KR101889429B1 - 태양 전지용 바이패스 다이오드 - Google Patents

태양 전지용 바이패스 다이오드 Download PDF

Info

Publication number
KR101889429B1
KR101889429B1 KR1020137000216A KR20137000216A KR101889429B1 KR 101889429 B1 KR101889429 B1 KR 101889429B1 KR 1020137000216 A KR1020137000216 A KR 1020137000216A KR 20137000216 A KR20137000216 A KR 20137000216A KR 101889429 B1 KR101889429 B1 KR 101889429B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
type
conductive region
bypass diode
solar cell
region
Prior art date
Application number
KR1020137000216A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140010920A (ko
Inventor
임승범
김태석
데이비드 디 스미스
피터 제이 커즌스
Original Assignee
선파워 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 선파워 코포레이션 filed Critical 선파워 코포레이션
Publication of KR20140010920A publication Critical patent/KR20140010920A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101889429B1 publication Critical patent/KR101889429B1/ko

Links

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
    • H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861—Diodes
    • 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
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact 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
    • H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/044—PV modules or arrays of single PV cells including bypass diodes
    • H01L31/0443—PV modules or arrays of single PV cells including bypass diodes comprising bypass diodes integrated or directly associated with the devices, e.g. bypass diodes integrated or formed in or on the same substrate as the photovoltaic 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
    • H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • 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
    • H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction 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
    • H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0682—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction 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
    • H01L31/18—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
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

태양 전지용 바이패스 다이오드가 기술된다. 일 실시예에서, 태양 전지용 바이패스 다이오드는 태양 전지의 기판을 포함한다. 제1 전도 유형의 제1 전도성 영역이 기판 위에 배치된다. 제1 전도 유형과 반대인 제2 전도 유형의 제2 전도성 영역이 제1 전도성 영역 상에 배치된다.

