KR101839564B1 - Method for manufacturing solar cell - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양 전지의 제조 방법에 관한 것으로 제1 도전성 타입을 갖는 기판의 후면에 보호막을 형성하는 단계, 상기 보호막 위에 제1 페이스트를 부분적으로 도포하는 단계, 상기 제1 페이스트를 고온에서 열처리하여 상기 기판과 전기적으로 연결된 제1 후면전극부를 형성하는 단계, 상기 보호막과 상기 제1 후면전극부 위에 제2 페이스트를 도포하는 단계, 그리고 상기 제2 페이스트를 저온에서 열처리하여 제1 후면전극부와 연결된 제2 후면전극부를 형성하는 단계를 포함한다. 따라서, 열처리 과정에서 기판과 후면전극부 사이에 빈 공극이 형성되는 것을 방지할 수 있어 직렬 저항이 낮은 태양 전지의 제조가 가능하며 후면 전극의 제1 부분과 기판의 사이에 복수의 후면 전계부의 형성이 용이하여, 높은 효율을 갖는 태양 전지의 제조가 가능하다.The present invention relates to a method of manufacturing a solar cell, comprising the steps of forming a protective film on the back surface of a substrate having a first conductivity type, partially applying a first paste on the protective film, Forming a first rear electrode part electrically connected to the substrate, applying a second paste on the protective film and the first rear electrode part, and thermally treating the second paste at a low temperature to form a first electrode 2 back electrode unit. Accordingly, it is possible to prevent the formation of voids between the substrate and the rear electrode in the heat treatment process, thereby making it possible to manufacture a solar cell having a low series resistance and to form a plurality of rear electric field portions between the first portion of the rear electrode and the substrate It is possible to manufacture a solar cell having a high efficiency.

Description

태양 전지의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING SOLAR CELL}[0001] METHOD FOR MANUFACTURING SOLAR CELL [0002]

본 발명은 태양 전지의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a solar cell.

일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)의 반도체로 이루어진 기판(substrate) 및 에미터부(emitter region), 그리고 기판과 에미터부에 각각 연결된 전극을 구비한다. 이때, 기판과 에미터부의 계면에는 p-n 접합이 형성되어 있다.Typical solar cells have a substrate and emitter region made of different conductivity type semiconductors, such as p-type and n-type, and electrodes connected to the substrate and the emitter, respectively. At this time, a p-n junction is formed at the interface between the substrate and the emitter.

이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 복수의 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍은 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어 전자와 정공은 n형의 반도체와 p형 반도체쪽으로, 예를 들어 에미터부와 기판쪽으로 각각 이동하고, 기판과 에미터부와 연결된 전극에 의해 수집되며, 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.When light is incident on the solar cell, a plurality of electron-hole pairs are generated in the semiconductor, and the generated electron-hole pairs are separated into electrons and holes which are charged by the photovoltaic effect, For example, the emitter portion and the substrate, are collected by the substrate and the electrode connected to the emitter portion, and the electrodes are connected to each other by electric wires to obtain electric power.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 높은 효율을 갖는 태양 전지를 제조하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a solar cell having a high efficiency.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 태양 전지의 제조 공정을 단순하게 하고 제조 시간을 줄이기 위한 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to simplify the manufacturing process of the solar cell and to reduce the manufacturing time.

본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지의 제조 방법은 제1 도전성 타입을 갖는 기판의 후면에 보호막을 형성하는 단계, 보호막 위에 제1 페이스트를 부분적으로 도포하는 단계, 제1 페이스트를 열처리하여 기판과 전기적으로 연결된 제1 후면전극부를 형성하는 단계, 보호막과 제1 후면전극부 위에 제2 페이스트를 도포하는 단계, 그리고 제2 페이스트를 열처리하여 제1 후면전극부와 연결된 제2 후면전극부를 형성하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a solar cell according to one aspect of the present invention includes the steps of forming a protective film on the back surface of a substrate having a first conductivity type, partially applying a first paste on a protective film, thermally treating the first paste, Forming a first rear electrode part connected to the first rear electrode part by applying a second paste on the protective film and the first rear electrode part and forming a second rear electrode part connected to the first rear electrode part by heat treatment of the second paste, .

또한, 기판에 제1 도전성과 반대인 제2 도전성 타입의 에미터부를 형성하는 단계, 에미터부 위에 전면 전극용 페이스트를 도포하는 단계, 전면전극용 페이스트를 열처리하여 에미터부와 전기적으로 연결되는 전면전극부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Forming an emitter portion of a second conductivity type opposite to the first conductivity on the substrate; applying a front electrode paste on the emitter portion; heating the front electrode paste to heat the surface electrode, which is electrically connected to the emitter portion, And a step of forming a part.

이때, 제1 페이스트와 전면전극용 페이스트를 동시에 열처리하여 제1 후면전극부 및 전면전극부를 한번에 형성할 수 있다.At this time, the first paste and the front electrode paste may be simultaneously heat-treated to form the first rear electrode unit and the front electrode unit at one time.

제1 페이스트와 전면전극용 페이스트를 열처리하는 단계에서, 열처리 온도는 750℃ 내지 800℃일 수 있다.In the step of heat-treating the first paste and the front electrode paste, the heat treatment temperature may be 750 ° C to 800 ° C.

제2 페이스트을 열처리하는 단계에서, 열처리 온도는 200℃ 내지 500℃일 수 있다.In the step of heat-treating the second paste, the heat-treating temperature may be 200 ° C to 500 ° C.

보호막은 화학 기상 증착법, 스퍼터링, 스핀 코팅법, 스크린 인쇄법, 전자빔 기상법 중 적어도 하나로 적층될 수 있다.The protective film may be deposited by at least one of chemical vapor deposition, sputtering, spin coating, screen printing, and electron beam vapor deposition.

그리고, 보호막 위에 제1 페이스트를 도포하는 단계는, 보호막의 해당 부부분에 레이저 빔을 조사하여 기판의 일부를 노출하는 복수의 노출부를 형성하는 단계, 그리고 노출부를 통해 노출된 기판 위에 제1 페이스트를 도포하는 단계를 포함할 수 있다.The step of applying the first paste on the protective film may include the steps of forming a plurality of exposed portions exposing a part of the substrate by irradiating a laser beam to a corresponding portion of the protective film, The method comprising the steps of:

제1 페이스트는 알루미늄(Al)을 함유할 수 있으며, 제2 페이스트는 저온 소성용 페이스트일 수 있다.The first paste may contain aluminum (Al), and the second paste may be paste of low temperature firing.

