KR101841089B1 - 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법 - Google Patents
태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101841089B1 KR101841089B1 KR1020160124636A KR20160124636A KR101841089B1 KR 101841089 B1 KR101841089 B1 KR 101841089B1 KR 1020160124636 A KR1020160124636 A KR 1020160124636A KR 20160124636 A KR20160124636 A KR 20160124636A KR 101841089 B1 KR101841089 B1 KR 101841089B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- wafer
- metal paste
- solar cell
- electrode
- metal
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 109
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 101
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 15
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02366—Special surface textures of the substrate or of a layer on the substrate, e.g. textured ITO/glass substrate or superstrate, textured polymer layer on glass substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3차원 요철(凹凸) 구조를 갖는 웨이퍼 표면에 금속 페이스트를 도포하여 전극을 형성하는 것이 있어서, 금속 페이스트에 웨이퍼 디핑을 통한 스탬핑 기법으로 전극을 형성함으로써, 전극 형성 작업의 편의성 및 작업 생산성을 높일 수 있도록 한 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법에 관한 것이다.
이를 위해, 요철(凹凸) 표면을 갖는 태양전지 웨이퍼에 금속 페이스트를 도포하여 전극을 형성하는 방법에 있어서, 금속 페이스트의 상방에서 상기 태양전지 웨이퍼를 승강시키되, 웨이퍼의 철(凸)부위가 금속 페이스트에 잠겨 도포될 수 있도록 하되, (a) 준비 기판 위에 금속 페이스트를 마련하고, 금속 페이스트 표면을 평탄화하는 단계;(b) 웨이퍼를 금속 페이스트 위로 이동시키는 단계;(c) 금속 페이스트 위의 웨이퍼를 하강하여 웨이퍼의 일면 철(凸)부위를 금속 페이스트에 디핑(dipping)시키는 단계;(d) 금속 페이스트가 도포된 웨이퍼를 건조시키는 단계;(e) 금속 페이스트가 건조된 웨이퍼를 소성가공하는 단계:를 포함하여 구성된 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법을 제공한다.
이를 위해, 요철(凹凸) 표면을 갖는 태양전지 웨이퍼에 금속 페이스트를 도포하여 전극을 형성하는 방법에 있어서, 금속 페이스트의 상방에서 상기 태양전지 웨이퍼를 승강시키되, 웨이퍼의 철(凸)부위가 금속 페이스트에 잠겨 도포될 수 있도록 하되, (a) 준비 기판 위에 금속 페이스트를 마련하고, 금속 페이스트 표면을 평탄화하는 단계;(b) 웨이퍼를 금속 페이스트 위로 이동시키는 단계;(c) 금속 페이스트 위의 웨이퍼를 하강하여 웨이퍼의 일면 철(凸)부위를 금속 페이스트에 디핑(dipping)시키는 단계;(d) 금속 페이스트가 도포된 웨이퍼를 건조시키는 단계;(e) 금속 페이스트가 건조된 웨이퍼를 소성가공하는 단계:를 포함하여 구성된 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법을 제공한다.
Description
본 발명은 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 텍스처링된 요철(凹凸) 표면을 갖는 웨이퍼에 금속 페이스트 디핑(dipping)을 통한 스탬핑 기법으로 금속전극이 형성되도록 한 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법에 관한 것이다.
최근 환경문제와 에너지 고갈에 대한 관심이 높아지면서, 환경오염에 대한 문제가 없고 무한에 가까운 자원량을 가지며, 에너지 효율이 높은 대체 에너지인 태양에너지를 활용하는 방안에 대한 관심이 높아지고 있다.
이러한 태양에너지를 활용하는 태양전지는, 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 전지와, 반도체의 성질을 이용하여 태양빛(photons)을 전기에너지로 변환시키는 태양광 전지로 나눌 수있다.
그 중에서도 빛을 흡수하여 전자와 정공을 생성함으로써 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 전지(이하, '태양전지'라고 한다)에 대한 연구가 활발히 행해지고 있다.
일반적으로 이러한 태양전지는, 크게 실리콘 웨이퍼와 같은 태양전지용 기판을 제조하는 과정, 태양전지용 기판을 에칭하여 표면 처리하고 p-n 접합을 형성하는 공정, 후면 접합을 형성하고 반사방지막 코팅을 하는 공정, 전극을 형성하고 전극을 열처리하는 공정, 그리고 제조된 태양전지의 양부 및 성능을 검사하는 테스트 공정을 거쳐 완성된다.