Description

태양 전지용 바이패스 다이오드{Bypass Diode for a Solar Cell}
본 명세서에 기술된 발명은 미국 에너지부에 의해 지급되는 계약 번호 DE-FC36-07GO17043 하에서의 정부 지원을 받아 이루어졌다. 정부는 본 발명에서 소정의 권리를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예는 재생 에너지의 분야이고, 특히 태양 전지용 바이패스 다이오드이다.
태양 전지로서 통상적으로 알려진 광전지(photovoltaic cell)는 태양 방사선을 전기 에너지로 직접 변환하기 위한 잘 알려진 장치이다. 일반적으로, 태양 전지는 기판의 표면 근방에 p-n 접합을 형성하기 위해 반도체 가공 기술을 사용하여 반도체 웨이퍼 또는 기판 상에 제조된다. 기판의 표면 상에 충돌하여 기판 내로 들어가는 태양 방사선은 기판의 벌크에서 전자 및 정공 쌍을 생성한다. 전자 및 정공 쌍은 기판에서의 p-도핑된 영역 및 n-도핑된 영역으로 이동하고, 이에 의해 도핑된 영역들 사이에 전압차를 발생시킨다. 도핑된 영역들은, 전지로부터의 전류를 전지에 결합된 외부 회로로 보내기 위해, 태양 전지 상의 전도성 영역들에 연결된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 태양 전지용 모놀리식(monolithic) 바이패스 다이오드의 하향 평면도(top-down plan view).
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, P-형 이미터 영역의 일부분을 도핑하여 그 부분을 N-형 영역으로 변환시켜서 태양 전지용 바이패스 다이오드를 형성하기 위하여 레이저를 사용하는 공정을 도시하는 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 도 2의 P-형 및 N-형 영역들을 포함하는 바이패스 다이오드의 하향 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 레이저 도핑에 의해 형성된 바이패스 다이오드의 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 방법에서의 작업들을 나타내는 흐름도.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른, 도 5의 흐름도의 작동 502에 대응하는 태양 전지의 제조에서의 소정 스테이지의 단면도.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른, 도 5의 흐름도의 작동 504에 대응하는 태양 전지의 제조에서의 소정 스테이지의 단면도.
도 6c는 본 발명의 실시예에 따른, 도 5의 흐름도의 작동 504에 대응하는 태양 전지의 제조에서의 소정 스테이지의 단면도.
도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 제조에서의 일 스테이지의 단면도.
도 6e는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 제조에서의 일 스테이지의 단면도.
도 6f는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 제조에서의 일 스테이지의 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 인쇄 접근법에 의해 형성된 바이패스 다이오드의 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 방법에서의 작업들을 나타내는 흐름도.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른, 도 8의 흐름도의 작동 802에 대응하는 태양 전지의 제조에서의 소정 스테이지의 단면도.
도 9b는 본 발명의 실시예에 따른, 도 8의 흐름도의 작동 804에 대응하는 태양 전지의 제조에서의 소정 스테이지의 단면도.
도 9c는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 제조에서의 일 스테이지의 단면도.
도 9d는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 제조에서의 일 스테이지의 단면도.
도 9e는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 제조에서의 일 스테이지의 단면도.
태양 전지용 바이패스 다이오드가 본 명세서에서 기술된다. 이하의 설명에서는, 본 발명의 실시예에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 특정의 다이오드 구조 및 공정 흐름 작업과 같은 다수의 구체적인 상세 사항이 기재된다. 당업자에게는 이들 구체적인 상세 사항 없이 본 발명의 실시예가 실시될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 다른 경우에, 본 발명의 실시예를 불필요하게 불명료하게 하지 않기 위해 금속 접점 형성 기법과 같은 잘 알려진 제조 기법이 상세히 기술되지는 않는다. 또한, 도면에 도시된 다양한 실시예가 예시적인 표현이고 반드시 축척대로 그려져 있지 않다는 것을 이해할 것이다.
태양 전지용 바이패스 다이오드가 본 명세서에 개시된다. 일 실시예에서, 태양 전지용 바이패스 다이오드는 태양 전지의 기판을 포함한다. 바이패스 다이오드는 또한 기판 위에 배치된 제1 전도 유형의 제1 전도성 영역을 포함한다. 바이패스 다이오드는 또한 제1 전도성 영역 상에 배치된, 제1 전도 유형과 반대인 제2 전도 유형의 제2 전도성 영역을 포함한다.
태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 방법이 본 명세서에 또한 개시된다. 일 실시예에서, 태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 방법은 제1 전도 유형의 제1 전도성 영역을 태양 전지의 기판 상에 형성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 제1 전도성 영역의 최상부 부분 내에 있고 이에 의해 둘러싸이지만 제1 전도성 영역의 최하부 부분에는 있지 않은 제2 전도성 영역을 형성하는 단계를 포함하며, 제2 전도성 영역은 제1 전도 유형과 반대인 제2 전도 유형을 갖는다. 다른 실시예에서, 태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 방법은 제1 전도 유형의 제1 전도성 영역을 태양 전지의 기판 상에 형성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 제1 전도 유형과 반대인 제2 전도 유형의 제2 전도성 영역을 제1 전도성 영역 상에 인쇄하는 단계를 포함하며, 제2 전도성 영역은 제1 전도성 영역보다 더 좁게 인쇄되어 제1 전도성 영역의 노출된 상부 표면을 유지한다.