이러한 특징에 따르면, 후면 전극의 제1 부분 패턴을 고온 소성한 후, 제2 부분 패턴을 저온 소성하는 단계를 포함하므로, 후면 전극 패턴을 한꺼번에 도포하여 고온 소성하는 것에 비하여, 직렬 저항이 낮은 태양 전지의 제조가 가능하며 후면 전극의 제1 부분과 기판의 사이에 복수의 후면 전계부의 형성이 용이하다. 따라서, 높은 효율을 갖는 태양 전지의 제조가 가능하다.According to this aspect, since the first partial pattern of the rear electrode is fired at a high temperature and the second partial pattern is fired at a low temperature, the rear electrode pattern is applied at a time to the high temperature firing, And it is easy to form a plurality of rear electric field portions between the first portion of the rear electrode and the substrate. Therefore, it is possible to manufacture a solar cell having a high efficiency.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.1 is a partial perspective view of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the solar cell shown in FIG. 1 taken along line II-II.
3A to 3H are sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
4A to 4C are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an 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.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a solar cell and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1 내지 도 2를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 설명한다.First, a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a partial perspective view of a solar cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the solar cell shown in FIG.

도 1을 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지(1)는 기판(110), 빛이 입사되는 기판(110)의 면인 입사면[이하, '전면(front surface)'이라 함]에 위치한 에미터부(120), 에미터부(120) 위에 위치하는 반사 방지막(130), 기판(110)의 전면과 대향하는 기판(110)의 후면에 위치하는 보호막(190), 에미터부(120)와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 전면 전극(front electrode)(141), 복수의 전면 전극(141)과 연결되어 있고 복수의 전면 전극(141)과 교차하는 방향으로 뻗어 있는 복수의 전면전극용 집전부(142), 보호막(190) 위에 위치하고 기판(110)과 전기적으로 연결되어 있고 복수의 제1 부분(151) 및 제2 부분(152)를 구비하는 후면 전극(rear electrode), 보호막(190) 위에 위치하며, 후면 전극의 제2 부분(152)과 전기적으로 연결되어 있는 복수의 후면전극용 집전부(160), 복수의 제1 부분(151)과 기판(110) 사이에 위치하는 복수의 후면 전계부(back surface field, BSF)(170)를 구비한다. 1, a solar cell 1 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 layer 130 located on the emitter layer 120, a passivation layer 190 located on the backside of the substrate 110 facing the front of the substrate 110, an emitter layer 120 A plurality of front electrode 141 connected to the plurality of front electrodes 141 and extending in a direction intersecting the plurality of front electrodes 141, A rear electrode disposed on the passivation layer 190 and electrically connected to the substrate 110 and having a plurality of first and second portions 151 and 152, a passivation layer 190, A plurality of rear electrode current collectors 160 positioned above the first electrodes 152 and electrically connected to the second electrodes 152 of the rear electrodes, And a 151 and the substrate 110, system unit (back surface field, BSF) a plurality of back around which is located between (170).

기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 p형 도전성 타입의 실리콘으로 이루어진 반도체 기판이다. 이때, 실리콘은 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 기판 또는 비정질 실리콘일 수 있다. 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 함유한다. 하지만, 이와는 달리, 기판(110)은 n형 도전성 타입일 수 있고, 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다. 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 기판(110)은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 함유할 수 있다.The substrate 110 is a semiconductor substrate of a first conductivity type, for example, silicon of p-type conductivity type. Here, the silicon may be a single crystal silicon, a polycrystalline silicon substrate, or an amorphous silicon. When the substrate 110 has a p-type conductivity type, it contains an impurity of a trivalent element such as boron (B), gallium, indium, or the like. 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, the substrate 110 may contain impurities of pentavalent elements such as phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), and the like.

도시하지는 않았지만, 기판(110)은 텍스처링(texturing)되어 요철면인 텍스처링 표면(texturing surface)을 가질 수 있다. Although not shown, the substrate 110 may be textured to have a texturing surface that is an uneven surface.

에미터부(120)는 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, n형의 도전성 타입을 구비하고 있는 불순물부로서, 반도체 기판(110)과 p-n 접합을 이룬다. The emitter portion 120 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, and forms a p-n junction with the semiconductor 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(120)가 n형일 경우, 분리된 정공은 기판(110)쪽으로 이동하고 분리된 전자는 에미터부(120)쪽으로 이동하여, 기판(110)에서 정공은 다수 캐리어가 되며, 에미터부(120)에서 전자는 다수 캐리어가 된다.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. Therefore, when the substrate 110 is p-type and the emitter section 120 is n-type, the separated holes move toward the substrate 110, and the separated electrons move toward the emitter section 120, Becomes a majority carrier, and the electrons in the emitter section 120 become a majority carrier.

에미터부(120)는 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 p형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 기판(110)쪽으로 이동하고 분리된 정공은 에미터부(120)쪽으로 이동한다.Since the emitter layer 120 forms a pn junction with the substrate 110, when the substrate 110 has an n-type conductivity type, the emitter layer 120 has a p-type conductivity type . In this case, the separated electrons move toward the substrate 110 and the separated holes move toward the emitter part 120.

에미터부(120)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있고, 반대로 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있다.When the emitter section 120 has an n-type conductivity type, the emitter section 120 dopes impurities of pentavalent elements such as phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb) And may be formed by doping an impurity of a trivalent element such as boron (B), gallium, indium or the like into the substrate 110 when the conductive type has a p-type conductivity.

에미터부(120) 위에 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘산화질화막(SiOxNy) 등으로 이루어진 반사 방지막(130)이 형성되어 있다. 반사 방지막(130)은 태양 전지(1)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양 전지(1)의 효율을 높인다. 이러한 반사 방지막(130)은 약 70㎚ 내지 80㎚의 두께를 가질 수 있다. 반사 방지막(130)은 필요에 따라 생략될 수 있다.An antireflection film 130 formed of a silicon nitride film (SiNx), a silicon oxide film (SiO2), a silicon oxynitride film (SiOxNy), or the like is formed on the emitter layer 120. [ The antireflection film 130 reduces the reflectivity of light incident on the solar cell 1 and increases the selectivity of a specific wavelength region to increase the efficiency of the solar cell 1. The antireflection film 130 may have a thickness of about 70 nm to 80 nm. The antireflection film 130 may be omitted if necessary.

보호막(passivation layer)(190)은 기판(110)의 후면에 위치하며, 기판(110) 표면 근처에서 전하의 재결합율을 감소시키고, 기판(110)을 통과한 빛의 내부 반사율을 향상시켜 기판(110)을 통과한 빛의 재입사율을 높인다. The passivation layer 190 is located on the backside of the substrate 110 and reduces the recombination rate of charge near the surface of the substrate 110 and improves the internal reflectivity of light passing through the substrate 110, 110) of the light.

이러한 보호막(190)은 단일막 또는 이중막 구조를 가질 수 있으며, 기판(110)을 통과한 빛은 단일막 또는 이중막 구조를 갖는 보호막(190)에 의해 반사되어 기판(110)쪽으로 재입사된다. 이때, 보호막(190)을 이루는 막의 굴절율을 조절하여 빛의 재반사율을 향상시킬 수 있다. The passivation layer 190 may have a single-layer or double-layer structure, and the light passing through the substrate 110 is reflected by the protective layer 190 having a single-layer or double-layer structure and then re- . At this time, the refractive index of the film constituting the protective film 190 may be controlled to improve the reflectance of light.

