KR101912482B1 - 박형 규소 태양 전지 및 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

태양 전지를 제조하는 방법이 개시된다. 이 방법은 규소 기판(100) 상에 희생층(112)을 형성하는 단계, 희생 기판 위에 도핑된 규소 층(120)을 형성하는 단계, 도핑된 규소 층(120) 위에 규소 필름(130)을 형성하는 단계, 규소 필름(130) 상에 복수의 상호교차형 접점(144, 146)들을 형성하는 단계, 복수의 상호교차형 접점(144, 146)들 각각을 금속 접점(150)과 접촉시키는 단계, 및 희생층(112)을 제거하는 단계를 포함한다.

Description

박형 규소 태양 전지 및 제조 방법{THIN SILICON SOLAR CELL AND METHOD OF MANUFACTURE}
본 명세서에 기술된 요지의 실시예들은 일반적으로 태양 전지 제조에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 이러한 요지의 실시예들은 박형 규소 태양 전지 및 제조 기술에 관한 것이다.
태양 전지는 태양 복사를 전기 에너지로 변환시키기 위한 잘 알려진 장치이다. 태양 전지는 반도체 처리 기술을 사용하여 반도체 웨이퍼 상에 제조될 수 있다. 태양 전지는 P형 및 N형 확산 영역들을 포함한다. 태양 전지에 충돌하는 태양 복사는 전자 및 정공을 생성하며, 이러한 전자 및 정공은 확산 영역들로 이동함으로써, 확산 영역들 사이에서 전압 차이를 생성한다. 후면 접촉 후면 접합(back contact, back junction, BCBJ) 태양 전지에서, P형 및 N형 확산 영역들 및 이들에 결합되는 금속 접점들이 태양 전지의 후면 상에 있다. 금속 접점들은 외부 전기 회로가 태양 전지에 결합되게 하고 태양 전지에 의해 급전되게 한다.
시장에서 입수가능한 다른 에너지원들과 경쟁하기 위해, 태양 전지는 효율적이어야 할 뿐만 아니라, 비교적 낮은 비용 및 높은 수율로 제조되어야 한다. 태양 전지가 규소 처리 단계를 사용하여 제조될 수 있지만, 규소 웨이퍼에 수행되는 작업들은 반드시 웨이퍼가 생성된 후에 수행된다. 태양 전지를 위한 규소 웨이퍼를 생성하는 것은 전형적으로, 예를 들어 규소 재료를 형성하는 단계, 규소 재료를 잉곳(ingot)으로 형상화시키는 단계, 및 잉곳을 웨이퍼링(wafering)하여 규소 웨이퍼를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 태양 전지 제조의 비용을 감소시키는 신규한 태양 전지 제조 공정 및 구조에 관한 것이다.
태양 전지를 제조하는 방법이 개시된다. 이 방법은 규소 기판 상에 희생층을 형성하는 단계; 희생 기판 위에 도핑된 규소 층을 형성하는 단계; 도핑된 규소 층 위에 규소 필름을 형성하는 단계; 규소 필름 상에 복수의 상호교차형 접점(interdigitated contact)들을 형성하는 단계; 복수의 상호교차형 접점들 각각을 금속 접점과 접촉시키는 단계; 및 희생층을 제거하는 단계를 포함한다.
태양 전지를 제조하는 다른 방법이 개시된다. 이 방법은 규소 기판의 상부 표면 상에 희생층을 형성하는 단계; 희생층의 노출된 표면을 처리하여 텍스처화된 표면을 형성하는 단계; 희생 기판의 텍스처화된 표면 위에 고농도로 도핑된 규소 층을 형성하는 단계; 고농도로 도핑된 규소 층 위에 보다 낮은 농도로 도핑된 규소 층을 형성하는 단계; 보다 낮은 농도로 도핑된 규소 층 위에서 규소 필름을 에피택셜 성장시키는 단계; 규소 필름 위에 상호교차형 접점 구조체를 형성하는 단계; 규소 필름을 캐리어에 접합시키는 단계; 희생층을 제거함으로써 규소 기판으로부터 고농도로 도핑된 규소 층을 분리시키는 단계; 캐리어로부터 규소 필름을 접합 해제시키는 단계; 및 고농도로 도핑된 규소 층 위에 반사-방지 코팅을 형성하는 단계를 포함한다.
태양 전지를 제조하는 또 다른 방법이 개시된다. 이 방법은 규소 기판 상에 희생층을 형성하는 단계; 희생 기판 위에 도핑된 규소 층을 형성하는 단계; 도핑된 규소 층 위에 규소 필름을 형성하는 단계; 규소 필름 상에 복수의 상호교차형 접점들을 형성하는 단계; 및 규소 기판으로부터 도핑된 규소 층을 분리시키는 단계를 포함한다.
이러한 개요는 상세한 설명에서 더욱 상세히 후술되는 개념들의 선택을 간단한 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이러한 개요는 청구된 요지의 핵심적인 특징 또는 필수적인 특징을 확인하도록 의도되지 않을 뿐만 아니라, 청구된 요지의 범위를 결정하는 데 있어 보조물로서 사용되도록 의도되지도 않는다.
다음의 도면과 함께 고려될 때 상세한 설명 및 특허청구범위를 참조함으로써 요지의 보다 완전한 이해가 얻어질 수 있으며, 도면에서 동일한 도면 부호들은 도면 전반에 걸쳐 유사한 요소들을 지칭한다.
