KR101904607B1 - 3d-junction silicon solar cells and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 3차원 접합 실리콘 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 실리콘 베이스층; The present invention, three-dimensional junction silicon solar cells, and that relates to a process for the preparation thereof, and more particularly, a silicon base layer; 상기 실리콘 베이스층의 일면에 순차적으로 형성된 실리콘 구조체층; Layer silicon structure formed sequentially on one surface of the silicon base layer; 3차원 접합층; Three-dimensional bonding layer; 및 투명전극층; And a transparent electrode layer; 을 포함하고, 상기 3차원 접합층은, 상기 실리콘 구조체층의 적어도 일부분 또는 전체에 실리콘과 금속 산화물의 3차원 이종 접합을 포함하는 것인, 3차원 접합 실리콘 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The three-dimensional bonding layer, comprising the further relates to being a three-dimensional junction silicon solar cell and a method comprising a three-dimensional hetero-junction of the silicon and the metal oxide on at least a portion or all of the silicon structure layer.
본 발명은, 고온의 도핑 공정 없이 3차원 접합층을 형성할 수 있고, 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다. The present invention may form a three-dimensional bonding layer without doping process of a high temperature, it is possible to improve the efficiency of the solar cell.

Description

3차원 접합 실리콘 태양전지 및 이의 제조방법{3D-JUNCTION SILICON SOLAR CELLS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF} 3D junction silicon solar cell and a method for their preparation {3D-JUNCTION SILICON SOLAR CELLS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은, 3차원 접합 실리콘 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a three-dimensional junction silicon solar cell and its preparation method.

기존의 평면형 결정질 실리콘 태양전지는, 입사된 빛이 발생된 전자/전공이 실리콘 표면에 존재하는 접합까지 이동하는 거리가 실리콘 기판의 두께만큼 요구되고, 수십 um의 전자/전공을 재결합(recombination) 없이 이동하기 위해서는 고순도 (9N) 결정질이 필요하거나 또는 빛 흡수를 높이기 위해 반사방지막 형성을 위한 진공기반의 증착 기술이 요구된다. Conventional flat type crystalline silicon solar cell, the electron / Division of the inputted light generated electron / MAJOR is the distance traveled by the bonding that exists on the silicon surface is required by a thickness of the silicon substrate, several tens of um without recombination (recombination) the high purity (9N) vacuum-based deposition techniques for forming an anti-reflection coating to increase is necessary or crystalline light absorption is required to move.

이러한 평면형 결정질 실리콘 태양전지의 문제점을 해결하기 위해서, 3차원 접합 결정질 실리콘 태양전지가 개발되었다. In order to solve these problems of the planar crystalline silicon solar cell, a three-dimensional joint has been developed a crystalline silicon solar cell. 3차원 접합 결정질 실리콘 태양전지는, 고종횡비의 실리콘 구조체를 광흡수체로 사용하고, 빛흡수/전공을 수집하기 위한 이동거리는 선형 구조체의 직경의 절반인 수 um이다. Three-dimensional bonding a crystalline silicon solar cell, a silicon structures of high aspect ratio as the light absorber, and the number is half of the diameter of the moving distance of the linear structure um for collecting the light absorption / major.

이러한 이동 거리는, 기존의 평면형 결정질 실리콘 태양전지에 비해 현저히 짧은 거리이므로, 높은 전자/전공 수집율의 구현이 가능하고, 선형 실리콘 구조체에 의해 입사된 빛은 산란되므로, 별도의 반사방지막의 증착 없이 99 % 내외의 우수한 빛흡수 능력을 제공할 수 있다. The moving distance, the so considerably shorter distance than the conventional flat type crystalline silicon solar cells, and can be implemented in rate higher electron / major collection, incident with a linear silicone structure, light is therefore scattered, without the deposition of the film separate reflection 99 It can provide an excellent light absorption capacity% or less.

3차원 접합 결정질 실리콘 태양전지는, 실리콘 기판에 수 um 직경을 갖는 실리콘 마이크로선을 제조하고, 상기 실리콘 마이크로 선의 표면에 pn junction에 따른 3차원 접합(또는 라디얼 접합, radial junction)을 형성하기 위해 고온의 도핑공정이 이루어진다. Three-dimensional bonding a crystalline silicon solar cell, to form a three-dimensional joint (or radial bonded, radial junction) of the pn junction be on the silicon micro-line of the surface producing a silicon micro-lines having um in diameter, and the silicon substrate the doping process is made of a high temperature. 예를 들어, 실리콘 표면에 따라 실리콘 불순물원자인 boron 또는 phosphorous를 열확산(Thermal diffusion)시켜 p-Si 또는 n-Si 층의 형성 시, 실리콘 내로 확산시키기 위해서는 900 ℃ 이상의 고온이 필요하다. For example, more than 900 ℃ high temperature is needed to diffuse into the silicon impurity atoms of boron or the phosphorous diffusion (Thermal diffusion) to p-Si or n-Si in the formation of the layer, the silicon according to the silicon surface. 열확산으로 형성된 pn junction은 고농도의 boron 또는 phosphorous이 표면에 존재하므로, 오제 재결합(Auger recombination)을 발생시켜, 효율을 감소시키는 원인이 될 수 있습니다. pn junction formed by thermal diffusion, so a high concentration of boron or phosphorous is present on the surface, it may be caused to occur by the Auger recombination (Auger recombination), reducing the efficiency.

고온의 도핑 공정은, 승온 및 냉각 공정이 요구되어, 장시간 공정이 필요하므로, 낮은 생산률에 의한 태양전지의 제조단가를 높이는 요인이 되고, 고온의 도핑 공정은, 원하지 않은 금속 입자들의 확산을 발생시켜, 실리콘 내에 치명적인 결함을 발생시키고, 태양전지의 효율 감소 및 수명 단축에 영향을 줄 수 있다. Doping process of the high temperature, the required heating and cooling process, it requires a long time step, to be a factor increasing the production cost of the solar cell due to lower production rate, doping process of the high temperature, generating a proliferation of unwanted metal particles that are to, to generate a fatal defect in the silicon, it may affect the efficiency of reduction and reduced life of the solar cell.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고온의 도핑 공정 없이 금속 산화물/실리콘의 3차원 접합을 형성하고, 3차원 접합의 효과를 극대화시켜, 태양전지의 효율 및 수명을 향상시킬 수 있는, 3차원 접합 실리콘 태양전지를 제공하는 것이다. The present invention for solving the problems as described above, was without the high temperature doping processes form the three-dimensional bond of the metal oxide / silicon, and maximize the effectiveness of the three-dimensional joint, to improve the solar cell efficiency and lifetime that, to provide a three-dimensional junction silicon solar cells.