복수의 전면 전극(141)은 에미터부(120) 위에 위치하여 에미터부(120)와 전기적으로 연결되어 있고, 서로 이격되게 정해진 방향으로 뻗어있다. 복수의 전면 전극(141)은 에미터부(120)쪽으로 이동한 전하, 예를 들면, 전자를 수집한다.The plurality of front electrodes 141 are located on the emitter section 120 and are electrically connected to the emitter section 120 and extend in a predetermined direction so as to be spaced apart from each other. A plurality of front electrodes 141 collects charges, for example, electrons, which have migrated toward the emitter section 120.

복수의 전면전극용 집전부(142)는 에미터부(120) 위에서 복수의 전면 전극(141)과 동일 층에 위치하며, 복수의 전면 전극(141)과 교차하는 방향으로 뻗어 있다. 복수의 전면전극용 집전부(142)는 복수의 전면 전극(141)에 의해 수집되어 이동하는 전하를 수집하여 외부 장치로 출력한다.The plurality of front electrode current collectors 142 are located on the emitter layer 120 in the same layer as the plurality of front electrodes 141 and extend in a direction crossing the plurality of front electrodes 141. The plurality of front electrode current collectors 142 collect the charges collected by the plurality of front electrodes 141 and output the collected charges to an external device.

복수의 전면 전극(141)과 전면전극용 집전부(142)는 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져 있고, 이들 도전성 물질의 예는 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다. 복수의 전면 전극(141)과 전면전극용 집전부(142)의 두께는 최소 약 20㎛ 이상, 예를 들어 20㎛ 내지 40㎛일 수 있다.The plurality of front electrodes 141 and the front electrode current collectors 142 are made of at least one conductive material. Examples of the conductive materials include nickel (Ni), copper (Cu), silver (Ag) ), Tin (Sn), zinc (Zn), indium (In), titanium (Ti), gold (Au), and combinations thereof, but may be made of other conductive metal materials have. The thickness of the plurality of front electrodes 141 and the front electrode current collector 142 may be at least about 20 μm or more, for example, 20 μm to 40 μm.

후면 전극은 도전성 물질로 이루어져 있고, 보호막(190)을 통과하여 기판(110)의 일부와 접촉한 복수의 제1 부분(151)[이하, '제1 후면전극부'라 함]과 실질적으로 복수의 후면 전극용 집전부(160)를 제외한 모든 보호막(190) 위에 위치하며 제1 후면전극부(151)과 연결되어 있는 제2 부분(152)[이하, '제2 후면전극부'라 함]을 구비한다. The rear electrode is made of a conductive material and includes a plurality of first portions 151 (hereinafter referred to as a first rear electrode portion) and a plurality of first electrodes 151 A second portion 152 (hereinafter, referred to as a 'second rear electrode portion') which is positioned on all the protection films 190 except for the rear electrode current collector 160 of the first rear electrode portion 151 and is connected to the first rear electrode portion 151, Respectively.

제1 후면전극부(151)는 일정한 간격, 예를 들어, 약 0.5㎜ 내지 약 1㎜ 간격으로 원형, 타원형 또는 다각형 형성과 같은 다양한 형상으로 보호막(190)을 관통하여 기판(110)과 접촉한다. 이러한 제1 후면전극부(151)는 기판(110)쪽으로부터 이동하는 전하, 예를 들어 정공을 수집하여 제2 후면전극부(152)로 전달한다. The first rear electrode part 151 contacts the substrate 110 through the protection film 190 in various shapes such as circular, elliptical or polygonal formation at regular intervals, for example, about 0.5 mm to about 1 mm . The first rear electrode unit 151 collects charges, for example, holes, which move from the substrate 110 side, and transfers the collected charges to the second rear electrode unit 152.

제2 후면전극부(152)의 두께는 최소 약 20㎛ 이상, 예를 들어 20㎛ 내지 40㎛일 수 있다.The thickness of the second rear electrode part 152 may be at least about 20 μm or more, for example, 20 μm to 40 μm.

제1 후면전극부(151) 또는 제2 후면전극부(152)를 이루는 도전성 물질은 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 물질로 이루어질 수 있다.The conductive material constituting the first or second rear electrode part 151 or 152 may be at least one of nickel (Ni), copper (Cu), silver (Ag), aluminum (Al), tin ), Indium (In), titanium (Ti), gold (Au), and combinations thereof, but may be made of other conductive materials.

본 실시예에서, 기판(110)과 접촉하는 제1 후면전극부(151)의 일부분은 제2 후면전극부(152)의 성분만 함유하거나 또는 제2 후면전극부(152)의 성분뿐만 아니라 보호막(190)과 기판(110)의 성분이 혼합되어 있다. The part of the first rear electrode part 151 which contacts the substrate 110 contains only the component of the second rear electrode part 152 or the component of the second rear electrode part 152, (190) and the substrate (110) are mixed.

보호막(190) 위에는 전면전극용 집전부(142)과 동일한 방향으로 뻗어 있는 복수의 후면전극용 집전부(160)가 위치한다. 이때, 복수의 후면전극용 집전부(160)는 전면전극용 집전부(142)과 마주보는 위치에 위치할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 후면전극용 집전부(160)는 일정한 간격으로 배치된 원형 또는 다각형 형상의 복수의 도전체로 이루어질 수 있다. A plurality of rear electrode current collectors 160 extending in the same direction as the front electrode current collector 142 are positioned on the protective film 190. At this time, the plurality of rear electrode current collectors 160 may be located at positions facing the front electrode current collectors 142. In an alternative embodiment, the current collector 160 for the back electrode may be formed of a plurality of conductors of circular or polygonal shape arranged at regular intervals.

복수의 후면전극용 집전부(160)는 제2 후면전극부(152)을 통해 제1 후면전극부(151)로부터 전달되는 전하, 예를 들어 정공을 수집하여 외부 장치로 출력한다The plurality of rear electrode current collectors 160 collects charges, for example, holes, which are transferred from the first rear electrode unit 151 through the second rear electrode unit 152, and outputs the collected charges to an external device

복수의 후면전극용 집전부(160)는 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져 있고, 도전성 물질의 예는 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 물질로 이루어질 수 있다.The plurality of rear electrode current collectors 160 are formed of at least one conductive material. Examples of the conductive material include nickel (Ni), copper (Cu), silver (Ag), aluminum (Al), tin And may be at least one selected from the group consisting of zinc (Zn), indium (In), titanium (Ti), gold (Au), and combinations thereof.

제1 후면전극부(151)와 기판(110) 사이에 복수의 후면 전계부(170)가 위치한다. 복수의 후면 전계부(170)는 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역, 예를 들면, n+ 영역이다.A plurality of rear electric parts 170 are positioned between the first rear electrode part 151 and the substrate 110. The plurality of rear electric field portions 170 are 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, n + regions.