<도 1>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박형 규소 태양 전지의 단면도.
<도 2 내지 도 11>
도 2 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 태양 전지의 단면도.
<도 12 및 도 13>
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제조 단계들의 단면도.
하기의 상세한 설명은 사실상 단지 예시적이며, 요지의 실시예들 또는 그러한 실시예들의 적용 및 사용을 제한하도록 의도되지는 않는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단어 "예시적인"은 "예, 사례, 또는 실례의 역할을 하는"을 의미한다. 본 명세서에 기술된 임의의 구현예가 반드시 다른 구현예들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석되지는 않는다. 또한, 전술한 기술분야, 배경기술, 간단한 개요 또는 하기의 상세한 설명에 제시되는 임의의 명시되거나 암시된 이론에 의해 구애되게 하려는 의도는 없다.
태양 전지를 제조하는 비용을 감소시키기 위한 하나의 기술은 전통적인 광기전 태양 전지 제조 동안에 처리되는 규소 웨이퍼를 생성하는 데 필요한 공정의 단계들을 생략하는 것일 수 있다. 웨이퍼 생성 단계들을 생략하기 위해, 태양 전지의 대부분을 형성하는 규소 기판이, 광기전 태양 전지의 다른 구성 부품들과 함께, 재료의 희생층 상에서 에피택셜 성장될 수 있다. 이어서 희생층이 제거되어, 완성되어진 성장된 태양 전지를 형성 플랫폼으로부터 분리시킬 수 있다.
도 2 내지 도 13에 도시된 제조 기술과 함께 수행되는 다양한 작업들은 임의의 개수의 추가적인 또는 대안적인 작업들을 포함할 수 있고, 도 2 내지 도 13에 도시된 제조는 예시된 순서로 수행될 필요가 없으며, 제조 공정은 본 명세서에 상세히 기술되지 않은 추가의 기능을 갖는 더욱 포괄적인 절차 또는 공정 내에 통합될 수 있다.
도 1은 박형 규소 기판(10)이 형성된 태양 전지(1)를 도시한다. 태양 전지(1)는 박형 규소 기판(10), 저농도로 도핑된 영역(20), 고농도로 도핑된 영역(30), 반사 방지 코팅(anti-reflective coating, ARC)(40), 및 접점 구조체(50)를 포함한다. 태양 전지는 정상 작동 동안에 태양을 향하는 제1 태양측(4) 및 멀리 향하는 제2 후방측(6)을 갖는다. 박형 규소 기판(10), 저농도 및 고농도로 도핑된 영역(20, 30)들 및 ARC(40)의 태양측-대면 표면들이 태양측(4)에 수광되는 광을 포집하는 태양 전지(1)의 성능을 개선하는 랜덤한 텍스처화된(textured) 표면을 갖는다는 것을 알아야 한다. 이들 텍스처화된 표면은 표면 결함들을 갖는 재료를 습식 에칭함으로써 유발되는 것들과 같은 진정으로 랜덤한 형상들, 또는 삼각뿔 또는 직사각뿔 형상과 같은 반복하는 기하학적 형상을 가질 수 있다.
접점 구조체(50)는 박형 산화물 층(52) 위에 형성되는 교번하는 N 및 P 도핑된 영역(54, 56)들을 포함할 수 있다. N 및 P 도핑된 영역(54, 56)들은 산화물 또는 폴리이미드와 같은 절연층(58) 또는 다른 절연 재료에 의해 덮일 수 있다. 도핑된 영역(54, 56)들 각각과의 전기 접촉을 제공하기 위해 접점(60)이 절연층(58) 내의 구멍을 통해 형성될 수 있다. 접점(60)은, 실시예에 대해 요구되는 대로 그리고 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 구리 또는 알루미늄과 같은 단일 금속, 또는 텅스텐을 비롯한 상이한 금속들의 적층체일 수 있다. 태양 전지(1)는, 도 1에 예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 후면 접촉 후면 접합(BCBJ) 태양 전지로서 형성될 수 있다. 태양 전지(1)는 도핑된 영역(54, 56)들 및 패시베이팅(passivating) 산화물들의 상이한 배열들을 포함한, 실시예에 대해 요구되는 대로 수 개의 상이한 접점 구조체(50)들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 박형 규소 기판(10)의 형성은 기판 위의 희생층으로부터 상향으로 태양 전지(1)의 태양측(4)을 향해 층들을 성장시킴으로써 달성될 수 있다. 소정 실시예들에서, ARC 층(40)은 제조 동안에 생략되고 추후에 적용될 수 있다.
도 2 내지 도 11은 에피택셜 성장 기술을 사용한 박형 규소 태양 전지의 제조의 순차적 단계들에서, 도 1의 실시예의 태양 전지와 같은 태양 전지를 도시한다.