태양 전지는 전형적으로, 그늘짐 또는 더러워짐에 의해 역방향으로 바이어싱될 때 가열된다. 바이패스 다이오드는 그러한 이벤트 동안에 태양 전지를 항복(breakdown)으로부터 보호하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 바이패스 다이오드는 스트링당 기준(per-string basis)(예를 들어, 12 내지 18개의 전지)으로 부착되므로 전력이 손실될 수 있으며, 열점(hot spot)이 존재한다면 보호가 완벽하지 않다. 따라서, 개별 전지들의 바이패스 다이오드 보호를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 개별 기준으로 각각의 태양 전지를 보호하기 위하여 내장형(built-in) 바이패스 다이오드 보호가 제공된다. 보호는 역방향 바이어스 이벤트를 위한 것뿐만 아니라 열점의 온도 억제를 위한 것이다. 일 실시예에서, 레이저 공정을 사용하여 폴리실리콘 이미터의 일부분을 도핑함으로써 수직 PN 접합 폴리실리콘 다이오드가 제조된다. 다른 실시예에서, 폴리실리콘 이미터의 상부 상에 도핑된 비정질 규소 또는 나노-결정질 규소 층을 침착시킴으로써 수직 PN 접합 폴리실리콘 다이오드가 제조된다. 어느 경우에든, 제조된 다이오드는 태양 전지용 바이패스 다이오드로서 기능하고, 열점의 온도를 감소시킨다. 특정 실시예에서, 내장형 바이패스 다이오드를 제공하기 위하여 가능한 한 적은 공정 작업들이 적용된다. 또한, 접합이 측방향 접합과는 반대로 수직 접합이므로, 다이오드는 대응하는 태양 전지의 작은 면적만을 희생시킬 수 있다. 소정 실시예에서, 이 다이오드는 보통의 패널뿐만 아니라 집광 태양 전지 둘 모두에 유용하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 태양 전지용 모놀리식 바이패스 다이오드의 하향 평면도를 도시한다. 도 1을 참조하면, 태양 전지의 일부분(100)은 N+ 영역(104) 및 P+ 영역(106)을 갖는 폴리실리콘 바이패스 다이오드(102)를 포함한다. 금속 그리드(108)는 영역(104) 및 영역(106) 둘 모두에 접촉한다. 다이오드 개략도(110)로 도시된 바와 같이, 바이패스 다이오드(102)는 그의 대응하는 태양 전지에 분로 연결된다.
소정 실시예에서, 바이패스 다이오드(102)는 측방향으로는 트렌치에 의해 그리고 수직으로는 P+/n-Si 베이스 접합에 의해 절연된다. 소정 실시예에서, P+ 폴리실리콘은 바이패스 다이오드(102)의 저부에 있고 다른 P-핑거에 의해 절연된다. 소정 실시예에서, 바이패스 다이오드(102)에 의해 소비되는 면적은 전력 발생을 위해 사용될 수 없으며, 따라서 태양 전지의 면적에 비해 작도록 제조된다. 소정 실시예에서, 바이패스 다이오드(102)는 역방향 바이어스에서 더 높은 전류를 제공하여 전력 소비를 감소시킨다. 트렌치 절연은 미국 캘리포니아주 새너제이 소재의 선파워 코포레이션(SunPower Corporation)에 둘 모두 양도된, 미국 특허 제7,812,250호 및 미국 특허 공개 제2009/0308438호에 기술된 기법에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 소정 태양에서, 태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 데 레이저 도핑 공정이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른, P-형 이미터 영역의 일부분을 도핑하여 그 부분을 N-형 영역으로 변환시켜서 태양 전지용 바이패스 다이오드를 형성하기 위하여 레이저를 사용하는 공정을 도시하는 개략도이다. 도 2를 참조하면, P-형 폴리실리콘 이미터 영역(204)을 도핑하여 N-형 폴리실리콘(206)으로 변환시키기 위해 레이저(202)가 사용된다. 레이저 도핑 접근법은 수직 PN 접합 폴리실리콘 다이오드(208)를 제공한다. 태양 전지와의 그러한 다이오드의 통합은 역방향 바이어스에서 전지의 바이패스 보호를 가능하게 할 수 있다. 특정 실시예에서, 전구체 필름으로서 인 규산염 유리(PSG) 또는 POCl3를 사용하여 또는 가스 침지 레이저 도핑(gas immersion laser doping) 공정을 사용하여 P-형 폴리실리콘을 N-형 폴리실리콘으로 반대 도핑하기 위해 레이저 도핑이 사용된다. 다른 특정 실시예에서, POCl3 또는 인 가스에 의한 도펀트 강제주입 공정 작업 또는 어닐링과 같은 앞선 공정 작업에서 성장된 인 도핑된 산화물 막을 사용하여 P-형 폴리실리콘을 N-형 폴리실리콘으로 반대 도핑하기 위해 레이저 도핑이 사용된다. 다른 특정 실시예에서, 액체 전구체에 의한 워터-젯 레이저 도핑 공정을 사용하여 P-형 폴리실리콘을 N-형 폴리실리콘으로 반대 도핑하기 위해 레이저 도핑이 사용된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 도 2의 P-형 및 N-형 영역들을 포함하는 바이패스 다이오드의 하향 평면도를 도시한다. 도 3을 참조하면, N-형 폴리실리콘(206)은 P-형 패드(210)와 접촉된다. 태양 전지들에 분로 연결된 내장형 바이패스 다이오드(208)의 상호접속을 제공하기 위하여 폴리실리콘 다이오드(208)의 P-형 부분에 접촉이 또한 이루어진다. 그러한 바이패스 다이오드의 공간적 면적은 요청되는 전류 보호의 양뿐만 아니라 순방향 바이어스에서의 선택된 희생에 따라 조절될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 레이저 도핑에 의해 형성된 바이패스 다이오드의 단면도를 도시한다. 수직 N+/P+ 바이패스 다이오드(도 4의 점선 원(402) 내에 위치됨)는 전술된 바와 같이 레이저 공정을 사용하여 P+ 폴리실리콘을 N+ 폴리실리콘으로 반대 도핑함으로써 제조될 수 있다.
도 4를 참조하면, 태양 전지(400)용 바이패스 다이오드(402)는 태양 전지(400)의 기판(404)을 포함한다. 제1 전도 유형의 제1 전도성 영역(406)이 기판(404) 위에 배치된다. 제2 전도성 영역(408)이 제1 전도성 영역(406) 상에 배치된다. 제2 전도성 영역(408)은 제1 전도 유형과 반대인 제2 전도 유형의 것이다. 소정 실시예에서, 제2 전도성 영역(408)은 도 4에 도시된 바와 같이 제1 전도성 영역(406)의 최상부 부분 내에 배치되어 이에 의해 둘러싸이지만 제1 전도성 영역(406)의 최하부 부분에는 배치되지 않는다.
일 실시예에서, 도 2 및 도 3과 관련하여 전술된 바와 같이 그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(404)은 N-형 도펀트 불순물 원자로 도핑되며, 제1 전도 유형은 P-형이고, 제2 전도 유형은 N-형이며, 제2 전도성 영역(408)은 P-형 영역 내에 배치되어 이에 의해 둘러싸인다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 기판(404)은 P-형 도펀트 불순물 원자로 도핑되며, 제1 전도 유형은 N-형이고, 제2 전도 유형은 P-형이며, 제2 전도성 영역(408)은 N-형 영역 내에 배치되어 이에 의해 둘러싸인다.
소정 실시예에서, 바이패스 다이오드(402)는 기판(404) 상에 배치된 얇은 유전체 층(410)을 추가로 포함한다. 제1 전도성 영역(406)은 도 4에 도시된 바와 같이 얇은 유전체 층(410) 상에 배치된다. 일 실시예에서, 얇은 유전체 층(410)은 대략 5 내지 50 옹스트롬의 범위 내에 있는 두께를 갖는 산화규소 층이다. 소정 실시예에서, 바이패스 다이오드(402)는 기판(404)에 배치되어 제1 전도성 영역(406) 아래의 기판(404)의 부분을 둘러싸는 절연 트렌치(412)를 추가로 포함한다. 일 실시예에서, 절연 트렌치(412)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 전도성 영역(406) 및 제2 전도성 영역(408) 상에 각각 배치되는 반사 방지 코팅 층과 같은 유전체 층(414)으로 채워진다. 특정 실시예에서, 절연 트렌치(412)의 바닥 표면은 도 4에 또한 도시된 바와 같이 랜덤하거나 규칙화된 텍스처화 패턴을 갖는다. 랜덤하거나 규칙화된 텍스처화 패턴은 기판(404)의 노출된 영역에 비등방성 에칭 공정을 적용함으로써 형성될 수 있고, 따라서 기판(404)의 결정면에 의해 결정될 수 있다. 바이패스 다이오드(402) 및 이에 따른 태양 전지(400)는 금속 접점 층(416)과 같은 다른 특징부를 포함할 수 있다. 태양 전지(400)는 또한 배면 접점(418)과 같은 배면 접점 형성에 적합한 특징부를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 방법에서의 작업들을 나타내는 흐름도(500)를 도시한다. 도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 실시예에 따른, 도 5의 흐름도의 작업들에 대응하는, 태양 전지의 제조에서의 다양한 스테이지들의 단면도를 도시한다.