기판(110)과 후면 전계부(170)와의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되고, 이로 인해, 기판(110) 후면쪽으로의 정공 이동이 방해되어 기판(110)의 후면부에서 전자와 정공이 재결합하여 소멸되는 것을 감소시킨다.A potential barrier is formed due to a difference in impurity concentration between the substrate 110 and the rear electric field 170 so that the movement of holes toward the rear surface of the substrate 110 is hindered and electrons and holes recombine at the rear surface of the substrate 110 Thereby reducing extinction.

이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지(1)의 동작은 다음과 같다.The operation of the solar cell 1 according to this embodiment having such a structure is as follows.

태양 전지(1)로 빛이 조사되어 반사 방지막(130)과 에미터부(120)를 통해 반도체의 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 반도체의 기판(110)에서 전자-정공 쌍이 발생한다. 이때, 반사 방지막(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 1 and enters the semiconductor substrate 110 through the antireflection film 130 and the emitter section 120, 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 film 130, and the amount of light incident on the substrate 110 is increased.

이들 전자-정공 쌍은 기판(110)과 에미터부(120)의 p-n접합에 의해 서로 분리되어 전자와 정공은, 예를 들어, n형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(120)과 p형의 도전성 타입을 갖는 기판(110)쪽으로 각각 이동한다. 이처럼, 에미터부(120)쪽으로 이동한 전자는 전면 전극(141)에 의해 수집되어 전면전극용 집전부(142)로 전달되어 수집되고, 기판(110)쪽으로 이동한 정공은 후면 전계부(170)을 통하여 인접한 제1 후면전극부(151)로 전달된 후 제2 후면전극부(152)로 전달되어 후면전극용 집전부(160)에 의해 수집된다. 이러한 전면전극용 집전부(142)와 후면전극용 집전부(160)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 120, and the electrons and the holes are separated from each other by, for example, the emitter section 120 having the n-type conductivity type and the p- Type substrate 110, respectively. Electrons that have migrated toward the emitter section 120 are collected by the front electrode 141 and transferred to the front electrode current collector 142 and collected and transferred to the substrate 110 through the rear electric section 170. [ And then is transmitted to the second rear electrode unit 152 and collected by the rear electrode current collector 160. [ When the front electrode current collector 142 and the rear electrode current collector 160 are connected by a conductor, current flows and is used as external power.

또한, 기판(110)과 제2 후면전극부(152) 사이에 단일막 또는 이중막 구조를 갖는 보호막(190)이 위치하므로, 기판(110) 표면의 불안정한 결합에 의한 전하의 재결함율이 크게 줄어들어 태양 전지의 효율이 향상된다.Since the protective film 190 having a single film or a bilayer structure is disposed between the substrate 110 and the second rear electrode 152, the charge re-defect ratio due to the unstable coupling of the substrate 110 surface is large The efficiency of the solar cell is improved.

다음, 도 3a 내지 도 3h를 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지(1)의 제조 방법에 대한 한 예를 설명한다.Next, an example of a manufacturing method of the solar cell 1 according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 3H.

도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법의 한 예를 순차적으로 나타낸 도면이다.3A to 3H are views sequentially showing an example of a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 3a에 도시한 것처럼, p형 단결정 또는 다결정 실리콘으로 이루어진 기판(110)에 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 포함하는 물질, 예를 들어, POCl3이나 H3PO4 등을 고온에서 열처리하여 5가 원소의 불순물을 기판(110)에 확산시켜 기판(110)의 전면에 에미터부(120)를 형성한다. First, as shown in FIG. 3A, a substrate 110 made of p-type single crystal or polycrystalline silicon is doped with a substance containing an impurity of pentavalent element such as phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb) For example, POCl 3 or H 3 PO 4 is heat-treated at a high temperature to diffuse impurities of the pentavalent element into the substrate 110 to form the emitter 120 on the entire surface of the substrate 110.

이와는 달리, 불순물을 기판(110)의 전체면에 확산시켜 기판(110)의 전면, 후면 및 축면에 에미터부(120)를 형성한 후, 습식 식각 또는 건식 식각 등으로 기판(110)의 후면 일부를 제거하여, 기판(110)의 후면에 형성된 에미터부(120)를 제거할 수 있다.The impurities are diffused over the entire surface of the substrate 110 to form the emitter portions 120 on the front surface, the rear surface and the axial surface of the substrate 110, and then the rear surface portions of the substrate 110 are etched by wet etching or dry etching, The emitter 120 formed on the back surface of the substrate 110 can be removed.

본 실시예와 달리, 기판(110)의 도전성 타입이 n형일 경우, 3가 원소의 불순물을 포함하는 물질, 예를 들어, B2H6를 고온에서 열처리하거나 적층하여 기판(110) 전면에 p형의 에미터부를 형성할 수 있다.When the conductive type of the substrate 110 is n-type, unlike the present embodiment, a substance including an impurity of a trivalent element, for example, B2H6, is heat-treated or laminated at a high temperature to form a p- To form a tab.

그런 다음, p형 불순물 또는 n형 불순물이 기판(110) 내부로 확산됨에 따라 생성된 인을 포함하는 산화물(phosphorous silicate glass, PSG)이나 붕소를 포함하는 산화물(boron silicate glass, BSG)을 식각 공정을 통해 제거한다.Then, a phosphorus silicate glass (PSG) or a boron silicate glass (BSG) containing phosphorus, which is generated as the p-type impurity or n-type impurity diffuses into the substrate 110, Lt; / RTI >

필요할 경우, 에미터부(120)를 형성하기 전에, 기판(110)의 전면을 테스처링하여, 요철면인 텍스처링 표면을 형성할 수 있다.If necessary, the front surface of the substrate 110 may be tested before forming the emitter section 120 to form a textured surface that is an uneven surface.

다음, 도 3b에 도시한 것처럼, 플라즈마 화학 기상 증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)과 같은 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD)을 이용하여 기판(110)의 전면에 반사 방지막(130)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3B, an anti-reflection film 130 is formed on the entire surface of the substrate 110 using a chemical vapor deposition (CVD) process such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) .

도 3c에 도시한 것처럼, 플라즈마 기상 증착법(PECVD)과 같은 화학 기상 증착법이나 스퍼터링법(sputtering), 스퍼터링법, 스핀 코팅법(spin coating)법, 스프레이법(spraying), 스크린 인쇄법(screen printing), 전자빔 기상(e-beam evapor ation)법 등과 같은 다양한 막 형상 방법을 사용하여 기판(110)의 후면에 보호막(190)을 형성한다. 보호막(190)을 이루는 막의 두께는 보호막(190) 위에 도포될 제1 후면전극부 패턴(51)의 두께 등을 고려하여, 열처리 과정을 통하여 제1 후면전극부(151)가 보호막을 관통하여 기판(110)과 접촉할 수 있도록 조절한다. 본 실시예에서 보호막(190)의 두께는 10㎚ 내지 200㎚이나, 이에 한정되지 않는다.A sputtering method, a spin coating method, a spraying method, a screen printing method, or the like, as shown in FIG. 3C, for example, by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), sputtering, And an e-beam evaporation method are used to form the protective film 190 on the rear surface of the substrate 110. [ The thickness of the protective film 190 is determined by considering the thickness of the first rear electrode pattern 51 to be applied on the protective film 190 and the like so that the first rear electrode unit 151 penetrates the protective film 190, (110). In this embodiment, the protective film 190 has a thickness of 10 nm to 200 nm, but is not limited thereto.