도 2는 규소 기판(100)을 도시한다. 규소 기판(100)은 순수 규소로 구성될 수 있거나, 도핑된 규소 또는 복합 규소일 수 있다. 규소 기판(100)은 상부 표면(102)을 갖는다. 규소 기판(100)은 제조 공정의 재사용가능 부품일 수 있다. 소정 실시예들에서, 도 12 및 도 13을 참조하여 더욱 상세히 후술되는 바와 같이, 규소 기판(100)은 복수의 얇은 층들을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 희생층(110)이 규소 기판(100)의 상부 표면(102) 상에 형성될 수 있다. 희생층(110)은 바이어스(bias)를 갖는 HF 조(bath) 내에서 형성되는 것과 같은 다공성 규소로 구성될 수 있다. 대안적으로, 희생층(110)은 예를 들어 에피택셜 침착 또는 화학 증착(chemical vapor deposition, CVD) 공정에 의해 각각 형성될 수 있는 게르마늄 도핑 및/또는 탄소 도핑을 갖는 규소일 수 있다. 전반에 걸쳐 사용되는 바와 같이, CVD 공정은 대기압 CVD(APCVD), 플라즈마-향상 CVD(PECVD), 저압 CVD(LPCVD) 등과 같은 CVD의 임의의 변형을 지칭한다. 임의의 특정 제조 단계에 대한 요구되는 CVD 공정이 당업자에 의해 선택되고 사용될 수 있다. 게르마늄 및 탄소 외에 다른 도펀트들이 또한 사용될 수 있다. 희생층(110)은 대략 700 마이크로미터 정도로 얇을 수 있지만, 희생층은 본 명세서에 기술된 기능을 수행하기 위해 특정 실시예에 대해 요구되는 대로 약간 또는 상당히 더 크거나 더 작을 수 있다. 예를 들어, 소정 실시예들에서, 희생층은 10 마이크로미터만큼 얇을 수 있다. 보다 작은 두께들이 또한 사용될 수 있다.
도 4는, 예를 들어 상부 텍스처화된 표면(114)을 생성하는 완충된 산화물 에칭(buffered oxide etching, BOE)을 비롯한 습식 또는 건식 에칭 공정에 의한, 랜덤 텍스처링 단계 이후의 희생층(110)을 도시한다. 사용될 수 있는 하나의 에칭제가 수산화칼륨(KOH)이지만, 다른 것이 또한 상이한 실시예들에서 사용될 수 있다. 따라서, 희생층(110)의 텍스처화된 표면(114)은 평탄한 형상을 갖지 않는다. 소정 실시예들에서, 텍스처는 하부에 있는 규소 기판(100)의 노출을 포함하지 않지만, 일부 실시예들에서, 규소 기판(100)은 원한다면 희생층(110)을 통해 노출될 수 있다. 희생층(110)의 텍스처화된 표면(114)은 삼각뿔 또는 직사각뿔과 같은 규칙적인 반복 패턴을 가질 수 있거나, 랜덤하게 결정된 패턴을 가질 수 있다. 어느 경우든, 희생층(110)은 후속 처리 동안에 텍스처화된 표면(114)의 형상을 유지시킬 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 도핑된 규소 층(120)이 텍스처화된 표면(114) 위에 형성될 수 있다. 도핑된 규소 층(120)은 임의의 원하는 CVD 공정을 사용하여 침착될 수 있다. 도핑된 규소 층은 N+ 도핑될 수 있고, 0.01 내지 5 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 소정 실시예들에서, 도핑된 규소 층(120)은 게르마늄으로 도핑될 수 있다. 일부 실시예들에서, 도펀트 농도는 대략 입방 센티미터당 1×1017개 원자일 수 있지만, 최대 입방 센티미터당 1×1020개 원자 이상인 보다 작거나 큰 농도가 또한 사용될 수 있다.
소정 실시예들에서, 규소의 다른 도핑된 층, 즉 N+ 층(124)이 도핑된 규소 층(120) 상에 형성될 수 있다. 도 6은 N+ 층(124)의 형성을 도시한다. 모든 실시예들이 N+ 층(124)을 포함하지는 않을 것이지만, 그것이 전반에 걸쳐 도시된다. N+ 층(124)은 예를 들어 CVD 기술을 통해 침착되거나 에피택셜 성장 기술을 사용하여 성장될 수 있다. N+ 층(124)은 규소-게르마늄 조성물 또는 규소-탄소 재료로 구성될 수 있다.
보다 두꺼운 N+ 층(124)에 비해, 도핑된 규소 층(120)은 고농도로 도핑될 수 있으며, 흔히 N++ 도핑된 층으로 불릴 수 있다. 일부 실시예들에서, N+ 층(120)은 보다 높은 농도로 도핑된 규소 층(120)에 대해 상대적으로 표현되는 저농도로 도핑된 층으로 불릴 수 있다. 소정 실시예들에서, N+ 층(124)은 비교적 다공성일 수 있다. 일부 실시예들에서, 도핑되지 않은 규소가 도핑된 규소 층(120) 위에 침착될 수 있다. 도펀트를 도핑된 규소 층(120)으로부터 N+ 층(124) 내로 도입시켜 N+ 층(124)의 비교적 저농도 도핑을 얻기 위해 후속적인 열 단계가 사용될 수 있다. N+ 층(124)은, 존재하는 경우, 0.05 내지 1 마이크로미터 두께일 수 있다.