흐름도(500)의 작업(502) 및 대응하는 도 6a를 참조하면, 태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 방법은 태양 전지의 기판(604) 상에 제1 전도성 영역(602)을 형성하는 단계를 포함한다. 소정 실시예에서, 제1 전도성 영역(602)은 제1 전도 유형의 것이다. 소정 실시예에서, 제1 전도성 영역(602)을 형성하는 단계는 폴리실리콘을 포함하는 도핑된 다결정 층, 도핑된 나노-입자, 도핑된 비정질 막, 또는 전도성 중합체와 같은 그러나 이로 한정되지 않는 재료의 사용을 포함한다. 도 6a에 또한 도시된 바와 같이, 배면 접점을 위한 영역과 같은 다른 전도성 영역이 또한 형성될 수 있다. 예를 들어, 영역(606)은 제1 전도 유형을 갖지만, 영역(608)은 반대인 제2 전도 유형을 갖는다.
흐름도(500)의 작업(504) 및 대응하는 도 6b와 도 6c를 참조하면, 태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 방법은 또한 제1 전도성 영역의 최상부 부분 내에 있고 이에 의해 둘러싸이지만 제1 전도성 영역의 최하부 부분(601)에는 있지 않은 제2 전도성 영역(610)을 형성하는 단계를 포함한다. 소정 실시예에서, 제2 전도성 영역(610)은 제1 전도 유형과 반대인 제2 전도 유형의 것이다. 일 실시예에서, 제2 전도성 영역(610)을 형성하는 단계는 전술된 바와 같은 레이저 도핑 공정(699)의 사용을 포함한다. 특정 실시예에서, 기판(604)은 N-형 도펀트 불순물 원자로 도핑되며, 제1 전도 유형은 P-형이고, 제2 전도 유형은 N-형이다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 기판(604)은 P-형 도펀트 불순물 원자로 도핑되며, 제1 전도 유형은 N-형이고, 제2 전도 유형은 P-형이다.
소정 실시예에서, 도 6a를 다시 참조하면, 이 방법은 제1 전도성 영역(602)을 형성하기 전에, 기판 상에 얇은 유전체 층(612)을 형성하는 단계를 추가로 포함하고, 제1 전도성 영역(602)은 얇은 유전체 층(612) 상에 형성된다. 일 실시예에서, 얇은 유전체 층(612)은 대략 5 내지 50 옹스트롬의 범위 내에 있는 두께를 갖는 산화규소 층이다.
소정 실시예에서, 도 6d를 참조하면, 태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 방법은 또한 제1 전도성 영역(602) 아래의 기판(604)의 부분을 둘러싸는 절연 트렌치(614)를 기판(604)에 형성하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 이 방법은 또한 절연 트렌치(614) 내에 그리고 제1 전도성 영역(602) 및 제2 전도성 영역(610) 각각의 적어도 일부분 상에 유전체 층(618)을 각각 형성하는 단계를 포함한다. 특정 실시예에서, 도 6f에 도시된 바와 같은 후속적인 접점 형성을 위해 유전체 층(618)에 개구들이 형성된다. 다른 특정 실시예에서, 이 방법은 유전체 층(618)을 형성하기 전에, 절연 트렌치(614)의 바닥 표면을 에칭하여 도 6e에 도시된 바와 같은 랜덤하거나 규칙화된 텍스처화 패턴(616)을 제공하는 단계를 추가로 포함한다.
도 6a 내지 도 6f와 관련하여 기술된 공정이 전술된 특정 시퀀스 이외의 시퀀스로 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 소정 실시예에서, 제2 전도성 영역(610)(도 6b 및 도 6c에 형성된 것으로 도시된 바와 같음)은 절연 트렌치(614)(도 6d에 형성된 것으로 도시된 바와 같음)의 형성 이후에 그리고 랜덤하거나 규칙화된 텍스처화 패턴(616)(도 6e에 형성된 것으로 도시된 바와 같음)의 형성 이후에 형성된다. 다른 실시예에서, 제2 전도성 영역(610)(도 6b 및 도 6c에 형성된 것으로 도시된 바와 같음)은 절연 트렌치(614)(도 6d에 형성된 것으로 도시된 바와 같음)의 형성 이후에 그러나 랜덤하거나 규칙화된 텍스처화 패턴(도 6e에 형성된 것으로 도시된 바와 같음)의 형성 이전에 형성된다. 다른 실시예에서, 제2 전도성 영역(610)(도 6b 및 도 6c에 형성된 것으로 도시된 바와 같음)은 절연 트렌치(614)(도 6d에 형성된 것으로 도시된 바와 같음)의 형성 이후에, 랜덤하거나 규칙화된 텍스처화 패턴(도 6e에 형성된 것으로 도시된 바와 같음)의 형성 이후에, 그리고 유전체 층(618) 내의 개구들(도 6f에 형성된 것으로 도시된 바와 같음)의 형성 이후에 형성된다.
본 발명의 다른 태양에서, 태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 데 인쇄 공정이 사용될 수 있다. 예를 들어, 소정 실시예에서, 개별 전지 바이패스 다이오드 보호를 제공하기 위하여 도핑된 규소 나노 입자의 잉크-제팅(ink-jetting)이 사용된다. 접근법은 나노 입자 태양 전지에 적용가능할 수 있고, 다양한 이미터의 제조에 사용될 수 있다.
전술된 바와 같이, 바이패스 다이오드는 태양 전지가 역방향으로 바이어싱되고 그늘짐 또는 더러워짐에 의해 가열될 때 역방향 전압 항복으로부터 태양 전지를 보호하기 위해 바이패스 다이오드가 사용될 수 있다. 실제로, 태양 전지당 하나의 바이패스 다이오드를 매설하는 것은 일반적으로 구현하기에 너무 고가인 것으로 입증되었으므로, 바이패스 다이오드는 보통은 태양 전지들의 그룹에 걸쳐 배치된다. 예를 들어, 통상적으로, 태양 전지에 바이패스 다이오드들을 추가하는 것은 집광 규소 태양 전지에서 비용 요건을 만족시키기 위하여 전지들의 그룹에만 행하여졌거나, 박막 태양 전지에서 침착 및 패턴화 단계들의 일부로서 행하여졌다. 그럼에도 불구하고, 그늘진 전지를 개별 기준으로 바이패스시키는 것은 모듈에서 최대 단락 전류를 모으기 위해 이상적일 수 있다. 따라서, 소정 실시예에서, 잉크-제팅 도핑된 규소 나노 입자 공정에 추가 작업을 추가함이 없이 개별 전지에 바이패스 다이오드를 매설하는 실제적인 방법이 제공된다.
소정 실시예에서, 바이패스 다이오드 납땜에 대한 필요성이 없는 모듈 설계를 비롯한 비용-효과적인 전지/모듈에서의 집광 태양 전지에서 인쇄가능한 모놀리식 바이패스 다이오드가 제공된다. 따라서, 추가 가공 단계를 추가함이 없이 인쇄가능한 폴리실리콘 이미터 기술을 사용하여 배면 접점 규소 태양 전지 구성에 매설형 바이패스 다이오드의 기능을 추가하는 새로운 방법이 제공될 수 있다. 도 7과 관련하여 이하에서 상세히 기술되는 바와 같이, 소정 실시예에서, 폴리실리콘 이미터를 형성하는 데 사용되는 도핑된 규소 나노 입자의 인쇄 동안에, 바이패스 다이오드 영역이 또한 인쇄된다.
인쇄된 바이패스 다이오드에서, N+ 및 P+ 이미터들은 대응하는 사영역(dead area)의 최소화 및 금속화를 위해 최적화되어진 규정된 영역에서 수직으로 인쇄될 수 있다. 즉, 레이아웃의 고려는 바이패스 다이오드 영역이 순방향 바이어스 조건 동안에 사영역일 것이라는 관찰을 설명할 수 있다. 인쇄 후에, 전류 경로를 제공하기 위하여 규소 이미터를 용융시키는 데 소결 또는 경화 공정이 사용될 수 있다. 그러나, 바이패스 다이오드를 위한 수직 적층된 N+/P+ 이미터 간의 상호 혼합 또는 확산은 최소한인 것으로 생각될 수 있다. 소정 실시예에서, 생성된 수직 PN 접합 폴리실리콘 다이오드는 태양 전지용 바이패스 다이오드로서 작용하고, 열점의 온도를 감소시킨다. 일 실시예에서, 인쇄된 이미터를 소결 또는 용융시켜 연속적인 구조물을 형성하기 위하여 소결 공정이 적용된다. 특정 실시예에서, 바이패스 다이오드를 위한 수직 적층된 N+/P+ 이미터 간의 임의의 상호 혼합 또는 확산은 무시해도 좋다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 인쇄 접근법에 의해 형성된 바이패스 다이오드의 단면도를 도시한다. 수직 N+/P+ 바이패스 다이오드(도 7의 점선 원(702) 내에 위치됨)는 전술된 바와 같이, 도핑된 규소(Si) 나노 입자 또는 도핑된 유기 반도체를 사용함으로써 제조될 수 있다.
