KR101816189B1 - Solar cell and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양전지 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 태양전지가 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.
태양전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)의 반도체로 각각 이루어지는 기판(substrate) 및 에미터부(emitter layer), 그리고 기판과 에미터부에 각각 연결된 서로 다른 극성의 전극을 구비한다. 이때, 기판과 에미터부의 계면에는 pn 접합이 형성된다.The solar cell has a substrate and an emitter layer each made of a semiconductor of a different conductive type such as a p-type and an n-type, and electrodes having different polarities respectively connected to the substrate and the emitter portion . At this time, a pn junction is formed at the interface between the substrate and the emitter.
그리고 상기 서로 다른 극성의 전극을 형성하기 위한 방법의 하나로, 종래에는 금속 물질로 된 전극층을 기판의 전면 및 후면(서로 다른 극성의 전극이 기판의 전면 및 후면에 위치하는 경우), 또는 후면(서로 다른 극성의 전극이 기판의 후면에 위치하는 경우)에 전체적으로 형성하고, 전극층 위의 일부 영역에 포토 레지스트 페이스트(photo resist paste)를 인쇄하여 마스크를 형성한 후, 상기 마스크를 이용한 습식 식각을 실시하여 상기 마스크에 의해 덮여 있지 않은 영역의 전극층을 제거하고, 이후 마스크를 제거한 후 세정하는 공정에 따라 서로 다른 극성의 전극을 형성하였다.As a method for forming the electrodes of different polarities, conventionally, an electrode layer made of a metal material is formed on a front surface and a rear surface of the substrate (when electrodes having different polarities are located on the front surface and the rear surface of the substrate) The electrode having the other polarity is located on the rear surface of the substrate), and a mask is formed by printing a photo resist paste on a partial area on the electrode layer, and wet etching using the mask is performed Electrodes having different polarities were formed in accordance with a process of removing an electrode layer in an area not covered with the mask and then cleaning the mask after removing the mask.
그런데, 이러한 방법에 따르면, 마스크를 형성하기 위한 포토 레지스트 페이스트의 사용, 습식 식각을 실시하기 위한 식각 용액의 사용, 마스크를 제거하기 위한 용액의 사용, 세정에 필요한 세정액의 사용 등으로 인해 태양전지의 제조 원가가 증가함과 아울러, 공정수가 증가하는 문제점이 있다.However, according to this method, the use of the photoresist paste for forming the mask, the use of the etching solution for performing the wet etching, the use of the solution for removing the mask, the use of the cleaning liquid necessary for cleaning, There is a problem that the manufacturing cost increases and the number of processes increases.
또한, 마스크에 의해 덮여 있지 않은 영역의 전극층을 식각 용액을 사용하여 제거한 경우, 형성된 전극의 측면이 언더컷(undercut, 하부면이 상부면보다 폭이 좁게 형성됨)으로 형성되므로, 하부 층과 전극의 접합 면적이 축소하여 전하 수집 효율이 저하되고, 또한, 전극의 들뜸 현상이 발생하는 등의 문제점이 있다.When the electrode layer in the region not covered with the mask is removed by using the etching solution, since the side surface of the formed electrode is formed as an undercut (the lower surface is formed narrower than the upper surface), the bonding area The charge collection efficiency is lowered and the electrode is lifted up.
따라서, 공정수 및 제조 원가를 효과적으로 감소시키면서도 상기한 문제점을 억제할 수 있는 제조 방법의 필요성이 대두되고 있다.Therefore, there is a need for a manufacturing method capable of effectively reducing the number of steps and manufacturing cost while suppressing the above-mentioned problems.
본 발명은 태양전지 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a solar cell and a manufacturing method thereof.
본 발명의 한 측면에 따른 태양전지는, 반도체 기판; 반도체 기판의 후면에 위치하는 후면 전계부; 반도체 기판의 전면 또는 반도체 기판의 후면 중에서 선택된 어느 한 면에 위치하는 에미터부; 반도체 기판의 후면에 위치하며, 후면 전계부를 노출하는 개구부를 포함하는 후면 유전층; 개구부를 통해 후면 전계부와 전기적 및 물리적으로 연결되는 제1 전극부; 및 에미터부와 전기적 및 물리적으로 연결되는 제2 전극부를 포함하고, 제1 전극부는 후면 유전층의 외부로 돌출된 부분에 있어서, 반도체 기판과 마주하는 제1 면의 선폭이 제1 면의 반대쪽에 위치하는 제2 면의 선폭과 실질적으로 동일하거나, 제2 면의 선폭보다 크게 형성된다.A solar cell according to an aspect of the present invention includes: a semiconductor substrate; A rear electric field portion located on a rear surface of the semiconductor substrate; An emitter section located on one surface selected from the front surface of the semiconductor substrate or the rear surface of the semiconductor substrate; A back dielectric layer located on the back surface of the semiconductor substrate and including an opening exposing a back surface electric field; A first electrode part electrically and physically connected to the rear electric part through an opening; And a second electrode portion electrically and physically connected to the emitter portion, wherein the first electrode portion has a line width of the first surface facing the semiconductor substrate protruding to the outside of the rear dielectric layer at a position opposite to the first surface The width of the second surface is larger than the width of the second surface.
후면 유전층은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 또는 실리콘 탄화막 중 어느 한 막으로 형성되거나, 상기 막들 중에서 선택된 적어도 2개의 막이 적층된 구조, 바람직하게는 실리콘 질화막과 실리콘 탄화막의 적층 구조로 형성된다.The rear dielectric layer is formed of any one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon carbide film, or a structure in which at least two films selected from the films are laminated, preferably a laminated structure of a silicon nitride film and a silicon carbide film.
제1 전극부는 제1 방향으로 연장되고 서로 이격된 복수의 제1 핑거 전극들을 포함하고, 제2 전극부는 제1 방향으로 연장되고 서로 이격된 복수의 제2 핑거 전극들을 포함할 수 있다.The first electrode unit includes a plurality of first finger electrodes extending in a first direction and spaced apart from each other, and the second electrode unit may include a plurality of second finger electrodes extending in a first direction and spaced apart from each other.
에미터부 및 제2 전극부는 반도체 기판의 후면에 위치할 수 있으며, 제2 전극부는 후면 유전층의 외부로 돌출된 부분에 있어서, 반도체 기판과 마주하는 제1 면의 선폭이 제1 면의 반대쪽에 위치하는 제2 면의 선폭과 실질적으로 동일하거나, 제2 면의 선폭보다 크게 형성될 수 있다.The emitter electrode and the second electrode portion may be located on the rear surface of the semiconductor substrate and the second electrode portion may be formed on the portion of the rear dielectric layer protruding outward so that the line width of the first surface facing the semiconductor substrate is located on the opposite side of the first surface The width of the second surface may be substantially equal to the line width of the second surface.
제1 핑거 전극과 제2 핑거 전극은 서로 이격되고, 후면 유전층의 외부로 돌출된 부분 중에서 서로 마주하는 상기 제1 핑거 전극의 측면과 상기 제2 핑거 전극의 측면에 있어서, 상기 제1 면 사이의 간격은 상기 제2 면 사이의 간격보다 작게 형성될 수 있다.The first finger electrode and the second finger electrode are spaced apart from each other, and a side surface of the first finger electrode facing the first finger electrode and a side surface of the second finger electrode facing each other out of the protruding portions of the rear dielectric layer, The gap may be formed to be smaller than an interval between the second surfaces.
에미터부와 후면 전계부는 다결정 실리콘층으로 각각 형성될 수 있다.The emitter portion and the rear surface electric field portion may be respectively formed of a polycrystalline silicon layer.
태양전지는 에미터부와 후면 전계부 사이에 위치하며 다결정 실리콘층으로 형성되는 진성 반도체층을 더 포함할 수 있다.The solar cell may further include an intrinsic semiconductor layer located between the emitter portion and the rear electric portion and formed of a polycrystalline silicon layer.
태양전지는 반도체 기판의 후면과 다결정 실리콘층 사이에 위치하는 후면 터널층을 더 포함할 수 있다.The solar cell may further include a rear tunnel layer positioned between the back surface of the semiconductor substrate and the polysilicon layer.
후면 유전층이 실리콘 질화막과 실리콘 탄화막의 적층 구조로 형성될 때, 실리콘 탄화막은 실리콘 질화막과 제1 전극부 사이 및 실리콘 질화막과 제2 전극부 사이에 위치할 수 있으며, 제1 전극부와 제2 전극부 사이에 위치하는 실리콘 질화막 위에는 위치하지 않을 수 있다.The silicon carbide film may be positioned between the silicon nitride film and the first electrode portion and between the silicon nitride film and the second electrode portion when the rear dielectric layer is formed of a laminated structure of the silicon nitride film and the silicon carbide film, And may not be located on the silicon nitride film located between the portions.
에미터부 및 제2 전극부는 반도체 기판의 전면에 위치할 수 있다.The emitter portion and the second electrode portion may be positioned on the front surface of the semiconductor substrate.
본 발명의 한 측면에 따른 태양전지의 제조 방법은, 반도체 기판의 후면에 에미터부 및 후면 전계부를 형성하는 단계; 에미터부 및 후면 전계부를 각각 노출하는 개구부를 포함하는 후면 유전층을 반도체 기판의 후면에 형성하는 단계; 및 개구부를 통해 후면 전계부 및 에미터부와 전기적 및 물리적으로 연결된 전극층을 후면 유전층의 후면 전체에 형성하는 단계; 및 전극층을 후면 전계부와 연결되는 제1 전극부와 에미터부와 전기적 및 물리적으로 연결된 제2 전극부로 각각 분리하는 단계를 포함하고, 전극층을 제1 전극부 및 제2 전극부로 분리하는 단계는, 에미터부 영역과 후면 전계부 영역의 상기 전극층, 특히 투영면상에서 개구부와 중첩하지 않는 영역의 전극층에 레이저를 조사하여 레이저가 조사된 영역의 전극층을 제거하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a solar cell according to an aspect of the present invention includes: forming an emitter portion and a rear surface electric portion on a rear surface of a semiconductor substrate; Forming a rear dielectric layer on the back surface of the semiconductor substrate, the rear dielectric layer including openings exposing the emitter portions and the rear surface electric field portions, respectively; And forming an electrode layer electrically and physically connected to the rear electric and emitter portions through the opening on the entire rear surface of the rear dielectric layer; And separating the electrode layer into a first electrode portion connected to the rear electric field portion and a second electrode portion electrically and physically connected to the emitter portion, respectively, and separating the electrode layer into the first electrode portion and the second electrode portion, And irradiating a laser beam to the electrode layer in the emitter region and the rear electric field region, particularly, the electrode layer in the region not overlapping the opening portion on the projection plane to remove the electrode layer in the region irradiated with the laser.
제1 전극부와 상기 제2 전극부는, 후면 유전층의 외부로 돌출된 부분에 있어서, 반도체 기판과 마주하는 제1 면의 선폭을 제1 면의 반대쪽에 위치하는 제2 면의 선폭과 실질적으로 동일하게 형성하거나, 제2 면의 선폭보다 크게 형성한다.The first electrode portion and the second electrode portion are formed so that the line width of the first surface facing the semiconductor substrate is substantially equal to the line width of the second surface located on the opposite side of the first surface, Or larger than the line width of the second surface.
후면 유전층을 형성하는 단계에서, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 또는 실리콘 탄화막 중 어느 한 막으로 상기 후면 유전층을 형성하거나, 상기 막들 중에서 선택된 적어도 2개의 막을 적층하여 상기 후면 유전층을 형성할 수 있다.In the step of forming the rear dielectric layer, the rear dielectric layer may be formed of any one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon carbide film, or the rear dielectric layer may be formed by laminating at least two films selected from the films.
일례로, 후면 유전층은 실리콘 질화막과 실리콘 탄화막을 적층하여 형성할 수 있다.For example, the rear dielectric layer can be formed by laminating a silicon nitride film and a silicon carbide film.
제1 전극부와 상기 제2 전극부를 형성하는 단계에서, 상기 후면 유전층을 형성하는 물질의 밴드갭 이하의 밴드갭을 갖는 30nm 내지 1,200nm의 파장을 가지며, 레이저 빔의 단면에 있어서 에너지 세기가 가우시안 분포를 따르는 펄스 레이저(pulse laser)를 사용할 수 있다.Wherein the first electrode and the second electrode have a wavelength of 30 nm to 1,200 nm and have a bandgap below the bandgap of the material forming the rear dielectric layer, A pulse laser following the distribution can be used.
전극층은 스퍼터링(sputtering)법에 의해 형성할 수 있다.The electrode layer can be formed by a sputtering method.
에미터부와 후면 전계부를 형성하는 단계는, 반도체 기판의 후면에 다결정 실리콘층을 형성하는 단계; 및 다결정 실리콘층의 일부 영역에 제2 도전성 불순물과 제1 도전성 불순물을 선택적으로 주입하거나 또는 확산시키는 단계를 포함할 수 있다.Forming the emitter portion and the rear surface electric field portion includes: forming a polycrystalline silicon layer on the rear surface of the semiconductor substrate; And selectively implanting or diffusing the second conductive impurity and the first conductive impurity into a part of the polycrystalline silicon layer.
에미터부와 후면 전계부를 서로 이격하여 형성할 수 있으며, 에미터부와 후면 전계부 사이에 다결정 실리콘층으로 형성된 진성 반도체층을 형성할 수 있다.The emitter portion and the rear electric field portion may be formed apart from each other and an intrinsic semiconductor layer formed of a polycrystalline silicon layer may be formed between the emitter portion and the rear electric field portion.
태양전지의 제조 방법은 반도체 기판의 후면과 다결정 실리콘층 사이에 후면 터널층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method of the solar cell may further include forming a rear tunnel layer between the rear surface of the semiconductor substrate and the polycrystalline silicon layer.
후면 유전층은 실리콘 질화막과 실리콘 탄화막을 적층하여 형성할 수 있고, 이 경우, 레이저가 조사된 영역의 전극층을 제거할 때, 실리콘 탄화막을 희생층으로 사용하여 레이저가 조사된 영역의 실리콘 탄화막을 제거함으로써, 실리콘 질화막과 제1 전극부 사이 및 실리콘 질화막과 제2 전극부 사이에 위치하는 실리콘 탄화막을 잔류시킬 수 있다.The rear dielectric layer can be formed by laminating a silicon nitride film and a silicon carbide film. In this case, when removing the electrode layer in the laser irradiated region, the silicon carbide film is used as a sacrifice layer to remove the silicon carbide film in the laser- , The silicon carbide film located between the silicon nitride film and the first electrode portion and between the silicon nitride film and the second electrode portion can be left.