도 7은 N+ 층(124) 위에서의 또는 N+ 층이 생략된 때 도핑된 규소 층(120) 위에서의 규소 필름(130)의 성장을 도시한다. 규소 필름(130)은 완성된 태양 전지의 전체 구조 내의 동반하는 층들에 비해 상대적으로 두꺼울 수 있다. 규소 필름은 또한 기판(100) 또는 전통적인 태양 전지 웨이퍼에 비해 상대적으로 얇을 수 있다. 에피택셜 침착 공정에 의해 성장되는 규소 필름이 또한 박형 규소 필름, 박형 규소 기판, 에피택셜-성장된 기판, 또는 더욱 일반적으로는 성장된 규소 층으로 불릴 수 있다. 규소 필름(130)은 폴리실리콘 결정 구조체를 N+ 층(124)의 노출된 표면 상에 시딩(seeding)하고 전파시키는 에피택셜 성장 공정에 의해 형성될 수 있다. 규소 필름(130)은 규소-게르마늄 기판 또는 규소-탄소 기판과 같이 약간 N+ 도핑될 수 있다. 규소 필름(130)은 일부 실시예들에서 순수 규소 기판일 수 있다. 소정 실시예들에서, 규소 필름(130)은 다공성 규소일 수 있다. 일반적으로, 규소 필름(130)의 정확한 조성물은 규소 또는 약간의 도핑된 규소 재료 또는 제조된 태양 전지의 요소들의 나머지와 상호작용하여 광기전 태양 전지 기판으로서 작동하기에 충분한 규소의 화합물일 수 있다.
소정 실시예들에서, 규소 필름(130)의 성장을 비롯한 본 명세서에 기술된 임의의 층 또는 물질의 에피택셜 성장 후 이를 소결시키기 위해 열 가열 단계가 뒤이을 수 있다. 규소 필름(130)은 CVD 공정 단계로 형성될 수 있다. 규소 필름(130)은 20 내지 150 마이크로미터 두께일 수 있고, 일부 실시예들에서 50 마이크로미터 두께일 수 있다. 소정 실시예들에서, 규소 필름(130)은 그 후면 상에서 표면 텍스처를 감소시키는 공정에 의해 형성된다. 따라서, 도핑된 규소 층(120)과 N+ 층(124)이 비교적 공형(conformal)일 수 있지만, 규소 필름(130)의 두께가 평탄화를 유발하여, 비교적 평평한 후방 표면, 즉 노출된 표면을 초래할 수 있다.
도 8은 규소 필름(130)의 상기 노출된 표면 상에서의 접점 구조체(140)의 형성을 도시한다. 정확한 접점 구조체(140)는 실시예들 사이에서 다를 수 있다. 예를 들어, 소정 실시예들에서, 접점 구조체는 상호교차형의 도핑된 폴리실리콘 영역들을 포함할 수 있다. 예시된 실시예는 각각 교번하는 N 및 P 도핑된 폴리실리콘 영역(144, 146)들을 보여준다. 부가적으로, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 스완슨(Swanson)의 미국 특허 제7,468,485호 및 제7,633,006호에 기술된 바와 같이, 얇은 산화물 층(142)이 규소 필름(130)과 도핑된 폴리실리콘 영역(144, 146)들 사이에 존재할 수 있다. 얇은 산화물 층(142)은 도핑된 폴리실리콘 영역(144, 146)들로의 캐리어 수송 동안에 재결합을 억제하는 터널 산화물로서 기능할 수 있다. 도핑된 폴리실리콘 영역(144, 146)들은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 스미스(Smith) 등의 미국 특허 제6,998,288호 및 제7,135,350호와 드 괴스테르(De Ceuster) 등의 제7,820,475호에 기술된 바와 같은(이에 제한되지 않음) 인쇄, 마스크 및 에칭 기술을 사용하여 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 도핑된 폴리실리콘 영역(144, 146)들은 잉크젯 인쇄 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 그러한 공정에서, 도핑되지 않은 폴리실리콘 층이 얇은 산화물 층(142) 위에 형성될 수 있다. 적절한 N 및 P 도펀트 소스들을 그들의 각자의 폴리실리콘 영역들 위에 정확하게 배치하기 위해 잉크젯 도펀트 침착 공정이 사용될 수 있다. N 및 P 폴리실리콘 영역(144, 146)들을 도핑하는 열 주입 단계가 뒤이을 수 있다. 이어서 마스크 및 에칭 단계가 도펀트 소스를 제거하기 위해 그리고 폴리실리콘 영역(144, 146)들 사이에 트렌치(trench)들을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 접점 구조체(140)를 형성하는 그러한 공정의 상세한 설명을 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 스미스의 미국 특허 제7,812,250호에서 찾아볼 수 있다.
도핑된 폴리실리콘 영역(144)들 사이의 트렌치들 내부를 포함한, 도핑된 폴리실리콘 영역들 상에 절연층(148)이 형성될 수 있다. 단일의 예시된 절연층(148)에 더하여, 상이한 실시예들에서 다른 절연층들이 또한 형성될 수 있다. 예를 들어, 소정 실시예들에서, 질화규소 또는 다른 후면 ARC가 접점 구조체(140)를 형성하는 공정의 일부로서 형성될 수 있다. 다른 패시베이팅 또는 절연층들이 또한 접점 구조체(140)의 형성 동안에 형성될 수 있다. 도핑된 폴리실리콘 영역(144, 146)들과 전기적으로 접촉하는 접촉 플러그(150)의 형성을 허용하기 위해, 하나 이상의 접촉 구멍들 또는 비아(via)들이 절연층(148) 내에서 개방될 수 있다. 소정 실시예들에서, 접촉 구멍 또는 비아는 마스크 및 에칭 공정으로 개방될 수 있는 반면, 다른 실시예들에서는 당업계에 알려져 있는 바와 같이 레이저 공정이 사용될 수 있다. 유사하게, 접촉 플러그(150)로 불리지만, 접촉 플러그(150)는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는, 멀리건(Mulligan) 등의 미국 특허 제7,388,147호에 기술된 것과 같은 수 개의 적층된 재료들을 지칭할 수 있다.
