KR101890286B1 - Manufacturing method of bi-facial solar cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양면형 태양 전지의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 양면형 태양 전지의 제조 방법은 제1 도전성 타입을 갖는 기판의 제1 면에 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제1 도펀트 페이스트를 도포하는 제1 도포 단계; 기판의 제2 면에 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제2 도펀트 페이스트를 도포하는 제2 도포 단계; 및 제1 도펀트 페이스트의 불순물을 기판의 제1 면으로 확산시켜 기판의 제1 면에 에미터부를 형성하고, 제2 도펀트 페이스트의 불순물을 기판의 제2 면으로 확산시켜 기판의 제2 면에 후면 전계부를 형성하는 확산 단계; 및 에미터부에 연결되는 제1 전극을 형성하고, 후면 전계부에 연결되는 제2 전극을 형성하는 전극 형성 단계;를 포함하고, 여기서, 확산 단계는, 제1 도펀트 페이스트와 제2 도펀트 페이스트를 동일한 열처리 공정에 의해 동시에 확산시켜, 기판의 제1 면에는 제1 면저항 값을 갖는 고농도 에미터부와 고농도 에미터부의 면저항 값보다 높은 제2 면저항 값을 갖는 저농도 에미터부, 기판의 제2 면에는 제1 면저항 값을 갖는 고농도 전계부와 고농도 전계부의 면저항값보다 높은 제2 면저항 값을 갖는 저농도 전계부를 동시에 형성시킨다.The present invention relates to a method of manufacturing a double-sided solar cell.
A method of manufacturing a double-sided solar cell according to the present invention is a method for manufacturing a double-sided solar cell, comprising the steps of: applying, on a first surface of a substrate having a first conductivity type, a first dopant paste containing an impurity of a second conductivity type opposite to the first conductivity type step; A second applying step of applying a second dopant paste containing a dopant of the first conductivity type to the second surface of the substrate; And diffusing the impurity of the first dopant paste to the first surface of the substrate to form an emitter portion on the first surface of the substrate and diffusing impurities of the second dopant paste to the second surface of the substrate, A diffusion step of forming an electric field portion; And an electrode forming step of forming a first electrode connected to the emitter section and a second electrode connected to the back electroluminescent part, wherein the diffusing step includes the step of forming the first dopant paste and the second dopant paste in the same Concentration emitter section having a first sheet resistance value higher than a sheet resistance value of the high concentration emitter section and the high concentration emitter section having a first sheet resistance value on the first surface of the substrate, and a low concentration emitter section having a second sheet resistance value higher than the sheet resistance value of the high concentration emitter section, A high concentration electric field having a sheet resistance value and a low concentration electric field portion having a second sheet resistance value higher than the sheet resistance value of the high concentration electric field portion are simultaneously formed.
Description
본 발명은 양면형 태양 전지의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a double-sided solar cell.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다.Recently, as energy resources such as oil and coal are expected to be depleted, interest in alternative energy to replace them is increasing, and solar cells that produce electric energy from solar energy are attracting attention.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다. Typical solar cells have a semiconductor portion that forms a p-n junction by different conductive types, such as p-type and n-type, and electrodes connected to semiconductor portions of different conductivity types, respectively.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체부에서 복수의 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍은 입사된 빛에 의해 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어, 전자는 n형의 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형의 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 n형의 반도체부와 p형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결함으로써 전력을 얻는다.When light is incident on such a solar cell, a plurality of electron-hole pairs are generated in the semiconductor portion, and the generated electron-hole pairs are separated into electrons and holes which are charged by the incident light and electrons are separated toward the n- And the holes move toward the p-type semiconductor portion. The transferred electrons and holes are collected by different electrodes connected to the n-type semiconductor portion and the p-type semiconductor portion, respectively, and electric power is obtained by connecting these electrodes with electric wires.
최근에는 이와 같은 태양 전지의 효율을 높이기 위하여 빛을 반도체부의 전면과 후면에서 모두 입사 받는 구조의 양면형 태양 전지가 각광을 받고 있다.Recently, in order to increase the efficiency of such a solar cell, a double-sided solar cell having a structure in which light is incident on both the front and back sides of the semiconductor part is attracting attention.
본 발명은 제조 공정의 효율을 보다 향상시킬 수 있는 양면형 태양 전지의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a double-sided solar cell capable of further improving the efficiency of a manufacturing process.
본 발명에 따른 양면형 태양 전지의 제조 방법은 제1 도전성 타입을 갖는 기판의 제1 면에 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제1 도펀트 페이스트를 도포하는 제1 도포 단계; 기판의 제2 면에 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제2 도펀트 페이스트를 도포하는 제2 도포 단계; 및 제1 도펀트 페이스트의 불순물을 기판의 제1 면으로 확산시켜 기판의 제1 면에 에미터부를 형성하고, 제2 도펀트 페이스트의 불순물을 기판의 제2 면으로 확산시켜 기판의 제2 면에 후면 전계부를 형성하는 확산 단계; 및 에미터부에 연결되는 제1 전극을 형성하고, 후면 전계부에 연결되는 제2 전극을 형성하는 전극 형성 단계;를 포함하고, 여기서, 확산 단계는, 제1 도펀트 페이스트와 제2 도펀트 페이스트를 동일한 열처리 공정에 의해 동시에 확산시켜, 기판의 제1 면에는 제1 면저항 값을 갖는 고농도 에미터부와 고농도 에미터부의 면저항 값보다 높은 제2 면저항 값을 갖는 저농도 에미터부, 기판의 제2 면에는 제1 면저항 값을 갖는 고농도 전계부와 고농도 전계부의 면저항값보다 높은 제2 면저항 값을 갖는 저농도 전계부를 동시에 형성시킨다.A method of manufacturing a double-sided solar cell according to the present invention is a method for manufacturing a double-sided solar cell, comprising the steps of: applying, on a first surface of a substrate having a first conductivity type, a first dopant paste containing an impurity of a second conductivity type opposite to the first conductivity type step; A second applying step of applying a second dopant paste containing a dopant of the first conductivity type to the second surface of the substrate; And diffusing the impurity of the first dopant paste to the first surface of the substrate to form an emitter portion on the first surface of the substrate and diffusing impurities of the second dopant paste to the second surface of the substrate, A diffusion step of forming an electric field portion; And an electrode forming step of forming a first electrode connected to the emitter section and a second electrode connected to the back electroluminescent part, wherein the diffusing step includes the step of forming the first dopant paste and the second dopant paste in the same Concentration emitter section having a first sheet resistance value higher than a sheet resistance value of the high concentration emitter section and the high concentration emitter section having a first sheet resistance value on the first surface of the substrate, and a low concentration emitter section having a second sheet resistance value higher than the sheet resistance value of the high concentration emitter section, A high concentration electric field having a sheet resistance value and a low concentration electric field portion having a second sheet resistance value higher than the sheet resistance value of the high concentration electric field portion are simultaneously formed.
여기서, 제1 도펀트 페이스트는 기판의 제1 면 중 제1 영역 위에 도포되고, 제1 도펀트 페이스트의 불순물 확산에 의해 기판의 제1 면 중 제1 영역에는 고농도 에미터부가 형성되고, 기판의 제1 면 중 제1 영역을 제외한 나머지 제2 영역에는 저농도 에미터부가 형성될 수 있다.Here, the first dopant paste is applied on the first region of the first surface of the substrate, the high concentration emitter portion is formed in the first region of the first surface of the substrate by the impurity diffusion of the first dopant paste, The low concentration emitter portion may be formed in the second region except for the first region.
이때, 제1 도펀트가 도포되는 기판의 제1 면 중 제1 영역은 제1 전극의 패턴과 중첩될 수 있다.At this time, the first region of the first surface of the substrate to which the first dopant is applied may overlap with the pattern of the first electrode.