본 발명의 다른 측면에 따른 태양전지의 제조 방법은, 반도체 기판의 후면에 후면 전계부를 형성하는 단계; 후면 전계부를 노출하는 개구부를 포함하는 후면 유전층을 반도체 기판의 후면에 형성하는 단계; 및 개구부를 통해 후면 전계부와 전기적 및 물리적으로 연결된 제1 전극부를 형성하는 단계를 포함하고, 제1 전극부를 형성하는 단계는, 후면 유전층의 후면 전체에 전극층을 형성하는 단계; 및 투영면상에서 개구부와 중첩하지 않는 영역의 전극층에 레이저를 조사하여 레이저가 조사된 영역의 전극층을 제거하는 단계를 포함하며, 제1 전극부는, 후면 유전층의 외부로 돌출된 부분에 있어서, 반도체 기판과 마주하는 제1 면의 선폭을 제1 면의 반대쪽에 위치하는 제2 면의 선폭과 실질적으로 동일하게 형성하거나, 제2 면의 선폭보다 크게 형성한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a solar cell, including: forming a rear electric field portion on a rear surface of a semiconductor substrate; Forming a rear dielectric layer on the rear surface of the semiconductor substrate, the rear dielectric layer including an opening exposing the rear surface electric field portion; And forming a first electrode portion electrically and physically connected to the rear electrical conductor through the opening, wherein forming the first electrode portion comprises: forming an electrode layer over the entire rear surface of the rear dielectric layer; And irradiating a laser beam onto an electrode layer in an area not overlapping the opening on the projection plane to remove an electrode layer in a laser irradiated area, wherein the first electrode part is a part protruding outward from the rear dielectric layer, The line width of the first surface facing the first surface is formed to be substantially equal to the line width of the second surface located on the opposite side of the first surface or is formed to be larger than the line width of the second surface.
이때, 후면 유전층을 형성하는 단계에서, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 또는 실리콘 탄화막 중 어느 한 막으로 상기 후면 유전층을 형성하거나, 상기 막들 중에서 선택된 적어도 2개의 막을 적층하여 상기 후면 유전층을 형성할 수 있다.At this time, in forming the rear dielectric layer, the rear dielectric layer may be formed of a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon carbide film, or at least two films selected from the films may be stacked to form the rear dielectric layer .
일례로, 실리콘 질화막과 실리콘 탄화막을 적층하여 후면 유전층을 형성할 수 있다.For example, a silicon nitride film and a silicon carbide film may be laminated to form a rear dielectric layer.
그리고 제1 전극부를 형성하는 단계에서, 후면 유전층을 형성하는 물질의 밴드갭 이하의 밴드갭을 갖는 30nm 내지 1,200nm의 파장을 가지며, 레이저 빔의 단면에 있어서 에너지 세기가 가우시안 분포를 따르는 펄스 레이저(pulse laser)를 사용할 수 있다.In the step of forming the first electrode part, a pulse laser having a wavelength of 30 nm to 1,200 nm and having a band gap below the bandgap of the material forming the rear dielectric layer and having a Gaussian distribution of energy intensity in the cross section of the laser beam pulse laser) can be used.
그리고 전극층은 스퍼터링(sputtering)법에 의해 형성할 수 있다.The electrode layer can be formed by a sputtering method.
그리고 후면 유전층을 실리콘 질화막과 실리콘 탄화막을 적층하여 형성한 경우, 레이저가 조사된 영역의 전극층을 제거할 때, 실리콘 탄화막을 희생층으로 사용하여 레이저가 조사된 영역의 실리콘 탄화막을 제거함으로써, 실리콘 질화막과 제1 전극부 사이에 위치하는 실리콘 탄화막은 잔류시킬 수 있다.When the rear dielectric layer is formed by laminating a silicon nitride film and a silicon carbide film, the silicon carbide film in the region irradiated with the laser is removed using the silicon carbide film as a sacrificial layer when removing the electrode layer in the laser irradiated region, And the silicon carbide film located between the first electrode portion and the first electrode portion may remain.
본 실시예에 따르면, 레이저 리프트 오프(LLO, Laser Lift-Off) 공정에 의하여 전극층의 일부를 제거하여 전극부를 형성하므로, 전극층을 패터닝하기 위한 산 계열의 식각 용액을 사용하지 않아도 된다. According to this embodiment, since the electrode portion is formed by removing a part of the electrode layer by a laser lift-off (LLO) process, an acid-based etching solution for patterning the electrode layer may not be used.
이에 따라 산 계열의 식각 용액에 의한 패시베이션 특성 저하, 도전성 불순물이 함유된 영역의 특성 저하 및 손상 등의 문제를 방지할 수 있다. As a result, it is possible to prevent problems such as deterioration of the passivation property due to the etching solution of the acid series, deterioration and damage of the region containing the conductive impurities.
그리고 식각 용액을 사용할 경우 발생할 수 있는 언더컷을 방지할 수 있고, 전극부의 하부면의 선폭을 상부면의 선폭과 실질적으로 동일하게 형성하거나 상부면의 선폭보다 크게 형성할 수 있으므로, 하부 층과 전극부의 접합 면적이 증가하여 전하 수집 효율이 향상되고, 또한, 전극의 들뜸 현상이 발생하는 것을 억제할 수 있다.Since the line width of the lower surface of the electrode portion can be made substantially equal to the line width of the upper surface or can be formed larger than the line width of the upper surface, The junction area is increased to improve the charge collection efficiency, and it is possible to suppress the floating of the electrode.
또한, 마스크를 형성하기 위한 포토 레지스트 페이스트의 사용, 습식 식각을 실시하기 위한 식각 용액의 사용, 마스크를 제거하기 위한 용액의 사용, 세정에 필요한 세정액의 사용 등을 제거할 수 있으므로, 태양전지의 제조 원가 및 공정수를 감소시킬 수 있다.In addition, since it is possible to remove the use of a photoresist paste for forming a mask, use of an etching solution for performing a wet etching, use of a solution for removing a mask, and use of a cleaning liquid necessary for cleaning, Cost and process number can be reduced.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양전지를 설명하기 위한 도면이다. 1 and 2 are views for explaining a solar cell according to a first embodiment of the present invention.
3 is a process diagram for explaining a method of manufacturing a solar cell according to the first embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a solar cell according to a second embodiment of the present invention.
5 is a process diagram for explaining a method of manufacturing a solar cell according to a second embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a solar cell according to a third 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. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 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. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification. 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.
또한, 전면(front surface)이라 함은 직사광이 입사되는 반도체 기판의 일면일 수 있으며, 후면(back surface)이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판의 반대면일 수 있다.The term "front surface" refers to a surface of a semiconductor substrate to which direct light is incident. The term "back surface" refers to a surface of the semiconductor substrate on which the direct light is not incident, .
아울러, 어떠한 두 개의 값이 동일하다는 것은 오차 범위 10% 이하에서 동일하다는 것을 의미한다.In addition, the fact that any two values are equal means that the error range is equal to or less than 10%.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 및 이의 제조 방법을 상세하게 설명한다. 먼저 본 실시예에 따라 제조될 수 있는 태양전지의 일 예를 설명한 다음 이의 제조 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a solar cell and a method of manufacturing the same according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, an example of a solar cell that can be manufactured according to this embodiment will be described, and then a manufacturing method thereof will be described in detail.
도 1는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 태양전지의 부분 후면 평면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a solar cell according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial rear plan view of the solar cell shown in FIG. 1. FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양전지(100)는, 베이스 영역(110)을 포함하는 반도체 기판(10)과, 반도체 기판(10)의 일면, 예를 들어 후면 쪽에 위치하는 제1 및 제2 도핑 영역(32, 34)을 포함하는 다결정 실리콘층(30)과, 제1 및 제2 도핑 영역(32, 34)에 각각 연결되는 제1 및 제2 전극부(44, 42)를 포함한다.1 and 2, a
그리고 태양전지(100)는 반도체 기판(10)과 다결정 실리콘층(30) 사이에 위치하는 후면 터널층(20)을 더 구비할 수 있다. The
그 외에 태양전지(100)는 반도체 기판(10)의 전면(front surface)에 위치하는 패시베이션막(24) 및 반사 방지막(26)과, 반도체 기판(10)의 후면에 위치하는 후면 유전층(40)을 더 포함할 수 있다.The
반도체 기판(10)은 제1 도전성 불순물을 상대적으로 낮은 도핑 농도로 포함하여 제1 도전성을 가지는 베이스 영역(110)을 포함할 수 있다. The
베이스 영역(110)은 제1 도전성 불순물을 포함하는 결정질 반도체로 구성될 수 있다. 일 예로, 베이스 영역(110)은 제1 도전성 불순물을 포함하는 단결정 또는 다결정 반도체(일 예로, 단결정 또는 다결정 실리콘)로 구성될 수 있다. The
특히, 베이스 영역(110)은 제1 도전성 불순물을 포함하는 단결정 반도체(예를 들어, 단결정 반도체 웨이퍼, 좀더 구체적으로는, 반도체 실리콘 웨이퍼)로 구성될 수 있다. In particular, the
이와 같이 베이스 영역(110)이 단결정 실리콘으로 구성되면, 태양전지(100)는 결정성이 높아 결함이 적은 베이스 영역(110) 또는 반도체 기판(10)을 기반으로 하므로 전기적 특성이 우수하다.If the
제1 도전성은 p형 또는 n형일 수 있다. 일 예로, 베이스 영역(110)이 n형을 가지면 베이스 영역(110)과 광전 변환에 의하여 전하를 형성하는 접합(일 예로, 후면 터널층(20)을 사이에 둔 pn 접합)을 형성하는 p형의 제1 도핑 영역(32)을 넓게 형성하여 광전 변환 면적을 증가시킬 수 있다. The first conductivity may be p-type or n-type. For example, if the
또한, 이 경우에는 넓은 면적을 가지는 제1 도핑 영역(32)이 이동 속도가 상대적으로 느린 정공을 효과적으로 수집하여 광전 변환 효율 향상에 좀더 기여할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Also, in this case, the first
그리고 반도체 기판(10)은 전면 쪽에 위치하는 전면 전계부(130)를 포함할 수 있다. 전면 전계부(130)는 베이스 영역(110)과 동일한 도전성을 가지면서 베이스 영역(110)보다 높은 도핑 농도를 가질 수 있다.The
본 실시예에서는 전면 전계부(130)가 반도체 기판(10)에 제1 도전성 불순물을 상대적으로 높은 도핑 농도로 도핑하여 형성된 도핑 영역으로 구성된 것을 예시하였다. 이에 따라 전면 전계부(130)가 제1 도전성을 가지는 결정질(단결정 또는 다결정) 반도체를 포함하여 반도체 기판(10)의 일부를 구성하게 된다. In this embodiment, the front
일 예로, 전면 전계부(130)는 제1 도전성을 가지는 단결정 반도체 기판(일 예로, 단결정 실리콘 웨이퍼 기판)의 일부분을 구성할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. For example, the front
따라서 반도체 기판(10)과 다른 별개의 반도체층(예를 들어, 비정질 반도체층, 미세 결정 반도체층, 또는 다결정 반도체층)을 반도체 기판(10) 위에 증착할 때, 제1 도전성 불순물을 도핑하여 전면 전계부(130)를 형성할 수도 있다. Therefore, when depositing a separate semiconductor layer (for example, an amorphous semiconductor layer, a microcrystalline semiconductor layer, or a polycrystalline semiconductor layer) other than the
또는, 전면 전계부(130)가 반도체 기판(10)에 인접하여 형성된 층(예를 들어, 패시베이션막(24) 및/또는 반사 방지막(26))의 고정 전하에 의하여 도핑된 것과 유사한 역할을 하는 전계 영역으로 구성될 수도 있다. Or the front
예를 들어, 베이스 영역(110)이 n형인 경우에는 패시베이션막(24)이 음(-)의 고정 전하를 가지는 산화물(예를 들어, 알루미늄 산화물)로 구성되어 베이스 영역(110)의 표면에 반전 영역(inversion layer)를 형성하여 이를 전계 영역으로 이용할 수 있다. For example, when the
이 경우에는 반도체 기판(10)이 별도의 도핑 영역을 구비하지 않고 베이스 영역(110)만으로 구성되어, 반도체 기판(10)의 결함을 최소화할 수 있다. In this case, the
그 외의 다양한 방법에 의하여 다양한 구조의 전면 전계부(130)를 형성할 수 있다.The front
본 실시예에서 반도체 기판(10)의 전면은 텍스처링(texturing)되어 피라미드 등의 형태의 요철을 가질 수 있다. In the present embodiment, the front surface of the
이와 같은 텍스처링에 의해 반도체 기판(10)의 전면의 표면 거칠기가 증가되면, 반도체 기판(10)의 전면을 통하여 입사되는 광의 반사율을 낮출 수 있다. 따라서 베이스 영역(110)과 제1 도핑 영역(32)에 의하여 형성된 pn 접합까지 도달하는 광의 양을 증가시킬 수 있어, 광 손실을 최소화할 수 있다.If the surface roughness of the front surface of the
그리고 반도체 기판(10)의 후면은 경면 연마 등에 의하여 전면보다 낮은 표면 거칠기를 가지는 상대적으로 매끈하고 평탄한 면으로 이루어질 수 있다. The rear surface of the
본 실시예와 같이 반도체 기판(10)의 후면 쪽에 제1 및 제2 도핑 영역(32, 34)이 함께 형성되는 경우에는 반도체 기판(10)의 후면의 특성에 따라 태양전지(100)의 특성이 크게 달라질 수 있다. When the first and second
이에 따라, 반도체 기판(10)의 후면에는 텍스처링에 의한 요철을 형성하지 않음으로써 패시베이션 특성을 향상할 수 있고, 이에 의하여 태양전지(100)의 특성을 향상할 수 있다. Accordingly, the passivation characteristic can be improved by not forming the irregularities due to texturing on the rear surface of the
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 반도체 기판(10)의 후면에 텍스처링에 의한 요철을 형성할 수도 있으며, 그 외의 다양한 변형도 가능하다.However, the present invention is not limited to this. In some cases, irregularities due to texturing may be formed on the rear surface of the
반도체 기판(10)의 후면 위에는 후면 터널층(20)이 형성될 수 있다. 후면 터널층(20)은 전자 및 정공에게 일종의 배리어(barrier)로 작용하여, 소수 전하(minority carrier)가 통과되지 않도록 하고, 후면 터널층(20)에 인접한 부분에서 축적된 후에 일정 이상의 에너지를 가지는 다수 전하(majority carrier)만이 후면 터널층(20)을 통과할 수 있도록 한다. On the rear surface of the
이때, 일정 이상의 에너지를 가지는 다수 전하는 터널링 효과에 의하여 쉽게 후면 터널층(20)을 통과할 수 있다. 또한, 후면 터널층(20)은 제1 및 제2 도핑 영역(32, 34)의 불순물이 반도체 기판(10)으로 확산하는 것을 방지하는 확산 배리어로서의 역할을 수행할 수 있다.At this time, a plurality of charges having energy equal to or higher than a certain level can easily pass through the
이러한 후면 터널층(20)은 전하가 터널링 될 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있는데, 일례로, 산화물, 질화물, 반도체, 전도성 고분자 등을 포함할 수 있다.The
예를 들어, 후면 터널층(20)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산화 질화물, 진성 비정질 실리콘, 진성 다결정 실리콘 등을 포함할 수 있다. For example, the
이때, 후면 터널층(20)은 반도체 기판(10)의 후면에 전체적으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 반도체 기판(10)의 후면의 계면 특성을 전체적으로 향상할 수 있고, 별도의 패터닝 없이 쉽게 형성될 수 있다.At this time, the
후면 터널층(20) 위에는 서로 동일한 레벨에 위치하는 제1 및 제2 도핑 영역(32, 34)이 위치할 수 있다. On the
좀더 구체적으로, 본 실시예에서 제1 및 제2 도핑 영역(32, 24)은 제2 도전성 불순물을 포함하여 제2 도전성을 나타내는 제1 도핑 영역(32)과, 제1 도전성 불순물을 포함하여 제1 도전성을 나타내는 제2 도핑 영역(34)을 포함할 수 있다. More specifically, in this embodiment, the first and second
그리고 제1 도핑 영역(32)과 제2 도핑 영역(34) 사이에 진성 반도체층으로서의 진성 반도체층(36)이 위치할 수 있다.The
제1 도핑 영역(32)은 베이스 영역(110)과 후면 터널층(20)을 사이에 두고 pn 접합(또는 pn 터널 접합)을 형성하여 광전 변환에 의하여 전하를 생성하는 에미터부를 구성한다.The first
이때, 제1 도핑 영역(32)은 베이스 영역(110)과 반대되는 제2 도전성 불순물을 포함하는 반도체(일례로, 실리콘)일 수 있다. At this time, the first
본 실시예에서는 제1 도핑 영역(32)이 반도체 기판(10) 위(좀더 명확하게는, 후면 터널층(20) 위)에서 반도체 기판(10)과 별개로 형성되며 제2 도전성 불순물이 도핑된 반도체층으로 구성된다. In this embodiment, the first
이에 따라 제1 도핑 영역(32)은 반도체 기판(10) 상에 쉽게 형성될 수 있도록 반도체 기판(10)과 다른 결정 구조를 가지는 반도체층으로 구성될 수 있다. Accordingly, the first
예를 들어, 제1 도핑 영역(32)은 증착 등의 다양한 방법에 의하여 쉽게 제조될 수 있는 비정질 반도체, 미세 결정 반도체, 또는 다결정 반도체(일 예로, 비정질 실리콘, 미세 결정 실리콘, 또는 다결정 실리콘) 등에 제2 도전성 불순물을 도핑하여 형성될 수 있다. For example, the first
제2 도전성 불순물은 반도체층을 형성하는 공정에서 반도체층에 함께 포함되거나, 또는, 반도체층을 형성한 후에 열 확산법, 이온 주입법 등의 다양한 도핑 방법에 의하여 반도체층에 포함될 수도 있다.The second conductive impurity may be included in the semiconductor layer in the step of forming the semiconductor layer or may be included in the semiconductor layer by various doping methods such as heat diffusion method and ion implantation method after forming the semiconductor layer.