다음, 도 3d에 도시한 것처럼, 스크린 인쇄법을 이용하여, 보호막(190) 후면의 해당 부분에 알루미늄(Al)을 포함한 페이스트를 도포한 후 약 120℃ 내지 약 200℃에서 건조시켜 제1 후면전극부 패턴(51)을 형성한다. 본 실시예에서 후면 전극 제1 부분 패턴(51)은 일정한 간격, 예를 들어, 약 0.5㎜ 내지 약 1㎜ 간격으로 원형, 타원형 또는 다각형 형성과 같은 다양한 형상으로 배치되나, 이에 한정되지 않는다. 또한 본 실시예에서 제1 후면전극부 패턴(51)의 두께는 50㎚ 내지 500㎚이나, 이에 한정되지 않는다.Next, as shown in FIG. 3D, a paste containing aluminum (Al) is applied to a corresponding portion of the rear surface of the protective film 190 by using a screen printing method and then dried at about 120 ° C. to about 200 ° C., The sub-pattern 51 is formed. In the present embodiment, the rear electrode first partial patterns 51 are arranged in various shapes such as circular, elliptical or polygonal formation at regular intervals, for example, at intervals of about 0.5 mm to about 1 mm, but are not limited thereto. In this embodiment, the thickness of the first rear electrode pattern 51 is 50 nm to 500 nm, but the present invention is not limited thereto.

그런 다음, 스크린 인쇄법을 이용하여 은(Ag)을 포함한 페이스트를 보호막(190) 후면의 해당 부분에 도포한 후 건조시켜 복수의 후면전극용 집전부 패턴(60)을 형성한다. 본 실시예에서, 복수의 후면전극용 집전부 패턴(60)은 서로 분리되어 있고 한 방향으로 뻗어 있지만, 이에 한정되지 않는다. Then, a paste containing silver (Ag) is applied to a corresponding portion of the rear surface of the protective film 190 using a screen printing method and dried to form a plurality of rear electrode current collector patterns 60. In this embodiment, the plurality of rear electrode current collector patterns 60 are separated from each other and extend in one direction, but are not limited thereto.

다음, 도 3e에 도시한 것처럼, 스크린 인쇄법을 이용하여 반사방지막(130) 전면의 해당 부분에 은(Ag)을 포함한 페이스트를 도포한 후 건조시켜, 전면전극 및 전면전극용 집전부 패턴(40)을 형성한다. 전면전극 및 전면전극용 집전부 패턴(40)은 서로 교차하는 방향으로 뻗어 있는 전면전극 패턴부와 전면전극용 집전부 패턴부를 구비하고 있다. 즉, 각 교차부에서, 전면전극 패턴부와 전면전극용 집전부 패턴부는 서로 다른 방향을 뻗어 있다. 본 실시예에서, 전면전극 패턴부의 폭보다 전면전극용 집전부 패턴부의 폭이 더 넓지만, 이에 한정되지 않는다.Next, as shown in FIG. 3E, a paste containing silver (Ag) is applied to a corresponding portion of the entire surface of the antireflection coating 130 by using a screen printing method and dried to form a front electrode and front electrode current collector pattern 40 ). The front electrode and front electrode current collector pattern 40 includes a front electrode pattern portion and a front electrode current collector pattern portion extending in a direction crossing each other. That is, at each intersection, the front electrode pattern portion and the front electrode current collector pattern portion extend in different directions. In this embodiment, the width of the front electrode current collector pattern portion is wider than the width of the front electrode pattern portion, but is not limited thereto.

이때, 제1 후면전극부 패턴(51), 복수의 후면전극용 집전부 패턴(60) 및 전면전극 및 전면전극용 집전부 패턴(40)의 형성 순서는 변경 가능하다. 예를 들어, 전면전극 및 전면전극용 집전부 패턴(40)을 먼저 형성한 후 제1 후면전극부 패턴(51)과 복수의 후면전극용 집전부 패턴(60)을 순차적으로 형성할 수 있다. 또한, 제1 후면전극부패턴(51) 및 복수의 후면전극용 집전부 패턴(60)의 형성 순서 변경도 가능하다. At this time, the order of forming the first rear electrode pattern 51, the plurality of rear electrode current collector patterns 60, and the front electrode and front electrode current collector pattern 40 can be changed. For example, the front electrode and the front electrode current collector pattern 40 may be formed first, and then the first rear electrode pattern 51 and the plurality of rear electrode current collector patterns 60 may be sequentially formed. It is also possible to change the formation order of the first rear electrode pattern 51 and the plurality of rear electrode current collector patterns 60.

이들 제1 후면전극부 패턴(51), 복수의 후면전극용 집전부 패턴(60) 및 전면전극 및 전면전극용 집전부 패턴(40)의 두께는 최소 약 20㎛이상, 예를 들어, 약 20㎛ 내지 약 40 ㎛일 수 있다.The thickness of the first rear electrode pattern 51, the plurality of rear electrode current collector patterns 60 and the front electrode and front electrode current collector pattern 40 is at least about 20 μm or more, for example, about 20 Mu] m to about 40 [mu] m.

다음, 도 3f에 도시한 것처럼, 제1 후면전극부 패턴(51), 복수의 후면전극용 집전부 패턴(60) 및 전면전극 및 전면전극용 집전부 패턴(40)이 형성된 기판(110)을 약 750℃ 내지 800℃의 온도에서 소성하여(firing), 복수의 전면 전극(141)과 복수의 전면전극용 집전부(142), 제1 후면전극부(151), 복수의 후면전극용 집전부(162), 그리고 복수의 후면 전계부(170)를 형성한다.3F, a substrate 110 having a first rear electrode pattern 51, a plurality of rear electrode current collector patterns 60, and front electrode and front electrode current collector patterns 40 is formed. And fired at a temperature of about 750 ° C to 800 ° C to form a plurality of front electrodes 141, a plurality of front electrode current collectors 142, a first rear electrode unit 151, (162), and a plurality of rear electric sections (170).

즉, 열처리가 시행되면, 전면전극 및 전면전극용 집전부 패턴(40)에 함유된 납(Pb) 등에 의해 접촉 부위의 반사 방지막(130)이 관통되어 에미터부(120)과 접촉하는 복수의 전면 전극(141) 및 전면전극용 집전부(142)가 형성되고, 제1 후면전극부 패턴(51)이 접촉 부위의 보호막(190)을 관통하여 기판(120)과 접촉하는 제1 후면전극부(151)이 된다. 또한, 각 패턴(40, 51, 60)에 함유된 금속 성분과 각 접촉하는 층(120, 110, 190)과의 화학적 결합으로 접촉 저항이 감소하여 전류 흐름이 향상된다.That is, when the heat treatment is performed, the antireflection film 130 at the contact portion penetrates through the lead (Pb) contained in the front electrode and the front electrode current collector pattern 40, The electrode 141 and the front electrode current collector 142 are formed and the first rear electrode pattern 51 penetrates the protective layer 190 at the contact portion and contacts the first rear electrode portion 151). Further, the contact resistance is reduced by the chemical bonding with the layers 120, 110, and 190 in contact with the metal components contained in the patterns 40, 51, and 60, thereby improving the current flow.