일부 실시예들에서, 접점 구조체(140)는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 미국 특허 공개 제2008/0017243호로 공개된, 드 괴스테르 등의 미국 특허 출원 제11/492,282호에 기술된 것과 같은 전적으로 상이한 유형의 것일 수 있다. 접점 구조체(140)의 특정 구성요소들, 요소들 또는 특징부들에 상관없이, 후면 접촉 후면 접합 아키텍처가 사용될 수 있으며, 여기서 규소 필름(130)은 임의의 참고 문헌에 기술된 구조체들 중 임의의 것을 위한 규소 기판으로서 역할한다. 그러한 기술들을 실시할 때, 희생층(112)과 현재 결합된 도핑된 규소 층(120)이 경계가 되는 랜덤하게 텍스처화된 표면과 N+ 도핑된 영역이 태양 전지의 전방 또는 태양측에 있는 상태로, 전방 구조체가 이미 형성되었다는 것이 관찰될 것이다.
소정 실시예들에서, 접점 구조체(140)를 제조하기 위해 요구되는 열 단계는 도핑된 규소 층(120)으로부터 N+ 층(124) 또는 규소 필름(130) 내로의 도펀트 주입을 완료하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 도핑된 규소 층(120)으로부터의 도펀트들은 N+ 층(124)을 통해 규소 필름(130) 내로 주입될 수 있거나, 다른 실시예들에서 이들은 N+ 층(124)이 생략되었기 때문에 규소 필름(130) 내로 직접 주입될 수 있다. 따라서, 당업자는 접점 구조체(140)의 형성 동안에 충분한 열 공정이 수행될 것이라면, 도펀트들을 도핑된 규소 층(120), N+ 층(124) 또는 규소 필름(130) 내로 그들의 각자의 형성 단계 동안에 완전히 주입시키고 활성화시키는 것이 필요하지 않을 수 있음을 알 것이다.
따라서, 도 8은 완전히-형성된 접점 구조체(140)를 도시한다. 그러한 구조체의 일 실시예가 도시되어 있지만, 본 명세서에 기술된 본 발명의 기술로부터 벗어남이 없이 다른 것들이 사용될 수 있다. 도 9는 규소 필름(130)의 후면의 노출된 표면에 결합될 수 있는 캐리어 요소(160)를 도시한다. 예를 들어, 캐리어 요소(160)는 절연층(148) 또는 접촉 플러그(150) 또는 둘 모두에 결합될 수 있다. 캐리어 요소(160)는 후속 분리 단계 동안에 태양 전지를 지지하기에 충분한 강성 및 일부 실시예에서는 평탄도를 갖는 임의의 장치 또는 구조체일 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 캐리어 요소(160)는 플라스틱 표면 또는 금속 표면 등일 수 있다. 일부 실시예들에서, 캐리어 요소(160)는 개별적인 다수의 전지들 모두를 위해 이들에 접합될 수 있다. 캐리어 요소(160)는 임의의 용해성 또는 가역성 접합제 또는 접착제를 사용하여 접합될 수 있다. 소정 실시예들에서, 영구적이지는 않지만 대응하는 접합 해제용 제제를 갖지 않는 접합들을 포함한 영구적 접합이 형성될 수 있다.
도 10은 희생층(112)이 부분적으로 또는 완전히 파괴되어 박형 규소 태양 전지(190)를 규소 기판(100)으로부터 해제시키는 분리 단계를 도시한다. 그러한 분리는 예를 들어 습식 에칭 공정을 비롯한 선택적 에칭 공정을 사용하여 달성될 수 있다. 소정 실시예들에서, 희생층(112)은 재사용을 위해 규소 기판(100)에 의해 유지된다. 그러한 실시예들에서, 희생층(112)을 포함하는 표면이 재사용 전에 세척되거나 세정될 수 있다. 다른 실시예들에서, 희생층(112)은 완전히 용해되며, 이는 규소 기판이 재사용되는 경우, 새로운 희생층(112)이 형성될 것을 필요로 한다. 소정 실시예들에서, 희생층(112)의 일부분이 분리 공정 동안에 제거되지 않을 수 있으며, 이는 후속적으로 소실될 수 있다. 따라서, 희생층(112)이 추후 제조 단계에서 재사용되지 않지만, 이는 분리 공정 동안에 완전히 제거될 필요는 없다. 일부 실시예들에서, 선택적 에칭제 사용이 박형 규소 태양 전지(190)의 구성요소들에 침습하지 않는다.
따라서, 도핑된 규소 층(120)의 표면이 노출된다. 이러한 표면은 희생층(112)으로부터의 분리 후 세척되고 세정될 수 있다. 도핑된 규소 층(120)은 이제 박형 규소 태양 전지(190)의 태양측에서 최상부 층을 형성한다. 도 11은 ARC 층(170)이 도핑된 규소 층(120) 위에 형성되어 박형 규소 태양 전지(190)의 성능을 향상시킬 수 있는 것을 도시한다. 소정 실시예들에서, 후면 ARC 또는 BARC가 접점 구조체(140)를 형성하는 공정의 일부로서 형성될 수 있다.