또한, 제2 도펀트 페이스트는 기판의 제2 면 중 제1 영역 위에 도포되고, 제2 도펀트 페이스트의 불순물 확산에 의해 기판의 제2 면 중 제1 영역에는 고농도 전계부가 형성되고, 기판의 제2 면 중 제1 영역을 제외한 나머지 제2 영역에는 저농도 전계부가 형성될 수 있다.Also, the second dopant paste is applied on the first area of the second surface of the substrate, the high concentration electric field portion is formed in the first area of the second surface of the substrate by the impurity diffusion of the second dopant paste, The low concentration electric field portion may be formed in the second region except the first region.
이때, 제2 도펀트가 도포되는 기판의 제2 면 중 제1 영역은 제2 전극의 패턴과 중첩될 수 있다.At this time, the first region of the second surface of the substrate to which the second dopant is applied may overlap the pattern of the second electrode.
또한, 확산 단계에서 제1 도펀트 페이스트의 불순물과 제2 도펀트 페이스트의 불순물은 불활성 가스 분위기에서 확산될 수 있다.Further, in the diffusion step, impurities of the first dopant paste and impurities of the second dopant paste can be diffused in an inert gas atmosphere.
또한, 확산 단계에서, 기판의 제1 면에 제1 도펀트 페이스트, 기판의 제2 면에 제2 도펀트 페이스트가 도포된 기판이 확산 챔버 내에 복수 개로 배치되며, 복수 개의 기판 각각은 기판의 제1 면이 서로 마주보도록 배치되거나, 기판의 제2 면이 서로 마주보도록 배치될 수 있다.Further, in the diffusion step, a substrate having a first dopant paste on the first surface of the substrate and a second dopant paste on the second surface of the substrate is disposed in the diffusion chamber in a plurality, and each of the plurality of substrates has a first surface May be arranged to face each other, or the second side of the substrate may face each other.
이때, 복수 개의 기판 중 서로 가장 인접한 각 기판 사이의 간격은 1.5mm ~ 3mm 사이일 수 있다.At this time, the distance between each substrate closest to each other among the plurality of substrates may be between 1.5 mm and 3 mm.
또한, 태양 전지 제조 방법은 확산 단계와 전극 형성 단계 사이에, 에미터부 및 후면 전계부 중 적어도 하나 위에 유전체층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the solar cell manufacturing method may further include forming a dielectric layer on at least one of the emitter portion and the back surface electric portion between the diffusion step and the electrode formation step.
이때, 유전체층은 실리콘 질화(SiNx)막, 실리콘 산화(SiOx)막, 실리콘 질화 산화(SiNxOy)막 및 알루미늄 산화(AlOx)막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.At this time, the dielectric layer may include at least one of a silicon nitride (SiNx) film, a silicon oxide (SiOx) film, a silicon nitride oxide (SiNxOy) film and an aluminum oxide (AlOx) film.
또한, 유전체층을 형성하는 단계는 기판이 p-타입이고, 에미터부가 n-타입인 경우, 질화 실리콘(SiNx)막을 에미터부 위에 형성하는 단계; 산화 알루미늄(AlOx)막을 에미터부 위에 형성된 질화 실리콘(SiNx)막 및 후면 전계부의 위에 형성하는 단계; 및 질화 실리콘(SiNx)막을 후면 전계부 위에 형성된 산화 알루미늄(AlOx)막 위에 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the step of forming the dielectric layer may include forming a silicon nitride (SiNx) film on the emitter portion when the substrate is p-type and the emitter portion is n-type. Forming an aluminum oxide (AlOx) film on a silicon nitride (SiNx) film formed on the emitter portion and on a backside field portion; And forming a silicon nitride (SiNx) film on the aluminum oxide (AlOx) film formed on the rear electric field portion.
또한, 유전체층을 형성하는 단계는 기판이 n-타입이고, 에미터부가 p-타입인 경우, 질화 실리콘(SiNx)막을 후면 전계부 위에 형성하는 단계; 산화 알루미늄(AlOx)막을 후면 전계부 위에 형성된 질화 실리콘(SiNx)막 및 에미터부 위에 형성하는 단계; 및 질화 실리콘(SiNx)막을 에미터부 위에 형성된 산화 알루미늄(AlOx)막 위에 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the step of forming the dielectric layer may include forming a silicon nitride (SiNx) film on the rear electric field portion when the substrate is n-type and the emitter portion is p-type. Forming an aluminum oxide (AlOx) film on a silicon nitride (SiNx) film and an emitter portion formed on the rear electric field; And a silicon nitride (SiNx) film on an aluminum oxide (AlOx) film formed on the emitter portion.
여기서, 고농도 에미터부는 20Ω/sq. 내지 80Ω/ sq.의 면저항 값을 갖고, 저농도 에미터부는 80 Ω/sq. 내지 150Ω/sq. 면저항 값을 가질 수 있다.Here, the high concentration emitter portion is 20? / Sq. To 80 Ω / sq., And the low concentration emitter section has a sheet resistance of 80 Ω / sq. To 150 Ω / sq. It can have a sheet resistance value.
또한, 고농도 전계부는 20Ω/sq. 내지 80Ω/ sq.의 면저항 값을 갖고, 저농도 전계부는 80 Ω/sq. 내지 150Ω/sq. 면저항 값을 가질 수 있다.Also, the high-concentration electric field portion has a resistance of 20? / Sq. To 80? / Sq., And the low concentration electric field portion has a sheet resistance of 80? / Sq. To 150 Ω / sq. It can have a sheet resistance value.
본 발명에 따른 양면형 태양 전지의 제조 방법은 동일한 챔버 내에서 한번의 열처리 공정으로 기판의 제1 면에는 고농도 에미터부와 저농도 에미터부를 형성하고, 기판의 제2 면에는 고농도 전계부와 저농도 전계부를 모두 한 꺼번에 형성함으로써, 효율이 더욱 뛰어난 양면형 태양 전지의 제조 공정을 더욱 간소화시킬 수 있는 효과가 있다.A method of manufacturing a double-sided solar cell according to the present invention includes forming a high-concentration emitter portion and a low-concentration emitter portion on a first surface of a substrate in a single heat treatment process in the same chamber, forming a high- The manufacturing process of the double-sided solar cell having more excellent efficiency can be further simplified.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 양면형 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 3a 내지 도 3i는 양면형 태양 전지를 제조하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 4a 내지 도 4f는 양면형 태양 전지를 제조하는 방법의 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.1 and 2 are views for explaining an example of a double-sided solar cell according to the present invention.
3A to 3I are views for explaining an example of a method of manufacturing a double-sided solar cell.
4A to 4F are views for explaining another example of a method of manufacturing a double-sided solar cell.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 “전체적”으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.In the drawings, the thicknesses are enlarged to clearly indicate layers and regions. When a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the case directly above another portion but also the case where there is another portion in between. Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle. Also, when a part is formed as "whole" on the other part, it means not only that it is formed on the entire surface (or the front surface) of the other part but also not on the edge part.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 양면형 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 도이다.1 and 2 are views for explaining an example of a double-sided solar cell according to the present invention.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 설명한다.Hereinafter, a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 양면형 태양 전지의 일부 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 양면형 태양 전지(1)를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a partial perspective view of a double-sided 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 double-sided solar cell 1 shown in FIG.