또한, 열처리 공정으로, 제1 후면전극부(151)의 함유물인 알루미늄(Al)이 제1 후면전극부(151)와 접촉한 기판(110)쪽으로 확산되어 제1 후면전극부(151)와 기판(110) 사이에 복수의 후면 전계부(170)가 형성된다. 이때, 복수의 후면 전계부(170)는 기판(110)과 동일한 도전형인 p형 도전형이며, 후면 전계부(170)의 불순물 농도는 기판(110)보다 높아 p+의 도전성 타입을 갖는다.Aluminum (Al) contained in the first rear electrode part 151 is diffused toward the substrate 110 which is in contact with the first rear electrode part 151 in the heat treatment step so that the first rear electrode part 151 and the substrate A plurality of rear electric sections 170 are formed between the first and second electrodes 110. At this time, the plurality of rear electric sections 170 are of the p-type conductivity type, which is the same conductivity type as the substrate 110, and the impurity concentration of the rear electric section 170 is higher than that of the substrate 110 and has a conductivity type of p +.

그런 다음, 도 3g에 도시한 것처럼, 스크린 인쇄법을 이용하여 보호막(190) 후면에 알루미늄(Al)을 포함한 저온 소성용 페이스트를 도포한 후 약 120℃ 내지 약 200℃에서 건조시켜 제2 후면전극부 패턴(52)을 형성한다. 본 실시예에서 제2 후면전극부 패턴(52)은 보호막(190) 후면의 전체면을 덮도록 형성된다. Then, as shown in FIG. 3G, a low-temperature firing paste containing aluminum (Al) is applied to the rear surface of the protective film 190 by a screen printing method, and then dried at about 120 ° C. to about 200 ° C., Thereby forming a sub-pattern 52. In this embodiment, the second rear electrode pattern 52 is formed to cover the entire surface of the rear surface of the protective film 190.

다음, 도 3h에 도시한 것처럼, 제2 후면전극부 패턴(52)이 형성된 기판(110)을 약 500℃ 이하의 온도에서 저온 소성하여(firing), 제1 후면전극부(151)와 전기적으로 연결되는 제2 후면전극부(152)를 형성하여 태양 전지(1)를 완성한다(도 1 및 도 2).3H, the substrate 110 on which the second rear electrode pattern 52 is formed is fired at a low temperature of about 500 DEG C or less and electrically connected to the first rear electrode unit 151 And the second rear electrode unit 152 is formed to complete the solar cell 1 (FIGS. 1 and 2).

본 실시예와 같이 태양 전지를 제조하는 경우, 즉, 제1 후면전극부 패턴(51)을 고온 소성한 후, 제2 후면전극부 패턴(52)을 저온 소성하는 경우, 제1 후면전극부 패턴(51) 및 제2 후면전극부 패턴(52)을 동시에 도포하여 고온 소성하는 것에 비하여 직렬 저항 및 후면 전계부(170) 특성이 향상되므로, 높은 효율을 갖는 태양 전지의 제조가 가능하다.When the solar cell is manufactured as in the present embodiment, that is, when the first rear electrode pattern 51 is fired at a high temperature and then the second rear electrode pattern 52 is fired at low temperature, The series resistance and the characteristics of the rear electric section 170 are improved as compared with the case where the first rear electrode pattern 51 and the second rear electrode pattern 52 are simultaneously coated and baked at a high temperature.

즉, 제1 후면전극부 패턴(51) 및 제2 후면전극부 패턴(52)을 동시에 도포하여 고온 소성하는 경우, 알루미늄(Al)의 실리콘(Si)에 대한 용해도에 비해 실리콘(Si)의 알루미늄(Al)에 대한 용해도가 높은 특성에 의하여, 실리콘이 소성 중 알루미늄을 포함한 후면 전극 쪽으로 용해되어 소성 후에 빈 공극(void)이 형성될 수 있다. 공극이 형성되는 경우 태양 전지(1)의 기판(110)의 직렬 저항 특성이 저하되고, 열처리 과정에서 형성되는 공극에 의하여 후면전계부(170)가 제대로 형성되지 아니하여, 태양 전지(1)의 효율이 저하되는 문제점이 있다. That is, when the first rear electrode pattern 51 and the second rear electrode pattern 52 are simultaneously coated and baked at a high temperature, the aluminum (Al) Due to its high solubility characteristics with respect to aluminum (Al), silicon may dissolve into the back electrode including aluminum during firing, and vacant voids may be formed after firing. When the air gap is formed, the series resistance characteristic of the substrate 110 of the solar cell 1 is lowered and the rear electric field portion 170 is not formed properly due to the gap formed in the heat treatment process, There is a problem that the efficiency is lowered.

반면, 본 실시예와 같이 제1 후면전극부 패턴(51)을 약 750℃ 내지 800℃의 온도에서 고온 소성한 후, 제2 후면전극부 패턴(52)을 500℃ 이하의 온도에서 저온 소성하는 경우, 알루미늄(Al)의 실리콘(Si)에 대한 용해도에 비해 실리콘(Si)의 알루미늄(Al)에 대한 용해도가 높은 특성에도 불구하고, 제1 후면전극부(151)가 차지하는 비율이 높지 아니하므로, 제1 후면전극부(151)가 기판(110) 쪽으로 당겨지며, 이로 인하여 기판(110)과 제1 후면전극부(151) 사이에 공극이 생기지 아니한다. On the other hand, after the first rear electrode pattern 51 is fired at a high temperature of about 750 ° C. to 800 ° C. and the second rear electrode pattern 52 is fired at a low temperature of 500 ° C. or lower The ratio of the first rear electrode unit 151 to the silicon (Si) is not high despite the high solubility of silicon (Si) in aluminum (Al) compared to the solubility of aluminum (Al) in silicon The first rear electrode unit 151 is pulled toward the substrate 110 so that no gap is formed between the substrate 110 and the first rear electrode unit 151.

따라서, 직렬 저항이 낮은 태양 전지(1)의 제조가 가능하며, 제1 후면전극부(151)와 기판(110)의 사이에 복수의 후면 전계부(170)의 형성이 용이하며, 높은 효율을 갖는 태양 전지(1)의 제조가 가능하다. Accordingly, it is possible to manufacture a solar cell 1 having a low series resistance, and it is easy to form a plurality of rear electric parts 170 between the first rear electrode part 151 and the substrate 110, Can be produced.