이때, 제2 도전성 불순물은 베이스 영역(110)과 반대되는 도전성을 나타낼 수 있는 불순물이면 족하다. At this time, the second conductive impurity may be an impurity that can exhibit conductivity opposite to the
즉, 제2 도전성 불순물이 p형일 경우에는 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소를 사용할 수 있고, 제2 도전성 불순물이 n형일 경우에는 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소를 사용할 수 있다.That is, when the second conductive impurity is p-type, a group III element such as boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), or indium (In) may be used. In the case where the second conductive impurity is n-type, (P), arsenic (As), bismuth (Bi), and antimony (Sb).
제2 도핑 영역(34)은 후면 전계(back surface field)를 형성하여 반도체 기판(10)의 표면(좀더 정확하게는, 반도체 기판(10)의 후면)에서 재결합에 의하여 전하가 손실되는 것을 방지하는 후면 전계부를 구성한다.The second
이때, 제2 도핑 영역(34)은 베이스 영역(110)과 동일한 제1 도전성 불순물을 포함하는 반도체(일례로, 실리콘)일 수 있다. At this time, the second
본 실시예에서는 제2 도핑 영역(34)이 반도체 기판(10) 위(좀더 명확하게는, 후면 터널층(20) 위)에서 반도체 기판(10)과 별개로 형성되며 제1 도전성 불순물이 도핑된 반도체층으로 구성된다. In this embodiment, the second
이에 따라 제2 도핑 영역(34)은 반도체 기판(10) 상에 쉽게 형성될 수 있도록 반도체 기판(10)과 다른 결정 구조를 가지는 반도체층으로 구성될 수 있다. Accordingly, the second
예를 들어, 제2 도핑 영역(34)은 증착 등의 다양한 방법에 의하여 쉽게 제조될 수 있는 비정질 반도체(일 예로, 비정질 실리콘), 미세 결정 반도체(일 예로, 미세 결정 실리콘), 또는 다결정 반도체(일 예로, 다결정 실리콘) 등에 제1 도전성 불순물을 도핑하여 형성될 수 있다. For example, the second
제1 도전성 불순물은 반도체층을 형성하는 공정에서 반도체층에 함께 포함되거나, 또는, 반도체층을 형성한 후에 열 확산법, 이온 주입법 등의 다양한 도핑 방법에 의하여 반도체층에 포함될 수도 있다.The first conductive impurity may be included in the semiconductor layer in the step of forming the semiconductor layer or may be included in the semiconductor layer by various doping methods such as a heat diffusion method and an ion implantation method after forming the semiconductor layer.
이때, 제1 도전성 불순물은 베이스 영역(110)과 동일한 도전성을 나타낼 수 있는 불순물이면 족하다. At this time, the first conductive impurity may be an impurity capable of exhibiting the same conductivity as the
즉, 제1 도전성 불순물이 n형일 경우에는 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소를 사용할 수 있고, 제1 도전성 불순물이 p형일 경우에는 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소를 사용할 수 있다.That is, when the first conductive impurity is n-type, Group 5 elements such as phosphorus (P), arsenic (As), bismuth (Bi), and antimony (Sb) can be used, and when the first conductive impurity is p- (B), aluminum (Al), gallium (Ga), and indium (In).
그리고 제1 도핑 영역(32)과 제2 도핑 영역(34) 사이에 진성 반도체층으로서의 진성 반도체층(36)이 위치하여 제1 도핑 영역(32)과 제2 도핑 영역(34)을 서로 이격시킨다. The
제1 도핑 영역(32)과 제2 도핑 영역(34)이 서로 접촉하는 경우에는 션트(shunt)가 발생하여 태양전지(100)의 성능을 저하시킬 수 있다. When the first
이에 따라 본 실시예에서는 제1 도핑 영역(32)과 제2 도핑 영역(34) 사이에 진성 반도체층(36)을 위치시켜 불필요한 션트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, in this embodiment, the
진성 반도체층(36)은 제1 도핑 영역(32)과 제2 도핑 영역(34) 사이에서 이들을 실질적으로 절연할 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있다.The
즉, 진성 반도체층(36)으로 불순물이 도핑되지 않은(즉, 언도프트) 절연 물질(일례로, 산화물, 질화물) 등을 사용할 수 있다.That is, the
제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)과 진성 반도체층(36)은 서로 측면이 접촉되면서 연속적으로 형성되는 동일한 반도체(일례로, 비정질 실리콘, 미세 결정 실리콘, 다결정 실리콘)로 구성되되, 진성 반도체층(36)은 실질적으로 불순물을 포함하지 않을 수 있다. The first
일 예로, 다결정 실리콘층(30)을 형성한 다음, 다결정 실리콘층(30)의 일부 영역에 제2 도전성 불순물을 도핑하여 제1 도핑 영역(32)을 형성하고 다른 영역 중 일부에 제1 도전성 불순물을 도핑하여 제2 도핑 영역(34)을 형성하면, 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)이 형성되지 않은 영역의 다결정 실리콘층(30)이 진성 반도체층(36)을 형성하게 된다.For example, after the
이에 의하면 제1 도핑 영역(32)과 제2 도핑 영역(34) 및 진성 반도체층(36)의 제조 방법을 단순화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Thus, the manufacturing method of the first
따라서, 진성 반도체층(36)을 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)과 별도로 형성한 경우에는 진성 반도체층(36)의 두께가 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)과 다를 수 있다. Therefore, when the
일례로, 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)간의 션트를 좀더 효과적으로 막기 위하여 진성 반도체층(36)이 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)보다 더 두꺼운 두께를 가질 수도 있다. For example, in order to more effectively block shunts between the first
또는, 진성 반도체층(36)을 형성하기 위한 원료를 절감하기 위하여 진성 반도체층(36)의 두께를 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)의 두께보다 작게 할 수도 있다. 이외 다양한 변형이 가능함은 물론이다. Alternatively, the thickness of the
또한, 진성 반도체층(36)의 기본 구성 물질이 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)과 다른 물질을 포함할 수도 있으며, 진성 반도체층(36) 대신에 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34) 사이에 위치한 빈 공간(예를 들어, 트렌치)을 형성하는 것도 가능하다.The
그리고 본 실시예에서는 진성 반도체층(36)이 제1 도핑 영역(32)과 제2 도핑 영역(34) 사이를 전체적으로 이격하는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. In this embodiment, the
따라서 진성 반도체층(36)이 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)의 경계 부분의 일부만을 이격시키도록 형성될 수도 있다. The
이에 의하면 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)의 경계의 다른 일부는 서로 접촉할 수도 있다. 또한, 진성 반도체층(36)이 반드시 구비되어야 하는 것은 아니며, 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)이 전체적으로 접촉하여 형성되는 것도 가능하고, 그 외의 다양한 변형이 가능하다.According to this, other portions of the boundaries of the first
베이스 영역(110)과 동일한 도전성을 가지는 제2 도핑 영역(34)의 면적보다 베이스 영역(110)과 다른 도전성을 가지는 제1 도핑 영역(32)의 면적을 넓게 형성할 수 있다. The area of the first
이에 의하여 베이스 영역(110)과 제1 도핑 영역(32)의 사이에서 후면 터널층(20)을 통하여 형성되는 pn 접합을 좀더 넓게 형성할 수 있다. Accordingly, the pn junction formed through the
이때, 베이스 영역(110) 및 제2 도핑 영역(34)이 n형의 도전성을 가지고 제1 도핑 영역(32)이 p형의 도전성을 가질 경우에, 넓게 형성된 제1 도핑 영역(32)에 의하여 이동 속도가 상대적으로 느린 정공을 효과적으로 수집할 수 있다. At this time, when the
이러한 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34) 및 진성 반도체층(36)의 평면 구조의 일 예는 추후에 도 2을 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.An example of the planar structure of the first
제1 및 제2 도핑 영역(32, 34) 및 진성 반도체층(36) 위에 후면 유전층(40)이 형성될 수 있다. A
후면 유전층(40)은 제1 도핑 영역(32)과 제2 전극부(42)의 전기적 및 물리적 연결을 위한 제1 개구부(402)와, 제2 도핑 영역(34)과 제1 전극부(44)의 전기적 및 물리적 연결을 위한 제2 개구부(404)를 구비한다. The
이에 의하여, 후면 유전층(40)은 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)이 연결되어야 하지 않을 전극부(즉, 제1 도핑 영역(32)의 경우에는 제1 전극부(44), 제2 도핑 영역(34)의 경우에는 제2 전극부(42))와 연결되는 것을 방지하는 역할을 한다.In this case, the
또한, 후면 유전층(40)은 제1 및 제2 도핑 영역(32, 34) 및/또는 진성 반도체층(36)을 패시베이션하는 효과를 가질 수 있다.In addition, the
후면 유전층(40)은 다결정 실리콘층(30) 위에서 전극부(44, 42)가 위치하지 않는 부분, 구체적으로는 개구부(404, 402)가 위치하는 영역을 제외한 기판의 후면 전체에 위치할 수 있다. The
후면 유전층(40)은 후면 터널층(20)보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 이에 의하여 절연 특성 및 패시베이션 특성을 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The
후면 유전층(40)은 다양한 절연 물질(예를 들어, 산화물, 질화물 등)로 이루어질 수 있다. The
일례로, 후면 유전층(40)은 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, 실리콘 탄화막 중에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있으며, 바람직하게는, 밴드갭이 3 이하인 물질로 형성될 수 있다.For example, the
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 후면 유전층(40)이 다양한 물질을 포함할 수 있음은 물론이다.However, the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that the
반도체 기판(10)의 후면에 위치하는 전극부(44, 42)는, 제1 도핑 영역(32)에 전기적 및 물리적으로 연결되는 제2 전극부(42)와, 제2 도핑 영역(34)에 전기적 및 물리적으로 연결되는 제1 전극부(44)를 포함한다.