또한, 본 발명은, 저온에서 균일한 두께의 금속 산화물 박막을 실리콘 나노 구조체의 표면에 형성하여, 3차원 접합의 효과를 극대화시킬 수 있고, 태양전지의 제조 단가를 낮출 수 있는, 3차원 접합 실리콘 태양전지의 제조방법을 제공하는 것이다. In addition, the present invention, the metal oxide thin film having a uniform thickness at a low temperature to form on the surface of a silicon nanostructure, it is possible to maximize the effect of the three-dimensional joint, which can reduce the manufacturing cost of the solar cell, the three-dimensional bond of silicon to provide a method for producing the solar cell.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problem mentioned above, another problem that is not mentioned will be understood clearly to those skilled in the art from the following description.

본 발명의 하나의 양상은, One aspect of the invention,

실리콘 베이스층; A silicon base layer; 상기 실리콘 베이스층의 일면에 순차적으로 형성된 실리콘 구조체층; Layer silicon structure formed sequentially on one surface of the silicon base layer; 3차원 접합층; Three-dimensional bonding layer; 및 투명전극층; And a transparent electrode layer; 을 포함하고, 상기 3차원 접합층은, 상기 실리콘 구조체층의 적어도 일부분 또는 전체에 실리콘과 금속 산화물의 3차원 이종 접합을 포함하는 것인, 실리콘 태양전지에 관한 것이다. The three-dimensional bonding layer, including silver, which is to at least a portion or all of the silicon layer comprises a three-dimensional structure of a hetero-junction silicon and the metal oxide, to a silicon solar cell.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 금속 산화물은, 몰리브덴(Mo), 스칸듐(Sc), 타이타늄(Ti), 바나듐(V), 크로뮴(Cr), 망가니즈(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 테크네늄(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 카드뮴(Cd), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), According to one embodiment of the present invention, the metal oxide is molybdenum (Mo), scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), zirconium (Zr), niobium (Nb), tekeune titanium (Tc), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), cadmium (Cd ), tantalum (Ta), tungsten (W), rhenium (Re), 플래티나(Pt) , 이리듐(Ir), 및 팔라듐(Pd)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 전이금속 산화물을 포함할 수 있다. Platinum may comprise (Pt), iridium (Ir), and palladium (Pd) a transition metal oxide selected from the group consisting of one or more kinds.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 3차원 접합층은, 컨포멀(conformal)한 3차원 접합층이며, 5 nm 내지 100 nm 두께를 가질 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the three-dimensional bonding layer is a conformal (conformal) is a three-dimensional bonding layer may have a thickness of 5 nm to 100 nm.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 실리콘 구조체층은, 상기 실리콘 베이스층과 연속되거나 또는 연속되지 않은 실리콘 구조체를 포함하고, 상기 실리콘 구조체는, 결정질 실리콘 구조체이며, 상기 실리콘 구조체는, 5 내지 100의 종횡비를 가질 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the silicon structure layer, the silicon structure, comprising the silicon base layer and a continuous or non-continuous silicon structure, a polycrystalline silicon structure, the silicon structure is 5 to 100 in may have an aspect ratio.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 이종 접합은, 상기 실리콘 구조체층 내에 반전층(inversion layer)을 형성하고, 상기 반전층은, 1 nm 내지 10 nm의 두께를 갖는 것일 수 있다. According to one embodiment of the invention, the hetero-junction is, the inversion layer, and forming an inversion layer (inversion layer) in the silicon layer structure, may be one having a thickness of 1 nm to 10 nm.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 실리콘 구조체는, 나노크기 또는 마이크로 크기이며, 상기 실리콘 구조체는, 로드, 와이어, 튜브, 및 니들 형태로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the silicon structure is a nano-scale or micro-scale, the silicone structure is loaded, may comprise a wire, tube, and a needle form one or more selected from the group consisting of.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 투명전극층 상의 적어도 일부분에 형성된 상부금속층; According to one embodiment of the present invention, the top metal layer formed on at least a portion on the transparent electrode layer; 및 상기 실리콘 베이스층의 하부면의 적어도 일부분에 형성된 하부금속층; And a bottom metal layer formed on at least a portion of the lower surface of the silicon base layer; 을 더 포함할 수 있다. The may further include.

본 발명의 다른 양상은, Another aspect of the invention,

실리콘 베이스층의 일면에 실리콘 구조체층을 형성하는 단계; Forming a silicon layer structure on a surface of a silicon base layer; 상기 실리콘 구조체층의 적어도 일부분 또는 전체에 3차원 접합층을 형성하는 단계; Forming a three-dimensional bonding layer to at least a portion or all of the silicon structure layer; 및 상기 3차원 접합층 상에 투명 전극층을 형성하는 단계; And forming a transparent electrode layer on the three-dimensional bonding layer; 를 포함하고, 상기 3차원 접합층을 형성하는 단계는, 상기 실리콘 구조체층의 적어도 일부분 또는 전체에 금속 산화물 박막을 형성하여 실리콘과 금속 산화물의 3차원 이종 접합을 형성하는 것인, 실리콘 태양전지의 제조방법에 관한 것이다. And include the step of forming the three-dimensional bonding layer is, the to and on at least a portion or all of the silicon structure layer to form a metal oxide thin film to form a three-dimensional hetero-junction of the silicon and the metal oxide, of silicon solar cells the It relates to a process for producing the same.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 3차원 접찹층을 형성하는 단계는, 원자층 증착(ALD)를 이용하여 금속 산화물 박막을 증착하는 단계; According to one embodiment of the present invention, the method comprising: forming a three-dimensional stitching chapcheung is, by using the atomic layer deposition (ALD) depositing a metal oxide thin film; 를 포함하고, 상기 원자층 증착(ALD)은, 200 ℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. And wherein the atomic layer deposition (ALD) to may be carried out at a temperature not higher than 200 ℃.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 3차원 접찹층을 형성하는 단계는, 금속 산화물 전구체 수용액을 코팅하는 단계; According to one embodiment of the present invention, the step of forming the three-dimensional ground chapcheung includes the steps of: coating the metal oxide precursor solution; 건조하는 단계; Drying; 및 금속 산화물 박막을 형성하는 단계; And forming a metal oxide thin film; 를 포함할 수 있다. It may contain.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 금속 산화물 박막을 형성하는 단계는, 질소, 아르곤, 산소, 및 공기 중 1종 이상을 포함하는 분위기 및 50 ℃ 내지 200 ℃ 온도에서 0.1 시간 내지 10 시간 동안 수행할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the step of forming the metal oxide thin film is performed in an atmosphere and 50 ℃ to 200 ℃ temperature, including nitrogen, argon, oxygen, and air one kind of or more for 0.1 hour to 10 hours can do.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 실리콘 베이스층의 일면에 실리콘 구조체층을 형성하는 단계는, 상기 실리콘 베이스층을 식각하거나 또는 성장시켜 실리콘 구조체를 형성할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, forming a silicon layer structure on a side of the silicon base layer, etching or growth of the silicon layer to the base can be formed in the silicon structure.