소정 실시예들에서, 하나 이상의 제조 단계들이 생략될 수 있다. 예를 들어, 도핑된 규소 층(120) 및 N+ 층(124) 둘 모두가 생략되는 경우, 규소 필름(130)의 전방 표면이 희생층(112) 상에 직접 형성된다. 그러한 실시예에서, 박형 규소 태양 전지(190)의 전방면 패시베이션이 ARC 단계 전에 또는 그와 함께 수행될 수 있다. 소정 실시예들에서, 규소 필름(130)의 전방면 또는 노출면의 도핑이 희생층(112)으로부터의 분리 후에 수행될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 캐리어 요소(160)는 임의의 원하는 접합 해제 공정을 통해 박형 규소 태양 전지(190)로부터 해제될 수 있다. 그러한 접합 해제 공정은 박형 규소 태양 전지(190)를 캐리어 요소(160)에 결합시키는 접착제 또는 접합제에 침습하는 용제 또는 에칭제를 포함할 수 있다. 소정 실시예들에서, 박형 규소 태양 전지(190)의 후면은 접합 공정의 잔류물을 제거하기 위해 세정될 수 있다. 박형 규소 태양 전지(190)는 이제 소결, 상호연결, 태양 모듈 내로의 통합 등과 같은 추가 처리를 위한 준비가 된다. 일부 실시예들에서, 전방 ARC 및 BARC 단계가 제조 공정의 이 시점에서 동시에 수행될 수 있다. ARC 또는 BARC 재료들은 원격 플라즈마 침착 기술을 사용하여 침착되는, 질화규소와 같은 질화물을 포함할 수 있다.
알 수 있는 바와 같이, 박형 규소 태양 전지(190)는 전통적으로 생성된 솔라 웨이퍼에 의존함이 없이 제조되어, 잉곳 생성 및 웨이퍼링이라는 잠재적으로 고가인 추가 단계들을 제거하였다.
알 수 있는 본 제조 기술의 다른 유리한 특징은 규소 필름(130)의 텍스처화된 전방 표면, 구체적으로는 텍스처화된 도핑된 규소 층(120) 및/또는 N+ 층(124)의 형성이다. 일부 태양 전지 제조 공정들 동안에, 전지의 전방 표면을 텍스처화하는 것은 전방 및 후방 표면들 둘 모두를 위한 에칭 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 접점 구조체 형성 단계들은 후방 접촉 표면에 대한 파괴적 에칭을 수용하여야 한다. 따라서, 일부 기술들은 텍스처화 에칭 동안에 후방 표면의 민감한 특징부들 위에 사용하기 위한 보호 구조체를 형성한다. 전방 표면, 즉 이제는 노출되어진 도핑된 규소 층(120)을 사전-텍스처화하면, 접점 구조체(140)가 파괴적 텍스처화 에칭 단계를 수용함이 없이 생성될 수 있다. 이러한 고려 사항을 제거하는 것은 접점 구조체(140)를 형성하는 비용을 감소시킬 수 있다. 파괴적 텍스처화 단계가 후면 접점 형성에 요구되는 실시예들에서, 평평한 희생층, 도핑된 규소 층(120), N+ 층(124) 및 규소 필름(130)을 형성하는 것이 가능하다. 희생층으로부터 분리시킨 후에만, 후면의 텍스처화를 포함한, 도핑된 규소 층(120)의 텍스처화가 이루어져 BARC 처리를 준비할 수 있다.
도 12 및 도 13은 박형 규소 태양 전지를 위한 제조의 초기 단계들에 대한 대안적인 공정 실시예의 단계들을 도시한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 규소 기판(200)은 그 자체가 텍스처화된 표면을 가질 수 있다. 이러한 텍스처화된 표면은 일부 실시예들에서 희생층으로서의 텍스처화된 표면의 사용을 돕기 위해 도핑될 수 있다. 그리고 나서, 도핑된 규소 층(212)이 규소 기판(200) 위에 공형으로 형성되어, 도핑된 규소 층(212)에 텍스처화된 형상을 부여할 수 있다. 이러한 방식으로, 규소 기판(200)의 상부 표면이 희생층으로서 기능할 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 것과 동등한 분리 단계 동안에, 규소 기판(200)의 상부 표면이 침습되어 박형 규소 태양 전지를 해제시킬 수 있다. 규소 기판(200)은 그의 텍스처화된 형상을 유지하여, 세정 후, 규소 기판 위에서의 새로운 도핑된 규소 층(212)의 형성에 의해 재사용을 허용할 수 있다.
이전에 언급된 바와 같이, 제조 공정의 단계들은 기술되고 예시된 순서로 또는 다른 순열로 수행될 수 있다. 예를 들어, 제조 단계들의 일 실시예에서, 태양 전지는 접점 구조체의 형성을 완료하기 전에 희생층을 부분적으로 또는 완전히 파괴시킴으로써 규소 기판으로부터 분리될 수 있다.