이때, 제2 전극부(42)는 후면 유전층(40)의 제1 개구부(402)를 관통하여 제1 도핑 영역(32)에 전기적 및 물리적으로 연결되고, 제1 전극부(44)는 후면 유전층(40)의 제2 개구부(404)를 관통하여 제2 도핑 영역(34)에 전기적 및 물리적으로 연결된다. The
이러한 제1 및 제2 전극부(44, 42)는 다양한 금속 물질을 포함할 수 있다. 그리고 제1 및 제2 전극부(44, 42)는 서로 이격되어 전기적으로 연결되지 않으면서 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)에 각기 연결되어 생성된 전하를 수집하여 외부로 전달할 수 있는 다양한 평면 형상을 가질 수 있다. 즉, 본 발명이 제1 및 제2 전극부(44, 42)의 평면 형상에 한정되는 것은 아니다.The first and
이하에서는 도 1의 확대원을 참조하여 제1 및/또는 제2 전극부(44, 42)의 적층 구조 및 단면 구조를 상세하게 설명한 다음, 도 2를 참조하여 제1 및/또는 제2 전극부(44, 42)의 평면 구조를 상세하게 설명한다. Hereinafter, the lamination structure and the cross-sectional structure of the first and / or
도 1의 확대원에서는 제2 전극부(42)를 확대한 것으로 도시하였으나, 제1 전극부(44)도 이와 동일한 적층 구조 및 단면 구조를 가질 수 있다. 1, the
도 1의 확대원을 참조하면, 제1 및 제2 전극부(44, 42)는, 제2 및 제1 도핑 영역(34, 32) 위에 접촉하여 형성되며 투과성 및 전도성을 가지는 접착층(422)과, 접착층(422) 위에 형성되는 도전층(424)과, 도전층(424) 위에 형성되는 캡핑층(426)을 포함할 수 있다.1, the first and
여기서, 도전층(424)은 광전 변환에 의하여 생성된 전하를 수집하여 외부로 전달하는 전극의 기본적인 역할을 수행하고, 접착층(422)은 제1 및 제2 도핑 영역(32, 34)과 도전층(424)의 접착 특성을 향상하는 등의 역할을 하며, 캡핑층(426)은 다른 태양전지(100) 또는 외부와의 연결을 위한 리본(또는 연결 부재, 탭 등)에 연결되는 층으로 이용된다.Here, the
접착층(422)은 제1 및 제2 도핑 영역(32, 34)과 도전층(424) 사이에서 이들에 접촉하여 형성될 수 있다. 접착층(422)은 전도성을 가지며 다결정 실리콘층(30)과의 접촉 특성이 우수한 금속을 포함할 수 있다. 이에 의하여 제1 전극부(44)의 전도성을 저하하지 않으면서 다결정 실리콘층(30)과 도전층(424)의 접착 특성을 향상할 수 있다. The
접착층(422)이 다결정 실리콘층(30)과의 접촉 특성을 향상할 수 있도록 하기 위해, 접착층(422)의 열팽창 계수가 다결정 실리콘층(30)의 열팽창 계수와 도전층(424)에서 접착층(422)에 인접한 부분의 열팽창 계수 사이의 값을 가질 수 있다.The thermal expansion coefficient of the
이를 좀더 상세하게 설명하면, 다결정 실리콘층(30)과 제1 및 제2 전극부(44, 42) 사이의 열팽창 계수 차이가 크면, 태양전지(100)를 형성하기 위한 다양한 열처리 공정 시 다결정 실리콘층(30)과 제1 및 제2 전극부(44, 42) 사이에 계면 접촉 특성이 저하될 수 있다.If the thermal expansion coefficient difference between the
이에 의하여 다결정 실리콘층(30)과 제1 및 제2 전극부(44, 42) 사이의 접촉 저항이 높아질 수 있다. 이는 다결정 실리콘층(30) 또는 제1 및 제2 전극부(44, 42)의 선폭을 줄여 다결정 실리콘층(30)과 제1 및 제2 전극부(44, 42)의 접촉 면적이 줄어드는 경우(예를 들어, 후면 전극 구조)에서 좀더 큰 문제가 될 수 있다. The contact resistance between the
이에 따라, 본 실시예에서는 제1 및 제2 전극부(44, 42) 중 반도체층에 접촉하는 접착층(422)의 열 팽창 계수를 한정하여 다결정 실리콘층(30)과 제1 및 제2 전극부(44, 42) 사이의 열팽창 계수를 줄여 계면 접촉 특성을 향상하는 것이 가능하다.Accordingly, in this embodiment, the thermal expansion coefficient of the
다결정 실리콘층(30)의 열팽창 계수는 약 4.2ppm/K이고, 도전층(424)에서 접착층(422)에 인접한 부분(일 예로, 본 실시예에서는, 도전층(424))을 구성할 수 있는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au) 등의 열팽창 계수가 대략 14.2 ppm/K 이상이다. The thermal expansion coefficient of the
좀더 구체적으로, 구리의 열팽창 계수가 약 16.5ppm/K이고, 알루미늄의 열팽창 계수가 약 23.0 ppm/K이고, 은의 열팽창 계수가 약 19.2ppm/K이고, 금의 열팽창 계수가 약 14.2ppm/K이다.More specifically, the thermal expansion coefficient of copper is about 16.5 ppm / K, the thermal expansion coefficient of aluminum is about 23.0 ppm / K, the thermal expansion coefficient of silver is about 19.2 ppm / K, and the thermal expansion coefficient of gold is about 14.2 ppm / K .
이를 고려하면, 접착층(422)을 구성하는 물질(일 예로, 금속)의 열팽창 계수가 약 4.5ppm/K 내지 약 14ppm/K일 수 있다. 열팽창 계수가 4.5ppm/K 미만이거나 14 ppm/K를 초과하면, 다결정 실리콘층(30)과의 열팽창 계수 차이를 줄여 접착 특성을 향상하는 효과가 충분하지 않을 수 있다. Taking this into consideration, the coefficient of thermal expansion of the material (e.g., metal) constituting the
이를 고려하여, 접착층(422)은 열팽창 계수가 약 8.4ppm/K인 티타늄(Ti) 또는 열팽창 계수가 약 4.6ppm/K인 텅스텐(W)을 포함할 수 있고, 일 예로, 티타늄 또는 텅스텐으로 이루어질 수 있다.In consideration of this, the
이와 같이 접착층(422)이 티타늄 또는 텅스텐을 포함하게 되면, 다결정 실리콘층(30)과 제1 및 제2 전극부(44, 42) 사이의 열팽창 계수를 줄이는 것에 의하여 접촉 특성을 향상할 수 있다. When the
그리고 티타늄 또는 텅스텐은 도전층(424)에서 접착층(422)에 인접한 부분(일 예로, 본 실시예에서는, 도전층(424))을 구성하는 물질(예를 들어, 구리 등)의 배리어로 기능할 수 있어, 이들이 다결정 실리콘층(30) 또는 반도체 기판(10)으로 확산하는 것을 방지할 수 있다. And titanium or tungsten may function as a barrier for a material (e.g., copper) that constitutes a portion (e.g., the
이에 의하여 도전층(424)을 구성하는 물질이 다결정 실리콘층(30) 또는 반도체 기판(10)으로 확산하여 발생할 수 있는 문제를 방지할 수 있다.As a result, it is possible to prevent a problem that may occur due to diffusion of the material constituting the
이때, 본 실시예에 따른 접착층(422)은 광이 투과할 수 있는 투과성을 가질 수 있다. 접착층(422)이 금속을 포함하는 경우에도 두께가 작으면 투과성을 가질 수 있으므로, 본 실시예에서는 접착층(422)의 두께를 일정 수준 이하로 한정하여 접착층(422)이 투과성을 가질 수 있도록 한다. At this time, the
이와 같이 접착층(422)이 투과성을 가지면, 접착층(422)을 통과한 광을 접착층(422) 위에 형성되는 도전층(424) 또는 도전층(424)의 일부를 구성하는 층에서 반사시켜 다시 반도체 기판(10)의 내부로 향할 수 있다. When the
이에 의하여, 광을 제1 및 제2 전극부(44, 42)에서 반사시켜 반도체 기판(10)에 입사하는 광의 양 및 잔류 시간을 증가시킴으로써 태양전지(100)의 효율을 향상시킬 수 있다.Thus, the efficiency of the
여기서, 투과성이라 함은 광을 100% 투과하는 경우뿐만 아니라, 광의 일부를 투과하는 경우를 포함한다. Here, the term " permeability " includes not only a case of transmitting 100% of light but also a case of transmitting a part of light.
즉, 접착층(422)은 금속 재질의 광 투과막 또는 광 반투과막으로 구성될 수 있다. That is, the
예를 들어, 접착층(422)은 50% 내지 100%의 광 투과도를 가질 수 있고, 좀더 구체적으로는, 80% 내지 100%의 광 투과도를 가질 수 있다. For example, the
접착층(422)의 광 투과도가 50% 미만이면, 도전층(424)에서 반사되는 광의 양이 충분하지 않아 태양전지(100)의 효율을 충분하게 향상시키기 어려울 수 있다.If the light transmittance of the
접착층(422)의 광 투과도가 80% 이상이면, 도전층(424)에서 반사되는 광의 양을 좀더 늘릴 수 있어 태양전지(100)의 효율 향상에 좀더 기여하도록 할 수 있다.If the light transmittance of the
이를 위하여 접착층(422)의 두께는 도전층(424)의 두께보다 작을 수 있다. 본 실시예에서는 도전층(424)이 하나의 층으로 구성된 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. For this, the thickness of the
따라서, 도전층(424)이 복수 개의 층을 구비할 수도 있는데, 이 경우에는 접착층(422)의 두께가 도전층(424)을 구성하는 복수의 층 각각의 두께보다 작을 수 있다. 이에 의하여 접착층(422)이 투과성을 가지도록 형성될 수 있다.Therefore, the thickness of the
구체적으로, 접착층(422)의 두께는 50nm 이하일 수 있다. 접착층(422)의 두께가 50nm를 초과하면, 접착층(422)의 투과도가 저하되어 도전층(424)으로 향하는 광의 양이 충분하지 않을 수 있다. Specifically, the thickness of the
접착층(422)의 두께를 15nm 이하로 하여 접착층(422)의 광 투과도를 좀더 향상시킬 수 있다. The thickness of the
여기서, 접착층(422)의 두께는 5nm 내지 50nm(일 예로, 5nm 내지 15nm)일 수 있다. Here, the thickness of the
접착층(422)의 두께가 5nm 미만인 경우에는 접착층(422)이 다결정 실리콘층(30) 위에서 고르게 형성되는 것이 어려울 수 있고, 접착층(422)에 의한 접착 특성 향상 효과가 충분하지 않을 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 접착층(422)의 두께가 물질, 공정 조건 등을 고려하여 변화될 수도 있다.When the thickness of the
접착층(422) 위에 형성되는 도전층(424)은 단일층으로 구성될 수도 있고, 다양한 특성 등을 향상할 수 있도록 복수의 층을 포함할 수 있다. The
본 실시예에서 도전층(424)은 접착층(422)과 캡핑층(426) 사이에서 이들에 접촉하여 형성되는 단일층으로 구성될 수 있다. In this embodiment, the
도전층(424)은 제1 및 제2 전극부(44, 42)의 저항을 낮추고 전기 전도도를 향상하는 역할을 수행하여, 실질적으로 전류를 전달하는 역할을 수행한다. The
그리고 캡핑층(426)을 구성하는 물질이 다결정 실리콘층(30) 또는 반도체 기판(10)으로 향하는 것을 방지하는 배리어 역할과 함께 반사 물질에 의하여 반사가 이루어지도록 하는 역할을 한다.And acts as a barrier to prevent the material constituting the
즉, 도전층(424)은 배리어층으로서의 역할 및 반사층으로서의 역할을 함께 수행할 수 있다. That is, the
이러한 도전층(424)은 반사 특성 및 전도성이 우수한 금속으로 구성될 수 있고, 일 예로, 구리, 알루미늄, 은, 금, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.The
도전층(424)은 접착층(422)보다 큰 두께를 가지면서 50nm 내지 400nm의 두께를 가질 수 있다. The
일 예로, 도전층(424)의 두께는 100nm 내지 400nm(좀더 구체적으로는 100nm 내지 30nm)일 수 있다. In one example, the thickness of the
도전층(424)의 두께가 50nm 미만이면 배리어층 및 반사층의 역할을 수행하기 어려울 수 있고, 도전층(424)의 두께가 400nm를 초과하면 반사 특성 등이 크게 향상되지 못하면서도 제조 비용은 증가할 수 있다. When the thickness of the
도전층(424)의 두께가 100nm 이상이면, 저항을 좀더 저하시킬 수 있다. 도전층(424)의 두께가 30nm 이하이면, 저항을 낮추는 효과가 크게 증가하지 않으며, 열적 스트레스의 증가에 따른 박리 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 도전층(424)의 두께는 달라질 수 있다.If the thickness of the
도전층(424) 위에 캡핑층(426)이 형성될 수 있다. 일 예로, 캡핑층(426)이 도전층(424) 위에 접촉 형성될 수 있다. 캡핑층(426)은 리본과 연결되는 부분으로서, 리본과의 연결 특성이 우수한 물질을 포함할 수 있다.A
캡핑층(426)은 나노 수준의 두께, 예를 들어, 50nm 내지 30nm의 두께를 가질 수 있다. The
캡핑층(426)의 두께가 50nm 미만이면 리본과의 접합 특성이 저하될 수 있고, 30nm를 초과하면 제조 비용이 증가할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 캡핑층(426)의 두께 등은 다양하게 변화될 수 있다.If the thickness of the
본 실시예에서는 상술한 바와 같은 접착층(422), 도전층(424) 및 캡핑층(426)을 포함하는 제1 전극부(44) 및 제2 전극부(42)를 스퍼터링(sputtering) 등에 의하여 형성한 다음 레이저를 이용하여 패터닝(patterning)함으로써 형성할 수 있다. The
좀더 구체적으로, 반도체 기판(10)의 후면 위에 형성된 후면 유전층(40)의 제1 개구부(402) 및 제2 개구부(404)를 채우도록 접착층(422), 도전층(424) 및 캡핑층(426) 각각을 구성하는 전극층을 전체적으로 형성한 후에, 전극층을 패터닝하는 것에 의하여 제1 전극부(44) 및 제2 전극부(42)의 접착층(422), 도전층(424) 및 캡핑층(426)을 형성할 수 있다. The
따라서, 제1 전극부(44)와 제2 전극부(42)는 도전성 입자를 수지 등의 바인더에 혼합한 페이스트에 의해 형성되는 전극부와 달리, 바인더를 포함하지 않는다.Accordingly, the
전극층의 패터닝 방법으로는 레이저를 이용한 리프트 오프(lift-off) 공정이 적용될 수 있는데, 상기 공정을 사용하면 접착층(422), 도전층(424) 및 캡핑층(426)의 측면에 언더컷(under cut)이 발생되지 않으며, 제1 및 제2 전극부(44, 42)의 측면은 후면 유전층의 표면에 대해 직각으로 형성되거나, 곡률 중심이 전극부의 측면 외측에 있는 원호 형상으로 형성된다.As a method of patterning the electrode layer, a lift-off process using a laser can be applied. By using this process, an undercut (not shown) may be formed on the side of the