또한, 고온 소성 과정에서 알루미늄을 포함한 제1 후면전극부용 페이스트가 제1 후면전극부 패턴(51)과 접촉한 부위의 보호막(190)을 관통하여 제1 후면전극부(151)가 형성되므로, 보호막(190)의 노출부를 별도로 형성하는 공정이 불필요하므로, 제조 공정이 간단해지고 제조 시간이 단축된다.In addition, since the first rear electrode part 151 is formed through the protective film 190 at the portion where the first rear electrode part paste including aluminum is in contact with the first rear electrode part pattern 51 during the high-temperature firing process, The step of separately forming the exposed portion of the substrate 190 is unnecessary, so that the manufacturing process is simplified and the manufacturing time is shortened.

다음, 도 3a 내지 도 3h뿐만 아니라 도 4a 내지 도 4c를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 대한 다른 예를 설명한다. 본 실시예에서, 도 3a 내지 도 3h와 비교하여 동일한 내용의 설명은 생략한다. Next, another example of a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 4A to 4C as well as Figs. 3A to 3H. In this embodiment, description of the same contents as those of Figs. 3A to 3H is omitted.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 있어서 제1 후면전극부 패턴(53)을 형성하는 다른 예를 순차적으로 나타낸 일부 도면이다.4A to 4C are partial views sequentially showing another example of forming the first rear electrode pattern 53 in the method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.

이미 도 3a 내지 도 3c에 도시한 것과 같이, 기판(110)의 전면에 순차적으로 에미터부(120), 반사 방지막(130)을 형성한 후, 기판(110)의 후면에 알루미늄 보호막(190)을 형성한다.The emitter layer 120 and the antireflection film 130 are sequentially formed on the entire surface of the substrate 110 as shown in FIGS. 3A to 3C. Then, an aluminum protective film 190 is formed on the rear surface of the substrate 110 .

그런 다음, 도 4a에 도시한 것처럼, 레이저 빔을 보호막(190)의 해당 부위에 조사하여, 보호막(190)에 기판(110)의 일부를 드러내는 복수의 노출부(191)를 형성한다. 이때, 레이저 빔의 세기와 파장은 보호막(190)의 재료나 두께와 따라 정해진다.Then, as shown in FIG. 4A, a laser beam is irradiated to a corresponding portion of the protective film 190 to form a plurality of exposed portions 191 that expose a part of the substrate 110 on the protective film 190. At this time, the intensity and the wavelength of the laser beam are determined according to the material and thickness of the protective film 190.

다음, 도 4b에 도시한 것처럼, 알루미늄(Al)을 함유하는 페이스트를 스크린 인쇄법 등으로 도포하여 노출부(191)를 통해 드러난 기판(110) 위에 제1 후면전극부패턴(53)을 형성한 후 건조시키고, 은(Ag)을 함유하는 페이스트를 스크린 인쇄법으로 제1 후면전극부 패턴(53)이 형성된 부분을 제외한 보호막(190)의 해당 부분에 인쇄하여, 후면전극용 집전부 패턴(60)을 형성한 후 건조시킨다. 이때, 제1 후면전극부 패턴(53) 및 복수의 후면전극용 집전부 패턴(60)의 형성 순서는 변경 가능하다.Next, as shown in FIG. 4B, a paste containing aluminum (Al) is applied by a screen printing method or the like to form a first rear electrode pattern 53 on the substrate 110 exposed through the exposed portion 191 The paste containing silver (Ag) is printed on a corresponding portion of the protective film 190 except the portion where the first rear electrode pattern 53 is formed by screen printing to form the rear electrode current collector pattern 60 ) Is formed and dried. At this time, the formation order of the first rear electrode pattern 53 and the plurality of rear electrode current collector patterns 60 can be changed.

그런 다음, 도 4c에 도시한 것처럼, 은(Ag)을 함유하는 페이스트를 스크린 인쇄법으로 반사 방지막(130)의 해당 부분에 인쇄하여, 전면전극 및 전면전극용 집전부 패턴(40)을 형성한 후 건조시킨다.4C, a paste containing silver (Ag) is printed on a corresponding portion of the antireflection film 130 by a screen printing method to form a front electrode and a front electrode current collector pattern 40 And then dried.

이때, 이들 패턴(40,53,60)의 형성 순서는 변경 가능하다.At this time, the order of formation of these patterns 40, 53, and 60 can be changed.

그런 다음, 이미 도 3f 내지 도 3h에 도시한 것과 같이, 복수의 제1 후면전극부 패턴(53), 복수의 후면전극용 집전부 패턴(60) 및 전면전극 및 전면전극용 집전부 패턴(40)이 형성된 기판(110)을 약 750℃ 내지 800℃의 온도에서 소성하여(firing), 복수의 전면 전극(141)과 복수의 전면전극용 집전부(142), 제1 후면 전극부(151), 복수의 후면전극용 집전부(162), 그리고 복수의 후면 전계부(170)를 형성한다. 그런 다음, 보호막(190) 후면의 전체면에 알루미늄(Al)을 포함한 저온 소성용 페이스트를 도포한 후 건조시켜 제2 후면전극부 패턴(52)을 형성하고, 제2 후면전극부 패턴(52)이 형성된 기판(110)을 약 500℃ 이하의 온도에서 저온 소성하여(firing), 제2 후면전극부(152)를 형성하여 태양 전지(1)를 완성한다(도 1 및 도 2).3F to 3H, a plurality of first rear electrode pattern portions 53, a plurality of rear electrode current collector pattern portions 60 and front electrode and front electrode current collector pattern portions 40 A plurality of front electrode 141, a plurality of front electrode current collectors 142, a first rear electrode unit 151, and a second rear electrode unit 151 are formed by firing at a temperature of about 750 ° C to 800 ° C, A plurality of rear electrode current collectors 162, and a plurality of rear electric fields 170 are formed. Thereafter, a low-temperature firing paste containing aluminum (Al) is applied to the entire rear surface of the protective film 190 and then dried to form a second rear electrode pattern 52 and a second rear electrode pattern 52, The solar cell 1 is completed by firing the substrate 110 formed at a low temperature of about 500 캜 or less and forming the second rear electrode 152 (Figs. 1 and 2).

제1 후면전극부 패턴(51)을 고온 소성한 후, 제2 후면전극부 패턴(52)을 저온 소성하는 단계를 포함하는 본 실시예에 의하면, 제1 후면전극부 패턴(51)및 제2 후면전극부 패턴(52)을 동시에 도포하여 고온 소성하는 것에 비하여, 직렬 저항이 낮은 태양 전지(1)의 제조가 가능하며 제1 후면전극부(151)와 기판(110)의 사이에 복수의 후면 전계부(170)의 형성이 용이하다. 따라서, 높은 효율을 갖는 태양 전지(1)의 제조가 가능하다.According to this embodiment, which includes the step of firing the first rear electrode pattern 51 at a high temperature and then the low-temperature firing of the second rear electrode pattern 52, the first rear electrode pattern 51 and the second It is possible to manufacture a solar cell 1 having a low series resistance and to form a plurality of rear faces (first faces) between the first rear electrode part 151 and the substrate 110, Formation of the electric section 170 is easy. Therefore, it is possible to manufacture the solar cell 1 having high efficiency.