도 7을 참조하면, 태양 전지(700)용 바이패스 다이오드(702)는 태양 전지(700)의 기판(704)을 포함한다. 제1 전도 유형의 제1 전도성 영역(706)이 기판(704) 위에 배치된다. 제2 전도성 영역(708)이 제1 전도성 영역(706) 상에 배치된다. 제2 전도성 영역(708)은 제1 전도 유형과 반대인 제2 전도 유형의 것이다. 소정 실시예에서, 제2 전도성 영역(708)은 도 7에 도시된 바와 같이 제1 전도성 영역(706)보다 더 좁아 제1 전도성 영역(706)의 상부 표면(707)을 노출시킨다.
일 실시예에서, 기판(704)은 N-형 도펀트 불순물 원자로 도핑되며, 제1 전도 유형은 P-형이고, 제2 전도 유형은 N-형이며, 제1 전도성 영역(706)의 상부 표면을 노출시키는 것은 도 7에 도시된 바와 같이 P-형 영역을 노출시키는 것을 포함한다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 기판(704)은 P-형 도펀트 불순물 원자로 도핑되며, 제1 전도 유형은 N-형이고, 제2 전도 유형은 P-형이며, 제1 전도성 영역(706)의 상부 표면을 노출시키는 것은 N-형 영역을 노출시키는 것을 포함한다.
소정 실시예에서, 바이패스 다이오드(702)는 기판(704) 상에 배치된 얇은 유전체 층(710)을 추가로 포함한다. 제1 전도성 영역(706)은 도 7에 도시된 바와 같이 얇은 유전체 층(710) 상에 배치된다. 일 실시예에서, 얇은 유전체 층(710)은 대략 5 내지 50 옹스트롬의 범위 내에 있는 두께를 갖는 산화규소 층이다. 소정 실시예에서, 바이패스 다이오드(702)는 기판(704)에 배치되어 제1 전도성 영역(706) 아래의 기판(704)의 부분을 둘러싸는 절연 트렌치(712)를 추가로 포함한다. 일 실시예에서, 절연 트렌치(712)는 도 7에 도시된 바와 같이 제1 전도성 영역(706) 및 제2 전도성 영역(708) 상에 각각 배치되는 반사 방지 코팅 층과 같은 유전체 층(714)으로 채워진다. 특정 실시예에서, 절연 트렌치(712)의 바닥 표면은 도 7에 또한 도시된 바와 같이 랜덤하거나 규칙화된 텍스처화 패턴을 갖는다. 랜덤하거나 규칙화된 텍스처화 패턴은 기판(704)의 노출된 영역에 비등방성 에칭 공정을 적용함으로써 형성될 수 있고, 따라서 기판(704)의 결정면에 의해 결정될 수 있다. 바이패스 다이오드(702) 및 이에 따른 태양 전지(700)는 금속 접점 층(716)과 같은 다른 특징부를 포함할 수 있다. 태양 전지(700)는 또한 배면 접점(718)과 같은 배면 접점 형성에 적합한 특징부를 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른, 태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 방법에서의 작업들을 나타내는 흐름도(800)를 도시한다. 도 9a 내지 도 9e는 본 발명의 실시예에 따른, 도 8의 흐름도의 작업들에 대응하는, 태양 전지의 제조에서의 다양한 스테이지들의 단면도를 도시한다.
흐름도(800)의 작업(802) 및 대응하는 도 9a를 참조하면, 태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 방법은 태양 전지의 기판(904) 상에 제1 전도성 영역(902)을 형성하는 단계를 포함한다. 소정 실시예에서, 제1 전도성 영역(902)은 제1 전도 유형의 것이다. 소정 실시예에서, 제1 전도성 영역(902)을 형성하는 단계는 도핑된 나노-입자, 도핑된 비정질 막, 또는 전도성 중합체와 같은 그러나 이로 한정되지 않는 재료의 사용을 포함한다. 도 9a에 또한 도시된 바와 같이, 배면 접점을 위한 영역과 같은 다른 전도성 영역이 또한 형성될 수 있다. 예를 들어, 영역(906)은 제1 전도 유형을 갖지만, 영역(908)은 반대인 제2 전도 유형을 갖는다.
흐름도(800)의 작업(804) 및 대응하는 도 9b를 참조하면, 태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 방법은 또한 제1 전도 유형과 반대인 제2 전도 유형의 제2 전도성 영역(910)을 제1 전도성 영역(902) 상에 인쇄하는 단계를 포함하고, 제2 전도성 영역(910)은 제1 전도성 영역보다 더 좁게 인쇄되어 제1 전도성 영역(902)의 노출된 상부 표면(903)을 유지한다. 소정 실시예에서, 제2 전도성 영역(910)을 제1 전도성 영역(902) 상에 인쇄하는 단계는 잉크젯 공정, 스크린 인쇄 공정, 또는 에어로졸 분사(aerosol jetting) 공정과 같은 그러나 이로 한정되지 않는 공정의 사용을 포함한다. 소정 실시예에서, 제2 전도성 영역(910)을 인쇄하는 단계는 도핑된 나노-입자, 도핑된 비정질 막, 또는 전도성 중합체와 같은 그러나 이로 한정되지 않는 재료의 사용을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 제2 전도성 영역(910)은 초기에는 대략 제1 전도성 영역과 동일한 폭을 갖도록 인쇄된다. 그리고 나서, 나중의 가공 작업에서, 예를 들어 접점 형성 작업에서의 레이저 융삭을 통해, 제2 전도성 영역(910)의 폭이 제1 전도성 영역의 폭보다 더 좁게 만들어지거나 개구들이 만들어져서 제1 전도성 영역(902)의 상부 표면(903)의 일부분을 노출시킨다.
소정 실시예에서, 제2 전도성 영역(910)은 제1 전도 유형과 반대인 제2 전도 유형의 것이다. 일 실시예에서, 기판(904)은 N-형 도펀트 불순물 원자로 도핑되며, 제1 전도 유형은 P-형이고, 제2 전도 유형은 N-형이다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 기판(904)은 P-형 도펀트 불순물 원자로 도핑되며, 제1 전도 유형은 N-형이고, 제2 전도 유형은 P-형이다.
소정 실시예에서, 도 9a를 다시 참조하면, 이 방법은 제1 전도성 영역(902)을 형성하기 전에, 기판 상에 얇은 유전체 층(912)을 형성하는 단계를 추가로 포함하고, 제1 전도성 영역(902)은 얇은 유전체 층(912) 상에 형성된다. 일 실시예에서, 얇은 유전체 층(912)은 대략 5 내지 50 옹스트롬의 범위 내에 있는 두께를 갖는 산화규소 층이다.
소정 실시예에서, 도 9c를 참조하면, 태양 전지용 바이패스 다이오드를 제조하는 방법은 또한 제1 전도성 영역(902) 아래의 기판(904)의 부분을 둘러싸는 절연 트렌치(914)를 기판(904)에 형성하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 이 방법은 또한 절연 트렌치(914) 내에 그리고 제1 전도성 영역(902) 및 제2 전도성 영역(910) 각각의 적어도 일부분 상에 유전체 층(918)을 각각 형성하는 단계를 포함한다. 특정 실시예에서, 도 9e에 도시된 바와 같은 후속적인 접점 형성을 위해 유전체 층(918)에 개구들이 형성된다. 다른 특정 실시예에서, 이 방법은 유전체 층(918)을 형성하기 전에, 절연 트렌치(914)의 바닥 표면을 에칭하여 도 9d에 도시된 바와 같은 랜덤하거나 규칙화된 텍스처화 패턴(916)을 제공하는 단계를 추가로 포함한다.
따라서, 태양 전지용 바이패스 다이오드가 개시되었다. 본 발명의 실시예에 따르면, 태양 전지용 바이패스 다이오드는 태양 전지의 기판을 포함한다. 제1 전도 유형의 제1 전도성 영역이 기판 위에 배치된다. 제1 전도 유형과 반대인 제2 전도 유형의 제2 전도성 영역이 제1 전도성 영역 상에 배치된다. 일 실시예에서, 제2 전도성 영역은 제1 전도성 영역보다 더 좁아 제1 전도성 영역의 상부 표면을 노출시킨다. 다른 실시예에서, 제2 전도성 영역은 제1 전도성 영역의 최상부 부분 내에 배치되어 이에 의해 둘러싸이지만 제1 전도성 영역의 최하부 부분에는 배치되지 않는다.