따라서, 후면 유전층의 외부로 돌출된 부분에 있어서, 제1 전극부(44)와 제2 전극부(42)는 반도체 기판(10)과 마주하는 제1 면의 선폭(W1)이 제1 면의 반대쪽에 위치하는 제2 면의 선폭(W2)과 실질적으로 동일하거나, 제2 면의 선폭(W2)보다 크게 형성된다.The
도 1은 제1 전극부(44)와 제2 전극부(42)의 제1 면의 선폭(W1)이 제2 면의 선폭(W2)보다 크게 형성된 경우를 도시하고 있다.FIG. 1 shows a case where the line width W1 of the first surface of the
이와 같이 스퍼터링 공정에 의하면 해당 물질이 태양전지(100)의 두께 방향으로 적층되므로, 접착층(422)이 전체 부분에서 균일한 두께를 가지고, 도전층(424)이 전체 부분에서 균일한 두께를 가지고, 캡핑층(426)이 전체 부분에서 균일한 두께를 가지도록 적층될 수 있다. 여기서, 균일한 두께라 함은 공정 오차 등을 고려할 때 균일하다고 판단될 수 있는 두께(예를 들어, 10% 이내의 차이를 가지는 두께)를 의미할 수 있다.As described above, according to the sputtering process, since the material is deposited in the thickness direction of the
제2 전극부(42)는 제1 개구부(402)의 폭보다 큰 폭을 가지도록 형성될 수 있다. 이는 제2 전극부(42)의 선폭(제1 전극(42)을 구성하는 부분의 폭 중 가장 넓은 폭인 제1 면의 선폭)을 충분하게 확보하여 제2 전극부(42)의 저항을 저감하기 위함이다.The
예를 들어, 제1 개구부(402)의 폭은 10um 내지 50um일 수 있고, 제2 전극부(42)의 선폭은 200um 내지 250um일 수 있다. For example, the width of the
제1 개구부(402)의 폭이 10um 미만이면, 제2 전극부(42)와 제1 도핑 영역(32)이 원활하게 연결되지 않을 수 있고, 제1 개구부(402)의 폭이 50um를 초과하면, 제1 개구부(402) 형성 시 제1 도핑 영역(32)이 손상될 가능성이 높아질 수 있다.If the width of the
제2 전극부(42)의 선폭이 200um 미만이면 제2 전극부(42)가 충분한 저항을 가지지 못할 수 있고, 제2 전극부(42)의 선폭이 250um를 초과하면, 이웃한 제1 전극부(44)와 불필요하게 단락되는 등의 문제가 발생할 수 있다. If the line width of the
이와 유사하게 제1 전극부(44)는 제2 개구부(404)보다 큰 선폭을 가지도록 형성될 수 있다. Similarly, the
예를 들어, 제2 개구부(404)의 폭은 10um 내지 50um일 수 있고, 제1 전극부(44)의 선폭은 200um 내지 250um일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 개구부(402, 404)의 폭, 및 전극부(44, 42)의 선폭은 다양한 값을 가질 수 있다.For example, the width of the
이에 따라 제2 전극부(42), 특히, 접착층(422)은 제1 개구부(402)(제1 전극부(44)의 경우에는 제2 개구부(404))의 바닥면(즉, 반도체층 또는 제2 도핑 영역(32)과의 접촉면)과, 제1 개구부(402)에 인접한 후면 유전층(40)의 측면과, 제1 개구부(402)에 인접한 후면 유전층(40)의 위에 걸쳐서 형성될 수 있다. 즉, 제2 전극부(42)는 후면 유전층(40)의 외부로 돌출된 부분을 갖는다.The
이와 같이 제1 및 제2 전극부(44, 42)가 제2 및 제1 개구부(404, 402)에 인접한 후면 유전층(40)의 측면 및 위에 형성되는 것에 의하여, 제1 및 제2 전극부(44, 42)를 형성하기 위한 전극층들을 후면 유전층(40) 위에 전체적으로 형성한 다음 이를 레이저로 패터닝하여 제1 및 제2 전극부(44, 42)를 형성하였음을 알 수 있다.The first and
이와 같이 본 실시예에서는 제1 및 제2 전극부(44, 42)가 도금 공정을 사용하지 않고 형성된다. Thus, in this embodiment, the first and
제1 및 제2 전극부(44, 42)의 일부를 도금에 의하여 형성하면, 후면 유전층(40)에 핀 홀, 스크래치 등의 결함이 있는 경우에 그 부분에서도 도금이 이루어져 원하지 않는 부분이 도금될 수 있다. If a portion of the first and
그리고 도금 공정에서 사용하는 도금 용액이 산 또는 알칼리이므로 후면 유전층(40)에 손상을 주거나 후면 유전층(40)의 특성을 저하시킬 수 있다. Since the plating solution used in the plating process is acidic or alkaline, it may damage the
본 실시예에서는 도금 공정을 사용하지 않고 스퍼터링 공정을 사용하는 것에 의하여 후면 유전층(40)의 특성을 향상할 수 있고, 간단한 공정에 의하여 제1 및 제2 전극부(44, 42)를 형성할 수 있다. In this embodiment, the characteristics of the
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 접착층(422), 도전층(424) 및 캡핑층(426)이 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the
이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여, 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34), 진성 반도체층(36), 그리고 제1 및 제2 전극부(44, 42)의 평면 형상의 일 예를 상세하게 설명한다.1 and 2, the planar shape of the first
도 1 및 도 2을 참조하면, 본 실시예에서는, 제1 도핑 영역(32)과 제2 도핑 영역(34)은 각기 스트라이프 형상을 이루도록 길게 형성되면서, 제1 방향(길이 방향)과 교차하는 제2 방향에서 서로 번갈아 위치하고 있다. 1 and 2, in the present embodiment, the first
제1 도핑 영역(32)과 제2 도핑 영역(34) 사이에 이들을 이격하는 진성 반도체층(36)이 위치할 수 있다. The
제1 도핑 영역(32)의 면적은 제2 도핑 영역(34)의 면적보다 클 수 있다. 일례로, 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)의 면적은 이들의 폭을 다르게 하는 것에 의하여 조절될 수 있다. The area of the first
즉, 제1 도핑 영역(32)의 폭(W3)이 제2 도핑 영역(34)의 폭(W4)보다 클 수 있다.That is, the width W3 of the first
그리고 제2 전극부(42)가 제1 도핑 영역(32)에 대응하여 스트라이프 형상으로 형성되고, 제1 전극부(44)가 제2 도핑 영역(34)에 대응하여 스트라이프 형상으로 형성될 수 있다. The
따라서, 제1 전극부(44)는 제1 방향으로 연장된 복수의 제1 핑거 전극들을 포함하고, 제2 전극부(42)는 제1 방향으로 연장된 복수의 제2 핑거 전극들을 포함한다.Accordingly, the
따라서, 서로 마주하는 제1 핑거 전극의 측면과 제2 핑거 전극의 측면에 있어서, 후면 유전층과 마주하는 제1 면 사이의 간격(D1)은 제1 면의 반대 쪽에 위치하는 제2 면 사이의 간격(D2)보다 작게 형성될 수 있다Therefore, in the side surfaces of the first finger electrode and the second finger electrode facing each other, the gap D1 between the first dielectric layer and the first dielectric layer opposes the gap between the second dielectric layer and the second dielectric layer, (D2)
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 및 제2 전극부(44, 42)는 다양한 평면 형상을 가질 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the first and
제1 및 제2 개구부(402, 404) 각각은 제2 및 제1 전극부(42, 44)에 대응하여 제2 및 제1 전극부(42, 44)의 전체 길이에 형성될 수 있다. Each of the first and
이에 의하면 제1 전극부(44)와 제2 도핑 영역(32) 및 제2 전극부(42)와 제1 도핑 영역(32)의 접촉 면적을 최대화하여 전하 수집 효율을 향상할 수 있다. The contact area between the
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 및 제2 개구부(402, 404)가 제2 및 제1 전극부(42, 44)의 일부만을 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)에 각기 연결하도록 형성되는 것도 가능함은 물론이다. However, the present invention is not limited thereto. The first and
예를 들어, 제1 및 제2 개구부(402, 404)가 복수 개의 컨택홀로 구성될 수 있다. For example, the first and
그리고 도면에 도시하지는 않았지만, 제2 전극부(42)는 복수의 제2 핑거 전극을 일측 가장자리에서 서로 전기적 및 물리적으로 연결하는 제2 버스바를 더 포함하고, 제1 전극부(44)는 복수의 제1 핑거 전극을 타측 가장자리에서 서로 전기적 및 물리적으로 연결하는 제1 버스바를 더 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Although not shown in the drawing, the
다시 도 1를 참조하면, 반도체 기판(10)의 전면 위(좀더 정확하게는, 반도체 기판(10)의 전면에 형성된 전면 전계부(130) 위)에 패시베이션막(24) 및/또는 반사 방지막(26)이 위치할 수 있다. 1, a
구체적으로, 반도체 기판(10) 위에 패시베이션막(24)만 형성될 수도 있고, 반도체 기판(10) 위에 반사 방지막(26)만 형성될 수도 있으며, 반도체 기판(10) 위에 패시베이션막(24) 및 반사 방지막(26)이 차례로 위치할 수도 있다. Specifically, only the
도면에서는 반도체 기판(10) 위에 패시베이션막(24) 및 반사 방지막(26)이 차례로 형성되어, 반도체 기판(10)이 패시베이션막(24)과 접촉 형성되는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 반도체 기판(10)이 반사 방지막(26)에 접촉 형성되는 것도 가능하며, 그 외의 다양한 변형이 가능하다.In the figure, a
패시베이션막(24) 및 반사 방지막(26)은 실질적으로 반도체 기판(10)의 전면에 전체적으로 형성될 수 있다. 여기서, 전체적으로 형성되었다 함은 물리적으로 완벽하게 모두 형성된 것뿐만 아니라, 불가피하게 일부 제외된 부분이 있는 경우를 포함한다.The
패시베이션막(24)은 반도체 기판(10)의 전면에 접촉하여 반도체 기판(10)의 전면 또는 벌크 내에 존재하는 결함을 부동화 시킨다. 이에 의하여 소수 전하의 재결합 사이트를 제거하여 태양전지(100)의 개방 전압을 증가시킬 수 있다. The
반사 방지막(26)은 반도체 기판(10)의 전면으로 입사되는 광의 반사율을 감소시킨다. 이에 의하여 베이스 영역(110)과 제1 도핑 영역(32)의 계면에 형성된 pn 접합까지 도달되는 광량을 증가시킬 수 있으며, 태양전지(100)의 단락 전류(Isc)를 증가시킬 수 있다. The
이와 같이 패시베이션막(24) 및 반사 방지막(26)에 의해 태양전지(100)의 개방 전압과 단락 전류를 증가시켜 태양전지(100)의 효율을 향상할 수 있다.In this way, the efficiency of the
패시베이션막(24) 및/또는 반사 방지막(26)은 다양한 물질로 형성될 수 있다. The
일례로, 패시베이션막(24) 및/또는 반사 방지막(26)은 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, 실리콘 탄화막, 알루미늄 산화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다. For example, the
일 예로, 패시베이션막(24)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 탄화물을 포함하고, 반사 방지막(26)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.As an example, the
본 실시예에 따른 태양전지(100)에 광이 입사되면 베이스 영역(110)에서 생성된 정공 및 전자는 후면 터널층(20)을 터널링하여 각기 제1 도핑 영역(32) 및 제2 도핑 영역(34)으로 이동한 후에 제2 및 제1 전극부(42, 44)로 이동하고, 이에 의하여 전기 에너지를 생성하게 된다.When light is incident on the
제1 및 제2 도핑 영역(32, 34)이 후면 터널층(20)을 사이에 두고 반도체 기판(10) 위에 형성되므로, 반도체 기판(10)과 다른 별개의 층으로 구성된다. 이에 의하여 반도체 기판(10)에 불순물을 도핑하여 형성된 도핑 영역을 도핑 영역으로 사용하는 경우보다 재결합에 의한 손실을 최소화할 수 있다.Since the first and second
그리고 본 실시예에 따른 태양전지(100)는 반도체 기판(10)의 후면에 제1 및 제2 전극부(44, 42)가 형성되고 반도체 기판(10)의 전면에는 전극부가 형성되지 않는 후면 전극 구조를 가진다. In the
이에 의하여 반도체 기판(10)의 전면에서 쉐이딩 손실(shading loss)을 최소화할 수 있고, 태양전지(100)의 효율을 향상할 수 있다.As a result, shading loss can be minimized at the front surface of the
후면 전극 구조를 가지는 태양전지(100)에서는 반도체 기판(10)의 후면 쪽에 제1 및 제2 전극부(44, 42)가 함께 위치하므로, 반도체 기판(10)의 후면 쪽에 전체적으로 전극층을 형성한 후에 이를 패터닝하여 제1 및 제2 전극부(44, 42)를 형성하게 된다. In the
그런데, 종래에는 패터닝을 위하여 산 계열 등의 식각 용액을 사용하였는데, 이 경우에는 식각 용액에 의하여 패시베이션 특성이 저하되거나 제1 및 제2 도핑 영역(32, 34)에 손상이 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있었다. Conventionally, etching solutions such as acid series are used for patterning. In this case, however, problems such as degradation of the passivation property due to the etching solution and damage to the first and second
그리고 이러한 문제는 후면 쪽에 제1 및 제2 전극부(44, 42)가 함께 위치하여 좀더 정밀하게 전극층을 패터닝해야 하는 후면 전극 구조의 태양전지(100)에서 크게 나타날 수 있다.This problem can be largely observed in the
이를 고려하여 본 실시예에 따른 태양전지(100)의 제조 방법에서는 산 계열의 식각 용액을 사용하지 않고 제1 및 제2 전극부(44, 42)를 패터닝한다. In consideration of this, in the manufacturing method of the
본 실시예에 따른 태양전지의 제조 방법의 일 예를 도 3a 내지 도 3n을 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.An example of a manufacturing method of a solar cell according to this embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 3A to 3N.