전술한 상세한 설명에서 적어도 하나의 예시적인 실시예가 제시되었지만, 많은 변형들이 존재하는 것을 알아야 한다. 또한, 본 명세서에 기술된 예시적인 실시예 또는 실시예들이 청구된 요지의 범주, 이용가능성 또는 구성을 어떠한 방식으로도 제한하도록 의도되지 않는 것을 알아야 한다. 오히려, 전술한 상세한 설명은 당업자에게 기술된 실시예 또는 실시예들을 구현하기 위한 편리한 지침을 제공할 것이다. 본 특허 출원의 출원 시 공지된 등가물들 및 예측가능한 등가물들을 포함한 요소들의 기능 및 배열에서의 다양한 변경들이 특허청구범위에 의해 한정되는 범주로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (20)

  1. 태양 전지를 제조하는 방법으로서,
    규소 기판의 표면 위에 희생층을 에피택셜 형성하는 단계;
    희생층의 노출된 표면을 처리하여 텍스처화된 표면을 형성하는 단계;
    희생층 위에 도핑된 규소 층을 형성하는 단계;
    도핑된 규소 층 위에 규소 필름을 형성하는 단계;
    규소 필름 상에 산화물 층을 형성하는 단계;
    산화물 층 상에 교번하는 N 및 P 도핑된 영역을 형성하는 단계;
    N 및 P 도핑된 영역 각각을 금속 접점과 접촉시키는 단계; 및
    희생층을 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 희생층을 형성하는 단계는 규소 및 게르마늄으로 구성되는 희생층을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 규소 필름을 형성하는 단계는 규소 필름을 에피택셜 성장시키는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 상호교차형 접점들을 형성하는 단계는 복수의 도펀트 소스(dopant source)들을 잉크젯 프린터를 사용하여 침착시키는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 도핑된 규소 층을 형성하는 단계는 희생층의 텍스처화된 표면에 정합하는 도핑된 규소의 층을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 희생층을 제거하는 단계 이전에 규소 필름을 캐리어에 접합시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 희생층을 제거하는 단계 이후에 캐리어로부터 규소 필름을 접합 해제(debonding)시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 도핑된 규소 층과 규소 필름 사이에 도핑된 규소 층에 비해 저농도로 도핑된 규소 층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  10. 삭제
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SG (1) SG193949A1 (ko)
TW (1) TWI545793B (ko)
WO (1) WO2012134866A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023287120A1 (ko) * 2021-07-14 2023-01-19 한국광기술원 기판의 재활용이 가능한 ⅲ-ⅴ족 나노로드 태양전지 제조방법

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8486746B2 (en) * 2011-03-29 2013-07-16 Sunpower Corporation Thin silicon solar cell and method of manufacture
GB2502293A (en) * 2012-05-22 2013-11-27 Renewable Energy Corp Asa A method for manufacturing a back contacted back junction solar cell module
KR101307257B1 (ko) * 2012-06-28 2013-09-12 숭실대학교산학협력단 영상의 인트라 예측 장치
CN102856328B (zh) * 2012-10-10 2015-06-10 友达光电股份有限公司 太阳能电池及其制作方法
US9263601B2 (en) * 2012-12-21 2016-02-16 Sunpower Corporation Enhanced adhesion of seed layer for solar cell conductive contact
US9812592B2 (en) * 2012-12-21 2017-11-07 Sunpower Corporation Metal-foil-assisted fabrication of thin-silicon solar cell
US9082925B2 (en) * 2013-03-13 2015-07-14 Sunpower Corporation Methods for wet chemistry polishing for improved low viscosity printing in solar cell fabrication
TWI492401B (zh) * 2013-04-02 2015-07-11 Motech Ind Inc 太陽能電池、其製造方法及其模組
KR101613843B1 (ko) 2013-04-23 2016-04-20 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 이의 제조 방법
KR102045001B1 (ko) * 2013-06-05 2019-12-02 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 이의 제조 방법
TWI620334B (zh) * 2013-07-03 2018-04-01 新日光能源科技股份有限公司 背接觸式太陽能電池及其模組
KR101622089B1 (ko) * 2013-07-05 2016-05-18 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 이의 제조 방법
US10553738B2 (en) 2013-08-21 2020-02-04 Sunpower Corporation Interconnection of solar cells in a solar cell module
DE102013219565A1 (de) * 2013-09-27 2015-04-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Photovoltaische Solarzelle und Verfahren zum Herstellen einer photovoltaischen Solarzelle
KR101622090B1 (ko) 2013-11-08 2016-05-18 엘지전자 주식회사 태양 전지
US20150179834A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Mukul Agrawal Barrier-less metal seed stack and contact
KR101867855B1 (ko) * 2014-03-17 2018-06-15 엘지전자 주식회사 태양 전지
US9911874B2 (en) * 2014-05-30 2018-03-06 Sunpower Corporation Alignment free solar cell metallization
US9559236B2 (en) * 2014-09-24 2017-01-31 Sunpower Corporation Solar cell fabricated by simplified deposition process
US20160163901A1 (en) * 2014-12-08 2016-06-09 Benjamin Ian Hsia Laser stop layer for foil-based metallization of solar cells
US9985159B2 (en) * 2015-11-13 2018-05-29 Alliance For Sustainable Energy, Llc Passivated contact formation using ion implantation
US11424373B2 (en) * 2016-04-01 2022-08-23 Sunpower Corporation Thermocompression bonding approaches for foil-based metallization of non-metal surfaces of solar cells
USD822890S1 (en) 2016-09-07 2018-07-10 Felxtronics Ap, Llc Lighting apparatus
JPWO2018180765A1 (ja) * 2017-03-31 2020-02-13 日本電気株式会社 テクスチャ構造の製造方法
US10775030B2 (en) 2017-05-05 2020-09-15 Flex Ltd. Light fixture device including rotatable light modules
USD832494S1 (en) 2017-08-09 2018-10-30 Flex Ltd. Lighting module heatsink