Claims (20)

  1. 제1 전도 유형의 제1 활성 영역과, 평면에서 봤을 때 제1 활성 영역과 다른 영역에 형성되는 제2 전도 유형의 제2 활성 영역을 포함하는 태양 전지(solar cell)용 바이패스 다이오드로서,
    태양 전지의 기판(substrate);
    기판 상에 배치된 얇은 유전체 층;
    얇은 유전체 층 상에 배치된 제1 전도 유형(conductivity type)의 제1 전도성 영역; 및
    제1 전도성 영역 상에 배치된, 제1 전도 유형과 반대인 제2 전도 유형의 제2 전도성 영역을 포함하고,
    얇은 유전체 층은 5 내지 50 옹스트롬의 범위 내에 있는 두께를 갖고,
    제1 전도성 영역 및 제2 전도성 영역은 제1 활성 영역 및 제2 활성 영역과 다른 영역에 형성되는 바이패스 다이오드.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 제2 전도성 영역은 제1 전도성 영역보다 더 좁아 제1 전도성 영역의 상부 표면을 노출시키는 바이패스 다이오드.
  4. 제3항에 있어서, 기판은 N-형 도펀트 불순물 원자로 도핑되며, 제1 전도 유형은 P-형이고, 제2 전도 유형은 N-형이며, 제1 전도성 영역의 상부 표면의 노출은 P-형 영역의 노출을 포함하는 바이패스 다이오드.
  5. 제3항에 있어서, 기판은 P-형 도펀트 불순물 원자로 도핑되며, 제1 전도 유형은 N-형이고, 제2 전도 유형은 P-형이며, 제1 전도성 영역의 상부 표면의 노출은 N-형 영역의 노출을 포함하는 바이패스 다이오드.
  6. 제1항에 있어서, 제2 전도성 영역은 제1 전도성 영역의 최상부 부분 내에 배치되어 이에 의해 둘러싸이지만 제1 전도성 영역의 최하부 부분에는 배치되지 않는 바이패스 다이오드.
  7. 제6항에 있어서, 기판은 N-형 도펀트 불순물 원자로 도핑되며, 제1 전도 유형은 P-형이고, 제2 전도 유형은 N-형이며, 제2 전도성 영역은 P-형 영역 내에 배치되어 이에 의해 둘러싸이는 바이패스 다이오드.
  8. 제6항에 있어서, 기판은 P-형 도펀트 불순물 원자로 도핑되며, 제1 전도 유형은 N-형이고, 제2 전도 유형은 P-형이며, 제2 전도성 영역은 N-형 영역 내에 배치되어 이에 의해 둘러싸이는 바이패스 다이오드.
  9. 제1항에 있어서, 기판에 배치되어 제1 전도성 영역 아래의 기판의 부분을 둘러싸는 절연 트렌치(trench)를 추가로 포함하며, 절연 트렌치는 제1 및 제2 전도성 영역들 상에 배치된 유전체 층으로 채워지는 바이패스 다이오드.
  10. 제9항에 있어서, 절연 트렌치의 바닥 표면은 랜덤하거나 규칙화된 텍스처화 패턴(texturing pattern)을 포함하는 바이패스 다이오드.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020137000216A 2010-12-14 2011-10-03 태양 전지용 바이패스 다이오드 KR101889429B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/967,976 2010-12-14
US12/967,976 US8134217B2 (en) 2010-12-14 2010-12-14 Bypass diode for a solar cell
PCT/US2011/054607 WO2013058724A2 (en) 2010-12-14 2011-10-03 Bypass diode for a solar cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140010920A KR20140010920A (ko) 2014-01-27
KR101889429B1 true KR101889429B1 (ko) 2018-08-20