도 3a 내지 도 3n은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지(100)의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.3A to 3N are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a
먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이, 제1 도전성 불순물을 가지는 베이스 영역(110)으로 구성되는 반도체 기판(10)을 준비한다. First, as shown in FIG. 3A, a
본 실시예에서 반도체 기판(10)은 n형의 불순물을 가지는 실리콘 기판(일 예로, 실리콘 웨이퍼)으로 이루어질 수 있으며, n형의 불순물로는 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소가 사용될 수 있다. In this embodiment, the
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스 영역(110)이 p형의 불순물을 포함할 수도 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the
그리고, 반도체 기판(10)의 양면은 경면 연마될 수 있고, 텍스처링되지 않은 상태일 수 있다.Both sides of the
이어서, 도 3b에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(10)의 후면에 후면 터널층(20)을 형성한다. 후면 터널층(20)은 반도체 기판(10)의 후면에 전체적으로 형성될 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 3B, a
여기서, 후면 터널층(20)은, 일례로, 열적 성장법, 증착법(예를 들어, 화학 기상 증착법(PECVD), 원자층 증착법(ALD)) 등에 의하여 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 방법에 의하여 후면 터널층(20)이 형성될 수 있다.Here, the
이어서, 도 3c 내지 도 3j에 도시한 바와 같이, 후면 터널층(20) 위에 제1 도핑 영역(32)과 제2 도핑 영역(34) 및 진성 반도체층(36)을 포함하는 다결정 실리콘층(30)을 형성한다. 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.3C to 3J, a polycrystalline silicon layer 30 (not shown) including a first
먼저, 도 3c에 도시한 바와 같이, 후면 터널층(20) 위에 진성을 가지는 반도체층(30)을 형성한다. First, as shown in FIG. 3C, a
반도체층(30)은 미세 결정질 실리콘, 비정질 실리콘, 또는 다결정 실리콘으로 구성될 수 있으며, 본 실시예에서는 다결정 실리콘으로 구성된 것을 예로 들어 설명한다. The
진성 반도체층, 일례로 다결정 실리콘층(30)은, 열적 성장법, 증착법(예를 들어, 화학 기상 증착법(PECVD)) 등에 의하여 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법에 의하여 다결정 실리콘층(30)이 형성될 수 있다.The intrinsic semiconductor layer, for example, the
이어서, 도 3d 내지 도 3j에 도시한 바와 같이, 다결정 실리콘층(30)에 도핑을 하여 제1 도핑 영역(32), 제2 도핑 영역(34), 및 진성 반도체층(36)을 형성한다. Then, the
예를 들어, 제1 도핑 영역(32)에 해당하는 영역에 이온 주입법, 열 확산법, 레이저 도핑법 등과 같은 다양한 방법에 의하여 제2 도전성 불순물을 도핑하고, 제2 도핑 영역(34)에 해당하는 영역에 이온 주입법, 열 확산법, 레이저 도핑법 등에 의한 다양한 방법에 의하여 제1 도전성 불순물을 도핑할 수 있다. For example, a region corresponding to the first
그러면, 제1 도핑 영역(32)과 제2 도핑 영역(34) 사이에 위치한 영역이 진성 반도체층(36)을 구성하게 된다.Thus, the region located between the first
예를 들어, 도 3d에 도시한 바와 같이, 다결정 실리콘층(30) 위에 제1 마스크층(302)을 형성한다. For example, a
제1 마스크층(302)은 패터닝에 의하여 제거되어 형성된 제1 개구 부분(도 3e의 참조부호 302a, 이하 동일)으로 불순물이 도핑될 수 있도록 하고, 제1 마스크층(302)에 의하여 덮인 부분은 불순물이 도핑되지 않도록 막는 역할을 할 수 있다.The
이러한 제1 마스크층(302)은 불순물의 도핑을 효과적으로 방지할 수 있고 쉽게 패터닝될 수 있는 물질로 구성될 수 있다.The
일 예로, 제1 마스크층(302)이 실리콘 탄화물(탄화 규소)을 포함하는 실리콘 탄화막(탄화 규소막)으로 구성될 수 있다. 실리콘 탄화막으로 구성되는 제1 마스크층(302)은 레이저에 의하여 쉽게 패터닝될 수 있고, 불순물의 도핑을 효과적으로 방지할 수 있다. In one example, the
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 마스크층(302)이 질화 규소(실리콘 질화물)를 포함하는 실리콘 질화막(질화 규소막) 등으로 구성될 수도 있다. However, the present invention is not limited thereto, and the
실리콘 질화막으로 형성되는 제1 마스크층(302)은 증착 공정 등에 의하여 쉽게 형성할 수 있고, 식각 용액, 식각 페이스트 또는 레이저 등을 이용하여 쉽게 패터닝될 수 있다. 그 외에도 제1 마스크층(302)이 다양한 물질을 포함할 수 있다.The
제1 마스크층(302)은 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 마스크층(302)이 실리콘 탄화막으로 구성되는 경우에 실란(SiH4) 가스와 메탄(CH4) 가스를 이용한 화학 기상 증착 등에 의하여 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The
이어서, 도 3e에 도시한 바와 같이, 제1 마스크층(302)에서 제1 도핑 영역(32)이 형성될 부분을 제거하여 제1 개구 부분(302a)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3E, a portion where the first
제1 개구 부분(302a)은 다양한 패터닝 방법에 의하여 형성될 수 있는데, 일 예로, 제1 개구 부분(302a)이 레이저(310)에 의하여 형성될 수 있다. 즉, 레이저(310)를 이용하여 제1 마스크층(302)을 선택적으로 가열하여 해당 부분을 제거하는 레이저 어블레이션에 의하여 제1 개구 부분(302a)을 형성할 수 있다.The
이와 같이 레이저(310)를 이용하여 제1 개구 부분(302a)을 형성하면, 원하는 형상 및 폭을 가지는 제1 개구 부분(302a)을 쉽게 형성할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 포토리소그라피, 식각 페이스트 등의 알려진 다양한 패터닝 방법이 적용될 수 있다.By forming the
본 실시예에서는 다결정 실리콘층(30) 위에 전체적으로 제1 마스크층(302)을 형성한 후에 패터닝에 의하여 제1 개구 부분(302a)을 형성하는 것을 예로 들어 설명하였다. In the present embodiment, the
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 마스크층(302)의 증착 시 별도의 마스크를 사용하는 등의 다양한 방법에 의하여 제1 개구 부분(302a)을 가지는 상태로 제1 마스크층(302)을 형성하는 것도 가능하다.However, the present invention is not limited to this, and the
이어서, 도 3f에 도시한 바와 같이, 제1 도핑 영역(32)을 형성한다. Then, as shown in FIG. 3F, a first
좀더 구체적으로, 반도체 기판(10)의 후면 쪽에서 제1 개구 부분(302a)에 의하여 노출된 다결정 실리콘층(30)을 제2 도전성 불순물로 도핑하여, 제1 개구 부분(302a)에 대응하는 부분에 제1 도핑 영역(32)을 형성한다.More specifically, the
이때, 제1 도핑 영역(32)은 이온 주입법, 열 확산법 등에 의하여 형성될 수 있는데, 특히, 이온 주입법에 의하여 형성될 수 있다. 제1 도핑 영역(32)을 이온 주입법으로 형성하면 반도체 기판(10)의 후면에만 제1 도핑 영역(32)을 안정적으로 향상할 수 있다.At this time, the first
이어서, 도 3g에 도시한 바와 같이, 제1 마스크층(302)을 제거한다. 제1 마스크층(302)은 알려진 다양한 방법에 의하여 제거될 수 있다. Then, as shown in Fig. 3G, the
일 예로, 제1 마스크층(302)이 실리콘 탄화막으로 구성된 경우에는, 승온된 온도(예를 들어, 500℃ 내지 600℃)에서 열처리를 수행하여 실리콘 탄화막을 실리콘 산화막으로 전환한 후에 희석된 불산(diluted HF)에 의하여 제거할 수 있다. For example, when the
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 마스크층(302)의 물질에 따라 다양한 방법이 사용될 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and various methods can be used depending on the material of the
이어서, 도 3h에 도시한 바와 같이, 다결정 실리콘층(30) 위에 제2 마스크층(304)을 형성한다. Then, as shown in FIG. 3H, a
제2 마스크층(304)은 패터닝에 의하여 제거된 제2 개구 부분(도 3k의 참조부호 304a)으로 불순물이 도핑될 수 있도록 하고, 제2 마스크층(304)에 의하여 덮인 부분은 불순물이 도핑되지 않도록 막는 역할을 할 수 있다. The
이러한 제2 마스크층(304)은 불순물의 도핑을 효과적으로 방지할 수 있고 쉽게 패터닝될 수 있는 물질로 구성될 수 있다.This
일 예로, 제2 마스크층(304)이 실리콘 탄화물을 포함하는 실리콘 탄화막으로 구성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 마스크층(304)이 실리콘 질화막 등의 다양한 물질로 구성될 수 있다. As an example, the
제2 마스크층(304)의 물질, 제조 방법 등으로는 제1 마스크층(302)의 물질, 제조 방법 등이 그대로 적용될 수 있으므로 상세한 설명을 생략한다.The material, manufacturing method, etc. of the
이어서, 도 3i에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(10)의 전면을 텍스처링하고, 제2 마스크층(304)에서 제2 도핑 영역(34)이 형성될 부분을 제거하여 제2 개구 부분(304a)을 형성한다.3I, a portion of the
반도체 기판(10)의 전면의 텍스처링으로는 습식 또는 건식 식각을 사용할 수 있다. Wet etching or dry etching may be used for texturing the front surface of the
습식 식각은 식각 용액에 반도체 기판(10)을 침지하는 것에 의해 수행될 수 있으며, 공정 시간이 짧은 장점이 있다. The wet etching can be performed by immersing the
습식 식각이 적용되는 경우에는 제2 개구 부분(304a)을 형성하기 전에 텍스처링을 수행할 수 있다. 그러면 제2 마스크층(304a)이 마스크로 작용하여 반도체 기판(10)의 후면에서 텍스처링이 일어나는 것을 방지할 수 있다. If wet etching is applied, texturing may be performed prior to forming the
건식 식각이 적용되는 경우에는 반응성 이온 식각(RIE) 등에 의하여 반도체 기판(10)을 텍스처링할 수도 있다. When dry etching is applied, the
이와 같은 건식 식각은 제2 개구 부분(304a)을 형성하기 전에도 할 수 있고, 제2 개구 부분(304a)을 형성한 후에도 할 수 있다. Such a dry etching can be performed before forming the
이와 같이 본 발명에서는 다양한 방법으로 반도체 기판(10)을 텍스처링 할 수 있다.As described above, the
본 실시예에서는 반도체 기판(10)의 전면의 텍스처링을 제2 마스크층(304)을 형성한 후에 수행하여, 제1 도핑 영역(32) 형성을 위한 도핑 시 발생할 수 있는 손상, 특성 저하, 원하지 않는 산화막 형성 또는 원하지 않는 불순물의 도핑 등이 일어난 반도체 기판(10)의 전면 부분을 제거하는 역할도 할 수 있다. In this embodiment, the texturing of the entire surface of the
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 텍스처링 공정은 후면 터널층(20) 형성 전에 미리 수행하여도 되며, 그 외의 다양한 변형이 가능하다.However, the present invention is not limited thereto, and the texturing process may be performed before forming the
제2 개구 부분(304a)은 다양한 패터닝 방법에 의하여 형성될 수 있는데, 일 예로, 레이저(310)에 의하여 형성될 수 있다. The
즉, 레이저(310)를 이용하여 제2 마스크층(304)을 선택적으로 가열하여 해당 부분을 제거하는 레이저 어블레이션에 의하여 제2 개구 부분(304a)을 형성할 수 있다.That is, the
이와 같이 레이저(310)를 이용하여 제2 개구 부분(304a)을 형성하면, 원하는 형상 및 폭을 가지는 제2 개구 부분(304a)을 쉽게 형성할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 포토리소그라피, 식각 페이스트 등의 알려진 다양한 패터닝 방법이 적용될 수 있다.By forming the
본 실시예에서는 진성 반도체층(30) 위에 전체적으로 제2 마스크층(304)을 형성한 후에 패터닝에 의하여 제2 개구 부분(304a)을 형성하는 것을 예로 들어 설명하였다. In this embodiment, the
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 마스크층(304)의 증착 시 별도의 마스크를 사용하는 등의 다양한 방법에 의하여 제2 개구 부분(304a)을 가지는 상태로 제2 마스크층(304)을 형성하는 것도 가능하다.However, the present invention is not limited thereto, and the
이어서, 도 3j에 도시한 바와 같이, 제2 도핑 영역(34)을 형성하고, 제2 마스크층(304)을 제거한다.Next, as shown in FIG. 3J, a second
좀더 구체적으로, 제2 개구 부분(304a)에 의하여 노출된 다결정 실리콘층(30)을 제1 도전성 불순물로 도핑하여, 제2 개구 부분(304a)에 대응하는 부분에 제2 도핑 영역(34)을 형성한다. More specifically, the
그러면, 제1 도핑 영역(32)과 제2 도핑 영역(34) 사이에 위치한 영역이 진성 반도체층(36)을 구성하게 된다. 이때, 반도체 기판(10)의 전면에 형성되며 제1 도전성 불순물을 가지는 전면 전계부(130)를 함께 형성할 수 있다.Thus, the region located between the first
이때, 제2 도핑 영역(34)은 이온 주입법, 열 확산법 등에 의하여 형성될 수 있는데, 특히, 열 확산법에 의하여 형성될 수 있다. At this time, the second
제2 도핑 영역(34)을 열 확산법에 의하여 형성하면, 별도의 공정을 추가하지 않고도 반도체 기판(10)의 전면에 전면 전계부(130)를 함께 형성할 수 있다. If the second
또한, 열 확산법의 공정 중에 이온 주입법 등에 의하여 주입된 제1 도핑 영역(32) 내의 제2 도전성 불순물의 활성화 열처리가 함께 이루어질 수 있다.In addition, the activation heat treatment of the second conductive impurity in the first
이와 같이 본 실시예에서는 먼저 형성되는 제1 도핑 영역(32)은 이온 주입법으로 형성하고, 이후에 형성되는 제2 도핑 영역(34)을 열 확산법으로 형성하여, 이온 주입 시 수행되어야 할 활성화 열처리를 제2 도핑 영역(34) 시에 함께 수행할 수 있다. 이에 의하여 공정을 단순화할 수 있다.In this embodiment, the first
여기서, 제1 도핑 영역(32)을 형성하는 불순물로 보론을 사용할 수 있고, 제2 도핑 영역(34)을 형성하는 불순물로 인을 사용할 수 있다. Here, boron may be used as an impurity forming the first
그러면, 제1 도핑 영역(32)을 형성하기 위하여 보론을 먼저 도핑한 후에 제2 도핑 영역(34)의 형성 시 열처리를 수행하게 되어 태양전지(100)의 특성 저하를 방지할 수 있다. In this case, boron is first doped to form the first