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.

1: 태양 전지 40: 전면전극부 패턴
51: 제1 후면전극부 패턴 52: 제2 후면전극부 패턴
60: 후면전극용 집전부 패턴 110: 기판
120: 에미터부 130: 반사 방지막
140: 전면전극부 141: 전면전극
142: 전면전극용 집전부 151: 제1 후면전극부
152: 제2 후면전극부 160: 후면전극용 집전부
170: 후면전계부 190: 보호막1: solar cell 40: front electrode part pattern
51: first rear electrode part pattern 52: second rear electrode part pattern
60: Current collecting pattern for rear electrode 110:
120: Emitter section 130: Antireflection film
140: front electrode part 141: front electrode
142: front electrode current collector 151: first rear electrode part
152: second rear electrode part 160: back electrode current collector
170: Rear electrical part 190: Shield

Claims (12)

제1 도전성 타입을 갖는 기판의 전면에 상기 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 갖는 에미터부를 형성하는 단계,
상기 에미터부 위에 반사 방지막을 형성하는 단계,
상기 기판의 후면에 보호막을 형성하는 단계,
상기 보호막 위에 제1 소성 온도를 갖고, 알루미늄(Al)을 포함하는 제1 후면 전극용 페이스트와 은(Ag)을 포함하는 후면전극용 집전부 패턴을 부분적으로 도포하여 건조하는 후면 전극부 패턴 형성 단계,
상기 반사 방지막 위에 전면전극용 페이스트를 도포하는 단계,
상기 전면전극용 페이스트와 상기 제1 후면전극용 페이스트 및 상기 후면전극용 집전부 패턴을 동시에 상기 제1 소성 온도인 750℃ 내지 800℃로 열처리하여, 상기 전면전극용 페이스트가 상기 반사 방지막을 관통하여 상기 에미터부에 접속되는 전면전극과 상기 제1 후면전극용 페이스트가 상기 보호막을 관통하여 상기 기판의 후면에 접속되는 제1 후면 전극 및 상기 후면전극용 집전부 패턴이 상기 보호막을 관통하여, 상기 기판의 후면에 접속되는 후면전극용 집전부로 형성되는 제1 온도 열처리 단계,
상기 제1 후면전극과 후면전극용 집전부를 포함한 보호막 위에 상기 제1 소성온도보다 낮은 제2 소성온도를 갖고, 알루미늄(Al)을 포함하는 저온소성 페이스트를 형성하는 단계, 및
상기 저온소성 페이스트를 상기 제2 소성 온도인 200℃ 내지 500℃로 열처리하여 상기 제1 후면전극과 후면전극용 집전부를 서로 전기적으로 연결시키는 제2 후면전극을 형성하는 제2 온도 열처리 단계를 포함하고,상기 제1 소성 온도로 열처리하는 단계에서 상기 보호막을 관통하여 상기 제1 후면 전극이 상기 기판 후면과 접촉하는 영역에만 상기 제1 후면 전극에 포함된 알루미늄(Al)이 확산하여 부분적으로 복수의 후면 전계부가 형성되고, 상기 기판과 후면전극용 집전부 사이에는 상기 후면 전계부가 형성되지 않는 태양전지 제조방법.
Forming an emitter portion having a second conductivity type opposite to the first conductivity type on the entire surface of the substrate having the first conductivity type,
Forming an antireflection film on the emitter layer,
Forming a protective film on the rear surface of the substrate,
Forming a back electrode part pattern having a first firing temperature on the protective film and partially applying a current collector pattern for a back electrode including a first back electrode paste containing aluminum (Al) and silver (Ag) ,
Applying a front electrode paste on the antireflection film,
The front electrode paste, the first rear electrode paste, and the rear electrode current collector pattern are simultaneously heat-treated at a first firing temperature of 750 ° C to 800 ° C so that the front electrode paste passes through the antireflection film A front electrode connected to the emitter section and a first rear electrode through which the first rear electrode paste penetrates the protective film and connected to the rear surface of the substrate and the rear electrode current collector pattern pass through the protective film, And a rear electrode current collector connected to a rear surface of the rear electrode,
Forming a low temperature firing paste containing aluminum (Al) on the protective film including the first back electrode and the back electrode current collector, the second firing paste having a second firing temperature lower than the first firing temperature;
And a second temperature annealing step of forming a second rear electrode for electrically connecting the first rear electrode and the rear electrode current collector to each other by thermally treating the low temperature firing paste at a second baking temperature of 200 ° C to 500 ° C The aluminum (Al) included in the first rear electrode diffuses only in a region where the first rear electrode contacts the rear surface of the substrate through the passivation layer in the step of annealing at the first firing temperature, And the rear electric field portion is not formed between the substrate and the current collector for the rear electrode.
삭제delete 제1항에서,
상기 제1후면전극용 페이스트는 상기 보호막 위에 형성되는 태양전지 제조방법.The method of claim 1,
Wherein the first rear electrode paste is formed on the protective film. 제1항에서,
상기 제1후면전극용 페이스트를 상기 보호막에 형성된 콘택홀에 형성하는 태양전지 제조방법.The method of claim 1,
Wherein the first rear electrode paste is formed in a contact hole formed in the protective film. 제4항에서,
상기 보호막에 형성된 콘택홀은 레이저 또는 에칭페이스트에 의해 형성되는 태양전지 제조방법.5. The method of claim 4,
Wherein a contact hole formed in the protective film is formed by a laser or an etching paste. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에서,
상기 보호막은 화학 기상 증착법, 스퍼터링, 스핀 코팅법, 스크린 인쇄법, 전자빔 기상법 중 적어도 하나로 적층되는 태양 전지 제조 방법.The method of claim 1,
Wherein the protective film is deposited by at least one of a chemical vapor deposition method, a sputtering method, a spin coating method, a screen printing method, and an electron beam vapor deposition method. 제1항에서,
상기 제1 후면 전극용 페이스트는 알루미늄(Al)을 함유한 태양 전지 제조 방법.The method of claim 1,
Wherein the first rear electrode paste contains aluminum (Al). 제1항에서,
상기 복수의 후면전극용 집전부 패턴이 상기 보호막을 뚫고 상기 기판과 전기적으로 연결될 때, 상기 복수의 후면전극용 집전부 패턴과 상기 기판 사이에는 상기 후면 전계부가 형성되지 않는 태양 전지 제조 방법.The method of claim 1,
Wherein the rear electric field portion is not formed between the plurality of rear electrode current collector patterns and the substrate when the plurality of rear electrode current collector patterns are electrically connected to the substrate through the protective film. 제1항에서,
상기 기판은 P-type 실리콘 기판인 태양전지 제조방법.
The method of claim 1,
Wherein the substrate is a P-type silicon substrate.
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