이때, 태양 전지의 전극은 도전성 금속 페이스트를 사용한 스크린 인쇄(screen printing) 방법으로 형성될 수 있다.
스크린 인쇄방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 스크린 마스크(10), 스퀴즈(20), 금속 페이스트(30) 등을 포함하며, 개구부가 형성된 스크린 마스크(10) 위에 돌출된 금속 페이스트(30)를 스퀴지(squeegee)(20)로 문질러 웨이퍼 표면에 금속 패턴을 형성하는 방법이며, 후속으로 금속 페이스트(30)의 유기물 휘발을 위한 건조로, 그리고 금속 자체의 비저항을 줄이면서도 실리콘과 화학적인 접촉을 만들기 위하여 고온의 소성로에서 열처리를 수행하여 금속 인쇄 공정을 마무리한다.
도 2는 태양전지 웨이퍼의 표면에 스크린 인쇄를 이용하여 전극을 형성하는 모습을 나타내는 단면도와, 이에 의하여 형성된 전극을 나타낸 사진으로서, 일정 간격의 폭을 갖는 토출부(11)가 형성된 스크린 마스크(10)를 이용하여 스크린 인쇄를 실시하면 선폭을 갖는 전극(40)이 형성되는 것을 알 수 있으며, 이는 태양전지 웨이퍼의 전면전극의 경우에 태양 빛의 노출면적을 넓히기 위하여 좁은 선폭의 전극을 형성하여야 하는 점에서 매우 뛰어난 방법으로 여겨지고 있다.
하지만, 상기한 스크린 인쇄를 통해 태양전지 웨이퍼 표면에 전극을 형성하는 방법은 다음과 같은 문제가 있었다.
최근에는 태양전지에 입사되는 빛을 최대한 흡수하여 에너지 변환효율을 최대로 높이기 위하여, 웨이퍼 표면에 텍스처링(texturing) 및 반사방지막(porous silicon anti-reflection coating)을 형성시킨다.
이와 더불어, 빛의 흡수를 극대화하기 위하여 웨이퍼 표면에 마이크로 단위의 단차를 형성하여 도 3에 도시된 바와 같은 요철(凹凸)구조를 형성시킨다.
이와 같이 웨이퍼 표면에 요철(凹凸)구조를 형성시킨 웨이퍼를 편의상 3차원 웨이퍼라하며, 이러한 3차원 웨이퍼에 대한 기술은 『대한민국 공개특허 10-2015-0142128』를 통해 개시되어 있다.
이러한 요철(凹凸)구조를 갖는 3차원 웨이퍼에 스크린 인쇄방법을 이용해 전극을 형성할 때, 도 4에 도시된 바와 같이 웨이퍼 전극이 끊기는 현상이 발생하는 문제가 있었다.
즉, 웨이퍼 표면에 형성된 철(凸)부위의 직선도가 스크린 마스크(10)의 직선도와 균등하지 않을 경우, 스크린 마스크(10)의 토출구(11)를 통해 토출되는 금속 페이스트는 철(凸)부위를 따라 그대로 도포되지 못하고 이웃하는 철(凸)부위에 옮겨감에 따라 철(凸)부위의 나머지 부분에는 금속 페이스트가 도포되지 못하는 것이다.
각 철(凸)부위 전체에 금속 페이스트가 도포되지 못하는 것은 전극이 완전히 형성되지 못하는 것을 의미하므로, 양질의 태양전지를 생산하지 못하는 문제가 있는 것이다.
물론, 이러한 문제를 해소하기 위하여 별도의 얼라인 장비를 마련하여, 스크린 마스크(10)와 웨이퍼 간에 정렬하는 작업을 실시하기도 하지만, 얼라인 장비 운용에 대한 번거로움 및 공수가 증가되어, 작업 생산성이 감소되는 문제가 있었다.