도 1 및 도 2를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 양면형 태양 전지(1)는 기판(110), 에미터부(120), 후면 전계부(130)(back surface field, BSF)(130), 제1 전극(140), 및 제2 전극(150)을 포함하고, 유전체층(160, 170)을 더 포함할 수 있다.1 and 2, a double-sided solar cell 1 according to an embodiment of the present invention includes a
여기서, 유전체층(160, 170)은 생략될 수도 있지만, 양면형 태양 전지(1)의 효율 향상에 더 유리하므로, 이하에서는 유전체층(160, 170)이 포함된 경우를 일례로 설명한다.Here, the
이와 같은 본 발명에 따른 양면형 태양 전지(1)는 기판(110)의 제1 면에는 제1 전극(140), 기판(110)의 제2 면에는 제2 전극(150)을 구비하여, 기판(110)의 제1 면 및 기판(110)의 제2 면으로 입사된 빛으로부터 전기를 생산하는 양면형 태양 전지(1)의 구조를 가지고 있다.In the double-sided solar cell 1 according to the present invention, the
기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 p형 도전성 타입을 가질 수 있으며, 이와 같은 기판(110)은 결정질 실리콘 또는 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑(doping)된다. 하지만, 이와는 달리, 기판(110)은 n형 도전성 타입일 수 있다. 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑될 수 있다.The
이러한 기판(110)의 제1 면 및 제2 면은 텍스처링(texturing)되어 요철면인 텍스처링 표면(textured surface)을 가질 수 있다. 편의상 도 1에서, 기판(110)의 가장자리 부분만 텍스처링 표면으로 도시하였으나, 실질적으로 기판(110)의 제1 면 및 제2 면 전체가 텍스처링 표면을 갖고 있으며, 이로 인해 기판(110)의 제1 면 위에 위치한 에미터부(120) 및 기판(110)의 제2 면에 위치한 후면 전계부(130) 역시 요철면을 갖는다. The first and second surfaces of the
이때, 텍스처링 표면을 습식 식각 또는 건식 식각 방법에 의해 형성될 수있으며, 이때, 형성되는 각 요철의 폭과 높이는 각 식각 방법에 따라 달라질 수 있다.At this time, the textured surface may be formed by wet etching or dry etching. At this time, the width and height of the concavities and convexities formed may vary depending on the etching method.
복수의 요철을 갖고 있는 텍스처링 표면에 의해, 기판(110)의 제1 면 및 후면 쪽으로 입사되는 빛은 기판(110)의 표면에 형성된 복수의 요철에 의해 복수 번의 반사 동작이 발생하면서 기판(110) 내부로 입사된다. 이로 인해, 기판(110)의 제1 면 및 제2 면에서 반사되는 빛의 양이 감소하여 기판(110) 내부로 입사되는 빛의 양이 증가한다. The light incident on the first surface and the rear surface of the
에미터부(120)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 타입의 반도체 기판(110)의 제1 면에 형성되며, 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, n형의 도전성 타입의 불순물이 기판(110)에 도핑된 영역으로, 기판(110)의 제1 면 내부에 위치할 수 있다. 따라서 제2 도전성 타입의 에미터부(120)는 기판(110)과 p-n 접합을 이룬다.The
이와 같은 기판(110)과 에미터부(120)의 p-n 접합으로 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) 후면 쪽으로 이동하고 분리된 전자는 에미터부(120) 쪽으로 이동한다.Due to the built-in potential difference caused by the pn junction between the
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) 후면 쪽으로 이동하고 분리된 정공은 에미터부(120)쪽으로 이동한다.Since the
에미터부(120)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 5가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있고, 반대로 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 3가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있다.When the
이와 같은 에미터부(120)는 제2 도전성 타입의 불순물이 기판(110) 내부로 확산되어 형성될 수 있다.The
후면 전계부(130)는 기판(110)의 제2 면에 위치할 수 있으며, 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역, 예를 들면, P+ 영역이다. The backside
이러한 기판(110)의 제1 도전성 영역과 후면 전계부(130)간의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되고, 이로 인해, 정공의 이동 방향인 후면 전계부(130) 쪽으로 전자 이동을 방해하는 반면, 후면 전계부(130) 쪽으로의 정공 이동을 용이하게 한다. 따라서, 기판(110)의 후면 및 그 부근에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 원하는 전하(예, 정공)의 이동을 가속화시켜 제1 전극(140)로의 전하 이동량을 증가시킨다.Due to the difference in impurity concentration between the first conductive region of the
유전체층(160, 170)은 에미터부(120)나 후면 전계부(130) 중 적어도 하나 위에 위치할 수 있다. 예를 들어, 에미터부(120) 위에만 위치할 수도 있고, 후면 전계부(130) 위에만 위치할 수도 있다. The
또는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 에미터부(120) 위와 후면 전계부(130) 위에 모두 위치할 수도 있다. Or both on
이와 같은 유전체층(160, 170)은 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화산화막(SiNxOy), 비정질실리콘(a-Si:H) 및 알루미늄 산화막(AlOx) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The
또한, 이와 같은 유전체층(160, 170)은 하나의 층으로 형성될 수도 있으며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 층으로 형성될 수도 있다. In addition, the
예를 들어, 기판(110)이 n-type, 에미터부(120)가 p-type인 경우, 에미터부(120) 바로 위에 접하는 유전체층(160, 170) 중 160A 층은 에미터부(120)와의 전하 특성을 고려하여 알루미늄 산화막(AlOx)으로 형성할 수 있으며, 유전체층(160, 170) 중 160A 층 위에 접하는 170A 층은 실리콘 질화막(SiNx)으로 형성될 수 있다.For example, when the
또한, 유전체층(160, 170) 중 후면 전계부(130) 바로 아래에 접하는 170B 층은 기판(110)과의 전하 특성을 고려하여 실리콘 질화막(SiNx)으로 형성될 수 있으며, 170B 층 바로 아래에 접하는 160B 층은 알루미늄 산화막(AlOx)으로 형성될 수 있다.In addition, the 170B layer in contact with the lower surface of the rear
여기서, 실리콘 질화막(SiNx) 층으로 형성되는 170A 층 및 170B 층에 실리콘 질화막(SiNx)과 동일한 전하 특성을 가지는 실리콘 산화막(SiOx) 및 실리콘 질화산화막(SiNxOy)이 대신 사용될 수도 있다.Here, the silicon oxide film (SiOx) and the silicon nitride oxide film (SiNxOy) having the same charge characteristics as the silicon nitride film (SiNx) may be used instead of the silicon oxide film (SiNx) layer in the 170A layer and the 170B layer.