본 발명은, 장수명 및 고 신뢰성을 갖는 3차원 접합 실리콘 태양전지를 제공할 수 있다. The present invention can provide a three-dimensional junction silicon solar cells having a long life and high reliability.

본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지는, 수 nm의 반전층(inversion layer)에 의한 3차원 접합(radial junction)의 효과를 극대화할 수 있고, 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다. 3D junction silicon solar cell according to the present invention, the number nm inversion layer 3d bonding by (inversion layer) it is possible to maximize the effect of the (radial junction), it is possible to improve the efficiency of the solar cell.

본 발명의 3차원 접합 실리콘 태양전지의 제조방법은, 저온 증착으로 복잡한 3차원 구조체의 실리콘 표면에 균일한 금속산화물 박막층을 형성하여, 높은 컴포멀 증착(conformal deposition)을 실현하고, 3차원 접합의 효과를 극대화시킬 수 있다. Of the three-dimensional bonding method of manufacturing a silicon solar cell of the invention, by a low temperature deposition to form a metal oxide thin film uniformly on a silicon surface of a complex three-dimensional structure, achieving a high Com conformal deposition (conformal deposition) and three-dimensional bonding it is possible to maximize the effect.

본 발명은, 저온에서 균일하고, 안정적인 3차원 접합을 형성할 수 있으므로, 태양전지의 제조공정을 단순화시키고, 제조비용을 줄일 수 있다. The present invention, it is possible to form a uniform, stable three-dimensional bonding at a low temperature, and simplify the manufacturing process of the solar cell, it is possible to reduce the manufacturing cost.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지의 단면을 예시적으로 나타낸 것이다. Figure 1 shows a cross section of a three-dimensional junction silicon solar cell according to the present invention in accordance with one embodiment of the present invention by way of example.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지의 제조방법의 흐름도를 예시적으로 나타낸 것이다. Figure 2, illustrates a flow diagram of a method of manufacturing a three-dimensional junction silicon solar cell according to the present invention by way of example, according to one embodiment of the present invention.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지의 제조공정을 예시적으로 나탄내 것이다. 3 is a mine according to one embodiment of the invention, Nathan the manufacturing process of the three-dimensional junction silicon solar cell according to the present invention by way of example.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 실리콘 구조체층을 형성하는 단계(S120)의 제조공정을 예시적으로 나탄내 것이다. Figure 4 in the exemplary steps of manufacturing the step (S120) of forming a silicon layer structure, in accordance with an embodiment of the present invention Nathan.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지의 제조방법의 흐름도를 예시적으로 나타낸 것이다. Figure 5, illustrates a flow diagram of a method of manufacturing a three-dimensional junction silicon solar cell according to the present invention by way of example according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. Reference to the accompanying drawings will be described in detail the embodiments of the invention. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. In addition, the terms (terminology) that are used herein as a term used to adequately represent the preferred embodiments of the present invention, and can be changed according to users, operator's intention or custom of the field to which the invention pertains. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Therefore, the definitions of the terms should be made according to throughout the present specification. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

본 발명은, 3차원 접합 실리콘 태양전지에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지는, 실리콘 구조체 표면에 금속 산화물/실리콘의 3차원 접합을 형성하여, 고온의 도핑 공정 없이 실리콘 내에 반전층을 형성하고, 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다. The present invention relates to a three-dimensional junction silicon solar cells, according to one embodiment of the invention, a three-dimensional junction silicon solar cell according to the present invention, to form a three-dimensional bond of the metal oxide / silicon in the silicon structure surface , it is possible without the high temperature doping processes form an inversion layer in the silicon and to improve the efficiency of the solar cell.

본 발명의 일 실시예에 따라, 도 1을 참조하며, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지의 단면을 예시적으로 나타낸 것으로, 도 1에서 상기 3차원 접합 실리콘 태양전지는, 실리콘 베이스층(10); According to one embodiment of the present invention, with reference to Figure 1, and Figure 1 illustrates a cross-section of a three-dimensional junction silicon solar cell according to the present invention, according to one embodiment of the present invention by way of example, also the in one 3D junction silicon solar cells, silicon base layer 10; 실리콘 구조체층(20, 도면에 도시하지 않음); Silicon layer structure (not shown in 20, the figure); 3차원 접합층(30); Three-dimensional bonding layer (30); 및 투명전극층(40); And the transparent electrode layer 40; 을 포함할 수 있다. The can be included.

본 발명의 일 예로, 실리콘 베이스층(10)은, 다른 층을 형성하기 위한 베이스이며, 결정성 실리콘 기판이며, 예를 들어, n-결정질 실리콘 기판일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the silicon base layer 10, a base for forming the other layers, and the crystalline silicon substrate, for example, it may be a n- crystalline silicon substrate. 예를 들어, 실리콘 베이스층(10)의 두께는, 10 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다. For example, the thickness of the silicon base layer 10 may be a, 10 ㎛ to 200 ㎛.

본 발명의 일 예로, 실리콘 구조체층(20)은, 실리콘 베이스층(10) 상에 형성된 실리콘 구조체(21)를 포함할 수 있고, 실리콘 구조체(21)는 광흡수체로 적용하여, 빛흡수에 따른 전자/전공의 수집율을 향상시킬 수 있다. In one embodiment of the present invention, the silicon structure layer 20, may comprise a silicon structure 21 is formed on the silicon base layer 10, the silicon structure 21 is applied to a light absorber, according to the light absorption it is possible to improve the collection rate of the electronic / major. 본 명세서에서 실리콘 구조체층(20)은, 실리콘 구조체(21)와, 실리콘 구조체(21)가 형성된 실리콘 베이스층(10)의 일면의 적어도 일부분을 포함하는 것으로 정의한다. Silicon structure layer 20 herein, it is defined as including at least a portion of one surface of the silicon structure 21, the silicon structure, the silicon base layer 10, 21 is formed.

예를 들어, 실리콘 구조체(21)는, 결정질 실리콘 구조체며, 실리콘 베이스층(10)과 연속되거나 또는 연속되지 않은 실리콘 구조체일 수 있다. For example, silicon structure 21 may be a polycrystalline silicon structure said, the silicon base layer 10 and the continuous or non-continuous silicon structure.