게다가 얼라인 장비를 운용하더라도 장비 자체의 공정오차 및 광학 판독의 한계로 인해 웨이퍼 전극 끊김 현상을 완전히 방지하기는 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 요철(凹凸) 표면을 갖는 웨이퍼에 전극을 형성시키는 것에 있어서, 스크린 마스크 없이 스탬프 방식을 통해 웨이퍼 표면에 금속 페이스트를 도포하여 자기 조립(self-assembly) 형식의 전극을 형성시킴으로써 전극 끊김 현상을 방지하고 작업 생산성을 높인 태양전지 금속전극 형성방법을 제공하고자 한 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 요철(凹凸) 표면을 갖는 태양전지 웨이퍼에 금속 페이스트를 도포하여 전극을 형성하는 방법에 있어서, 금속 페이스트의 상방에서 상기 태양전지 웨이퍼를 승강시키되, 웨이퍼의 철(凸)부위가 금속 페이스트에 잠겨 도포될 수 있도록 하되, (a) 준비 기판 위에 금속 페이스트를 마련하고, 금속 페이스트 표면을 평탄화하는 단계;(b) 웨이퍼를 금속 페이스트 위로 이동시키는 단계;(c) 금속 페이스트 위의 웨이퍼를 하강하여 웨이퍼의 일면 철(凸)부위를 금속 페이스트에 디핑(dipping)시키는 단계;(d) 금속 페이스트가 도포된 웨이퍼를 건조시키는 단계;(e) 금속 페이스트가 건조된 웨이퍼를 소성가공하는 단계:를 포함하여 구성된 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법을 제공한다.
삭제
이때, 상기 (b)단계는 진공 피커(vacuum picker)가 웨이퍼를 흡착하여 이동시키는 것이 바람직하다.
또한, (c-1) 상기 웨이퍼를 금속 페이스트로부터 상승시켜 반전시키는 단계;(d-1) 상기 금속 페이스트에 웨이퍼를 하강하여 상기 웨이퍼의 타면을 디핑(dipping)시키는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 웨이퍼의 요철(凹凸)은 경사면을 형성하고, 상기 금속 페이스트에 대한 웨이퍼의 디핑 깊이 조정을 통해 금속 페이스트의 도포량을 조절함에 따라, 전극의 범위가 조정될 수 있도록 한 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 태양전지 금속전극 형성방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 스탬핑 기법을 통해 전극이 형성됨으로써, 웨이퍼 표면이 요철(凹凸)구조를 형성하더라도 웨이퍼에 전극 끊김 현상이 발생하지 않으므로 양질의 태양전지를 생산할 수 있는 효과가 있다.
즉, 웨이퍼 표면의 철(凸)부위가 금속 페이스트에 디핑(dipping)되어 도포되는 방식이기 때문에, 웨이퍼 표면에 형성된 요철(凹凸)의 철(凸)부위 직선도가 균등하지 않더라도, 철(凸)부위 전체에 금속 페이스트가 도포될 수 있으므로 전극이 끊기지 않고 형성될 수 있는 것이다.
둘째, 웨이퍼 표면으로의 전극 형성에 있어서, 스크린 인쇄방법이 적용되지 않고 스탬핑 기법을 통해 전극이 형성됨으로써 작업 공수 및 작업 장비 소요가 줄어 작업 편의성 및 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
즉, 웨이퍼와 스크린 인쇄장비 간에 얼라인을 위한 추가 장비가 소요되지 않고, 얼라인 장비를 통해 웨이퍼와 스크린 인쇄장비 간에 얼라인 과정이 소요되지 않으므로, 전극 형성 작업 시간이 단축되어 작업 생산성을 높일 수 있는 것이다.
도 1은 태양전지 웨이퍼 표면에 금속 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄공정을 나타낸 공정도
도 2는 태양전지 웨이퍼 표면에 스크린 인쇄판을 이용하여 표면전극을 형성한 모습의 단면을 나타내는 도면 및 사진
도 3은 요철(凹凸)이 형성된 태양전지 웨이퍼 표면을 나타낸 사진
도 4는 요철(凹凸)이 형성된 태양전지 웨이퍼 표면이 스크린 인쇄방법을 통해 표면전극이 형성된 후, 웨이퍼 전극 끊김 현상이 나타낸 사진
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성공정을 나타낸 순서도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성공정에서 기판에 금속 페이스트가 도포된 상태를 나타낸 개념도
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성공정에서 웨이퍼가 진공 피커에 흡착된 상태를 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성공정에서 웨이퍼가 금속 페이스트에 디핑(dipping)되는 과정을 나타낸 도면.