이와 반대로, 제2 도핑 영역(34)을 먼저 형성한 후에 이온 주입으로 제1 도핑 영역(32)을 형성하게 되면, 제1 도핑 영역(32)을 위한 별도의 활성화 열처리 공정이 수행되어야 하며, 제1 도핑 영역(32)을 위한 별도의 활성화 열처리 공정 시 제2 도핑 영역(34)의 불순물인 인이 깊게 도핑될 수 있다. 특히, 전면 전계부(130)에 위치한 인이 반도체 기판(10)의 내부로 깊게 도핑되는 것에 의하여 개방 전압이 저하될 수 있다.Conversely, if the first
제2 마스크층(304)의 제거 방법 등은 제1 마스크층(302)의 제거 방법과 동일 또는 극히 유사하므로, 제1 마스크층(302)의 제거 방법에 대한 설명이 그대로 적용될 수 있다.The method of removing the
상술한 설명에서는 제1 및 제2 도핑 영역(32, 34)을 포함하는 다결정 실리콘층(30)의 제조 공정의 일 예를 제시한 것에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The above description is merely an example of a manufacturing process of the
따라서 제1 및 제2 도핑 영역(32, 34), 및 진성 반도체층(36)을 형성하는 방법으로는 알려진 다양한 방법이 사용될 수 있다. 그리고 진성 반도체층(36)을 형성하지 않는 등과 같은 다양한 변형이 가능하다.Accordingly, various methods known as methods for forming the first and second
이어서, 도 3k에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(10)의 전면에 패시베이션막(24) 및 반사 방지막(26)을 형성하고, 반도체 기판(10)의 후면에 후면 유전층(40)을 형성한다. 3C, a
이때, 패시베이션막(24) 및 반사 방지막(26)은 반도체 기판(10)의 전면에 전체적으로 형성되고, 후면 유전층(40)은 다결정 실리콘층(30) 위에 전체적으로 형성될 수 있다. The
패시베이션막(24), 반사 방지막(26) 및 후면 유전층(40)은 진공 증착법, 화학 기상 증착법, 스핀 코팅, 스크린 인쇄 또는 스프레이 코팅 등과 같은 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있다.The
이때, 후면 유전층(40)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 또는 실리콘 탄화막 중 어느 한 막으로 형성할 수 있으며, 제1 및 제2 개구부(402, 404)를 구비할 수 있다. 제1 및 제2 개구부(402, 404)는 레이저 어블레이션에 의하여 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the
후면 유전층(40)은 이후 설명한 전극층의 패터닝 과정에서 레이저의 밴드갭보다 높은 밴드갭을 갖는 상기 물질 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 막으로 형성할 수 있다.The
이어서, 도 3l 내지 도 3m에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 도핑 영역(32, 34)에 각기 연결되는 제1 및 제2 전극(44, 42)을 형성한다.Then, first and
먼저, 도 3l에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(10)의 후면 위에 형성된 후면 유전층(40) 위에 제1 및 제2 전극부(44, 42)를 구성하는 전극층(400)을 스퍼터링에 의하여 형성한다. An
전극층(400)은 제1 및 제2 개구부(402, 404) 내부를 채우면서 반도체 기판(10)의 후면 쪽(좀더 정확하게는, 다결정 실리콘층(30), 및 후면 유전층(40) 위)에 전체적으로 형성될 수 있다. The
일 예로, 전극층(400)은 제1 및 제2 개구부(402, 404)에 의하여 노출된 다결정 실리콘층(30), 그리고 제1 및 제2 개구부(402, 404)의 측면, 후면 유전층(40) 위에 접촉하여 형성될 수 있다.The
본 실시예에서 전극층(400)의 두께(T2)는 다양하게 변화될 수 있다. 일 예로, 전극층(400)의 두께(T2)는 100nm 내지 750nm일 수 있다. 이는 앞서 설명한 접착층(422), 도전층(424) 및 캡핑층(426)의 두께를 고려한 것이다.In this embodiment, the thickness T2 of the
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 전극층(400)의 적층 구조, 물질 등에 따라 전극층(400)의 두께(T2)가 다양하게 변화될 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the thickness T2 of the
이어서, 도 3l 및 3m에 도시한 바와 같이, 에미터부 영역과 후면 전계부 영역의 전극층(400), 특히, 투영면상에서 개구부와 중첩하지 않는 영역의 전극층(400)에 레이저(320)를 조사하여 레이저를 이용한 리프트 오프를 실시함으로써 제1 및 제2 전극부(44, 42)을 형성한다. 3L and 3M, the
이때, 전극층(400)을 패터닝하기 위한 레이저(320)로는 후면 유전층을 형성하는 물질의 밴드갭보다 작은 밴드갭을 가짐으로써 상기 후면 유전층에서 흡수되지 않고 투과되는 파장대, 예컨대 30nm 내지 1,200nm의 파장(특히, 532nm의 파장)을 가지며 레이저 빔의 단면에 있어서 에너지 세기가 가우시안 분포를 따르는 펄스 레이저(pulse laser)를 사용할 수 있다.The
상기 레이저가 1,200nm의 파장을 가질 경우 밴드갭은 대략 3 이하이다.When the laser has a wavelength of 1,200 nm, the band gap is approximately 3 or less.
따라서, 3 이하의 밴드갭을 갖는 물질로 후면 유전층을 형성하면, 레이저는 후면 유전층을 투과하게 되며, 레이저의 파워를 조절하는 것에 의해 금속층(400)만 제거할 수 있게 된다.Accordingly, when the rear dielectric layer is formed of a material having a bandgap of 3 or less, the laser is transmitted through the rear dielectric layer, and only the
이에 대해 설명하면, 레이저를 이용한 리프트 오프 공정에서는 레이저에 의해 금속층이 용융 및 기화되어 상기 레이저가 조사된 부분이 제거되거나, 후면 유전층에 전달된 레이저의 에너지에 의해 후면 유전층의 일부가 희생층으로 작용하여 상기 희생층이 폭발(explosion)하면서 금속층(400)이 제거될 수 있으며, 후자의 경우에는 전자의 경우에 비해 낮은 파워(power)를 사용할 수 있다.In a lift-off process using a laser, a metal layer is melted and vaporized by a laser to remove a portion irradiated with the laser, or a part of the rear dielectric layer acts as a sacrifice layer due to energy of a laser transmitted to the rear dielectric layer So that the
따라서, 레이저 파워를 적절히 조절하는 것에 의해 후면 유전층(40)의 위에 증착된 전극층(400)만 선택적으로 제거할 수 있다.Thus, by appropriately adjusting the laser power, only the
그리고 상기 레이저(320)는 피코 세컨즈(pico seconds) 내지 나노 세컨즈(nano seconds)의 펄스 폭과, 수 헤르즈(Hz) 내지 수백 킬로헤르즈(kHz)의 주파수를 가질 수 있다.The
전극층(400)을 패터닝하기 위한 레이저(320)와 마스크층(302, 304)에 개구 부분(302a, 304a)을 형성하기 위해 사용되는 레이저(310)는 서로 동일할 수 도 있지만, 서로 다를 수도 있다.The
위에서 설명한 바와 같이, 레이저(320)가 가우시안 분포를 따르므로, 레이저(320)에 의해 제거되지 않고 남아 있는 전극층, 즉 제1 및 제2 전극부(44, 42) 중에서 후면 유전층의 외부로 돌출된 부분에 있어서, 반도체 기판과 마주하는 제1 면의 선폭(W1)을 제2 면의 선폭(W2)보다 크게 형성할 수 있다.As described above, since the
이와 달리, 레이저 빔의 에너지 밀도를 균일하게 조정한 레이저를 사용하면, 제1 및 제2 전극부(44, 42) 중 후면 유전층의 외부로 돌출된 부분의 제1 면의 선폭(W1)과 제2 면의 선폭(W2)을 실질적으로 동일하게 형성할 수도 있다.On the contrary, if the laser beam whose energy density is uniformly adjusted is used, the line width W1 of the first surface of the portion of the first and
따라서, 레이저를 이용한 리프트 오프 공정에 의하여 전극층(400)을 패터닝하여 제1 및 제2 전극부(44, 42)를 형성하는 경우에는, 습식 식각 등과 달리 언더컷이 발생하지 않는다.Therefore, when the first and
이하, 도 4 및 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지 및 이의 제조 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a solar cell according to a second embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to FIGS.
제2 실시예에 따른 태양전지는 후면 유전층(40)이 실리콘 질화막(40a)과 실리콘 탄화막(40b)으로 이루어지는 구성을 제외하면 제1 실시예의 태양전지와 동일 내지 유사한 구성을 갖는다. 따라서, 이하에서는 후면 유전층(40)과 관련한 구성에 대해서만 설명한다.The solar cell according to the second embodiment has the same or similar structure as the solar cell of the first embodiment except that the
후면 유전층(40)은 실리콘 질화막(40a)과 실리콘 탄화막(40b)의 적층 구조로 형성되는데, 실리콘 탄화막(40b)은 실리콘 질화막(40a)에 비해 열에 의해 폭발(explosion)되는 경항이 강한 특성을 갖고 있다.The
따라서, 실리콘 탄화막(40b)은 레이저(320)를 이용한 리프트 오프 공정에 의해 전극층(400)을 패터닝할 때 희생층으로 작용하여 상기 전극층(400)을 보다 효과적으로 제거할 수 있도록 한다.Accordingly, the
이때, 실리콘 탄화막(40b)을 희생층으로 사용하고자 하는 경우에는 전술한 제1 실시예에 비해 낮은 파워의 레이저를 사용하는 것이 가능하므로, 후면 유전층 하부의 손상을 억제할 수 있다.At this time, when the
일반적으로, 레이저의 주파수(frequency)가 증가하면 펄스 폭(pulse width)은 증가하며, 레이저의 파워(power)가 증가하면 펄스 폭은 감소한다.Generally, as the frequency of the laser increases, the pulse width increases and as the power of the laser increases, the pulse width decreases.
따라서, 레이저의 파워, 주파수, 펄스폭 등을 적절히 조절하는 것에 의해 후면 유전층(40)의 실리콘 탄화막(40b)을 선택적으로 제거할 수 있다.Accordingly, the
실리콘 탄화막(40b)을 희생층으로 사용하여 레이저(320)가 조사된 영역의 전극층(400) 및 실리콘 탄화막(40b)을 제거한 경우, 실리콘 탄화막(40b)은 실리콘 질화막(40a)과 전극층(400) 사이에 위치할 수 있으며, 실리콘 질화막(40a)에 형성된 제1 및 제2 개구 부분(402, 404)을 포함할 수 있다.When the
즉, 본 실시예의 태양전지는 도 3a 내지 도 3j에 도시한 공정에 따라 제1 도핑 영역(32), 제2 도핑 영역(34) 및 이들 사이의 진성 반도체층(36)을 형성한 후, 도 5a에 도시한 바와 같이 다결정 실리콘층(30)의 후면에 전체적으로 후면 유전층(40, 실리콘 질화막과 실리콘 탄화막의 적층 구조)을 형성하고, 후면 유전층(40)을 관통하는 제1 및 제2 개구 부분(402, 404)을 형성한 후, 도 5b에 도시한 바와 같이 전극층(400)을 형성하고, 레이저를 이용한 리프트 오프 공정을 실시하여 레이저가 조사된 영역의 실리콘 탄화막(40b) 및 전극층(400)을 제거함으로써 제1 및 제2 전극부(44, 42)를 형성하는 단계에 따라 형성할 수 있다.That is, in the solar cell of this embodiment, after forming the first
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양전지에 대해 설명한다.Hereinafter, a solar cell according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
전술한 제1 및 제2 실시예의 태양전지는 제1 및 제2 전극부(44, 42)가 모두 기판의 후면에 위치하는 후면 전극 구조로 형성되지만, 본 실시예의 태양전지는 제1 및 제2 전극부(144, 142)가 기판의 서로 다른 면에 각각 위치하는 양면 전극 구조로 형성된다.Although the solar cells of the first and second embodiments described above are formed with the rear electrode structure in which both the first and
이에 대해 설명하면, 태양전지는 반도체 기판(110), 기판(110)의 전면(front surface)에 위치하며 에미터부로 기능하는 제1 도핑 영역(132), 제1 도핑 영역(132)의 위에 위치하며 반사 방지 기능 또는 패시베이션 기능과 반사 방지 기능을 함께 수행하는 전면 유전층(124), 전면 유전층(124)에 형성된 개구부를 통해 제1 도핑 영역(132)에 전기적 및 물리적으로 연결된 제2 전극부(142), 기판(110)의 후면(back surface)에 위치하며 후면 전계부로 기능하는 제2 도핑 영역(34), 기판(110)의 후면에 위치하며 반사 방지 기능 또는 패시베이션 기능과 반사 방지 기능을 함께 수행하는 후면 유전층(140) 및 후면 유전층(140)에 형성된 개구부를 통해 제2 도핑 영역(134)과 전기적 및 물리적으로 연결되는 제1 전극부(144)를 포함한다.The solar cell includes a
이때, 제1 전극부(144)는 전술한 제1 및 제2 실시예의 제1 전극부(44)와 동일한 적층 구조 및 단면 구조로 형성되며, 제2 전극부(142)는 제1 전극부(144)와 동일한 적층 구조 및 단면 구조로 형성되거나, 다른 적층 구조 및 단면 구조로 형성된다.The
이하에서는 제2 전극부(142)가 제1 전극부(144)와는 다른 적층 구조 및 단면 구조로 형성되는 것을 예로 들어 설명하지만, 위에서 언급한 바와 같이, 제2 전극부(142)는 제1 전극부(144)와 동일한 적층 구조 및 단면 구조로 형성될 수 있다.Hereinafter, the
제2 전극부(142)는 기판 전면(front surface)의 제1 도핑 영역(132), 즉 에미터부 위에 위치하며, 제1 방향, 즉 X 방향을 따라 길게 연장된 복수의 제2 핑거 전극(142A)과, 제1 방향에 직교하는 제2 방향(Y)을 따라 길게 연장된 복수의 제2 버스바 전극(142B)을 포함한다.The
이러한 구성의 제2 전극부(142)는 제1 전극부(144)와 달리, 도전성 물질을 포함하는 도전성 페이스트를 인쇄 및 소성하는 스크린 인쇄법으로 형성하거나, 시드층(seed layer)을 이용한 도금 공정을 이용하여 형성할 수도 있다.Unlike the
제1 전극부(144)는 제1 방향으로 연장된 복수의 제1 핑거 전극(144A) 및 제2 방향으로 연장되어 복수의 제1 핑거 전극(144A)들을 전기적 및 물리적으로 연결하는 복수의 제1 버스바 전극(144B)을 포함한다.The
그리고 제1 버스바 전극(144B)은 제2 버스바 전극(142B)과 마주하는 위치에 위치할 수 있으며, 제1 핑거 전극(144A)은 제2 핑거 전극(142A)의 폭과 서로 동일하거나 다른 폭으로 형성될 수 있다.The first
그리고 제1 핑거 전극(144A)과 제1 버스바 전극(144B)은 전술한 제1 및 제2 실시예의 제1 전극부(44)와 동일한 적층 구조 및 단면 구조를 갖는다.The
따라서, 서로 마주하는 한 쌍의 제1 핑거 전극(144A)의 측면에 있어서, 제1 면 사이의 간격(D3)은 제2 면 사이의 간격(D4)보다 작게 형성될 수 있다.Therefore, in the side surfaces of the pair of
상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. Features, structures, effects and the like according to the above-described embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to only one embodiment.