USD872319S1 (en) 2017-08-09 2020-01-07 Flex Ltd. Lighting module LED light board
USD846793S1 (en) 2017-08-09 2019-04-23 Flex Ltd. Lighting module locking mechanism
USD877964S1 (en) 2017-08-09 2020-03-10 Flex Ltd. Lighting module
USD833061S1 (en) 2017-08-09 2018-11-06 Flex Ltd. Lighting module locking endcap
USD862777S1 (en) 2017-08-09 2019-10-08 Flex Ltd. Lighting module wide distribution lens
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
JP7040140B2 (ja) * 2018-03-07 2022-03-23 セイコーエプソン株式会社 光電変換素子、光電変換モジュールおよび電子機器
CN109285896B (zh) * 2018-07-31 2020-10-16 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 一种太阳能电池及其制备方法
EP3671863B1 (en) * 2018-12-20 2021-06-09 IMEC vzw Smoothed rear side doped layer for a bifacial solar cell

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001044463A (ja) 1999-07-27 2001-02-16 Canon Inc 太陽電池およびその製造方法
JP2001118758A (ja) * 1999-10-14 2001-04-27 Sony Corp 半導体素子の製造方法
JP2003152207A (ja) * 2001-11-13 2003-05-23 Toyota Motor Corp 光電変換素子及びその製造方法
JP2005101630A (ja) 1996-12-18 2005-04-14 Canon Inc 半導体部材の製造方法
JP2006310389A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Sharp Corp 太陽電池の製造方法
US20100236613A1 (en) * 2009-03-17 2010-09-23 Jong-Jan Lee Single Heterojunction Back Contact Solar Cell
US20100269904A1 (en) * 2006-05-04 2010-10-28 Peter John Cousins Solar Cell Having Doped Semiconductor Heterojunction Contacts

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993533A (en) * 1975-04-09 1976-11-23 Carnegie-Mellon University Method for making semiconductors for solar cells
JPH0427169A (ja) * 1990-05-22 1992-01-30 Mitsubishi Materials Corp 太陽電池
US6548382B1 (en) * 1997-07-18 2003-04-15 Silicon Genesis Corporation Gettering technique for wafers made using a controlled cleaving process
JPH11214720A (ja) * 1998-01-28 1999-08-06 Canon Inc 薄膜結晶太陽電池の製造方法
US7887632B2 (en) * 2004-01-15 2011-02-15 Japan Science And Technology Agency Process for producing monocrystal thin film and monocrystal thin film device
US20050252544A1 (en) 2004-05-11 2005-11-17 Ajeet Rohatgi Silicon solar cells and methods of fabrication
US7468485B1 (en) * 2005-08-11 2008-12-23 Sunpower Corporation Back side contact solar cell with doped polysilicon regions
CN106409970A (zh) * 2005-12-21 2017-02-15 太阳能公司 背面触点太阳能电池及制造方法
US8309844B2 (en) 2007-08-29 2012-11-13 Ferro Corporation Thick film pastes for fire through applications in solar cells
US8410568B2 (en) * 2008-08-29 2013-04-02 Tau-Metrix, Inc. Integrated photodiode for semiconductor substrates
US20100108130A1 (en) 2008-10-31 2010-05-06 Crystal Solar, Inc. Thin Interdigitated backside contact solar cell and manufacturing process thereof
US20110056532A1 (en) * 2009-09-09 2011-03-10 Crystal Solar, Inc. Method for manufacturing thin crystalline solar cells pre-assembled on a panel
US20110174376A1 (en) * 2010-01-19 2011-07-21 Amberwave, Inc. Monocrystalline Thin Cell
US8486746B2 (en) * 2011-03-29 2013-07-16 Sunpower Corporation Thin silicon solar cell and method of manufacture

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005101630A (ja) 1996-12-18 2005-04-14 Canon Inc 半導体部材の製造方法
JP2001044463A (ja) 1999-07-27 2001-02-16 Canon Inc 太陽電池およびその製造方法
JP2001118758A (ja) * 1999-10-14 2001-04-27 Sony Corp 半導体素子の製造方法
JP2003152207A (ja) * 2001-11-13 2003-05-23 Toyota Motor Corp 光電変換素子及びその製造方法
JP2006310389A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Sharp Corp 太陽電池の製造方法
US20100269904A1 (en) * 2006-05-04 2010-10-28 Peter John Cousins Solar Cell Having Doped Semiconductor Heterojunction Contacts
US20100236613A1 (en) * 2009-03-17 2010-09-23 Jong-Jan Lee Single Heterojunction Back Contact Solar Cell

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023287120A1 (ko) * 2021-07-14 2023-01-19 한국광기술원 기판의 재활용이 가능한 ⅲ-ⅴ족 나노로드 태양전지 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
MY162679A (en) 2017-06-30
JP2014509795A (ja) 2014-04-21
SG193949A1 (en) 2013-11-29
TWI545793B (zh) 2016-08-11
KR20140027172A (ko) 2014-03-06
US8486746B2 (en) 2013-07-16
JP6083082B2 (ja) 2017-02-22
US20120247560A1 (en) 2012-10-04
CN103460354B (zh) 2017-02-15
US20140034128A1 (en) 2014-02-06
TW201301550A (zh) 2013-01-01
WO2012134866A1 (en) 2012-10-04
EP2691980A1 (en) 2014-02-05
EP2691980A4 (en) 2014-10-08
CN103460354A (zh) 2013-12-18
AU2012238016B2 (en) 2015-12-10
US8822257B2 (en) 2014-09-02
AU2012238016A1 (en) 2013-10-10

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