도 2는 태양전지 웨이퍼 표면에 스크린 인쇄판을 이용하여 표면전극을 형성한 모습의 단면을 나타내는 도면 및 사진
도 3은 요철(凹凸)이 형성된 태양전지 웨이퍼 표면을 나타낸 사진
도 4는 요철(凹凸)이 형성된 태양전지 웨이퍼 표면이 스크린 인쇄방법을 통해 표면전극이 형성된 후, 웨이퍼 전극 끊김 현상이 나타낸 사진
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성공정을 나타낸 순서도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성공정에서 기판에 금속 페이스트가 도포된 상태를 나타낸 개념도
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성공정에서 웨이퍼가 진공 피커에 흡착된 상태를 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성공정에서 웨이퍼가 금속 페이스트에 디핑(dipping)되는 과정을 나타낸 도면.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 첨부된 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법에 대하여 설명하도록 한다.
먼저, 태양전지 웨이퍼 표면에 도포하고자 할 금속 페이스트를 마련한다.
금속 페이스트는 전술한 바와 같이, 태양전지 웨이퍼에 전극을 형성하기 위한 금속 분말과 접착수단이 혼합된 물질로서 공지된 기술과 동일하다.
이때, 금속 페이스트는 도 6에 도시된 바와 같이 준비 기판 위에 마련되며, 스퀴즈를 이용해 금속 페이스트를 문질러 평탄화 작업을 실시한다.(S100)
이때, 평탄화 작업은 종래의 스크린 인쇄기법과 동일하며, 웨이퍼의 표면이 아닌 준비 기판 위에 금속 페이스트를 마련하게 된다.
한편, 금속 페이스트는 통상 겔(gel) 상태로 마련되는데, 평탄화 작업을 통해 금속 페이스트 표면을 평평하게 함으로써, 후술하는 웨이퍼 디핑 작업시 웨이퍼에 금속 페이스트가 균일하게 도포될 수 있도록 하기 위한 것이다.
만약, 금속 페이스트에 대한 평탄화 작업이 생략된다면, 웨이퍼 디핑 작업시 웨이퍼에 도포되는 금속 페이스트 도포량이 균일하지 못하게 되므로 전극의 범위 역시 균일하지 못하게 형성되어, 양질의 태양전지를 생산하기 어렵게 된다.
다음으로, 웨이퍼를 준비 기판 위에 마련된 금속 페이스트로 이동시킨다.(S200)
이때, 웨이퍼는 진공 피커(vacuum picker)에 의해 웨이퍼 표면이 진공 흡착된 상태로 이동된다.
웨이퍼의 표면은 복수의 요철(凹凸)이 연이어 형성된 상태로서, 평평한 면에 비해 흡착력이 떨어질 수 있는바, 도 7에 도시된 바와 같이 진공 피커를 이용해 웨이퍼를 흡착함으로써 웨이퍼 이동이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
물론, 진공 흡착이 아닌 웨이퍼 가장 자리를 리프팅하여 이동시킬 수도 있으나, 웨이퍼를 리프팅시키는 수단이 간섭되면서 금속 페이스트 도포가 미처 이루어지지 못하는 부분이 발생할 수 있으므로, 진공 흡착 방식을 통해 웨이퍼를 이동시키는 것이 바람직하다.
이때, 진공 피커는 웨이퍼에 고른 진공 흡착력을 전달하기 위해, 웨이퍼에 복수로 대응되며, 그의 개수는 9~12개 임이 바람직하다.
다음으로, 금속 페이스트 위에 위치된 웨이퍼를 도 8에 도시된 바와 같이 1차 디핑(dipping) 시킨다.(S300)
이때, 웨이퍼의 일면에 형성된 요철(凹凸)의 철(凸)부위는 금속 페이스트에 디핑(dipping)되며, 이로 인해 금속 페이스트는 웨이퍼 일면의 철(凸)부위에 1차로 도포된다.
이때, 진공 피커의 하강 높이 조절을 통해, 웨이퍼의 디핑 깊이를 조절할 수 있는데, 웨이퍼의 디핑 깊이 조절에 따라 웨이퍼의 철(凸)부위에 도포되는 금속 페이스트의 도포량이 조절된다.
이와 같이 웨이퍼의 철(凸)부위에 도포되는 금속 페이스트의 도포량에 따라 웨이퍼에 형성되는 전극 범위가 조절된다.