나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Further, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified in other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.
10: 반도체 기판 20: 후면 터널층
30: 다결정 실리콘층 32: 제1 도핑 영역
34: 제2 도핑 영역 36: 진성 반도체층
40: 후면 유전층 42: 제2 전극부
44: 제1 전극부10: semiconductor substrate 20: rear tunnel layer
30: polycrystalline silicon layer 32: first doped region
34: second doped region 36: intrinsic semiconductor layer
40: rear dielectric layer 42: second electrode portion
44: first electrode portion
Claims (20)
상기 반도체 기판의 후면에 위치하는 후면 전계부;
상기 반도체 기판의 전면 또는 상기 반도체 기판의 후면 중에서 선택된 어느 한 면에 위치하는 에미터부;
상기 반도체 기판의 후면에 위치하며, 상기 후면 전계부를 노출하는 개구부, 또는 상기 에미터부와 상기 후면 전계부를 각각 노출하는 개구부를 포함하는 후면 유전층;
상기 개구부를 통해 상기 후면 전계부와 전기적 및 물리적으로 연결되는 제1 전극부; 및
상기 에미터부와 전기적 및 물리적으로 연결되는 제2 전극부
를 포함하고,
상기 후면 유전층은 희생층으로 작용하는 실리콘 탄화막 및 상기 실리콘 탄화막과 상기 반도체 기판의 후면 사이에 위치하는 실리콘 질화막의 적층 구조로 형성되되, 상기 적층 구조는 상기 반도체 기판의 후면 중에서 전극부가 위치하는 영역에만 형성되고, 상기 반도체 기판의 후면 중에서 전극부가 위치하지 않는 영역에는 상기 실리콘 질화막만 형성되며,
상기 후면 유전층의 외부로 돌출된 부분에 있어서, 상기 제1 전극부는 상기 반도체 기판과 마주하는 제1 면의 선폭이 상기 제1 면의 반대쪽에 위치하는 제2 면의 선폭보다 크게 형성되는 태양전지.A semiconductor substrate;
A rear electric field portion located on a rear surface of the semiconductor substrate;
An emitter section located on one surface selected from the front surface of the semiconductor substrate or the rear surface of the semiconductor substrate;
A rear dielectric layer located on a rear surface of the semiconductor substrate and including an opening exposing the rear electric field portion or an opening exposing the emitter portion and the rear electric field portion, respectively;
A first electrode part electrically and physically connected to the rear electric part through the opening; And
A second electrode part electrically and physically connected to the emitter part,
Lt; / RTI >
The rear dielectric layer is formed of a silicon carbide layer serving as a sacrificial layer, and a silicon nitride layer positioned between the silicon carbide layer and the rear surface of the semiconductor substrate, wherein the electrode layer is located on the rear surface of the semiconductor substrate Wherein only the silicon nitride film is formed in a region of the rear surface of the semiconductor substrate where no electrode is formed,
Wherein the first electrode portion is formed such that a line width of a first surface facing the semiconductor substrate is larger than a line width of a second surface located on the opposite side of the first surface.
상기 제1 전극부는 제1 방향으로 연장되고 서로 이격된 복수의 제1 핑거 전극들을 포함하고, 상기 제2 전극부는 상기 제1 방향으로 연장되고 서로 이격된 복수의 제2 핑거 전극들을 포함하는 태양전지.The method of claim 1,
Wherein the first electrode portion includes a plurality of first finger electrodes extending in a first direction and spaced apart from each other and the second electrode portion includes a plurality of second finger electrodes extending in the first direction and spaced apart from each other, .
상기 에미터부 및 상기 제2 전극부는 상기 반도체 기판의 후면에 위치하며, 상기 후면 유전층의 외부로 돌출된 부분에 있어서, 제2 전극부는 반도체 기판과 마주하는 제1 면의 선폭이 제1 면의 반대쪽에 위치하는 제2 면의 선폭보다 크게 형성되는 태양전지.4. The method of claim 3,
Wherein the emitter electrode and the second electrode are located on the rear surface of the semiconductor substrate and protrude to the outside of the rear dielectric layer, wherein the second electrode unit has a line width of the first surface facing the semiconductor substrate, Is larger than the line width of the second surface located on the second surface.
상기 제1 핑거 전극과 상기 제2 핑거 전극은 서로 이격되며, 서로 마주하는 상기 제1 핑거 전극의 측면과 상기 제2 핑거 전극의 측면에 있어서, 상기 제1 면 사이의 간격은 상기 제2 면 사이의 간격보다 작게 형성되는 태양전지.5. The method of claim 4,
Wherein the first finger electrode and the second finger electrode are spaced apart from each other, and a side surface of the first finger electrode facing the first finger electrode and a side surface of the second finger electrode have a gap between the first surface and the second surface, Of the solar cell.
상기 에미터부와 상기 후면 전계부는 다결정 실리콘층으로 각각 형성되는 태양전지.The method of claim 5,
Wherein the emitter portion and the rear surface electric portion are each formed of a polycrystalline silicon layer.
상기 에미터부와 상기 후면 전계부 사이에 위치하며 다결정 실리콘층으로 형성되는 진성 반도체층을 더 포함하는 태양전지.The method of claim 6,
And an intrinsic semiconductor layer disposed between the emitter section and the rear electric field section and formed of a polycrystalline silicon layer.
상기 반도체 기판의 후면과 상기 다결정 실리콘층 사이에 위치하는 후면 터널층을 더 포함하는 태양전지.8. The method of claim 7,
And a rear tunnel layer located between the rear surface of the semiconductor substrate and the polycrystalline silicon layer.
상기 실리콘 탄화막은 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이에 위치하는 상기 실리콘 질화막 위에는 위치하지 않는 태양전지.9. The method of claim 8,
Wherein the silicon carbide film is not located on the silicon nitride film located between the first electrode portion and the second electrode portion.
상기 에미터부 및 상기 제2 전극부는 상기 반도체 기판의 전면에 위치하며, 서로 마주하는 한 쌍의 상기 제1 핑거 전극의 측면에 있어서, 상기 제1 면 사이의 간격은 상기 제2 면 사이의 간격보다 작게 형성되는 태양전지.4. The method of claim 3,
Wherein the emitter portion and the second electrode portion are located on a front surface of the semiconductor substrate and are spaced apart from each other by a distance between the first and second surfaces of the pair of first finger electrodes facing each other, Small size solar cells.
상기 에미터부 및 후면 전계부를 각각 노출하는 개구부를 포함하는 후면 유전층을 상기 반도체 기판의 후면에 형성하는 단계; 및
상기 개구부를 통해 상기 후면 전계부 및 에미터부와 전기적 및 물리적으로 연결된 전극층을 상기 후면 유전층의 후면 전체에 형성하는 단계; 및
상기 전극층을 상기 후면 전계부와 연결되는 제1 전극부와 상기 에미터부와 전기적 및 물리적으로 연결된 제2 전극부로 각각 분리하는 단계
를 포함하고,
상기 후면 유전층은 희생층으로 작용하는 실리콘 탄화막 및 상기 실리콘 탄화막과 상기 반도체 기판의 후면 사이에 위치하는 실리콘 질화막의 적층 구조로 형성하며,
상기 전극층을 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부로 분리하는 단계는,
상기 에미터부 영역과 후면 전계부 영역의 상기 전극층에 상기 후면 유전층을 형성하는 물질의 밴드갭 이하의 밴드갭을 갖는 30nm 내지 1,200nm의 파장을 가지며 레이저 빔의 단면에 있어서 에너지 세기가 가우시안 분포를 따르는 펄스 레이저(pulse laser)를 조사하여 상기 레이저가 조사된 영역의 전극층을 제거하는 단계
를 포함하고,
상기 레이저가 조사된 영역의 전극층을 제거할 때, 상기 레이저가 조사된 영역의 상기 실리콘 탄화막을 상기 레이저가 조사된 영역의 전극층과 함께 제거함으로써, 상기 후면 유전층의 적층 구조를 상기 반도체 기판의 후면 중에서 상기 레이저가 조사되지 않은 영역에만 형성하는 태양전지의 제조 방법.Forming an emitter portion and a rear surface electric portion on a rear surface of the semiconductor substrate;
Forming a rear dielectric layer on the rear surface of the semiconductor substrate, the rear dielectric layer including an opening exposing the emitter portion and the rear surface portion, respectively; And
Forming an electrode layer electrically and physically connected to the rear electrical part and the emitter part through the opening part on the entire rear surface of the rear dielectric layer; And
Separating the electrode layer into a first electrode portion connected to the rear electric field portion and a second electrode portion electrically and physically connected to the emitter portion, respectively
Lt; / RTI >
Wherein the rear dielectric layer is formed of a silicon carbide film serving as a sacrificial layer and a silicon nitride film formed between the silicon carbide film and the rear surface of the semiconductor substrate,
And separating the electrode layer into the first electrode portion and the second electrode portion,
Wherein the electrode layer of the emitter region and the rear electric field region has a wavelength of 30 nm to 1,200 nm and has a bandgap below the bandgap of the material forming the rear dielectric layer and the energy intensity of the laser beam has a Gaussian distribution A step of irradiating a pulse laser to remove an electrode layer of the region irradiated with the laser
Lt; / RTI >
The silicon carbide film in the region irradiated with the laser is removed together with the electrode layer in the region irradiated with the laser when the electrode layer in the region irradiated with the laser is removed so that the laminated structure of the rear dielectric layer is formed on the rear surface of the semiconductor substrate Wherein the laser is formed only in the region not irradiated with the laser.
상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부는, 상기 후면 유전층의 외부로 돌출된 부분에 있어서, 상기 반도체 기판과 마주하는 제1 면의 선폭을 상기 제1 면의 반대쪽에 위치하는 제2 면의 선폭보다 크게 형성하는 태양전지의 제조 방법.The method of claim 12,
Wherein the first electrode portion and the second electrode portion are formed such that a line width of a first surface facing the semiconductor substrate is larger than a line width of a second surface located on the opposite side of the first surface, And the second electrode is larger than the first electrode.
상기 전극층을 스퍼터링(sputtering)법에 의해 형성하는 태양전지의 제조 방법.14. The method according to claim 12 or 13,
Wherein the electrode layer is formed by a sputtering method.
상기 에미터부와 상기 후면 전계부를 형성하는 단계는,
상기 반도체 기판의 후면에 다결정 실리콘층을 형성하는 단계; 및
상기 다결정 실리콘층의 일부 영역에 제2 도전성 불순물과 제1 도전성 불순물을 선택적으로 주입하거나 또는 확산시키는 단계
를 포함하는 태양전지의 제조 방법.14. The method according to claim 12 or 13,
Wherein forming the emitter portion and the backside electric field portion comprises:
Forming a polycrystalline silicon layer on a rear surface of the semiconductor substrate; And
Selectively implanting or diffusing a second conductive impurity and a first conductive impurity into a part of the polycrystalline silicon layer
Wherein the method comprises the steps of:
상기 에미터부와 상기 후면 전계부를 서로 이격하여 형성하여, 상기 에미터부와 상기 후면 전계부 사이에 상기 다결정 실리콘층으로 형성된 진성 반도체층을 형성하는 태양전지의 제조 방법.The method of claim 17,
Wherein the emitter portion and the rear surface electric portion are spaced apart from each other to form an intrinsic semiconductor layer formed of the polycrystalline silicon layer between the emitter portion and the rear electric field portion.
상기 반도체 기판의 후면과 상기 다결정 실리콘층 사이에 후면 터널층을 형성하는 단계를 더 포함하는 태양전지의 제조 방법.The method of claim 17,
And forming a rear tunnel layer between the rear surface of the semiconductor substrate and the polycrystalline silicon layer.
상기 후면 유전층은 실리콘 질화막과 실리콘 탄화막을 적층하여 형성하고,
상기 레이저가 조사된 영역의 전극층을 제거할 때, 상기 실리콘 탄화막을 희생층으로 사용하여 상기 레이저가 조사된 영역의 상기 실리콘 탄화막을 제거함으로써, 상기 실리콘 질화막과 상기 제1 전극부 사이 및 상기 실리콘 질화막과 상기 제2 전극부 사이에 위치하는 상기 실리콘 탄화막은 잔류시키는 태양전지의 제조 방법.20. The method of claim 19,
Wherein the rear dielectric layer is formed by laminating a silicon nitride film and a silicon carbide film,
Wherein the silicon carbide film is used as a sacrificial layer to remove the silicon carbide film in the region irradiated with the laser when the electrode layer of the laser irradiated region is removed so that the silicon nitride film and the silicon nitride film And the silicon carbide film located between the first electrode portion and the second electrode portion.
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