예를 들어, 실리콘 구조체(21)는, 5 내지 100의 종횡비; For example, silicon structure 21 has an aspect ratio of 5 to 100; 또는 10 내지 80의 종횡비를 가질 수 있으며, 상기 종횡비 내에 포함되면, 빛흡수에 의해 발생되는 전자/전공의 수집율을 향상시키고, 빛의 산란을 유도할 수 있다. Or of 10 to 80 it may have an aspect ratio, when included in the aspect ratio, and improve the collection rate of the E / major generated by the light absorption, can lead to scattering of light. 또한, 실리콘 구조체(21)는, 5 nm 내지 10 ㎛ 두께 및 100 nm 내지 50 ㎛의 높이를 포함할 수 있다. The silicon structure 21 may comprise a height of from 5 nm to 10 ㎛ thickness and 100 nm to 50 ㎛.

예를 들어, 실리콘 구조체(21)는, 나노 크기 또는 마이크로 크기일 수 있으며, 로드, 와이어, 튜브, 및 니들 형태로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. For example, silicon structure 21 may include a nano-scale or micro-scale may be, rod, wire, tube, and a needle form of at least one selected from the group consisting of. 예를 들어, 나노로드, 나노와이어, 나노튜브, 나노니들, 마이크로로드, 마이크로와이어, 마이크로튜브, 및 마이크로니들일 수 있으며, 바람직하게는 나노 크기이며, 나노와이어 및 나노로드일 수 있다. May be, for example, nanorods, nanowires, nanotubes, nano-needles, micro-loading, micro-wires, micro-tube, and may be a micro-needle, preferably a nano-size, nanowire and nano-rods.

예를 들어, 실리콘 베이스층(10) 상에 나노 크기 및 마이크로 크기의 실리콘 구조체가 함께 형성될 수 있다. For example, it may be formed with the nano-scale and micro-scale structure of the silicon on the silicon base layer 10.

본 발명의 일 예로, 3차원 접합층(30)은, 실리콘 구조체층(20) 상에 형성된 금속 산화물 박막을 포함하고, 기존의 pn 접합을 대체할 수 있는, 금속 산화물과 실리콘의 3차원 이종 접합을 포함할 수 있다. An example of the invention, the three-dimensional bonding layer 30, a metal oxide thin film formed on the silicon structure layer 20, which can replace the conventional pn junction, the metal oxide and the three-dimensional hetero-junction silicon the can be included.

예를 들어, 실리콘 구조체층(20) 상의 적어도 일부분 또는 전체에 금속 산화물 박막의 형성 시 실리콘 구조체층(20)의 실리콘과 금속 산화물에 의한 3차원 이종 접합을 형성할 수 있다. For example, it is possible to form a three-dimensional hetero-junction due to the silicon and the metal oxide structure of silicon layer 20 during the formation of the metal oxide thin film on at least a portion or the entire surface of the silicon structure layer 20.

예를 들어, 3차원 접합층(30)은, 컨포멀(conformal)한 3차원 접합층, 예를 들어, 컨포멀(conformal)한 금속 산화물 박막을 포함할 수 있으며, 100 nm 이하; For example, the three-dimensional bonding layer 30 is a conformal (conformal) a three-dimensional bonding layer, for example, a conformal (conformal) may include a metal oxide thin film, less than 100 nm; 5 nm 내지 100 nm; 5 nm to 100 nm; 또는 5 nm 내지 30 nm의 두께를 가질 수 있다. Or it may have a thickness of 5 nm to 30 nm. 도 1에서 컨포멀(conformal)한 금속 산화물 박막은, 실리콘 구조체층(20)에 형성된 금속 산화물 박막의 전체에 걸쳐 균일한 두께의 박막을 형성하고, 예를 들어, 실리콘 구조체(21) 상에 전체적으로 균일한 두께의 박막, 예를 들어, 도 3에서 측면의 두께(A, A') 및 상단면의 두께(B)가 거의 동일한 또는 동일한 두께로 형성될 수 있다. In Figure 1 the conformal (conformal) a metal oxide thin film, and forming a uniform thickness thin film over the whole of the metal oxide thin film formed on the silicon structure layer 20, for example, as a whole on the silicon structure 21 thin film having a uniform thickness, for example, the thickness of the side (a, a ') and the thickness (B) of the top surface can be formed of substantially the same thickness or the same in FIG. 컨포멀(conformal)한 3차원 접합층은, 실리콘 구조체층(20) 내에 균일한 반전층을 제공하므로, 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다. Conformal (conformal) a three-dimensional bonding layer, because it provides a uniform inversion layer in the silicon structure layer 20, it is possible to improve the efficiency of the solar cell.

예를 들어, 상기 3차원 이종 접합에 의해서 실리콘 구조체층(20) 내에 반전층(inversion layer)을 형성할 수 있다. For example, the inversion layer (inversion layer) in the silicon structure layer 20 by the three-dimensional hetero-junction can be formed. 즉, 실리콘 표면 상에 금속 산화물 박막에 의해 3차원 이종 접합이 형성되고, 부도체인 금속 산화물은 산소 결함에 의한 전도도 발생과, 금속 산화물의 높은 일함수로 인하여, 실리콘과 금속산화물의 이종 접합에서 실리콘의 정공 캐리어(hole carrier)가 계면으로 모이게 되어 반전층을 형성하고, 이러한 반전층은, p-Si와 같은 역할을 하게된다. In other words, the three-dimensional hetero-junction by a thin metal oxide film on the silicon surface is formed, and non-conductive metal oxide is due to the high work function of conductivity occurs and the metal oxide by oxygen defects, the silicon at the heterojunction between silicon and metal oxide of hole carriers (carrier hole) is to assemble the interface to form an inversion layer, this inversion layer is to act as a p-Si. 따라서, 고온의 도핑 공정 없이 금속 산화물 박막에 의한 반전층은, 기존의 pn 접합을 대신할 수 있다. Thus, the inversion layer formed by the metal oxide thin film without doping process is a high temperature, it is possible to replace the conventional pn junction.

예를 들어, 상기 반전층(inversion layer)은, 고 농도의 도판트(dopant)의 주입 없이, 3차원 이종 접합에 의해서 형성되므로, 도판트의 주입에 따른 오제 재결합(Auger recombination)이 발생되지 않아, 태양전지의 효율 감소를 방지할 수 있고, 3차원 접합(radical junction)효과를 극대화시킬 수 있다. For example, the inversion layer (inversion layer) is, without the injection of the dopant (dopant) of a high concentration, is formed by the three-dimensional hetero-junction, the Auger recombination (Auger recombination) according to the injection of the dopant does not occur , it is possible to prevent the efficiency reduction of the solar cell, it is possible to maximize the 3-D junction (junction radical) effect.