즉, 웨이퍼의 표면에 형성된 요철(凹凸)은 경사면을 형성하는데, 금속 페이스트에 웨이퍼의 철(凸)부위가 깊이 디핑될수록 금속 페이스트는 요철(凹凸)의 경사면을 따라 넓게 도포되므로 금속 페이스트가 도포된 범위만큼 전극의 범위가 형성되는 것이다.
이는 첨부된 도 8을 통해 이해될 수 있다.
다음으로, 금속 페이스트로부터 웨이퍼를 상승시키고, 이후 웨이퍼를 반전(反轉)시킨다.(S400)
즉, 금속 페이스트를 웨이퍼의 일면에 도포하였으므로, 상기 웨이퍼를 뒤집어 웨이퍼 타면에 형성된 요철(凹凸)의 철(凸)부위에도 금속 페이스트를 도포시켜야하는바 상기 진공 피커를 회전하여 웨이퍼를 반전시키는 것이다.
다음으로, 상기와 같이 반전된 웨이퍼를 건조장비에 투입시켜 1차 건조작업을 실시한다.(S500)
즉, 상기 웨이퍼는 금속 페이스트가 도포된 일면이 상방을 향하게 되고, 그 상태로 컨베이어를 따라 건조장비로 투입되어 1차 건조 과정이 이루어는 것이다.
한편, 1차 디핑이 완료된 금속 페이스트에는 웨이퍼 스탬핑 자국이 남아 있는바, 후술하는 2차 디핑을 위해, 스퀴즈를 이용해 상기 금속 페이스트를 다시 평탄화시키는 작업을 실시한다.
이와 더불어, 1차 디핑과정에서 소모된 페이스트를 보충하는 작업을 실시한다.
다음으로, 1차건조가 완료된 웨이퍼를 평탄화 및 페이스트가 보충된 준비 기판 위의 금속 페이스트로 이동시킨다.(S600)
이때, 웨이퍼 이동수단 역시 진공 피커가 제공된다.
이때, 진공 피커는 금속 페이스트가 건조된 웨이퍼 일면을 진공 흡착하게 되며, 이로 인해 웨이퍼의 타면은 하방의 금속 페이스트를 향하게 된다.
다음으로, 진공 피커에 의해 웨이퍼가 금속 페이스트 위에 위치되면, 진공 피커는 웨이퍼를 하강하여 금속 페이스트에 2차 디핑시킨다.(S700)
이때에도, 웨이퍼는 진공 피커의 하강에 따른 디핑 깊이 조절에 따라, 전극 형성의 범위가 조절될 수 있게 된다.
다음으로, 2차 디핑이 완료된 웨이퍼를 금속 페이스트로부터 상승하여 반전시킨 후, 반전된 웨이퍼를 건조장비에 투입하여 2차 건조시킨다.(S800)
상기 웨이퍼는 금속 페이스트가 도포된 타면이 상방을 향하게 되고, 그 상태로 컨베이어를 따라 건조장비로 투입되어 2차 건조 과정이 이루어는 것이다.
다음으로, 2차 건조가 완료된 웨이퍼를 금속 자체의 비저항을 줄이면서도 실리콘과 화학적인 접촉을 만들기 위하여, 고온의 소성로에서 열처리를 수행하여 소성가공함으로써 전극 형성 공정을 완료한다.(S900)
지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 태양전지 전극형성 방법은 3차원 요철(凹凸)구조를 갖는 웨이퍼의 표면에 전극을 형성하는 것에 있어서, 스크린 인쇄방법이 아닌 스탬핑 방법을 통해 전극을 형성한 기술적 특징이 있다.
즉, 금속 페이스트가 마련된 기판 위에 웨이퍼를 디핑하여, 웨이퍼의 표면에 형성된 요철(凹凸)의 철(凸)부위에 금속 페이스트를 도포시킨 것이다.