또한, 이와 반대로, 기판(110)이 p-type, 에미터부(120)가 n-type인 경우, 에미터부(120) 바로 위에 접하는 유전체층(160, 170) 중 160A 층은 에미터부(120)와의 전하 특성을 고려하여 실리콘 질화막(SiNx)으로 형성할 수 있으며, 유전체층(160, 170) 중 160A 층 위에 접하는 170A 층은 알루미늄 산화막(AlOx)으로 형성될 수 있다.When the
또한, 유전체층(160, 170) 중 후면 전계부(130) 바로 아래에 접하는 170B 층은 기판(110)과의 전하 특성을 고려하여 알루미늄 산화막(AlOx)으로 형성될 수 있으며, 170B 층 바로 아래에 접하는 160B 층은 실리콘 질화막(SiNx)으로 형성될 수 있다.The 170B layer in contact with the bottom of the rear
아울러, 이와 같은 유전체층(160, 170)은 수소(H)를 포함할 수 있으며, 이로 인하여, 기판(110)의 표면 및 그 근처에 주로 존재하는 댕글링 결합(dangling bond)과 같은 결함(defect)을 안정한 결합으로 바꾸어 결함에 의해 기판(110)의 표면 쪽으로 이동한 전하가 소멸되는 것을 감소시키는 페시베이션 기능(passivation function)을 수행하여 결함에 의해 기판(110)의 표면이나 그 근처에서 손실되는 전하의 양을 감소시킬 수 있다.In addition, the
예를 들어, 도 1 및 도 2에서, 에미터부(120) 바로 위에 접하는 160A 및 후면 전계부(130) 바로 아래에 접하는 170B는 페시베이션 기능을 수행할 수 있다.For example, in FIGS. 1 and 2, 160A directly contacting the
또한, 이와 같은 유전체층(160, 170)의 굴절률 차이를 이용하여, 도 1 및 도 2에서 유전체층(160, 170) 중에서 170A 층 및 160B 층은 반사 방지막으로서 기능할 수도 있다.Also, using the refractive index difference of the
제1 전극(140)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 기판(110)의 제1 면에 위치하며, 에미터부(120)에 연결될 수 있다. The
이와 같은 제1 전극(140)은 복수의 전면 핑거전극(141)과 복수의 전면 핑거전극(141)과 연결되어 있는 복수의 전면 버스바(142)를 구비한다.The
복수의 전면 핑거전극(141)은 에미터부(120)와 전기적 및 물리적으로 연결되어 있고, 서로 이격되어 정해진 방향으로 나란히 뻗어있다. 복수의 전면 핑거전극(141)은 에미터부(120) 쪽으로 이동한 전하, 예를 들면, 전자를 수집한다.A plurality of
복수의 전면 버스바(142)는 에미터부(120)와 전기적 및 물리적으로 연결되어 있고 복수의 전면 핑거전극(141)과 교차하는 방향으로 나란하게 뻗어 있다.A plurality of front bus bars 142 are electrically and physically connected to the
이때, 복수의 전면 버스바(142)는 복수의 전면 핑거전극(141)과 동일 층에 위치하여 각 전면 핑거전극(141)과 교차하는 지점에서 해당 전면 핑거전극(141)과 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다. At this time, the plurality of front bus bars 142 are located on the same layer as the plurality of
따라서, 도 1에 도시한 것처럼, 복수의 전면 핑거전극(141)은 가로 또는 세로 방향으로 뻗어 있는 스트라이프(stripe) 형상을 갖고, 복수의 전면 버스바(142)는 세로 또는 가로 방향으로 뻗어 있는 스트라이프 형상을 갖고 있어, 제1 전극(140)은 기판(110)의 제1 면에 격자 형태로 위치한다.1, the plurality of
복수의 전면 버스바(142)는 접촉된 에미터부(120)의 부분으로부터 이동하는 전하뿐만 아니라 복수의 전면 핑거전극(141)에 의해 수집되어 이동하는 전하를 수집한다. A plurality of front bus bars 142 collect the charge moving from the portion of the contacted
각 전면 버스바(142)는 교차하는 복수의 전면 핑거전극(141)에 의해 수집된 전하를 모아서 원하는 방향으로 이동시켜야 하므로, 각 전면 버스바(142)의 폭은 각 전면 핑거전극(141)의 폭보다 크게 할 수도 있다.Each
이와 같은 복수의 전면 버스바(142)는 외부 장치와 연결되어 수집된 전하(예, 전자)를 외부 장치로 출력된다. The plurality of front bus bars 142 are connected to an external device to output collected electric charges (e.g., electrons) to an external device.
이와 같은 제1 전극(140)의 복수의 전면 핑거전극(141)과 복수의 전면 버스바(142)는 은(Ag)과 같은 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져 있다. The plurality of
도 1에서, 기판(110)에 위치하는 전면 핑거전극(141)과 전면 버스바(142)의 개수는 한 예에 불과하고, 경우에 따라 변경 가능하다.In FIG. 1, the number of the
제2 전극(150)은 제1 전극(140)과 마찬가지로 복수의 후면 핑거전극(151)과 복수의 후면 핑거전극(151)과 연결되어 있는 복수의 후면 버스바(152)를 구비한다. 이와 같은 제2 전극(150)은 보호막(160, 170)을 관통하여 기판(110)의 제2 면에 위치한 후면 전계부(130)와 접촉하고 있고, 이와 같이 제2 전극(150)의 패턴은 제1 전극(140)과 동일한 패턴을 가지고 형성될 수 있다.The
이와 같은 제2 전극(150)은 제1 전극(140)과 동일한 재질인 은(Ag)을 포함하거나 알루미늄(Al)과 같은 도전성 물질을 포함할 수도 있다.The
이러한 제2 전극(150)은 후면 전계부(130)쪽으로부터 이동하는 전하, 예를 들어 정공을 수집한다.The
이때, 제2 전극(150)이 기판(110)보다 높은 불순물 농도로 유지하는 후면 전계부(130)와 접촉하고 있으므로, 기판(110), 즉 후면 전계부(130)와 제2 전극(150) 간의 접촉 저항이 감소하여 기판(110)으로부터 제2 전극(150)으로의 전하 전송 효율이 향상된다.The
이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 양면형 태양 전지(1)의 동작은 다음과 같다.The operation of the double-sided solar cell 1 according to this embodiment having such a structure is as follows.
양면형 태양 전지(1)의 제1 면으로 빛이 조사되어 투명 전극층(125)을 통해 반도체부인 에미터부(120)와 기판(110)으로 입사되고, 태양 전지(1) 모듈의 외부에 배치된 반사경 등에 의해 빛이 반사되어 태양 전지(1)의 제2 면으로 빛이 조사되어 후면 전계부(130)와 기판(110)으로 빛이 입사되면, 빛 에너지에 의해 반도체부에서 전자-정공 쌍이 발생한다. The first surface of the double-sided solar cell 1 is irradiated with light and is incident on the
이들 전자-정공 쌍은 기판(110)과 에미터부(120)의 p-n 접합에 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 복수의 전면 핑거전극(141)과 복수의 전면 버스바(142)에 의해 수집되어 복수의 전면 버스바(142)를 따라 이동하고, 기판(110) 쪽으로 이동한 정공은 후면 전계부(130)를 통하여 인접한 후면 핑거전극(151)과 복수의 후면 버스바(152)에 의해 수집되어 복수의 후면 버스바(152)를 따라 이동한다. 이러한 전면 버스바(142)와 후면 버스바(152)를 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.These electron-hole pairs are separated from each other by the pn junction of the
한편, 이와 같은 양면형 태양 전지(1)에서, 본 발명에 따른 양면형 태양 전지(1)는 에미터부(120)가 고농도 에미터부(120H)와 저농도 에미터부(120L)를 포함할 수 있으며, 후면 전계부(130)가 고농도 전계부(130H) 및 저농도 전계부(130L)를 포함할 수 있다.In the double-sided solar cell 1, the double-sided solar cell 1 according to the present invention may include the
보다 구체적으로, 제2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 에미터부(120)는 제1 면저항 값을 갖는 고농도 에미터부(120H)와 고농도 에미터부(120H)의 면저항 값보다 높은 제2 면저항 값을 갖는 저농도 에미터부(120L)를 포함할 수 있다.More specifically, the
여기서, 고농도 에미터부(120H)의 제1 면저항 값은 20Ω/sq. 내지 80Ω/ sq.일 수 있으며, 저농도 에미터부(120L)의 제2 면저항 값은 80 Ω/sq. 내지 150Ω/sq. 면저항 값을 가질 수 있다.Here, the first sheet resistance value of the high
여기서, 고농도 에미터부(120H)는 기판(110)의 제1 면 중에서 제1 전극(140)이 형성되어, 에미터부(120)와 제1 전극(140)이 접촉하는 제1 영역에 형성될 수 있으며, 저농도 에미터부(120L)는 기판(110)의 제1 면 중에서 전술한 제1 영역을 제외한 나머지 제2 영역, 즉 기판(110)의 제1 면 중에서 제1 전극(140)이 형성되지 않은 영역에 형성될 수 있다.The high
따라서, 고농도 에미터부(120H)의 패턴 형태는 제1 전극(140)의 복수의 전면 핑거전극(141) 및 복수의 전면 버스바(142)의 배열 형태와 동일할 수 있다.Therefore, the pattern shape of the high
아울러, 저농도 에미터부(120L)의 두께(T120L)는 고농도 에미터부(120H)의 두께(T120H)보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 전극(140)과 직접 접촉하는 고농도 에미터부(120H)에서 제1 전극(140)과 기판(110)이 접촉하는 단락(shunt)을 방지할 수 있으며, 케리어가 제1 전극(140)이 형성되지 않는 에미터부(120)의 표면, 즉 제2 영역에 형성된 저농도 에미터부(120L)를 따라 이동할 때에, 불순물의 양이 상대적으로 작아 전하의 손실을 최소화할 수 있다. 따라서 태양 전지(1)의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.The thickness T120L of the low
다음, 후면 전계부(130)는 에미터부(120)와 반대로 제1 도전성 타입의 불순물을 함유할 뿐 면저항 값, 패턴의 형태, 형성 두께가 에미터부(120)와 동일할 수 있다.Next, the rear
보다 구체적으로, 후면 전계부(130)는 제1 면저항 값을 갖는 고농도 전계부(130H)와 고농도 전계부(130H)의 면저항 값보다 높은 제2 면저항 값을 갖는 저농도 전계부(130L)를 포함할 수 있다.More specifically, the backside
여기서, 고농도 전계부(130H)의 제1 면저항 값은 20Ω/sq. 내지 80Ω/ sq.일 수 있으며, 저농도 전계부(130L)의 제2 면저항 값은 80 Ω/sq. 내지 150Ω/sq. 면저항 값을 가질 수 있다.Here, the first sheet resistance value of the high-concentration
여기서, 고농도 전계부(130H)는 기판(110)의 제2 면 중에서 제2 전극(150)이 형성되어, 후면 전계부(130)와 제2 전극(150)이 접촉하는 제1 영역에 형성될 수 있으며, 저농도 전계부(130L)는 기판(110)의 제2 면 중에서 전술한 제1 영역을 제외한 나머지 제2 영역, 즉 기판(110)의 제2 면 중에서 제2 전극(150)이 형성되지 않은 영역에 형성될 수 있다.Here, the high-concentration
따라서, 고농도 전계부(130H)의 패턴 형태는 제2 전극(150)의 핑거전극(151) 및 후면 버스바(152)의 배열 형태와 동일할 수 있다.Therefore, the pattern shape of the high-concentration
아울러, 저농도 전계부(130L)의 두께(T130L)는 고농도 전계부(130H)의 두께(T130H)보다 작을 수 있다. 따라서, 제2 전극(150)과 직접 접촉하는 고농도 전계부(130H)에서 제2 전극(150)과 기판(110)이 접촉하는 단락(shunt)을 방지할 수 있으며, 케리어가 제2 전극(150)이 형성되지 않는 후면 전계부(130)의 표면, 즉 제2 영역에 형성된 저농도 전계부(130L)를 따라 이동할 때에, 불순물의 양이 상대적으로 작아 전하의 손실을 최소화할 수 있다. 따라서 태양 전지(1)의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.In addition, the thickness T130L of the low-concentration
이와 같이, 본 발명에 따른 양면형 태양 전지(1)는 에미터부(120) 뿐만 아니라, 후면 전계부(130)도 농도 차이가 서로 다른 영역을 구비함으로써, 태양 전지(1)의 효율을 보다 극대화할 수 있다.As described above, in the double-sided solar cell 1 according to the present invention, not only the
이하의 도 3a 내지 도 3i는 앞서 전술한 도 1 및 도 2에 도시된 양면형 태양 전지를 제조하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.3A to 3I are diagrams for explaining an example of a method of manufacturing the double-sided solar cell shown in Figs. 1 and 2 described above.
먼저 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 타입의 기판(110)을 준비한다. 이때, 기판(110)의 표면은 도시된 바와 같이, 텍스쳐링 처리가 되어 복수의 요철이 형성될 수 있다. First, as shown in FIG. 3A, a
여기서, 제1 도전성 타입은 앞서 도 1 및 2에서 설명한 바와 같이, p형 도전성 타입이거나 n형 도전성 타입일 수 있다.Here, the first conductive type may be a p-type conductive type or an n-type conductive type, as described in FIGS. 1 and 2.
따라서, 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 기판(110)이 함유할 수 있으며, 이와는 달리, 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 기판(110)이 함유할 수 있다.Accordingly, when the
이하에서는, 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우를 일례로 설명한다.Hereinafter, a case where the
다음, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 타입의 기판(110)의 제1 면에 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제1 도펀트 페이스트(120P)를 도포한다. 여기서, 제2 도전성 타입은 제1 도전성 타입과 반대인 경우를 의미한다.Next, as shown in FIG. 3B, a
따라서, 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 제1 도펀트 페이스트(120P)는 5가 원소의 불순물을 함유할 수 있고, 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 제1 도펀트 페이스트(120P)는 3가 원소의 불순물을 함유할 수 있다.Therefore, when the
따라서, 도 3a에서 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우를 일례로 설명하고 있으므로, 도 3b에서의 제1 도펀트 페이스트(120P)는 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 함유할 수 있다.3A, the
이와 같은 제1 도펀트 페이스트(120P)는 앞서 전술한 바와 같이, 제1 전극(140)의 패턴과 동일하게 기판(110)의 제1 영역에 도포될 수 있다. 즉, 기판(110)의 제1 면 중 제1 영역 위에 형성될 전면 핑거전극(141) 및 전면 버스바(142)의 패턴과 중첩되는 동일한 패턴으로 도포될 수 있다.The
따라서, 제1 전극(140)의 패턴이 격자형 패턴을 갖는 경우, 제1 도펀트 페이스트(120P)도 격자형 패턴으로 도포될 수 있다.Therefore, when the pattern of the
이후, 도 3c에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 제2 면에 제1 도전성 타입의 불순물을 제2 도펀트 페이스트(130P)를 도포한다. 따라서, 제2 도펀트 페이스트(130P)는 기판(110)과 동일한 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 함유할 수 있다.Next, as shown in FIG. 3C, a
이와 같은 제2 도펀트 페이스트(130P)는 앞서 전술한 바와 같이, 제2 전극(150)의 패턴과 동일하게 기판(110)의 제2 면 중 제1 영역에 도포될 수 있다. 즉, 기판(110)의 제2 면 중 제1 영역 위에 형성될 후면 핑거전극(151) 및 후면 버스바(152)의 패턴과 중첩되는 동일한 패턴으로 도포될 수 있다.The
따라서, 제2 전극(150)의 패턴이 격자형 패턴을 갖는 경우, 제2 도펀트 페이스트(130P)도 격자형 패턴으로 도포될 수 있다.Therefore, when the pattern of the
이후, 도 3d의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 도펀트 페이스트(120P)의 불순물을 기판(110)의 제1 면으로 확산시켜 기판(110)의 제1 면에 에미터부(120)를 형성하고, 제2 도펀트 페이스트(130P)의 불순물을 기판(110)의 제2 면으로 확산시켜 기판(110)의 제2 면에 후면 전계부(130)를 형성한다. 이때에, 기판(110)의 제1 면에 도포된 제1 도펀트 페이스트(120P)의 불순물과 기판(110)의 제2 면에 도포된 제2 도펀트 페이스트(130P)의 불순물은 동일한 챔버 내에서 동일한 열처리 공정에 의해 동시에 확산된다.3 (a), impurities of the
이에 의해, 도 3e에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 제1 면에는 제1 면저항 값을 갖는 고농도 에미터부(120H)와 고농도 에미터부(120H)의 면저항 값보다 높은 제2 면저항 값을 갖는 저농도 에미터부(120L), 기판(110)의 제2 면에는 제1 면저항 값을 갖는 고농도 전계부(130H)와 고농도 전계부(130H)의 면저항값보다 높은 제2 면저항 값을 갖는 저농도 전계부(130L)를 동시에 형성시킬 수 있다.3E, the first surface of the
이때, 도 3d의 (a)에 도시된 바와 같이, 동일한 챔버 내에서 동일한 열처리 공정에 의해 제1 도펀트 페이스트(120P)의 불순물과 제2 도펀트 페이스트(130P)의 불순물이 동시에 확산하여 각각 기판(110)의 제1 면에 에미터부(120)와 기판(110)의 제2 면에 후면 전계부(130)를 형성해야 하므로, 불활성 가스 분위기에서 제1 도펀트 페이스트(120P)의 불순물과 제2 도펀트 페이스트(130P)의 불순물을 확산시킬 수 있다. 예를 들어, N2 가스 분위기에서 확산을 진행할 수 있고, 이때의 확산 온도는 대략 900℃ ~ 950℃일 수 있다.At this time, impurities of the
이와 같은 확산 공정을 진행할 때에, 공정 시간 및 공정의 효율성을 향상시키기 위해, 도 3d의 (b)에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 제1 면에 제1 도펀트 페이스트(120P), 기판(110)의 제2 면에 제2 도펀트 페이스트(130P)가 도포된 기판(110)을 확산 챔버 내에 복수 개로 배치시킬 수 있다. In order to improve the process time and the efficiency of the process in the diffusion process, the
아울러, 도 3d의 (c)에 도시된 바와 같이, 복수 개의 기판(110) 각각은 기판(110)의 제1 면이 서로 마주보도록 배치되거나, 기판(110)의 제2 면이 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 즉, 예를 들어, 도 3d의 (c)에 도시된 바와 같이, 제1 면에 제1 도펀트 페이스트(120P)가 도포되고, 제2 면에 제2 도펀트 페이스트(130P)가 도포된 기판(110)이 110a,110b, 110c인 경우, 110a 기판 및 110b 기판에서 제2 도펀트 페이스트(130P)가 도포된 면이 서로 마주 보도록 배치되고, 110b 기판 및 110c 기판에서 제1 도펀트 페이스트(120P)가 도포된 면이 서로 마주 보도록 배치될 수 있다.As shown in FIG. 3D, each of the plurality of
이에 따라, 제1 도펀트 페이스트(120P) 및 제2 도펀트 페이스트(130P)의 각 불순물이 확산할 때에, 각 불순물이 서로 혼합되지 않도록 하면서, 에미터부(120)와 후면 전계부(130)를 보다 안정적으로 형성시킬 수 있다.This allows the
이때에, 복수 개의 기판(110) 중 서로 가장 인접한 각 기판(110) 사이의 간격(DW)은 1.5mm ~ 3mm 사이일 수 있다. At this time, the interval DW between the
이와 같은 제1 도펀트 페이스트(120P)의 불순물과 제2 도펀트 페이스트(130P)의 불순물이 동시에 확산되어 도 3E에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 제1 면에는 에미터부(120)와 기판(110)의 제2 면에는 후면 전계부(130)가 형성된다.The impurity of the
이때에, 기판(110)이 p-type이므로, 에미터부(120)는 n-type이 되고, 후면 전계부(130)는 p+이 된다.At this time, since the
여기서, 제1 도펀트 페이스트(120P)의 불순물 확산에 의해 도 3E와 같이, 기판(110)의 제1 면 중 제1 도펀트 페이스트(120P)가 도포된 제1 영역에는 고농도 에미터부(120H)가 형성되고, 기판(110)의 제1 면 중 제1 영역을 제외한 나머지 제2 영역, 즉 제1 도펀트 페이스트(120P)가 도포되지 않은 영역에는 저농도 에미터부(120L)가 형성될 수 있다.3E, a high
따라서, 제1 전극(140)이 후속 공정에 의해 기판(110)의 제1 면 중 제1 영역에 형성되므로, 고농도 에미터부(120H)가 형성되는 패턴은 제1 전극(140)의 형성 패턴과 동일하게 격자 형태일 수 있고, 저농도 에미터부(120L)는 제1 전극(140)이 형성되지 않은 영역에 형성될 수 있다.Therefore, since the
여기서, 고농도 에미터부(120H)는 20Ω/sq. 내지 80Ω/ sq.의 면저항 값을 갖고, 저농도 에미터부(120L)는 80 Ω/sq. 내지 150Ω/sq. 면저항 값을 가질 수 있다.Here, the high
아울러, 제2 도펀트 페이스트(130P)의 불순물 확산에 의해 도 3e와 같이, 기판(110)의 제2 면 중 제2 도펀트 페이스트(130P)가 도포된 제1 영역에는 고농도 전계부(130H)가 형성되고, 기판(110)의 제2 면 중 제1 영역을 제외한 나머지 제2 영역, 즉 제2 도펀트 페이스트(130P)가 도포되지 않은 영역에는 저농도 전계부(130L)가 형성될 수 있다.As shown in FIG. 3E, by the impurity diffusion of the
따라서, 제2 전극(150)이 후속 공정에 의해 기판(110)의 제2 면 중 제1 영역에 형성되므로, 고농도 전계부(130H)가 형성되는 패턴은 제2 전극(150)의 형성 패턴과 동일하게 격자 형태일 수 있고, 저농도 전계부(130L)는 제2 전극(150)이 형성되지 않은 영역에 형성될 수 있다.Accordingly, since the
여기서, 고농도 전계부(130H)는 20Ω/sq. 내지 80Ω/ sq.의 면저항 값을 갖고, 저농도 전계부(130L)는 80 Ω/sq. 내지 150Ω/sq. 면저항 값을 가질 수 있다.Here, the high-concentration
다음, 전극을 형성하기 이전에, 에미터부(120) 및 후면 전계부(130) 중 적어도 하나 위에 도 1 및 도 2에 도시된 유전체층(160, 170)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Next, the method may further include forming the
여기서, 유전체층(160, 170)은 실리콘 질화(SiNx)막, 실리콘 산화(SiOx)막, 실리콘 질화 산화(SiNxOy)막 및 알루미늄 산화(AlOx)막 중 적어도 하나를 포함하여 형성시킬 수 있다.Here, the
예를 들어, 기판(110)이 p-타입, 에미터부(120)가 n-타입인 경우, 도 3f와 같이, (-) 전하 특성을 가지는 에미터부(120)의 저하 특성을 고려하여, 먼저, (+) 전하 특성을 가지는 질화 실리콘(SiNx)막(160A)을 에미터부(120) 위에 형성할 수 있다. 이에 따라, 케리어를 끌어당기는 기생 션트(parastic shunt)를 방지할 수 있다.For example, when the
이후, 도 3g에 도시된 바와 같이, (-) 전하 특성을 가지는 산화 알루미늄(AlOx)막(170A)을 에미터부(120) 위에 형성된 질화 실리콘(SiNx)막(160a) 위에 형성하고, 산화 알루미늄(AlOx)막(170B)을 후면 전계부(130)의 위에 형성할 수 있다.3G, an aluminum oxide (AlOx)
그 이후, 도 3h에 도시된 바와 같이, 질화 실리콘(SiNx)막(160B)을 후면 전계부(130) 위에 형성된 산화 알루미늄(AlOx)막(170B) 위에 더 형성할 수 있다.Thereafter, a silicon nitride (SiNx)
이와 같이, 에미터부(120)와 후면 전계부(130) 각각 위에 패시베이션 기능과 반사 방지막 기능을 하는 유전체층(160, 170)을 모두 형성시킬 수 있다.As described above, the
여기서, 유전체층(160, 170)의 형성 순서는 각 유전체층(160, 170)의 전하 특성과 에미터부(120) 및 후면 전계부(130)의 전하 특성을 모두 고려하여 이외에도 다양하게 변화될 수 있다. 예를 들어, (-) 전하 특성을 가지는 산화 알루미늄(AlOx)막을 후면 전계부(130)의 위에 가장 먼저 형성하는 것도 가능하고, (+) 전하 특성을 가지는 질화 실리콘(SiNx)막(160A, 160B) 대신에, 실리콘 산화(SiOx)막, 실리콘 질화 산화(SiNxOy)막을 사용할 수도 있으며, 이들을 함께 사용하는 것도 가능하다.Here, the formation order of the
다음, 도 3i에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 제1 면 중에서 고농도 에미터부(120H)가 형성된 제1 영역에 제1 전극(140)을 형성하고, 제판의 제2 면 중에서 고농도 전계부(130H)가 형성된 제1 영역에 제2 전극(150)을 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 3I, a
보다 구체적으로, 기판(110)의 제1 면 중에서 고농도 에미터부(120H)가 형성된 제1 영역 위의 170A 유전체층 위에 제1 전극(140)을 형성하는 페이스트를 도포 및 건조시킨 후, 기판(110)의 제2 면 중에서 고농도 전계부(130H)가 형성된 제1 영역 위의 160B 유전체층 위에 제2 전극(150)을 형성하는 페이스트를 도포 및 건조시킨 후, 고온의 열처리 공정을 통해 제1 전극(140) 및 제2 전극(150) 각각이 유전체층(160, 170)을 뚫고 제1 전극(140)은 고농도 에미터부(120H)에 제2 전극(150)은 고농도 전계부(130H)에 도 3i에 도시된 바와 같이, 각각 연결될 수 있다.More specifically, a paste for forming the
지금까지는 기판이 p-type인 경우를 일례로 설명하였지만, 이하의 도 4A 내지 도 4F에서는 기판이 n-type인 경우를 일례로 간략하게 설명하고, 중복되는 내용은 생략한다.Although the case where the substrate is a p-type has been described above as an example, in the following Figs. 4A to 4F, the case where the substrate is n-type will be briefly described as an example, and redundant contents will be omitted.
먼저 도 4a에 도시된 바와 같이, 기판(110’)이 n-type인 경우, 기판(110’)의 제1 면에는 p-type의 불순물을 가지는 제1 도펀트 페이스트(120P’)가 도포될 수 있다. 예를 들어, 제1 도펀트 페이스트(120P’)는 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 함유할 수 있다.As shown in FIG. 4A, when the substrate 110 'is of n-type, a
또한, 기판(110’)의 제2 면에는 기판(110’)과 동일한 n-type의 불순물을 가지는 제2 도펀트 페이스트(130P’)가 도포될 수 있다. 예를 들어, 제2 도펀트 페이스트(130P’)는 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 함유할 수 있다.In addition, a
이후, 기판(110’)의 제1 면에 도포된 제1 도펀트 페이스트(120P’)와 기판(110’)의 제2 면에 도포된 제2 도펀트 페이스트(130P’)를 동일한 챔버 내의 불활성 가스 분위기 상태에서 동일한 열처리 공정에 의해 동시에 확산될 수 있다.Thereafter, the
여기서의 확산 방법은 도 3d에서 설명한 바와 동일한 방법이 적용될 수 있다.Here, the same method as described in Fig. 3D can be applied to the diffusion method.
이에 따라, 도 4b에 도시된 바와 같이, 기판(110’)의 제1 면에 형성되는 고농도 에미터부(120H’)와 저농도 에미터부(120L’)는 p-type, 기판(110’)의 제2 면에 형성되는 고농도 전계부(130H’)와 저농도 전계부(130L’)는 n+로 동시에 형성될 수 있다. Accordingly, as shown in FIG. 4B, the high-
따라서, 고농도 에미터부(120H’)와 저농도 에미터부(120L’)를 포함하는 에미터부(120’)는 (+) 전하 특성을 가지고, 고농도 전계부(130H’)와 저농도 전계부(130L’)를 포함하는 후면 전계부(130’)는 (-) 전하 특성을 가지게 된다.Therefore, the emitter section 120 'including the high
따라서, 유전체층을 형성한 단계는 앞선 도 3f 내지 도 3h에서 설명한 바와 다르게 형성될 수 있다. Therefore, the step of forming the dielectric layer can be formed differently from that described in FIGS. 3F to 3H.
구체적인 일례로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 기판(110’)이 n-타입이고, 에미터부(120’)가 (+) 전하 특성을 갖는 p-타입, 후면 전계부(130’)가 (-) 전하 특성을 갖는 n+인 경우, (+) 전하 특성을 갖는 질화 실리콘(SiNx)막(160B’)을 후면 전계부(130’) 위에 먼저 형성할 수 있다.As a specific example, as shown in FIG. 4C, a p-type substrate 110 'having an n-type and an emitter portion 120' having positive (+) charge characteristics, a backside electrical portion 130 ' -) charge characteristics, the silicon nitride (SiNx)
이후, 도 4d에 도시된 바와 같이, (-) 전하 특성을 갖는 산화 알루미늄(AlOx)막(170B’)을 후면 전계부(130’) 위에 형성된 질화 실리콘(SiNx)막(160B’) 위에 형성하고, 산화 알루미늄(AlOx)막(170A’)을 에미터부(120’) 위에 형성할 수 있다.4D, an aluminum oxide (AlOx)
그 다음, 도 4e에 도시된 바와 같이, 다시 (+) 전하 특성을 갖는 질화 실리콘(SiNx)막(160A’)을 에미터부(120’) 위에 형성된 산화 알루미늄(AlOx)막(170A’) 위에 형성할 수 있다. 4E, a silicon nitride (SiNx)
이후, 도 4f에 도시된 바와 같이, 에미터부(120’)에 연결되는 제1 전극(140)과 후면 전계부(130’)에 연결되는 제2 전극(150)을 형성할 수 있다. 여기서의 제1 전극(140)과 제2 전극(150)의 형성 방법은 도 3i에서 설명한 바와 동일할 수 있다.4F, a
이와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지는 기판(110’)의 제1 면에 도포된 제1 도펀트 페이스트(120P’)와 기판(110’)의 제2 면에 도포된 제2 도펀트 페이스트(130P’)를 동시에 확산시켜, 기판(110’)의 제1 면에는 저농도 에미터부(120L’)와 고농도 에미터부(120H’), 기판(110’)의 제2 면에는 저농도 전계부(130L’)와 고농도 전계부(130H’)를 한번의 열처리 공정에 의해 동시에 형성시킬 수 있어, 태양 전지 제조 공정의 단계 및 시간을 보다 단축할 수 있다.As described above, the solar cell according to the present invention includes a
아울러, 도 3d의 (c)에 도시된 바와 같이, 복수의 기판(110’)을 동시에 한번의 열처리 공정으로 복수의 기판(110’) 각각의 제1 면에 저농도 에미터부(120L’)와 고농도 에미터부(120H’), 기판(110’) 각각의 제2 면에는 저농도 전계부(130L’)와 고농도 전계부(130H’)를 한번의 열처리 공정에 의해 동시에 형성시킬 수 있어, 제조 공정의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.As shown in FIG. 3D (c), a plurality of substrates 110 'are simultaneously subjected to a heat treatment process to form a low-
이상에서 본 발명의 바람직한 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, Of the right.
Claims (14)
상기 제1 및 제2 도전성 페이스트를 동시에 열 확산시켜 상기 기판의 제1 면 및 제2 면에 각각 에미터부 및 후면 전계부를 형성하는, 확산 단계; 그리고,
상기 에미터부에 연결되는 제1 전극, 상기 후면 전계부에 연결되는 제2 전극을 각각 형성하는 전극 형성 단계;를 포함하고,
상기 확산 단계에서, 상기 제1 도펀트 페이스트와 상기 제2 도펀트 페이스트는 동시에 상기 기판의 제1 면 및 제2면으로 각각 열 확산되고,
상기 에미터부는, 상기 제1 도펀트 페이스트가 도포된 제1 영역에 형성된 제1 면저항 값의 고농도 에미터부와, 상기 제1 영역을 제외한 나머지 제2 영역에 형성된 상기 제1 면저항 값보다 높은 제2 면저항 값을 갖는 저농도 에미터부를 포함하고,
상기 후면 전계부는, 상기 제2 도펀트 페이스트가 도포된 제1 영역에 형성된 제1 면저항 값의 고농도 전계부와, 상기 제1 영역을 제외한 나머지 제2 영역 사이로 형성된 상기 제1 면저항 값보다 높은 제2 면저항 값을 갖는 저농도 전계부를 포함하고,
상기 고농도 에미터부, 상기 저농도 에미터부, 상기 고농도 전계부, 상기 저농도 전계부는 상기 확산 단계에서 다 같이 형성되고,
상기 확산 단계에서,
상기 기판의 제1 면 및 제2 면에 각각 제1 도펀트 페이스트와 제2 도펀트 페이스트가 도포된 기판이 확산 챔버 내에 복수 개로 배치되며,
상기 복수 개의 기판들은 상기 제1 도펀트 페이스트가 도포된 제1 면끼리 마주하고, 상기 제2 도펀트 페이스트가 도포된 제2 면끼리 마주하게 배치된 양면형 태양 전지의 제조 방법.Applying a first dopant paste of a second conductivity and a second dopant paste of a first conductivity to the first and second surfaces of the first conductive substrate, respectively;
A diffusion step of simultaneously heat-diffusing the first and second conductive pastes to form emitter portions and a rear surface electric field portion on the first and second surfaces of the substrate, respectively; And,
An electrode forming step of forming a first electrode connected to the emitter section and a second electrode connected to the rear electric section,
In the diffusion step, the first dopant paste and the second dopant paste are simultaneously thermally diffused to the first and second surfaces of the substrate,
Wherein the emitter portion includes a high concentration emitter portion having a first sheet resistance value formed in a first region coated with the first dopant paste and a second sheet resistance portion having a second sheet resistance higher than the first sheet resistance value formed in the second region except for the first region, Concentration emitter portion having a value of < RTI ID = 0.0 >
Wherein the rear surface electric field portion has a second sheet resistance higher than the first sheet resistance value formed between the high concentration electric field portion having the first sheet resistance value formed in the first region coated with the second dopant paste and the second region except for the first region, And a low-concentration electric field portion having a value of < RTI ID =
The high-concentration emitter portion, the low-concentration emitter portion, the high-concentration electric field portion, and the low-concentration electric field portion are all formed in the diffusion step,
In the diffusion step,
A plurality of substrates having first and second dopant pastes and second dopant pastes respectively disposed on the first and second surfaces of the substrate are disposed in the diffusion chamber,
Wherein the plurality of substrates are disposed so that first surfaces of the first dopant paste are opposed to each other and second surfaces of the second dopant paste are opposed to each other.
상기 제1 도펀트 페이스트가 도포된 제1 영역은 상기 제1 전극의 패턴과 중첩되는 양면형 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 1,
Wherein the first region to which the first dopant paste is applied overlaps the pattern of the first electrode.
상기 제2 도펀트 페이스트가 도포된 제1 영역은 상기 제2 전극의 패턴과 중첩되는 양면형 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 1,
Wherein the first region to which the second dopant paste is applied overlaps the pattern of the second electrode.
상기 확산 단계에서
상기 제1 도펀트 페이스트의 불순물과 상기 제2 도펀트 페이스트의 불순물은 불활성 가스 분위기에서 확산되는 양면형 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 1,
In the diffusion step
Wherein the impurity of the first dopant paste and the impurity of the second dopant paste are diffused in an inert gas atmosphere.
상기 복수 개의 기판 중 서로 마주한 서로 가장 인접한 각 기판 사이의 간격은 1.5mm ~ 3mm 사이인 양면형 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 1,
Wherein a distance between each of the substrates closest to each other among the plurality of substrates is between 1.5 mm and 3 mm.
상기 확산 단계와 상기 전극 형성 단계 사이에, 상기 에미터부 및 상기 후면 전계부 중 적어도 하나 위에 유전체층을 형성하는 단계를 더 포함하는 양면형 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 1,
Further comprising forming a dielectric layer on at least one of the emitter portion and the rear electrode portion between the diffusion step and the electrode formation step.
상기 유전체층은 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화 산화막 및 알루미늄 산화막 중 적어도 하나를 포함하는 양면형 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 9,
Wherein the dielectric layer comprises at least one of a silicon nitride film, a silicon oxide film, a silicon nitride oxide film, and an aluminum oxide film.
상기 유전체층을 형성하는 단계는
상기 기판이 p-타입이고, 상기 에미터부가 n-타입인 경우,
질화 실리콘막을 상기 에미터부 위에 형성하는 단계;
산화 알루미늄막을 상기 에미터부 위에 형성된 질화 실리콘(SiNx)막 및 상기 후면 전계부의 위에 형성하는 단계; 및
질화 실리콘막을 상기 후면 전계부 위에 형성된 상기 산화 알루미늄막 위에 형성하는 단계;
를 포함하는 양면형 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 9,
The step of forming the dielectric layer
If the substrate is a p-type and the emitter is n-type,
Forming a silicon nitride film on the emitter portion;
Forming an aluminum oxide film on the silicon nitride (SiNx) film formed on the emitter portion and on the rear surface electric field portion; And
Forming a silicon nitride film on the aluminum oxide film formed on the rear electric field portion;
Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >
상기 유전체층을 형성하는 단계는
상기 기판이 n-타입이고, 상기 에미터부가 p-타입인 경우,
질화 실리콘막을 상기 후면 전계부 위에 형성하는 단계;
산화 알루미늄막을 상기 후면 전계부 위에 형성된 질화 실리콘막 및 상기 에미터부 위에 형성하는 단계; 및
질화 실리콘막을 상기 에미터부 위에 형성된 산화 알루미늄막 위에 형성하는 단계;
를 포함하는 양면형 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 9,
The step of forming the dielectric layer
If the substrate is n-type and the emitter is p-type,
Forming a silicon nitride film on the rear electric field portion;
Forming an aluminum oxide film on the silicon nitride film formed on the rear electric field portion and on the emitter portion; And
Forming a silicon nitride film on the aluminum oxide film formed on the emitter portion;
Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >
상기 고농도 에미터부는 20 Ω/sq. 내지 80 Ω/sq.의 면저항 값을 갖고,
상기 저농도 에미터부는 80 Ω/sq. 내지 150 Ω/sq. 면저항 값을 갖는 양면형 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 1,
The heavily doped emitter portion has a resistivity of 20 Ω / sq. To 80 < RTI ID = 0.0 > ohm / sq.
The low concentration emitter portion has a conductivity of 80 Ω / sq. To 150 Ω / sq. A method of manufacturing a double-sided solar cell having a sheet resistance value.
상기 고농도 전계부는 20 Ω/sq. 내지 80 Ω/sq.의 면저항 값을 갖고,
상기 저농도 전계부는 80 Ω/sq. 내지 150 Ω/sq. 면저항 값을 갖는 양면형 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The high-concentration field portion has a thickness of 20 Ω / sq. To 80 < RTI ID = 0.0 > ohm / sq.
The low-concentration electric field portion has an electric conductivity of 80 Ω / sq. To 150 Ω / sq. A method of manufacturing a double-sided solar cell having a sheet resistance value.
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