예를 들어, 상기 반전층의 두께는, 10 nm 이하; For example, the thickness of the inversion layer, 10 nm or less; 1 nm 내지 10 nm; 1 nm to 10 nm; 또는 1 nm 내지 5 nm일 수 있다. Or it can be from 1 nm to 5 nm.

예를 들어, 상기 금속 산화물 박막은, 실리콘과 3차원 접합을 형성하여 반전층을 형성할 수 있는 금속 산화물 및/또는 비반도체성 금속 산화물을 포함할 수 있다. For example, the metal oxide thin film may comprise a metal oxide and / or non-semiconducting metal oxides which may be formed of silicon and the three-dimensional bonding to form the inversion layer. 예를 들어, 상기 금속 산화물은, 전이 금속 산화물일 수 있다. For example, the metal oxide may be a transition metal oxide.

예를 들어, 상기 전이 금속 산화물은, 몰리브덴(Mo), 스칸듐(Sc), 타이타늄(Ti), 바나듐(V), 크로뮴(Cr), 망가니즈(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 테크네늄(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 카드뮴(Cd), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), For example, the transition metal oxide is molybdenum (Mo), scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co) , nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), zirconium (Zr), niobium (Nb), tekeune titanium (Tc), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), cadmium (Cd), tantalum (Ta), tungsten (W), rhenium (Re), 플래티나(Pt) , 이리듐(Ir), 및 팔라듐(Pd)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 바나듐(V), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 및 텅스텐(W)일 수 있고, 더 바람직하게는 몰리브덴(Mo), 바나듐(V) 및 텅스텐(W)일 수 있다. Platinum (Pt), iridium (Ir), and palladium may comprise at least one member selected from the group consisting of (Pd), preferably molybdenum (Mo), titanium (Ti), vanadium (V), iron ( Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), and tungsten (W) may be, more preferably, molybdenum (Mo), vanadium (V), and tungsten (W) one can.

예를 들어, 상기 전이 금속산화물은, MoO 2 , MoO 3 , TiO 2 , V 2 O 5 , Cr 2 O 3 , CrO 3 , CrO, CrO 2 , MnO, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , CoO, Co 3 O 4 , NiO, CuO, Cu 2 O, ZnO, ZrO 2 , CeO 2 , Au 2 O, Ag 2 O, PtO, PdO, 및 WO 3 으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. For example, the transition metal oxide, MoO 2, MoO 3, TiO 2, V 2 O 5, Cr 2 O 3, CrO 3, CrO, CrO 2, MnO, FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4 , CoO, comprise a Co 3 O 4, NiO, CuO , Cu 2 O, ZnO, ZrO 2, CeO 2, Au 2 O, Ag 2 O, PtO, PdO, and at least one member selected from the group consisting of WO 3 It is, but is not limited to.

본 발명의 일 예로, 투명 전극층(40)은, 3차원 접합층(30) 상에 형성될 수 있으며, 투명 전극층(40)은, 30 nm 내지 300 nm 두께를 포함할 수 있다. An example of the invention, the transparent electrode layer 40, the three-dimensional bonding layer 30 may be formed on the transparent electrode layer 40 may comprise a 30 nm to 300 nm thickness. 예를 들어, 투명 전극층(40)은, TCO(Transparent conductive oxide)에 적용 가능한 재료이며, 광투과율이 높고 전기 전도성이 좋은 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어, Al, Au, Cu, Pt, Ag, W, Ni, Zn, Ti, Zr, Hf, Cd, 및 Pd 또는 이들의 합금; For example, the transparent electrode layer 40 is a material that can be applied to TCO (Transparent conductive oxide), a high light transmission may comprise a good electrically conductive material, e.g., Al, Au, Cu, Pt, Ag, W, Ni, Zn, Ti, Zr, Hf, Cd, and Pd or alloys thereof; 그래핀, IGO, ITO, IZO, ZnO, ITO, IZO, ZnO, Al-도핑된 ZnO(AZO), Ga-도핑된 ZnO(GZO), Mg-도핑된 ZnO(MZO), Mo-도핑된 ZnO, Al-도핑된 MgO 및 Ga-도핑된 MgO으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. Graphene, IGO, ITO, IZO, ZnO, ITO, IZO, ZnO, Al- doped ZnO (AZO), Ga- doped ZnO (GZO), Mg- doped ZnO (MZO), Mo- doped ZnO, may include one or more selected from the group consisting of MgO and Ga- doped MgO doped Al-, but are not limited to.

본 발명의 일 예로, 본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지는, 전극(50)을 더 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상부금속층(50a) 및 하부전극층(50b)을 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, a three-dimensional junction silicon solar cell according to the present invention, it may further comprise an electrode 50, for example, may include a top metal layer (50a) and a lower electrode layer (50b). 상부금속층(50a)은, 투명전극층(40)의 적어도 일부분에 형성되고, 하부전극층(50b)은, 실리콘 베이스층(10)의 일면, 예를 들어, 실리콘 구조체(20)가 형성되지 않은 실리콘 베이스층(10)의 하부면의 적어도 일부분, 또는 전체에 형성될 수 있다. The top metal layer (50a) is formed on at least a portion of the transparent electrode layer 40, lower electrode layer (50b), the silicon surface of the base layer 10, for example, a silicon base not provided with a silicon structure 20 It may be formed on at least a portion, or all of the lower surface of the layer 10.

예를 들어, 상부금속층(50a) 및 하부전극층(50b)은, 본 발명의 기술 분야에서 적용되는 전극 재료로 형성될 수 있으며, 예를 들어, Al, Au, Cu, Pt, Ag, W, Ni, Zn, Ti, Zr, Hf, Cd, 및 Pd 또는 이들의 합금; For example, the top metal layer (50a) and a lower electrode layer (50b) is, may be formed of an electrode material that is applied in the art, for example, Al, Au, Cu, Pt, Ag, W, Ni , Zn, Ti, Zr, Hf, Cd, and Pd or alloys thereof; ITO, IZO, ZnO, ITO, IZO, ZnO, Al-도핑된 ZnO(AZO), Ga-도핑된 ZnO(GZO), Mg-도핑된 ZnO(MZO), Mo-도핑된 ZnO, Al-도핑된 MgO 및 Ga-도핑된 MgO으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. ITO, IZO, ZnO, ITO, IZO, ZnO, Al- doped ZnO (AZO), Ga- doped ZnO (GZO), Mg- doped ZnO (MZO), Mo- doped ZnO, Al- doped MgO Ga- and may include at least one selected from the group consisting of MgO-doped, but is not limited to.