이에 따라, 금속 페이스트 도포 작업의 편의성을 높일 수 있으며, 웨이퍼의 철(凸)부위에 금속 페이스트가 고르게 도포됨으로써 전극이 끊기는 일은 발생하지 않으므로 양질의 태양전지를 생산할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (5)
- 요철(凹凸) 표면을 갖는 태양전지 웨이퍼에 금속 페이스트를 도포하여 전극을 형성하는 방법에 있어서,
금속 페이스트의 상방에서 상기 태양전지 웨이퍼를 승강시키되, 웨이퍼의 철(凸)부위가 금속 페이스트에 잠겨 도포될 수 있도록 하되,
(a) 준비 기판 위에 금속 페이스트를 마련하고, 금속 페이스트 표면을 평탄화하는 단계;
(b) 웨이퍼를 금속 페이스트 위로 이동시키는 단계;
(c) 금속 페이스트 위의 웨이퍼를 하강하여 웨이퍼의 일면 철(凸)부위를 금속 페이스트에 디핑(dipping)시키는 단계;
(d) 금속 페이스트가 도포된 웨이퍼를 건조시키는 단계;
(e) 금속 페이스트가 건조된 웨이퍼를 소성가공하는 단계:를 포함하여 구성된 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 (b)단계는 진공 피커(vacuum picker)가 웨이퍼를 흡착하여 이동시키는 것을 특징으로 하는 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법. - 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
(c-1) 상기 웨이퍼를 금속 페이스트로부터 상승시켜 반전시키는 단계;
(d-1) 상기 금속 페이스트에 웨이퍼를 하강하여 상기 웨이퍼의 타면을 디핑(dipping)시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법. - 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 웨이퍼의 요철(凹凸)은 경사면을 형성하고,
상기 금속 페이스트에 대한 웨이퍼의 디핑 깊이 조정을 통해 금속 페이스트의 도포량을 조절함에 따라, 전극의 범위가 조정될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160124636A KR101841089B1 (ko) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160124636A KR101841089B1 (ko) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101841089B1 true KR101841089B1 (ko) | 2018-03-22 |
Family
ID=61901065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160124636A KR101841089B1 (ko) | 2016-09-28 | 2016-09-28 | 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101841089B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101338236B1 (ko) * | 2012-07-12 | 2013-12-06 | 성균관대학교산학협력단 | 태양전지 및 그 태양전지를 제조하는 제조방법 |
-
2016
- 2016-09-28 KR KR1020160124636A patent/KR101841089B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101338236B1 (ko) * | 2012-07-12 | 2013-12-06 | 성균관대학교산학협력단 | 태양전지 및 그 태양전지를 제조하는 제조방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101038487B1 (ko) | 금속 촉매를 이용한 태양전지의 습식 텍스처링 방법 | |
| US7129109B2 (en) | Method for structuring an oxide layer applied to a substrate material | |
| US9178086B2 (en) | Method for fabricating back-contact type solar cell | |
| KR101010286B1 (ko) | 태양 전지의 제조 방법 | |
| WO2016112757A1 (zh) | 一种n型双面电池及其制作方法 | |
| SG191402A1 (en) | Non-contacting bus bars for solar cells and methods of making non-contacting bus bars | |
| JP5991945B2 (ja) | 太陽電池および太陽電池モジュール | |
| US20110294256A1 (en) | Film-forming method for forming passivation film and manufacturing method for solar cell element | |
| KR101841089B1 (ko) | 태양전지 웨이퍼의 금속전극 형성방법 | |
| Lorenz et al. | Impact of texture roughness on the front-side metallization of stencil-printed silicon solar cells | |
| KR100952428B1 (ko) | 칼라 디자인 태양전지 제조방법 | |
| US20220344106A1 (en) | Perovskite/silicon tandem photovoltaic device | |
| TWI438907B (zh) | 以印刷塗佈形成遮罩而製作埋藏式電極太陽能電池之方法以及該太陽能電池 | |
| KR20100004193A (ko) | 기판형 태양전지의 제조방법 | |
| US9330917B2 (en) | Passivation layer for workpieces formed from a polymer | |
| KR101223021B1 (ko) | 태양전지의 제조방법 및 태양전지 | |
| Ji et al. | Nanotexturing process on microtextured surfaces of silicon solar cells by SF6/O2 reactive ion etching | |
| CN102651425B (zh) | 太阳能电池的制造方法 | |
| WO2012105068A1 (ja) | パターン形成方法および太陽電池の製造方法 | |
| CN103178135A (zh) | 太阳能电池及其制作方法 | |
| TWI455330B (zh) | 太陽能電池結構及其製造方法 | |
| TWI496305B (zh) | 太陽能電池及其製作方法 | |
| KR101026189B1 (ko) | 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치 및 형성 방법 | |
| KR101161096B1 (ko) | 태양전지의 선택적 에미터 형성방법 | |
| KR100192257B1 (ko) | 태양전지 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |