KR101918738B1 - 태양 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양 전지에 관한 것이다. 태양 전지의 한 예는 제1 도전성 타입을 갖고 결정질 반도체로 이루어진 기판, 상기 기판의 제1 면에 위치하고 상기 제1 도전성 타입과 다른 제2 도전성 타입을 갖는 에미터부, 상기 기판의 상기 제1 면에 상기 에미터부와 이격되게 위치하고, 상기 제1 도전성 타입을 갖는 제1 전계부, 상기 에미터부 바로 위에 위치한 제1 보조 전극, 상기 제2 전계부 바로 위에 위치한 제2 보조 전극, 상기 제1 보조 전극 바로 위에 위치한 제1 주 전극, 그리고 상기 제2 보조 전극 바로 위에 위치한 제2 주 전극을 포함하고, 상기 제1 및 제2 보조 전극은 각각 1000S/㎝ 내지 3000S/㎝의 전도도를 갖는 투명한 도전성 산화막에 도전성 물질이 도핑된 투명한 도전막이다.

Description

태양 전지{SOLAR CELL}
본 발명은 태양 전지에 관한 것이다.
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.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductivity type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체부에서 전자와 정공이 생성되고 p-n 접합에 의해 전자는 n형 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 p형의 반도체부와 n형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양 전지의 효율을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지는 제1 도전성 타입을 갖고 결정질 반도체로 이루어진 기판, 상기 기판의 제1 면에 위치하고 상기 제1 도전성 타입과 다른 제2 도전성 타입을 갖는 에미터부, 상기 기판의 상기 제1 면에 상기 에미터부와 이격되게 위치하고, 상기 제1 도전성 타입을 갖는 제1 전계부, 상기 에미터부 바로 위에 위치한 제1 보조 전극, 상기 제2 전계부 바로 위에 위치한 제2 보조 전극, 상기 제1 보조 전극 바로 위에 위치한 제1 주 전극, 그리고 상기 제2 보조 전극 바로 위에 위치한 제2 주 전극을 포함하고, 상기 제1 보조 전극 및 제2 보조 전극은 각각 1000S/㎝ 내지 3000S/㎝의 전도도를 갖는 투명한 도전성 산화막에 도전성 물질이 도핑된 투명한 도전막이다.
상기 제1 보조 전극 및 제2 보조 전극 각각은 제1 산화막과 제1 산화막보다 두꺼운 두께를 갖는 제2 산화막으로 이루어진 복수의 산화막층으로 이루어진 것이 좋다.
상기 제1 산화막은 알루미늄 산화막이고, 제2 산화막은 아연 산화막일 수 있다.
상기 제1 산화막과 상기 제2 산화막의 두께 비는 1: 8 내지 1: 80일 수 있다.
상기 제1 보조 전극 및 제2 보조 전극 각각은 100㎚ 내지 1000㎚의 두께를 가질 수 있다.
상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 기판의 상기 제1 면과 상기 에미터부 사이, 그리고 상기 기판의 상기 제1 면과 상기 제1 전계부 사이에 위치하고 비결정질 반도체로 이루어져 있는 제1 버퍼부를 더 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 기판의 상기 제1 면의 반대쪽인 상기 기판의 제2 면에 위치하며 비결정질 반도체로 이루어져 있는 제2 버퍼부를 더 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 기판의 상기 제1 면의 반대쪽인 상기 기판의 제2 면에 위치하고 상기 제1 도전성 타입을 갖는 제2 전계부를 더 포함할 수 있다.
상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 기판의 상기 제1 면의 반대쪽인 상기 기판의 제2 면에 위치하고 빛의 반사를 방지하는 반사 방지부를 더 포함할 수 있다.
상기 기판은 결정질 반도체로 이루어져 있고, 상기 에미터부와 상기 제1 전계부는 비결정질 반도체로 이루어질 수 있다.
상기 기판은 결정질 반도체로 이루어져 있고, 상기 에미터부와 상기 제1 전계부는 결정질 반도체로 이루어질 수 있다.
상기 기판의 상기 제1 면은 빛이 입사되지 않는 것이 좋다.
이러한 특징에 따르면, 투명한 도전성 산화막에 도전성 물질이 도핑된 투명한 도전막인 제1 보조 전극 및 제2 보조 전극이 에미터부와 제1 주 전극 사이 그리고 제1 전계부와 제2 주 전극 사이에 위치한다. 이로 인해, 제1 보조 전극 및 제2 보조 전극의 전도도가 크게 향상되어 에미터부에서 제1 주 전극으로 이동하는 전하와 제1 전계부에서 제2 주 전극으로 이동하는 전하의 양이 크게 증가하여 태양 전지의 효율이 향상된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 한 예의 일부 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 도전막을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 4는 반응성 플라즈마 증착법과 스퍼터링법 시 이온의 에너지를 각각 도시한 그래프이다.
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.
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 면에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 한 예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 본 실시예에 따른 태양 전지(11)는 기판(110), 빛이 입사되는 기판(110)의 면인 입사면[이하, '전면(front surface)' 또는 '제2 면'이라 함] 위에 위치하는 전면 버퍼부(제2 버퍼부)(191), 전면 버퍼부(191) 위에 위치하는 전면 전계부(제2 전계부)(171), 전면 전계부(171) 위에 위치하는 반사 방지부(130), 입사면의 반대쪽 면인 기판(110)의 면[이하, '후면(back surface)' 또는 '제1 면' 이라 함] 위에 위치하는 후면 버퍼부(제1 버퍼부)(192), 후면 버퍼부(192) 위에 위치하는 복수의 에미터부(emitter region)(121), 후면 버퍼부(192) 위에 위치하고 복수의 에미터부(121)와 이격되어 있는 복수의 후면 전계부[back surface field (BSF) region](복수의 제1 전계부)(172), 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172) 위에 각각 위치하는 복수의 제1 보조 전극(151) 및 제2 보조 전극(152), 그리고 복수의 제1 보조 전극(151) 및 제2 보조 전극(152) 위에 각각 위치하는 복수의 제1 주 전극(141) 및 제2 주 전극(142)을 포함한다. 이때, 제1 보조 전극(151)과 그 위에 위치하는 제1 주 전극(141)은 제1 전극부를 형성하고, 제2 보조 전극(152)과 그 위에 위치하는 제2 주 전극(142)은 제2 전극부를 형성한다.
일반적으로 기판(110)의 후면을 통해 빛은 입사되지 않지만, 경우에 따라 기판(110)의 후면으로 빛이 입사될 수 있다. 이 경우, 기판(110)의 후면을 통해 입사되는 빛의 양은 기판(110)의 전면을 통해 입사되는 빛의 양보다 훨씬 적다.
기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 n형 도전성 타입의 실리콘(silicon)과 같은 반도체로 이루어진 반도체 기판이다. 이때, 반도체는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘과 같은 결정질 반도체이다. n형의 기판(110)에는 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 도핑된다.
하지만, 기판(110)은 p형 도전성 타입일 수 있고, 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다. 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 기판(110)은 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑된다.
도 1 및 도 2에서, 평탄면인 기판(110)의 전면에 별도의 텍스처링 처리 공정이 행해져, 기판(110)의 전면은 주변보다 위로 튀어 올라온 복수의 돌출부와 주변보다 아래로 꺼진 복수의 오목부를 구비한 요철면인 텍스처링 표면(textured surface)을 가진다. 이 경우, 기판(110)의 전면에 위치한 전면 버퍼부(191), 전면 전계부(171) 및 반사 방지부(130) 역시 요철면을 갖는다.
이와 같이, 기판(110)의 전면이 텍스처링되어 있으므로, 기판(110)의 입사 면적이 증가하고 요철에 의한 복수 번의 반사 동작으로 빛 반사도가 감소하여, 기판(110)으로 입사되는 빛의 양이 증가하므로 태양 전지(11)의 효율이 향상된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 예의 태양 전지(11)에서, 기판(110)의 후면은 텍스처링 표면 대신 평탄면을 갖는다. 이로 인해, 기판(110)의 후면에 위치하는 구성요소들이 보다 균일하고 안정적으로 기판(110)의 후면과 밀착하게 형성되어, 기판(110)과 기판(110)의 후면 위에 위치하는 구성요소들간의 접촉 저항이 감소된다. 하지만, 이와는 달리, 기판(110)의 후면도 전면과 같이 요철면인 텍스처링 표면을 가질 수 있다.
기판(110)의 전면 위에 위치한 전면 버퍼부(191)는 비결정질 반도체로 이루어져 있다. 예를 들어, 전면 버퍼부(191)는 수소화된 진성 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon, i-a-Si:H)으로 이루어진다.
이때, 전면 버퍼부(191)는 기판(110)의 전면에 전체적으로 위치하거나 기판(110) 전면의 가장 자리 부분을 제외한 기판(110)의 전면에 위치할 수 있다.
전면 버퍼부(191)는 전면 버퍼부(191)에 함유된 수소(H)를 이용하여 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 패시베이션 기능(passivation function)을 수행하여 결함에 의해 기판(110)의 표면 및 그 근처에서 손실되는 전하의 양을 감소시킨다.
본 실시예의 경우, 기판(110)에 함유된 n형 또는 p형과 같은 도전성을 갖는 불순물에 의해, 기판(110), 특히 기판(110)의 표면 및 그 근처에는 많은 결함이 존재한다.
따라서, 결함이 많이 존재하는 기판(110)의 표면에 전면 버퍼부(191)가 바로 위치하므로, 결함에 의해 기판(110)의 표면 및 그 근처에서 손실되는 전하의 양이 감소된다.
이러한 전면 버퍼부(191)는 약 1㎚ 내지 10㎚의 두께를 가질 수 있다.
전면 버퍼부(191)의 두께가 약 1㎚ 이상이면 기판(110) 전면에 전면 버퍼부(191)가 좀더 균일하게 도포되므로 패시베이션 기능을 좀더 양호하게 수행할 수 있으며, 전면 버퍼부(191)의 두께가 약 10㎚ 이하이면 전면 버퍼부(191) 내에서 흡수되는 빛의 양을 좀더 감소시켜 기판(110) 내로 입사되는 빛의 양을 좀더 증가시킬 수 있다.
전면 버퍼부(191) 위에 위치한 전면 전계부(171)는 기판(110)과 동일한 도전성 타입(예, n형)의 불순물을 함유한 비결정질 반도체, 예를 들어, 비정질 실리콘으로 이루어져 있고, 전면 버퍼부(191)에 함유된 제1 도전성 타입의 불순물의 농도는 기판(110)보다 높은 농도를 갖는다. 따라서 전면 전계부(171)는 기판(110)과 이종 접합을 형성한다. 전면 전계부(171)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 전면 전계부(171)에는 5가 원소의 불순물이 도핑될 수 있다.
이러한 전면 전계부(171)는 기판(110)과의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽을 형성하여 기판(110)의 전면 쪽으로의 정공 이동을 방해하는 전면 전계 기능을 수행한다. 따라서, 전면 전계부(171)에 의해 기판(110)의 전면 쪽으로 이동하는 정공이 전위 장벽에 의해 기판(110)의 후면 쪽으로 되돌아가게 되는 전면 전계 효과가 얻어지고, 이로 인해, 기판(110)의 후면을 통해 외부 장치로 출력되는 정공의 출력량이 증가하게 되고 기판(110)의 전면에서 재결합이나 결함에 의해 손실되는 전하의 양이 감소한다.
또한, 전면 전계부(171)와 기판(110)과의 이종 접합에 의한 에너지 밴드갭(energy band gap) 차이, 즉, 결정질 실리콘과 비결정질 실리콘간의 에너지 밴드갭 차이로 인해, 내부 전위차((built-in potential difference)가 증가하여 태양 전지(11)의 개방 전압(Voc)이 증가하고, 태양 전지(11)의 필 팩터(fill factor)가 향상된다.
이때, 기판(110)과 이종 접합을 형성하는 전면 전계부(171)가 비결정질 물질(예, 진성 비정질 실리콘)로 이루어진 전면 버퍼부(191) 위에 위치하므로 태양 전지(11)의 필 팩터는 좀더 안정적으로 향상된다.
즉, 진성 비정질 실리콘으로 이루어진 전면 버퍼부(191) 위에 비정질 반도체(a-Si)로 이루어진 전면 전계부(171)가 형성될 때, 결정질 반도체로 이루어진 기판(110) 위에 바로 비정질 반도체로 이루어진 전면 전계부(171)가 위치할 때보다 전면 전계부(171)의 결정화 현상이 크게 감소한다.
예를 들어, 결정질 반도체의 기판(110) 위에 바로 비정질 반도체가 형성될 경우, 기판(110)의 결정에 영향을 받아 비정질 실리콘으로 이루어진 전면 전계부(171)에도 결정화가 진행된다. 이럴 경우, 기판(110)과 전면 전계부(171)와의 이종 접합에 의한 효과가 감소하거나 발생하지 않게 된다.
하지만, 본 실시예처럼, 결정질 반도체의 기판(110)과 비정질 반도체의 전면 전계부(171) 사이에 결정성을 갖고 있지 않은 진성 비정질 반도체로 이루어진 전면 버퍼부(191)가 위치함에 따라 전면 전계부(171)의 결정화 현상은 이루어지지 않게 된다. 이로 인해, 전면 전계부(171)는 안정적으로 비정질 반도체 상태를 유지하므로, 기판(110)과의 이종 접합 상태를 유지하게 된다.
이러한 전면 전계부(171)는 전면 전계 기능뿐만 아니라 전면 버퍼부(191)와 함께 패시베이션 기능을 수행한다. 즉, 전면 버퍼부(191)처럼, 전면 전계부(171) 역시 전면 전계부(171)에 함유된 수소(H)를 이용하여 패시베이션 기능을 수행한다. 이로 인해, 얇은 두께를 갖는 전면 버퍼부(191)의 패시베이션 기능을 안정적으로 보완하게 되므로, 기판(110)의 전면에서 패시베이션 효과가 안정적으로 얻어진다.
전면 전계부(171) 위에 위치한 반사 방지부(130)는 태양 전지(11)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양 전지(11)의 효율을 높인다. 이러한 반사 방지부(130)는 수소화된 실리콘 질화물(SiNx:H), 수소화된 비정질 실리콘 질화물(a-SiNx:H), 수소화된 실리콘 살화물(SiOx:H) 등과 같이 빛의 반사를 방해지는 재료로 이루어져 있고, 약 70㎚ 내지 90㎚의 두께를 가질 수 있다. 이러한 반사 방지부(130)는 투명할 수 있다.
반사 방지부(130)는 이 두께 범위 내에서 좀더 양호한 빛의 투과도를 가질 수 있어, 기판(110) 쪽으로 입사되는 빛의 양을 좀더 증가시킬 수 있다.
본 실시예에서, 반사 방지부(130)는 단일막 구조를 갖지만 이중막과 같은 다층막 구조를 가질 수 있고, 필요에 따라 생략될 수 있다. 반사 방지부(130) 역시 전면 전계부(171) 및 전면 버퍼부(191)의 패시베이션 기능과 유사한 패시베이션 기능을 수행한다.
실리콘 질화물이나 실리콘 산화물은 양(+)의 고정 전하(fixed charge)의 특성을 갖고 있으므로, 반사 방지부(130)가 이들 물질로 이루어져 있을 경우, 반사 방지부(130)의 고정 전하값은 양(+)이 된다.
이로 인해, n형의 기판(110)에서 소수 캐리어(minority carrier)로 작용하는 정공은 반사 방지부(130)와 동일한 양(+)의 극성을 갖고 있으므로, 반사 방지부(130)의 극성에 의해 반사 방지부(130)가 위치한 곳의 반대쪽, 즉, 정공이 출력되는 복수의 에미터부(121)가 위치한 기판(110)의 후면 쪽으로 밀려나게 된다.
따라서, 이러한 반사 방지부(130)에 의해, 기판(110)의 전면 쪽으로 이동하는 정공의 양이 감소하여 기판(110)의 전면에서 결함에 의해 손실되거나 재결합에 의해 손실되는 정공의 양이 감소하고, 또한 복수의 에미터부(121)가 위치한 기판(110)의 후면 쪽으로 이동하는 정공의 양이 증가한다.
이로 인해, 기판(110)의 전면에 위치하는 전면 버퍼부(191)와 반사 방지부(130)의 패시베이션 기능과 반사 방지부(130)의 고정 전하 역할에 의해 태양 전지(11)의 효율이 향상된다.
대안적인 예에서, 전면 버퍼부(191), 전면 전계부(171) 및 반사 방지부(130) 중 적어도 하나는 생략 가능하다.
후면 버퍼부(192)는 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172) 하부의 기판(110)의 후면 위뿐만 아니라 인접한 에미터부(121)와 후면 전계부(172) 사이의 기판(110) 후면 위에 위치한다. 이러한 후면 버퍼부(192)는 진성 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon)으로 이루어져 있다.
후면 버퍼부(192)를 형성하기 위해 공급되는 가스에 의해 수소화 처리될 수 있고, 이 경우, 후면 버퍼부(192)는 수소(H)를 함유하게 된다. 따라서 이 경우 후면 버퍼부(192)는 수소화된 진성 비정질 물질로 이루어질 수 있다.
후면 버퍼부(192)는, 전면 버퍼부(191)와 동일하게, 패시베이션 기능을 수행하여, 기판(110)의 후면 쪽으로 이동한 전하가 불안정한 결합에 의해 소멸되는 것을 감소한다.
후면 버퍼부(192)는 기판(110)의 후면 쪽으로 이동한 전하가 후면 버퍼부(192)를 통과하여 복수의 후면 전계부(172)와 복수의 에미터부(121)로 이동할 수 있는 두께를 갖는다. 예를 들어, 후면 버퍼부(192)의 두께는 약 1㎚ 내지 10㎚일 수 있다.
후면 버퍼부(192)의 두께가 약 1nm 이상이면 기판(110) 후면에 후면 버퍼부(192)가 좀더 균일하게 도포되므로 패시베이션 기능을 좀더 양호하게 수행할 수 있으며, 후면 버퍼부(192)의 두께가 약 10nm 이하이면 전하의 이동을 좀더 용이하게 하고 후면 버퍼부(192) 내에서 기판(110)을 통과한 빛이 흡수되는 양을 좀더 감소시켜 기판(110) 내로 재입사되는 빛의 양을 좀더 증가시킬 수 있다.
이러한 후면 버퍼부(192)는 생략 가능하다.
본 실시예와 달리, 후면 버퍼부(192)는 기판(110)의 후면과 복수의 에미터부(121) 사이 그리고 기판(110)의 후면과 복수의 후면 전계부(172) 사이에만 위치하거나, 인접한 에미터부(121)와 후면 전계부(172) 사이에만 위치할 수도 있다.
후면 버퍼부(192) 위에 위치한 복수의 에미터부(121)는 후면 버퍼부(192) 위에서 서로 나란히 정해진 방향으로 끊김 없이 이격되어 뻗어 있다.
각 에미터부(121)는 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, p형의 도전성 타입을 갖는 불순물부이고, 기판(110)과 다른 반도체, 예를 들어, 비결정질 반도체인 비정질 실리콘으로 이루어져 있다. 따라서, 복수의 에미터부(121)는 기판(110)과 p-n 접합뿐만 아니라 이종 접합을 형성한다.
복수의 에미터부(121)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 3가 원소의 불순물을 포함할 수 있고, 반대로 복수의 에미터부(121)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 5가 원소의 불순물을 포함할 수 있다.
각 에미터부(121)는 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 n형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 전자는 복수의 에미터부(121)쪽으로 이동하고 정공은 복수의 후면 전계부(172)쪽으로 이동한다.
복수의 후면 전계부(172)는 후면 버퍼부(192) 바로 위에 서로 이격되어 위치하고, 복수의 에미터부(121)와 이격되어 정해진 방향으로 끊김 없이 뻗어 있다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172)는 기판(110)의 후면에서 교대로 위치한다.
복수의 후면 전계부(172)는 전면 전계부(171)와 동일하게 비결정질 반도체인 비정질 실리콘으로 이루어져 있고, 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 함유한 불순물부, 예를 들어 n+부이다. 따라서, 복수의 후면 전계부(172) 역시 기판(110)과 이종 접합을 형성한다.
따라서, 기판(110)과 복수의 에미터부(121) 간에 형성된 p-n 접합에 인한 내부 전위차에 의해, 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자와 정공은 각각 n형 반도체부 쪽과 p형 반도체부 쪽으로 이동한다. 본 예와 같이, 기판(110)이 n형이고 복수의 에미터부(121)가 p형일 경우, 정공은 복수의 에미터부(121) 쪽으로 이동하고, 전자는 기판(110)보다 불순물 농도가 높은 복수의 후면 전계부(172)쪽으로 이동한다.
또한, 복수의 후면 전계부(172)는, 전면 전계부(171)와 동일하게, 기판(110)과 복수의 후면 전계부(172)와의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되어 전하, 예를 들어, 정공이 복수의 제2 주 전극(142) 쪽으로 이동하는 것이 방지되고 복수의 제2 주 전극(142)으로 전자의 이동을 용이하게 하여, 복수의 제2 주 전극(142)의 부근에서 전자와 정공이 재결합되어 소멸되는 양이 감소하며, 기판(110)에서 복수의 제2 주 전극(142)으로 이동하는 전자의 양을 증가시킨다.
또한, 이미 설명한 것처럼, 기판(110)과 후면 전계부(172) 및 에미터부(121)와의 이종 접합에 의한 에너지 밴드갭 차이로 인해 태양 전지(11)의 개방 전압(Voc)이 증가하여 태양 전지(11)의 필 팩터(fill factor)가 향상된다.
도 1 및 도 2에서, 기판(110)의 후면과 접해 있는 각 후면 전계부(172)의 폭(W1)과 기판(110)의 후면과 접해 있는 각 에미터부(121)의 폭(W2)은 서로 상이하다. 즉, 후면 전계부(172)의 폭(W1)이 에미터부(121)의 폭(W2)보다 크다. 이로 인해, 후면 전계부(172)로 덮어지는 기판(110)의 표면 면적이 증가하여, 후면 전계부(172)로 인한 패시베이션 효과와 후면 전계 효과가 증가한다.
하지만, 이와는 달리, 에미터부(121)의 폭(W2)이 후면 전계부(171)의 폭(W1)보다 클 수 있다. 이 경우, p-n 접합 영역이 증가하므로 전자와 정공의 이동도가 증가하고, 전자에 비해 이동도가 낮은 정공의 수집에 유리하다.
또한, 각 후면 전계부(172)와 인접한 에미터부(121) 사이에 절연 물질인 후면 버퍼부(192)가 위치하므로, 인접한 에미터부(121)와 후면 전계부(172)간의 단락(short) 현상을 방지하여 전하의 누설을 방지되며 인접한 에미터부(121)와 후면 전계부(172) 간의 전기적인 간섭에 의한 전하의 손실 또한 방지한다. 이로 인해, 태양 전지(11)의 누설 전류의 양이 줄어든다.
복수의 에미터부(121) 위에 위치한 복수의 제1 보조 전극(151)과 복수의 후면 전계부(172) 위에 위치한 복수의 제2 보조 전극(152)은 각 에미터부(121)와 각 후면 전계부(172)를 따라서 연장되어 있다.
이때, 복수의 제1 보조 전극(151) 각각은 동일한 재료로 이루어져 있고 동일한 구조를 갖고 있으며, 복수의 제2 보조 전극(152) 각각 역시 동일한 재료로 이루어져 있고 동일한 구조를 갖고 있다. 또한, 각 제1 보조 전극(151)과 각 제2 보조 전극(152) 동일한 재료로 이루어져 있고 동일한 구조를 갖고 있다.
제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각은 투명한 도전성 산화물(transparent conductive oxide, TCO)과 같은 투명한 도전성 산화막에 알루미늄(Al)과 같은 도전성 물질이 도핑된 투명한 도전막으로서, 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각의 한 예로서, 알루미늄이 도핑된 아연 산화막(Al-doped ZnO)일 수 있다. 이로 인해, 복수의 제1 보조 전극(151)과 복수의 제2 보조 전극(152)은 복수의 에미터부(121) 및 복수의 후면 전계부(172)와 각각 전기적으로 연결되어 있다.
이때, 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각은 원자층 적층(atomic layer deposition, ALD)법을 이용하여 형성되고, 이러한 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각은 알루미늄 산화막(Al2O3)과 알루미늄 산화막(Al2O3)보다 두꺼운 두께를 갖는 아연 산화막(ZnO)으로 이루어져 있다. 따라서, 알루미늄 산화막(Al2O3)과 아연 산화막(ZnO)은 모두 원자층 적층법에 의해 형성될 수 있다.
알루미늄 산화막(Al2O3)이나 아연 산화막(ZnO)을 형성하기 위한 원자층 적층 사이클은 금속(Al 또는 Zn) 전구체 주입 단계-챔버(chamber) 퍼징(purging) 단계-산화제 주입단계-챔버 퍼징 단계로 이루어질 수 있다.
본 예에서, 알루미늄 산화막(Al2O3)은 한 번의 원자층 적층 사이클(cycle)을 통해 형성되고, 아연 산화막(ZnO)은 복 수번의 원자층 적층 사이클을 통해 형성될 수 있다.
제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각은 도 3에 도시한 것처럼, 복수의 층(91-9n)을 구비하고 있는 구조(nanolaminate structure)을 갖는다. 각 층(91-9n)은 한 번의 원자층 적층 사이클이 행해질 때마다 형성되는 복수의 서브층(S1-Sm)을 구비한다.
따라서, 이미 설명한 것처럼, 알루미늄 산화막(Al2O3)을 형성하기 위해서는 한번의 원자층 적층 사이클이 행해지므로, 하나의 알루미늄 산화막(Al2O3)이 형성되고 아연 산화막(ZnO)을 형성하기 위해서는 복수 번의 원자층 적층 사이클이 행해지므로, 복수 개의 아연 산화막(ZnO)이 형성된다.
이때 행해지는 아연 산화막(ZnO)을 위한 원자층 형성 사이클의 수는 10 내지 40번일 수 있다. 알루미늄 산화막(Al2O3)을 위한 한번의 원자층 형성 사이클을 통해 형성되는 알루미늄 산화막(Al2O3)의 두께는 약 1Å~1.5Å 일 수 있고, 아연 산화막(ZnO)을 위한 한번의 원자층 형성 사이클을 통해 형성되는 아연 산화막(ZnO)의 두께는 약 1.3Å~2.4Å 일 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각의 총 두께에서, 알루미늄 산화막(Al2O3): 아연 산화막(ZnO)의 두께 비는 1:8 내지 1: 80일 수 있다. 예를 들어, 산화막(Al2O3)의 두께는 약 1Å~1.5Å일 수 있고, 복수 번의 원자층 적층 사이클을 통해 형성된 아연 산화막(ZnO)의 두께는 10Å 내지 80Å일 수 있다.
도 3에서, 각 층(91-9n)의 최하부 서브층(S1)[즉, 각 층(91-9n)에서 에미터부(121) 또는 후면 전계부(172)와 가장 인접하게 위치한 서브층]이 알루미늄 산화막으로 이루어져 있고 그 위에 위치한 나머지 복수 개의 서브층(S2-Sm)이 아연 산화막(ZnO)으로 이루어져 있다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 알루미늄 산화막(Al2O3)의 위치는 각 층의 최상부 서브층[즉, 각 층(91-9n)에서 에미터부(121)나 후면 전계부(172)와 가장 먼 곳에 위치하여 제1 또는 제2 주 전극(141, 142)과 인접한 서브층]에 위치하거나 또는 최하부 서브층(S1)과 최상부 서브층(Sm) 사이에 존재하는 복수의 중간 서브층(S2-Sm-1) 중 어느 한 곳에 위치할 수 있다.
이와 같이 알루미늄 산화막(Al2O3)(S1)과 알루미늄 산화막(Al2O3)보다 두꺼운 아연 산화막(ZnO)(S2-Sm)으로 각각 이루어진 복수의 층을 구비한 투명한 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각의 총 두께는 약 100㎚ 내지 1000㎚일 수 있다.
이처럼, 투명한 산화막(TCO)인 아연 산화막(ZnO)에 알루미늄 산화막(Al2O3)을 추가하여 알루미늄이 도핑된 아연 산화막(Al-doped ZnO)을 형성하므로, 투명한 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각의 전도도는 알루미늄이 도핑되지 않은 아연 산화막(ZnO)에 비해 크게 증가하게 된다.
예를 들어, 아연 산화막(ZnO)이 약 250 S/㎝이하의 전도도를 갖는 반면, 본 예에 따라 알루미늄이 도핑된 아연 산화막(Al-doped ZnO)으로 이루어진 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각은 1000S/㎝ 내지 3000S/㎝의 전도도를 가질 수 있다.
또한, 알루미늄(Al)이 도핑된 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각의 면저항값(sheet resistance)은 6Ω/sq. 내지 80Ω/sq. 일수 있고, 이러한 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각의 면저항값은 기판(110)의 면저항(약 200Ω/sq. 내지 300Ω/sq.) 보다 작다.
본 예에서, 도전막(191)의 전도도를 증가시키기 위해 알루미늄(Al)을 사용하였으나, 이에 한정하지 않고 다른 도전성 물질을 도핑할 수 있고, 예를 들어, 도전성 물질인 실리콘(Si), 불화수소(Hf), 망간(Mn), 구리(Cu) 등이 포함된 전구체를 이용하여 아연 산화막(ZnO)과 정해진 비율로 교차 적층하여 전도도가 높은 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각을 형성할 수 있다.
따라서, 알루미늄(Al)의 도핑에 의해 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각의 전도도가 향상되므로 에미터부(121)와 후면 전계부(172) 쪽으로 각각 이동한 정공과 전하는 좀더 용이하게 기판(110)에서 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각으로 이동하게 된다. 따라서, 제1 및 제2 후면 전극(151, 152) 쪽으로 이동하는 전공과 전하의 양은 더욱더 증가하게 된다.
또한, 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각은 물리적으로 적층만 행해지는 스퍼터링법(sputtering)이나 이-빔 증착법(e-beam evaporation)을 이용하는 대신 물리적인 적층뿐만 아니라 그 하부막, 즉, 실리콘으로 이루어진 에미터부(121)와 후면 전계부(172)과의 화학적인 결합이 행해지는 원자층 적층법으로 행해지므로, 에미터부(121)와 후면 전계부(172)와의 접촉력이 향상된다. 이로 인해, 에미터부(121)와 후면 전계부(172)에서, 제1 보조 전극(141)과 제2 보조 전극(142)으로 이동하는 전하의 양은 더욱더 증가한다.
본 예에서, 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각의 총 두께가 약 100㎚ 이상일 경우 또는 아연 산화막(ZnO)의 개수가 10개 이상일 경우, 기판(110)의 후면 위에 좀더 균일하게 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각이 형성되며 좀더 안정적인 전도도가 확보되며, 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각의 총 두께가 약 1000㎚ 이하일 경우 또는 아연 산화막(ZnO)의 개수가 30개 이하일 경우, 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각의 제조하는 제조 시간의 증가가 방지된다.
또한, 제1 및 제2 보조 전극(151. 152)에 의해 각 에미터부(121)와 각 후면 전계부(172)는 대기 중의 산소로부터 보호되어, 산화 현상 등으로 인한 특성 변화가 방지되고, 기판(110)을 통과한 빛을 기판(110) 쪽으로 반사시켜 기판(110)으로 입사되는 빛의 양을 증가시키는 반사막(reflector)으로서 기능한다.
제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각에 의한 패시베이션 기능이 행해진다.
즉, 원자층 적층법에 의해 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 각각의 적층이 행해질 때 기판(110)의 후면 및 그 부근에 존재하는 댕글링 본드에 의한 결함은 알루미늄(Al) 혹은 산소(O)과 결합되어 안정한 결합으로 바뀌므로 결함에 의한 전하 손실을 방지한다.
따라서, 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)과 접해 있는 에미터부(121)와 후면 전계부(172)의 표면에 존재하는 결함이 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)에 의해 치유되어 에미터부(121)와 후면 전계부(172)에서 각각 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)으로 이동하는 전하의 양은 증가하게 된다.
복수의 제1 보조 전극(151) 위에 위치하는 복수의 제1 주 전극(141)은 복수의 제1 보조 전극(151)을 따라서 길게 연장되어 있고, 복수의 제1 보조 전극(151)과 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다. 도 1 및 도 2에서, 각 제1 주 전극(141)은 그 하부에 위치하는 제1 보조 전극(151)과 동일한 평면 형상을 가지지만, 다른 평면 형상을 가질 수 있다.
각 제1 주 전극(141)은 해당 에미터부(121)쪽으로 이동하여 제1 보조 전극(151)을 통해 전송되는 전하, 예를 들어, 정공을 수집한다. 이때, 이미 설명한 것처럼, 제1 보조 전극(151)의 두께가 위치에 따라 상이하므로, 각 에미터부(121)에서 해당 제1 보조 전극(151)으로의 전하 수집 효율이 향상되어, 각 제1 주 전극(141)에서 출력되는 전하의 양이 증가한다.
복수의 제2 보조 전극(152) 위에 위치하는 복수의 제2 주 전극(142)은 복수의 제2 보조 전극(152)을 따라서 길게 연장되어 있고, 복수의 제2 보조 전극(152)과 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다. 도 1 및 도 2에서, 각 제2 주 전극(142) 역시 그 하부에 위치하는 제2 보조 전극(152)과 동일한 평면 형상을 가지지만, 다른 평면 형상을 가질 수 있다.
각 제2 주 전극(142)은 해당 후면 전계부(172)쪽으로 이동하여 제2 보조 전극(152)을 통해 전송되는 전하, 예를 들어, 전자를 수집한다.
본 예에서, 복수의 제1 및 제2 주 전극(141, 142)은 은(Ag)이나 은-알루미늄 합금(Al-Ag)으로 이루어진다.
이때, 투명한 도전성 산화막으로 이루어진 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)에 알루미늄(Al)과 같은 도전성 물질의 도핑으로 인한 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)의 전도도가 증가됨에 따라, 은(Ag)보다 전도도는 감소하지만 가격은 훨씬 저렴한 구리(Cu)나 알루미늄(Al) 등으로 제1 및 제2 주 전극(141, 142)을 형성하여도 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)에서 제1 및 제2 주 전극(141, 142)으로 각각 이동하는 전하의 양은 감소하지 않는다.
이로 인해, 태양 전지(11)의 효율 감소를 초래하지 않으면서 태양 전지의 제조 비용은 크게 감소하게 된다.
또한, 실리콘(Si)과 같은 반도체 물질로 이루어진 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)와 금속 물질로 이루어진 제1 및 제2 주 전극(141, 142) 사이에 투명한 도전성 물질로 이루어진 제1 및 제2 보조 전극(151 152)이 존재하여 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)와 제1 및 제2 주 전극부(141, 142) 사이에 오믹 콘택(ohmic contact)이 형성되므로, 접착력(접촉 특성)이 약한 반도체 물질과 금속 물질 간의 접착력이 향상된다. 이로 인해, 에미터부(121)와 후면 전계부(172)과 제1 및 제2 주 전극(141, 142) 사이의 접착력이 향상된다.
도 1 및 도 2에 도시한 이러한 태양 전지는 이종 접합 구조를 갖고 에미터부(121)와 후면 전계부(172)에 각각 연결된 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)와 제1 및 제2 주 전극(141, 142)이 기판(110)의 후면에 위치한 후면 접합 태양 전지이고, 이러한 태양 전지의 동작은 다음과 같다.
태양 전지(11)로 빛이 조사되어 반사 방지부(130), 전면 전계부(171) 및 전면 버퍼부(191)를 순차적으로 통과하여 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 기판(110)에서 전자와 정공이 발생한다. 이때, 기판(110)의 표면이 텍스처링 표면이므로 기판(110) 전면에서의 빛 반사도가 감소하고, 텍스처링 표면에서 입사와 반사 동작이 행해져 빛의 흡수율이 증가되므로, 태양 전지(11)의 효율이 향상된다. 이어 더하여, 반사 방지부(130)에 의해 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 기판(110)으로 입사되는 빛의 양은 더욱더 증가한다.
기판(110)과 에미터부(121)의 p-n 접합에 의해, 정공은 p형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(121)쪽으로 이동하고, 전자는 n형의 도전성 타입을 갖는 후면 전계부(172)쪽으로 이동하여, 각각 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)을 통해 제1 및 제2 주 전극(141, 142)으로 전달되어 수집된다. 이러한 제1 주 전극(141)과 제2 주 전극(142)을 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.
이때, 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)이 알루미늄(Al)이 도핑된 투명한 도전성 산화물로 이루어져 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)의 전도도가 향상된다. 이로 인해, 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)에서 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)으로 이동하는 전하의 양이 증가한다.
또한, 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)은 원자층 적층법으로 이루어져 그 하부에 위치한 에미터부(121)와 후면 전계부(172)과의 화학적 결합이 이루어진다. 이로 인해, 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)와 제1 및 제2 보조 전극(151, 152) 간의 접촉력이 증가하여 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)에서 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)으로 이동하는 전하의 양은 더욱 증가한다.
추가로, 반도체로 이루어진 에미터부(121) 후면 전계부(172)와 금속 물질로 이루어진 제1 및 제2 주 전극(141, 142) 사이에 투명한 도전성 물질로 이루어진 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)이 위치하므로, 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)와 주 전극부(140) 사이에 오믹 콘택이 형성되어, 에미터부(121)와 후면 전계부(172)에서 제1 및 제 주 전극(141, 142)으로 이동하는 전하의 양은 더욱더 증가한다.
더욱이, 이미 설명한 것처럼, 투명한 도전성 산화막에 도전성 물질이 도핑된 투명한 도전막인 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)는 각각 원자층 적층법으로 형성되어, 그 하부에 위치하는 에미터부(121)와 후면 전계부(172)에 손상부의 발생을 방지하여, 에미터부(121)와 후면 전계부(172)에서 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)으로 이동하는 전하의 양은 더욱더 증가한다.
즉, ITO(indium tin oxide) 나 ZnO(zinc oxide)와 같은 투명한 도전성 산화물은 일반적으로 스퍼터링(sputtering)법이니 플라즈마 증착법(reactive plasma deposition, RPD)으로 형성된다. 이러한 증착법은 막 증착을 위한 물질을 그 하부막(예, 에미터부 및 후면 전계부)의 표면 쪽으로 가속화시켜 원하는 막을 증착시키는 물리적 증착법이므로, 막 증착을 위한 물질이 에미터부 또는 후면 전계부의 표면에 충돌함에 많은 에미터부 표면 또는 후면 전계부 표면에 손상부를 발생시킨다.