본 발명의 일 예로, 본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지는, 작동을 위해서 본 발명의 기술 분야에서 적용되는 구성을 더 포함할 수 있으며, 본 명세서에는 구체적으로 언급하지 않는다. In one embodiment of the present invention, a three-dimensional junction silicon solar cell according to the present invention, it may further include a configuration to be applied in the art in order to operate, and does not specifically stated, the present disclosure.

본 발명은, 본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지의 제조방법은, 실리콘 구조체층, 예를 들어, 실리콘 구조체 상에 균일한 금속 산화물 박막을 형성할 수 있고, 고온의 도핑 공정 없이 pn 접합을 대체할 수 있는 3차원 접합을 형성할 수 있다. Examples The present invention relates to a method of manufacturing a three-dimensional junction silicon solar cell according to the present invention, according to one embodiment of the invention, the three-dimensional bonding method of manufacturing a silicon solar cell according to the present invention, the layer silicon structure, for example, it is possible to form a metal oxide thin film uniformly on a silicon structure, it is possible to form a three-dimensional joint which can replace a pn junction without the high temperature doping processes.

본 발명의 일 실시예에 따라, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지의 제조방법의 흐름도를 예시적으로 나타낸 것으로, 도 2에서 제조방법은, 실리콘 기판을 준비하는 단계(S110); When, according to one embodiment of the invention, Figure 2, Figure 2 illustrates a flow diagram of a method of manufacturing a three-dimensional junction silicon solar cell according to the present invention, according to one embodiment of the present invention by way of example, FIG. in the second manufacturing method comprises the steps of: preparing a silicon substrate (S110); 실리콘 구조체층을 형성하는 단계(S120); Forming a silicon layer structure (S120); 3차원 접합층을 형성하는 단계(S130); Forming a three-dimensional bonding layer (S130); 및 투명 전극층을 형성하는 단계(S140); And forming a transparent electrode layer (S140); 를 포함할 수 있다. It may contain.

본 발명의 일 예로, 도 3을 참조하며, 도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지의 제조공정을 예시적으로 나타낸 것으로, 도 3에서 실리콘 기판을 준비하는 단계(S110)는, 본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지의 실리콘 베이스층(10)을 준비하는 단계이다. An example of the present invention, with reference to Figure 3 and Figure 3, in accordance with one embodiment of the present invention, by showing a step of manufacturing a three-dimensional junction silicon solar cell according to the present invention by way of example, a silicon substrate in FIG. 3 step (S110) is a step of preparing a silicon base layer 10 of a three-dimensional junction silicon solar cell according to the invention to prepare.

본 발명의 일 예로, 실리콘 구조체층을 형성하는 단계(S120)는, 실리콘 베이스층(10)의 일면에 실리콘 구조체(21)를 포함하는 실리콘 구조체층(20)을 형성하는 단계이다. In one embodiment of the invention, the step (S120) of forming a silicon layer structure is a structure forming a silicon layer (20) comprising a silicon structure (21) on one surface of the silicon base layer 10. 예를 들어, 실리콘 구조체층을 형성하는 단계(S120)는, 실리콘 베이스층(10)과 연속되거나 또는 연속되지 않은 실리콘 구조체(21)를 형성할 수 있으며, 실리콘 구조체(21)는 실리콘 베이스층(10)과 동일하거나 또는 상이한 성분을 포함할 수 있다. For example, a silicon base layer step (S120) is, it is possible to form a silicon base layer 10 is continuous or non-continuous silicon structure 21, the silicon structure 21 for forming a silicon structure layer ( 10) may include the same or different components.

예를 들어, 실리콘 구조체층을 형성하는 단계(S120)는, 식각법에 의한 실리콘 구조체(21)를 형성하거나 또는 실리콘 구조체(21)를 성장시킬 수 있다. For example, the step (S120) of forming a silicon layer structure, it is possible to form a silicon structure 21 by etching or growth, or a silicon structure 21.

예를 들어, 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 실리콘 구조체층을 형성하는 단계(S120)의 제조 공정을 예시적으로 나타낸 것으로, 도 4의 (a)는, 실리콘 구조체(21)를 성장시키는 것으로, 실리콘 베이스층(10) 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계(S111); For example, referring to Figure 4, Figure 4 shows the production step of the step (S120) of forming a silicon structure layer according to an embodiment of the present invention by way of example, (a) of Figure 4, to growing the silicon structure 21, thereby forming a mask pattern on a silicon base layer (10) (S111); 및 마스크 패턴을 이용하여 특정 영역에서 실리콘 구조체(21)를 성장 시키는 단계(S112); And using the mask pattern step (S112) for growing a silicon structure 21 in a particular area; 및 마스크 패턴을 제거하는 단계(S113); And removing the mask pattern (S113); 를 포함할 수 있다. It may contain.

예를 들어, 실리콘 구조체(21)를 성장 시키는 단계(S112)는, CVD(Chemical vapour deposition), PVD(Physical vapor deposition), PECVD(Plasma-enhanced chemical vapor deposition), MOCVD(Metal-organic chemical vapour deposition), MBE(Molecular Beam Epitaxy) 또는 HVPE(Hydride Vapour Phase Epitaxy 등을 이용하고, 공정 조건은 본 발명에서 특별히 제한하지 않는다. For example, the step (S112) for growing a silicon structure (21), CVD (Chemical vapour deposition), PVD (Physical vapor deposition), PECVD (Plasma-enhanced chemical vapor deposition), MOCVD (Metal-organic chemical vapour deposition ), such as using a MBE (Molecular Beam Epitaxy), or HVPE (Hydride Vapour Phase Epitaxy, and the process conditions are not particularly limited in the present invention.

다른 예로, 도 4의 (b)는, 식각법을 이용하는 것으로, 실리콘 베이스층(10) 상에 마스크 패턴(M')을 형성하는 단계(S111'); As another example, (b) in FIG. 4, "forming (S111 mask pattern (M), in that the use of the etching process, the silicon base layer 10); 습식 또는 건식 식각으로 실리콘 베이스층(10)을 식각하여 실리콘 베이스층(10)과 연속된 실리콘 구조체(21)를 형성하는 단계(S112'); The step of etching the silicon base layer 10 by a wet or dry etching process to form a silicon structure 21 continuous with the silicon base layer 10 (S112 '); 및 마스크 패턴을 제거하는 단계(S113'); And the mask and removing the pattern (S113 '); 를 포함할 수 있다. It may contain.

예를 들어, 상기 마스트 패턴(M, M')은, 구조체의 위치, 형태, 에칭방법, 성장 방법 등에 따라 패턴의 배열, 형태, 성분 등을 조절할 수 있다. For example, the mast pattern (M, M '), can adjust the arrangement of the pattern, the shape, components, etc. depending on the position of the structure, the shape, the etching method, the growth method.

본 발명의 일 예로, 3차원 접합층을 형성하는 단계(S130)는, 실리콘 구조체층(20)의 적어도 일부분 또는 전체에 3차원 접합층(30)을 형성하는 단계이며, 실리콘 구조체층(20)의 적어도 일부분 또는 전체에 금속 산화물 박막을 형성하여 실리콘과 금속 산화물의 3차원 이종 접합을 형성시킬 수 있다. An example of the present invention, a three-dimensional step (S130) of forming the bonding layer, and forming a three-dimensional bonding layer 30, at least a portion or the entire of the silicon structure layer 20, the silicon structure layer 20 and in at least a portion or the whole forming a metal oxide thin film can be formed a three-dimensional hetero-junction of the silicon and the metal oxide.

예를 들어, 3차원 접합층을 형성하는 단계(S130)는, 금속 산화물 박막을 증착하는 단계(S131); For example, the method comprising step (S130) of forming a three-dimensional bonding layer, depositing a metal oxide thin film (S131); 를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 원자층 증착(ALD)을 이용할 수 있다. It can include, and preferably can be used for atomic layer deposition (ALD).

예를 들어, 원자층 증착(ALD)을 적용하여, 복잡한 3차원 구조체인, 실리콘 구조체(21) 상에 컨포멀(conformal)한 3차원 접합층을 형성시킬 수 있다. For example, by applying the atomic layer deposition (ALD), it is possible to form a three-dimensional conformal bonding layer (conformal) on which a silicon structure 21 is a complex three-dimensional structure. 즉, 물리적 기상 증착법(PVD)은, 열에 의해 증발된 소스를 저온의 기판에 흡착시켜 금속 산화물을 증착시키므로, 기화된 소스의 직진성 때문에 실리콘 구조체(21)와 같은 3차원 구조체에 균일한 박막의 형성이 어려우나, 본 발명은, 원자층 증착(ALD)을 이용하여 3차원 구조체인 실리콘 구조체(21) 상에 균일한 금속 산화물 박막층을 형성시킬 수 있다. That is, formation of a thin film uniformly in the three-dimensional structure, such as physical vapor deposition (PVD), the silicon structure 21, the evaporation source was adsorbed to the low-temperature substrate because the deposition of a metal oxide, since the linearity of the vaporized source by the heat the eoryeowoona, the present invention using atomic layer deposition (ALD) may form a metal oxide thin film uniformly on the silicon structure 21 is a three-dimensional structure.

예를 들어, 상기 원자층 증착(ALD)은, 200 ℃ 이하; For example, the atomic layer deposition (ALD) is less than 200 ℃; 100 ℃ 내지 200 ℃; 100 ℃ to 200 ℃; 또는 150 ℃ 내지 200 ℃ 온도에서 수행될 수 있다. Or it may be carried out at 150 ℃ to 200 ℃ temperature.

본 발명의 일 예로, 투명 전극층을 형성하는 단계(S140)는, 3차원 접합층(30) 상의 적어도 일부분 또는 전체에 투명 전극층(40)을 형성하는 단계이다. An example of the invention, the step (S140) of forming the transparent electrode layer is a step of forming a transparent electrode layer 40 on at least a portion or the entire surface of the three-dimensional bonding layer 30. 투명 전극층을 형성하는 단계(S140)는, 코팅법, 증착법 또는 이 둘을 이용할 수 있으며, 스퍼터링법, E-Beam 증착법, CVD(Chemical vapour deposition), TCVD(Thermal Chemical Vapor Deposition), ALD(Atmic Layer Deposition), MPECVD(Microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition), 용액 증착법, 스핀코팅, 분사 코팅 등을 이용할 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. Step (S140) of forming a transparent electrode layer, coating, vapor deposition or may utilize two, sputtering, E-Beam evaporation method, CVD (Chemical vapour deposition), TCVD (Thermal Chemical Vapor Deposition), ALD (Atmic Layer deposition), MPECVD (Microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition), but the solution can be used for vapor deposition, spin coating, spray coating, etc., not to limit it.

본 발명의 일 실시예에 따라, 전극을 형성하는 단계(150)를 더 포함할 수 있으며, 전극을 형성하는 단계는, 본 발명의 기술 분야에서 적용되는 방법을 이용할 수 있으며, 본 명세서에는 구체적으로 언급하지 않는다. According to one embodiment of the present invention, it may further comprise a step 150 of forming an electrode, forming an electrode, may use a method that is applied in the art, specifically, the present specification do not mention it.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 본 발명에 의한 3차원 접합 실리콘 태양전지의 제조방법의 흐름도를 예시적으로 나타낸 것으로, 도 5에서 제조방법은, 실리콘 기판을 준비하는 단계(S210); If according to another embodiment of the present invention, with reference to Figure 5, Figure 5 illustrates a flow diagram of a method of manufacturing a three-dimensional junction silicon solar cell according to the present invention, according to another embodiment of the present invention by way of example, FIG. in the production method 5 comprising the steps of: preparing a silicon substrate (S210); 실리콘 구조체층을 형성하는 단계(S220); Forming a silicon layer structure (S220); 3차원 접합층을 형성하는 단계(S230); Forming a three-dimensional bonding layer (S230); 및 투명 전극층을 형성하는 단계(S240); And forming a transparent electrode layer (S240); 를 포함할 수 있다. It may contain. 실리콘 기판을 준비하는 단계(S210); Preparing a silicon substrate (S210); 실리콘 구조체층을 형성하는 단계(S220); Forming a silicon layer structure (S220); 및 투명 전극층을 형성하는 단계(S240)는 상기 도 2에서 언급한 동일한 공정으로 진행될 수 있다. And a step (S240) of forming the transparent electrode layer may proceed with the steps as mentioned in the Figure 2.

본 발명의 일 예로, 3차원 접합층을 형성하는 단계(S230)는, 실리콘 구조체층(20)의 적어도 일부분 또는 전체에 3차원 접합층을 형성하는 단계이며, 실리콘 구조체층(20)의 적어도 일부분 또는 전체에 금속 산화물 박막을 형성하여 실리콘과 금속 산화물의 3차원 이종 접합을 형성시킬 수 있다. An example of the invention, the step (S230) of forming a three-dimensional bonding layer, and forming at least a part or three-dimensional bonding layer on the silicon structure layer 20, at least a portion of the silicon structure layer 20 Alternatively, the whole forming a metal oxide thin film can be formed a three-dimensional hetero-junction of the silicon and the metal oxide.

본 발명의 일 예로, 3차원 접합층을 형성하는 단계(S230)는, 금속 산화물 전구체 수용액을 코팅하는 단계(S231); An example of the invention, the step of coating the step (S230) of forming a three-dimensional bonding layer, the metal oxide precursor solution (S231); 건조하는 단계(S232); The step of drying (S232); 금속 산화물 박막을 형성하는 단계(S233); Forming a metal oxide thin film (S233); 를 포함할 수 있다. It may contain.

예를 들어, 금속 산화물 전구체 수용액을 코팅하는 단계(S231)는, 실리콘 구조체층(20) 상에 금속 산화물 전구체 수용액을 코팅할 수 있다. For example, the step (S231) for coating a metal oxide precursor aqueous solution, may be coated with a metal oxide precursor solution onto a silicon layer structure (20). 금속 산화물 전구체 수용액을 코팅하는 단계(S231)는, 용액 증착법, 스핀코팅, 분사 코팅 등을 이용할 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. Step (S231) to coat the metal oxide precursor aqueous solution, but can take advantage of a solution deposition, spin coating, spray coating, etc., not to limit it.

예를 들어, 건조하는 단계(S232)는, 25 ℃ 내지 200 ℃ 온도에서 0.1 시간 내지 10 시간 동안 건조시킬 수 있다. For example, the step (S232) of drying, can be dried at 25 ℃ to 200 ℃ temperature for 0.1 hour to 10 hours.

예를 들어, 금속 산화물 박막을 형성하는 단계(S233)는, 건조하는 단계(S232) 이후에 질소, 아르곤, 산소, 및 공기 중 1종 이상을 포함하는 분위기 및 50 ℃ 내지 200 ℃ 온도에서 0.1 시간 내지 10 시간 동안 금속산화물 박막을 형성할 수 있다. For example, the step (S233) of forming a metal oxide thin film is 0.1 hours at an atmosphere containing nitrogen, argon, oxygen, and air one kind of or more after the step (S232) of drying and 50 ℃ to 200 ℃ temperature to 10 hours to form the metal oxide thin film.

본 발명의 일 실시예에 따라, 전극을 형성하는 단계(250, 도면에 도시되지 않음)를 더 포함할 수 있으며, 전극을 형성하는 단계(250)는, 본 발명의 기술 분야에서 적용되는 방법을 이용할 수 있으며, 본 명세서에는 구체적으로 언급하지 않는다. According to one embodiment of the present invention, may further comprise a step (not shown in 250, drawing) to form an electrode, step 250 of forming the electrode, the method applied in the art It can be used, not specifically mentioned, the present specification.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. The present invention as described above, although been described and specific examples, the invention is not limited to the embodiments described above, those skilled in the art to which the invention pertains many modifications and variations to the described this is possible. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Therefore, the scope of the invention limited to the described embodiments will not be jeonghaejyeoseo, it should be below the claims of which is defined by the claims and their equivalents.

Claims (12)

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  8. 실리콘 베이스층의 일면에 3차원 실리콘 구조체층을 형성하는 단계; Forming a three-dimensional silicon structure layer on one side of the silicon base layer;
    상기 3차원 실리콘 구조체층의 적어도 일부분 또는 전체에 3차원 접합층을 형성하는 단계; Forming a three-dimensional bonding layer to at least a portion or all of the three-dimensional silicon structure layer; And
    상기 3차원 접합층 상에 투명 전극층을 형성하는 단계; Forming a transparent electrode layer on the three-dimensional bonding layer;
    를 포함하고, And including,
    상기 3차원 접합층을 형성하는 단계는, 상기 3차원 실리콘 구조체층의 적어도 일부분 또는 전체에 금속 산화물 박막을 형성하여 실리콘과 금속 산화물의 3차원 이종 접합을 형성하고, Forming the three-dimensional bonding layer, and by at least a portion or all of the three-dimensional structure of silicon layer to form a metal oxide thin film to form a three-dimensional hetero-junction of the silicon and the metal oxide,
    상기 3차원 접합층을 형성하는 단계는, Forming the three-dimensional bonding layer,
    원자층 증착(ALD)을 이용하여 금속 산화물 박막을 증착하는 단계; Depositing a metal oxide thin film using atomic layer deposition (ALD); 또는 or
    금속 산화물 전구체 수용액을 코팅하는 단계, 다음으로, 건조하는 단계 및 금속 산화물 박막을 형성하는 단계;를 포함하고, The method comprising coating a metal oxide precursor solution, to the next, forming a metal oxide thin film, and drying; includes,
    상기 3차원 접합층을 형성하는 단계는, 50 ℃ 내지 200 ℃의 온도에서 금속 산화물 박막을 증착하거나 또는 금속 산화물 박막을 형성하고, Forming the three-dimensional bonding layer, and depositing a metal oxide thin film at a temperature of 50 ℃ to 200 ℃ or form a metal oxide thin film,
    상기 3차원 접합층은, 컨포멀(conformal)한 3차원 접합층이며, The three-dimensional bonding layer is a conformal (conformal) is a three-dimensional bonding layer,
    상기 이종 접합은, 상기 3차원 실리콘 구조체층 내에 반전층(inversion layer)을 형성하고, The heterojunction is formed, and the inversion layer (inversion layer) in the three-dimensional silicon structure layer,
    상기 3차원 접합층은, 도펀트를 포함하지 않는 것인, 3차원 접합 실리콘 태양전지의 제조방법. The three-dimensional bonding layer, which does not comprise a dopant, three-dimensional bonding method for producing a silicon solar cell.
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  11. 제8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 금속 산화물 박막을 형성하는 단계는, 질소, 아르곤, 산소, 및 공기 중 1종 이상을 포함하는 분위기 및 50 ℃ 내지 200 ℃ 온도에서 0.1 시간 내지 10 시간 동안 수행하는 것인, 3차원 접합 실리콘 태양전지의 제조방법. Forming a metal oxide thin film, nitrogen, argon, oxygen, and phosphorous in an atmosphere and 50 ℃ to 200 ℃ temperature containing air one kind of more than they do for 0.1 hour to 10 hours, the three-dimensional junction silicon solar a method of manufacturing a battery.
  12. 제8항에 있어서, The method of claim 8,
    상기 실리콘 베이스층의 일면에 실리콘 구조체층을 형성하는 단계는, Forming a silicon layer structure on a side of the silicon base layer,
    상기 실리콘 베이스층을 식각하거나 또는 성장시켜 실리콘 구조체를 형성하는 것인, 3차원 접합 실리콘 태양전지의 제조방법. The three-dimensional bonding method for producing a silicon solar cell is to grow or by etching the silicon base layer to form a silicon structure.

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