Family

ID=44971821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137000216A KR101889429B1 (ko) 2010-12-14 2011-10-03 태양 전지용 바이패스 다이오드

Country Status (7)

Country Link
US (2) US8134217B2 (ko)
EP (1) EP2652795A4 (ko)
JP (2) JP5752798B2 (ko)
KR (1) KR101889429B1 (ko)
CN (1) CN203339177U (ko)
AU (1) AU2011371275B2 (ko)
WO (1) WO2013058724A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102596844B1 (ko) 2023-01-25 2023-11-01 주식회사 에스지에너지 방수성　및　화재　확산　방지를　위한　내화　패치가　내장된　태양광　모듈의　졍선박스 커버와　태양광　모듈　스트링을　구성하기　위한　커넥터　커버　시스템

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7851698B2 (en) * 2008-06-12 2010-12-14 Sunpower Corporation Trench process and structure for backside contact solar cells with polysilicon doped regions
US12074240B2 (en) * 2008-06-12 2024-08-27 Maxeon Solar Pte. Ltd. Backside contact solar cells with separated polysilicon doped regions
US8846417B2 (en) * 2011-08-31 2014-09-30 Alta Devices, Inc. Device and method for individual finger isolation in an optoelectronic device
KR101879781B1 (ko) * 2012-05-11 2018-08-16 엘지전자 주식회사 태양 전지, 불순물층의 형성 방법 및 태양 전지의 제조 방법
US9912290B2 (en) * 2012-06-18 2018-03-06 Sunpower Corporation High current burn-in of solar cells
US9219171B2 (en) 2012-10-16 2015-12-22 Solexel, Inc. Systems and methods for monolithically integrated bypass switches in photovoltaic solar cells and modules
US9082925B2 (en) 2013-03-13 2015-07-14 Sunpower Corporation Methods for wet chemistry polishing for improved low viscosity printing in solar cell fabrication
US9525097B2 (en) * 2013-03-15 2016-12-20 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Photovoltaic module having printed PV cells connected in series by printed conductors
FR3004002B1 (fr) * 2013-03-29 2016-09-02 Soitec Silicon On Insulator Procede d'assemblage avance de cellule photovoltaique concentree
US20150179847A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Seung Bum Rim Built-in bypass diode
US9425337B2 (en) 2014-05-29 2016-08-23 Sunpower Corporation In-cell bypass diode
US11355657B2 (en) * 2015-03-27 2022-06-07 Sunpower Corporation Metallization of solar cells with differentiated p-type and n-type region architectures
CN105428439B (zh) * 2015-12-29 2017-05-10 上海大学 硅基sis结构旁路二极管和hit太阳电池的器件集成方法
US10217880B2 (en) * 2016-03-30 2019-02-26 Sunpower Corporation Voltage breakdown device for solar cells
TWI649893B (zh) * 2016-08-17 2019-02-01 位元奈米科技股份有限公司 光伏電池光電轉換複合層結構製作方法
USD822890S1 (en) 2016-09-07 2018-07-10 Felxtronics Ap, Llc Lighting apparatus
KR101868566B1 (ko) * 2016-11-04 2018-06-19 엘지전자 주식회사 태양 전지
US10775030B2 (en) 2017-05-05 2020-09-15 Flex Ltd. Light fixture device including rotatable light modules
USD872319S1 (en) 2017-08-09 2020-01-07 Flex Ltd. Lighting module LED light board
USD877964S1 (en) 2017-08-09 2020-03-10 Flex Ltd. Lighting module
USD832494S1 (en) 2017-08-09 2018-10-30 Flex Ltd. Lighting module heatsink
USD862777S1 (en) 2017-08-09 2019-10-08 Flex Ltd. Lighting module wide distribution lens
USD846793S1 (en) 2017-08-09 2019-04-23 Flex Ltd. Lighting module locking mechanism
USD833061S1 (en) 2017-08-09 2018-11-06 Flex Ltd. Lighting module locking endcap
USD832495S1 (en) 2017-08-18 2018-10-30 Flex Ltd. Lighting module locking mechanism
USD862778S1 (en) 2017-08-22 2019-10-08 Flex Ltd Lighting module lens
USD888323S1 (en) 2017-09-07 2020-06-23 Flex Ltd Lighting module wire guard
US11329177B2 (en) 2018-11-08 2022-05-10 Swift Solar Inc Stable perovskite module interconnects
US11631777B2 (en) * 2019-03-11 2023-04-18 Swift Solar Inc. Integration of bypass diodes within thin film photovoltaic module interconnects
JP7278831B2 (ja) * 2019-03-27 2023-05-22 パナソニックホールディングス株式会社 太陽電池セルの製造方法および割断用太陽電池セル
JP7539407B2 (ja) * 2019-11-27 2024-08-23 株式会社カネカ 太陽電池の製造方法
FR3112427A1 (fr) * 2020-07-13 2022-01-14 Semco Smartech France Formation de contacts passivés pour cellules solaires IBC
US12094663B2 (en) 2021-09-30 2024-09-17 Swift Solar Inc. Bypass diode interconnect for thin film solar modules
EP4195299A1 (en) 2021-12-13 2023-06-14 International Solar Energy Research Center Konstanz E.V. Interdigitated back contact solar cell and method for producing an interdigitated back contact solar cell
CN116314361A (zh) * 2023-03-31 2023-06-23 天合光能股份有限公司 太阳电池及太阳电池的制备方法
CN118213428A (zh) * 2024-05-21 2024-06-18 隆基绿能科技股份有限公司 一种背接触电池及其制造方法、光伏组件

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003505862A (ja) * 1999-07-14 2003-02-12 ザ・ボーイング・カンパニー モノリシックバイパスダイオードおよび太陽電池ストリング装置
US20090308438A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Denis De Ceuster Trench Process and Structure for Backside Contact Solar Cells with Polysilicon Doped Regions

