를 형성하는 단계;
상기 기판의 상기 제1 면의 반대면인 제2 면에 위치하며, 상기 기판 위에 형성된 제1 보호막과 상기 제1 보호막 상에 형성된 제2 보호막으로 이루어진 후면 보호부를 형성하는 단계;
상기 전면 보호부 상에 실리콘 질화물로 이루어진 반사 방지부를 형성하는 단계; 및
상기 에미터부에 연결되는 제1 전극 및 상기 제1 및 제2 보호막을 통하여 상기 기판과 선택적으로 연결되는 제2 전극을 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 전면 보호부와 상기 제1 보호막은 동일한 공정에 의하여 동시에 형성되어 동일한 물질로 구성되며 동일한 두께를 가지는 태양 전지의 제조 방법.
Implanting ions of a second conductivity type opposite to the first conductivity type on a first surface of a substrate having a first conductivity type by ion implantation to form an impurity layer;
Activating the impurity layer to form an emitter portion of the second conductivity type on a first side of the substrate;
Forming a front protective portion on the emitter portion;
Forming a rear protective part which is located on a second surface of the substrate opposite to the first surface and is composed of a first protective film formed on the substrate and a second protective film formed on the first protective film;
Forming an anti-reflection portion made of silicon nitride on the front protective portion; And
Forming a first electrode connected to the emitter portion and a second electrode selectively connected to the substrate through the first and second protective films;
Lt; / RTI >
Wherein the front protective part and the first protective film are simultaneously formed by the same process and are made of the same material and have the same thickness.
제1항에서,
상기 제1 보호막은 실리콘 산화물 또는 알루미늄 산화물을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
Wherein the first protective film comprises silicon oxide or aluminum oxide.
제1항에서,
상기 전면 보호부는 실리콘 산화물을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
Wherein the front surface protection portion comprises silicon oxide.
제1항에서,
상기 전면 보호부와 상기 제1 보호막은 열적 산화에 의하여 동시에 형성되는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
Wherein the front protective portion and the first protective film are simultaneously formed by thermal oxidation.
제1항에서,
상기 전면 보호부와 상기 제1 보호막은 상기 불순물층을 활성화하여 상기 에미터부를 형성하는 단계에서 형성되는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
Wherein the front protecting portion and the first protecting layer are formed in the step of forming the emitter portion by activating the impurity layer.
제5항에서,
상기 보호막은 상기 불순물층을 활성화하여 상기 에미터부를 형성하는 단계는 700℃ 내지 900℃의 온도에서 행해지는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 5,
Wherein the step of activating the impurity layer to form the emitter layer is performed at a temperature of 700 ° C to 900 ° C.
제1항에서,
상기 전면 보호부 및 상기 제1 보호막은 각각 15㎚ 내지 30㎚의 두께를 갖는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
Wherein the front protective portion and the first protective layer each have a thickness of 15 nm to 30 nm.
제1항에서,
상기 제2 보호막이 실리콘 질화물로 이루어지는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
Wherein the second protective film is made of silicon nitride.
제1항에서,
상기 제1 도전성 타입은 p형이고, 상기 제2 도전성 타입은 n형인 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
Wherein the first conductivity type is a p-type and the second conductivity type is an n-type.
제1항에서,
상기 에미터부를 형성하기 전에, 상기 기판의 상기 제1 및 제2 면에 텍스처링 표면을 형성하는 단계를 더 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
Further comprising forming a texturing surface on the first and second surfaces of the substrate prior to forming the emitter portion.
제1 도전성 타입을 갖고, 서로 반대편에 위치하며 복수의 요철을 구비한 텍스처링 표면을 각각 갖는 제1 및 제2 면을 구비한 기판;
이온 주입법으로 형성되어 상기 기판의 제1 면에 위치하고, 상기 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 갖는 에미터부;
상기 에미터부 위에 위치하는 제1 산화막;
상기 제1 산화막 위에 위치하는 반사 방지부;
상기 기판의 상기 제2 면에 위치하는 제2 산화막;
상기 제2 산화막 위에 위치하는 보호막;
상기 반사 방지부 및 상기 제1 산화막을 관통하여 상기 에미터부와 전기적으로 연결되는 제1 전극;
상기 제2 산화막 및 상기 보호막을 관통하여 상기 기판과 선택적으로 연결된 제2 전극
을 포함하고,
상기 제1 산화막과 상기 제2 산화막이 동일한 물질로 구성되며 동일한 두께를 가지는 태양 전지.
A substrate having a first conductivity type and opposing to each other and having first and second surfaces, each having a textured surface with a plurality of irregularities;
An emitter portion formed by ion implantation and located on a first surface of the substrate, the emitter portion having a second conductivity type opposite to the first conductivity type;
A first oxide film disposed on the emitter;
An antireflective portion positioned on the first oxide layer;
A second oxide film located on the second surface of the substrate;
A protective film disposed on the second oxide film;
A first electrode penetrating through the antireflection portion and the first oxide layer and electrically connected to the emitter portion;
A second electrode electrically connected to the substrate through the second oxide film and the protective film,
/ RTI >
Wherein the first oxide film and the second oxide film are made of the same material and have the same thickness.
제11항에서,
상기 제2 산화막은 실리콘 산화막 또는 알루미늄 산화막인 태양 전지.
12. The method of claim 11,
Wherein the second oxide film is a silicon oxide film or an aluminum oxide film.
제11항에서,
상기 에미터부는 60Ω/sq. 내지 120Ω/sq.의 면저항값을 갖고 있는 태양 전지.
12. The method of claim 11,
The emitter portion has a resistance of 60? / Sq. To 120 < RTI ID = 0.0 > ohm / sq. ≪ / RTI >
제11항에서,
상기 제1 및 제2 산화막은 각각 15㎚ 내지 30㎚의 두께를 갖고 있는 태양 전지.
12. The method of claim 11,
Wherein the first and second oxide films each have a thickness of 15 nm to 30 nm.
제11항에서,
상기 보호막은 실리콘 질화물로 이루어지는 태양 전지.
12. The method of claim 11,
Wherein the protective film is made of silicon nitride.
제11항에서,
상기 보호막은 40㎚ 내지 80㎚의 두께를 갖는 태양 전지.
12. The method of claim 11,
Wherein the protective film has a thickness of 40 nm to 80 nm.
제11항에서,
상기 반사 방지부는 실리콘 질화물로 이루어지는 태양 전지.
12. The method of claim 11,
Wherein the reflection preventing portion is made of silicon nitride.
제11항에서,
상기 제1 도전성 타입은 p형이고 상기 제2 도전성 타입은 n형인 태양 전지.
12. The method of claim 11,
Wherein the first conductivity type is a p-type and the second conductivity type is an n-type.
제11항에서,
상기 제2 전극에 접하는 상기 기판에 위치한 전계부를 더 포함하는 태양 전지.
12. The method of claim 11,
And an electric field portion disposed on the substrate in contact with the second electrode.
제11항에서,
상기 제1 면과 상기 제2 면의 거칠기는 서로 동일한 태양 전지.
12. The method of claim 11,
Wherein the first surface and the second surface have the same roughness.
제11항에서,
상기 복수의 요철 각각은 5㎛ 내지 15㎛의 최대 지름과 높이를 갖는 태양 전지.
12. The method of claim 11,
Wherein each of the plurality of irregularities has a maximum diameter and a height of 5 占 퐉 to 15 占 퐉.
제11항에서,
상기 복수의 요철 각각은 0.5 내지 2의 종횡비를 갖는 태양 전지.


12. The method of claim 11,
Each of the plurality of irregularities having an aspect ratio of 0.5 to 2. [


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