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57138184A (en) * 1981-02-20 1982-08-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solar cell device
US4759803A (en) * 1987-08-07 1988-07-26 Applied Solar Energy Corporation Monolithic solar cell and bypass diode system
DK170189B1 (da) * 1990-05-30 1995-06-06 Yakov Safir Fremgangsmåde til fremstilling af halvlederkomponenter, samt solcelle fremstillet deraf
JP2573083B2 (ja) * 1990-06-06 1997-01-16 シャープ株式会社 バイパスダイオード付太陽電池
JP2593957B2 (ja) * 1990-11-09 1997-03-26 シャープ株式会社 バイパスダイオード付太陽電池
US5616185A (en) * 1995-10-10 1997-04-01 Hughes Aircraft Company Solar cell with integrated bypass diode and method
JPH10270359A (ja) * 1997-03-25 1998-10-09 Mitsubishi Electric Corp 薄膜半導体の製造方法
US6103970A (en) * 1998-08-20 2000-08-15 Tecstar Power Systems, Inc. Solar cell having a front-mounted bypass diode
DE19845658C2 (de) * 1998-10-05 2001-11-15 Daimler Chrysler Ag Solarzelle mit Bypassdiode
US6313396B1 (en) * 2000-05-22 2001-11-06 The Boeing Company Lightweight solar module and method of fabrication
JP3888860B2 (ja) * 2000-05-24 2007-03-07 シャープ株式会社 太陽電池セルの保護方法
JP2003007975A (ja) * 2001-06-27 2003-01-10 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
US7592536B2 (en) * 2003-10-02 2009-09-22 The Boeing Company Solar cell structure with integrated discrete by-pass diode
JP2005223138A (ja) * 2004-02-05 2005-08-18 Seiko Epson Corp シリコン膜の成膜方法及び当該シリコン膜の成膜方法を使用するデバイスの製造方法
DE102004044061A1 (de) * 2004-09-11 2006-04-20 Rwe Space Solar Power Gmbh Solarzellenanordung sowie Verfahren zum Verschalten eines Solarzellenstrings
DE102004050269A1 (de) 2004-10-14 2006-04-20 Institut Für Solarenergieforschung Gmbh Verfahren zur Kontakttrennung elektrisch leitfähiger Schichten auf rückkontaktierten Solarzellen und Solarzelle
DE102004055225B4 (de) * 2004-11-16 2014-07-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Anordnung mit Solarzelle und integrierter Bypass-Diode
EP1920468B1 (en) * 2005-09-01 2014-02-26 Merck Patent GmbH Photovoltaic cells integrated with bypass diode
JP4827471B2 (ja) * 2005-09-09 2011-11-30 シャープ株式会社 バイパス機能付き太陽電池およびその製造方法
US9029685B2 (en) * 2005-11-18 2015-05-12 The Boeing Company Monolithic bypass diode and photovoltaic cell with bypass diode formed in back of substrate
JP4846551B2 (ja) * 2006-12-18 2011-12-28 シャープ株式会社 太陽電池およびその製造方法
JP2009253096A (ja) * 2008-04-08 2009-10-29 Sharp Corp 太陽電池セルの製造方法および太陽電池モジュールの製造方法ならびに太陽電池モジュール
DE102008047162A1 (de) * 2008-09-15 2010-03-25 Institut Für Solarenergieforschung Gmbh Rückkontaktsolarzelle mit integrierter Bypass-Diode sowie Herstellungsverfahren hierfür
US20110000528A1 (en) * 2009-04-28 2011-01-06 Garvan Iii Anthony Nicholas Brady Avalanche breakdown protection for high current, non-elongate solar cells with electrically conductive substrates
US20100294349A1 (en) * 2009-05-20 2010-11-25 Uma Srinivasan Back contact solar cells with effective and efficient designs and corresponding patterning processes
US20100132759A1 (en) * 2009-06-12 2010-06-03 Renhe Jia Cell isolation on photovoltaic modules for hot spot reduction
KR101301029B1 (ko) * 2009-10-30 2013-08-28 엘지전자 주식회사 박막 태양전지 모듈
US20110265857A1 (en) * 2010-05-03 2011-11-03 DuPont Apollo Ltd. Monolithic integration of bypass diodes with a thin film solar module

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003505862A (ja) * 1999-07-14 2003-02-12 ザ・ボーイング・カンパニー モノリシックバイパスダイオードおよび太陽電池ストリング装置
US20090308438A1 (en) * 2008-06-12 2009-12-17 Denis De Ceuster Trench Process and Structure for Backside Contact Solar Cells with Polysilicon Doped Regions

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102596844B1 (ko) 2023-01-25 2023-11-01 주식회사 에스지에너지 방수성　및　화재　확산　방지를　위한　내화　패치가　내장된　태양광　모듈의　졍선박스 커버와　태양광　모듈　스트링을　구성하기　위한　커넥터　커버　시스템

Also Published As

Publication number Publication date
EP2652795A4 (en) 2014-11-26
WO2013058724A2 (en) 2013-04-25
US20110284986A1 (en) 2011-11-24
JP6154848B2 (ja) 2017-06-28
EP2652795A2 (en) 2013-10-23
US8134217B2 (en) 2012-03-13
AU2011371275B2 (en) 2015-05-28
KR20140010920A (ko) 2014-01-27
AU2011371275A1 (en) 2013-05-16
US20120171799A1 (en) 2012-07-05
JP5752798B2 (ja) 2015-07-22
JP2015167251A (ja) 2015-09-24
JP2013543279A (ja) 2013-11-28
WO2013058724A3 (en) 2013-07-18
CN203339177U (zh) 2013-12-11
US8580599B2 (en) 2013-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101889429B1 (ko) 태양 전지용 바이패스 다이오드
KR101314350B1 (ko) 도핑된 반도체 이종접합 접촉부를 갖는 태양 전지
KR101811077B1 (ko) 배면-접점 태양 전지의 접점을 형성하는 방법
AU2015267299B2 (en) Relative dopant concentration levels in solar cells
KR20090091562A (ko) 태양전지 및 그 제조방법
US20100288346A1 (en) Configurations and methods to manufacture solar cell device with larger capture cross section and higher optical utilization efficiency
CN103700713A (zh) 太阳能电池及其制造方法
KR20170029652A (ko) 후면 콘택 헤테로 접합 광전지
EP4195299A1 (en) Interdigitated back contact solar cell and method for producing an interdigitated back contact solar cell
CN117650188B (zh) 太阳电池及其制备方法、光伏组件、光伏系统
US10141467B2 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
JP2010502002A (ja) 薄膜太陽モジュール
JP2007019259A (ja) 太陽電池およびその製造方法
KR101238988B1 (ko) 후면전극형 태양전지 및 그 제조방법
US6730538B1 (en) Fabricating electronic devices using actinide oxide semiconductor materials
CN105190864A (zh) 分成子单元的基于硅的单片半导体基板
KR101772432B1 (ko) 다중밴드 Si-Ge 박막 단결정을 이용한 태양전지 및 그의 효율 개선방법
KR102098705B1 (ko) P형 및 n형 공존 웨이퍼 제조방법, 이에 의해 제조된 p형 및 n형 공존 웨이퍼, p형 및 n형 공존 웨이퍼를 이용한 태양전지 제조방법 및 이에 의해 제조된 태양전지
WO2024091112A1 (en) Integrated internal heat sink for passively cooling photovoltaic modules
CN115425111A (zh) 一种掺杂结构的制作方法、太阳能电池及其组件、系统
WO2017150671A1 (ja) 光電変換素子および光電変換素子の製造方法
AU2010221821A1 (en) A photo-converting part of an electromagnetic radiation converter (variant embodiments), and an electromagnetic radiation converter
JP2017037899A (ja) 太陽電池セル
KR20170119028A (ko) 후면접합 실리콘 태양전지 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)