예를 들어, 도 4에 도시한 것처럼, 반응성 플라즈마 증착법을 이용할 경우(A), 막 증착에 관여하는 이온의 에너지(ion energy)는 약 최대 50eV이고, 스퍼터링법을 이용할 경우(B), 이온의 에너지는 최대 250eV이다. 따라서, 이와 같은 크기의 에너지를 갖는 이온이 에미터부와 후면 전계부의 표면에 충돌함에 많은 에미터부의 표면 또는 후면 전계부의 표면에는 손상부가 발생하게 된다.
이와 같이, 에미터부의 표면과 후면 전계부의 표면에는 손상부를 발생하는 반응성 플라즈마 증착법과 스퍼터링법을 이용하여 ITO를 형성할 경우, 에미터부 또는 후면 전계부에 발생하는 손상부 때문에 전하의 수명 시간(life time)는 크게 감소한다.
한 예로서, ITO를 증착하기 전에 전하의 수명 시간은 약 1400㎲일 경우, 반응성 플라즈마 증착법을 이용하여 ITO막을 형성할 경우 전하의 수명 시간은 약 1320㎲로 감소하였고, 스퍼터링법을 이용하여 ITO막을 형성할 경우 전하의 수명 시간은 약 1000㎲로 감소하였다.
이처럼, ITO와 같은 투명한 도전성 산화막을 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)와 제1 및 제2 주 전극(141, 142) 사이에 형성할 경우, 에미터부(121) 표면과 후면 전계부(172) 표면에 형성되는 손상부 때문에 오리려 태양 전지의 손실이 초래하는 문제가 발생한다.
하지만, 본 예의 경우, 에미터부(121) 표면과 후면 전계부(172) 표면에 물리적인 손상을 초래하지 않은 원자층 적층법을 이용하여, 태양 전지(11)의 효율은 더욱 향상되며, 또한, 약 80℃ 내지 200℃와 같은 저온에서 원자층 적층 공정이 행해지므로, 열로 인해 기판(110)과 그 위에 존재하는 구성요소들(예, 에미터부 및 후면 전계부 등)의 열화 현상이 감소한다.
대안적인 실시예에서, 기판의 후면에 에미터부와 후면 전계부가 모두 위치하고, 이들과 각각 연결된 제1 보조 전극과 제1 전극 그리고 제2 보조 전극과 제2 전극 역시 기판의 후면에 위치하며, 기판과 에미터부 및 후면 전계부는 동종 접합을 형성하는 후면 접합형 태양 전지(interdigitated back contact solar cell)에도 적용 가능하다. 즉, 후면 접합형 태양 전지에서 에미터부와 제1 전극 사이에 위치하고 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명한 도전성 산화물로 이루어진 제1 보조 전극과 후면 전계부와 제2 전극 사이에 위치하고 ITO와 같은 투명한 도전성 산화물로 이루어진 제2 보조 전극은 본 실시예에 따른 제1 및 제2 보조 전극(151, 152)으로 형성될 수 있다.
또한, 후면 접합형 태양 전지 이외에도 반도체로 이루어진 에미터부 및 후면 전계부 각각과 금속으로 이루어진 전극 사이에 투명한 도전성 산화물로 이루어진 보조 전극이 존재할 경우, 이 보조 전극은 본 실시예에 따른 보조 전극(15, 152)으로 대체되어, 투명한 도전성 산화막에 알루미늄과 같은 도전성 물질이 도핑된 투명한 도전막일 수 있다.
이상에서 본 발명의 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.
110: 기판 121: 에미터부
130: 반사 방지부 141, 142: 주 전극
151, 152: 보조 전극 171: 전면 전계부
172: 후면 전계부 191: 전면 버퍼부
192: 후면 버퍼부

Claims (12)

  1. 제1 도전성 타입을 갖고 결정질 반도체로 이루어진 기판,
    상기 기판의 제1 면에 위치하고 상기 제1 도전성 타입과 다른 제2 도전성 타입을 갖는 에미터부,
    상기 기판의 상기 제1 면에 상기 에미터부와 이격되게 위치하고, 상기 제1 도전성 타입을 갖는 제1 전계부,
    상기 에미터부 바로 위에 위치한 제1 보조 전극,
    상기 제1 전계부 바로 위에 위치한 제2 보조 전극,
    상기 제1 보조 전극 바로 위에 위치한 제1 주 전극, 그리고
    상기 제2 보조 전극 바로 위에 위치한 제2 주 전극
    을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 보조 전극은 복수의 산화막층을 각각 포함하고,
    상기 복수의 산화막층은 투명한 도전성 산화물로 형성된 1개의 제1 서브층으로 구성되는 제1 산화막과, 상기 제1 산화막과는 서로 다른 투명한 도전성 산화물로 형성되며 복수의 제2 서브층으로 구성되는 제2 산화막을 각각 포함하며,
    상기 제1 및 제2 보조 전극은 상기 1개의 제1 서브층과 상기 복수의 제2 서브층이 교차 적층되어 형성되는 태양 전지.
  2. 제1항에서,
    상기 복수의 산화막층 각각의 제2 산화막은 해당 산화막층에 포함된 상기 제1 산화막보다 두꺼운 두께를 갖는 태양 전지.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 산화막은 알루미늄 산화막이고, 제2 산화막은 아연 산화막인 태양 전지.
  4. 제2항 또는 제3항에서,
    상기 제1 산화막과 상기 제2 산화막의 두께 비는 1: 8 내지 1: 80인 태양 전지.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 및 제2 보조 전극 각각은 100㎚ 내지 1000㎚의 두께를 갖는 태양 전지.
  6. 제1항에서,
    상기 기판의 상기 제1 면과 상기 에미터부 사이 그리고 상기 기판의 상기 제1 면과 상기 제1 전계부 사이에 위치하고 비결정질 반도체로 이루어져 있는 제1 버퍼부를 더 포함하는 태양 전지.
  7. 제1항에서,
    상기 기판의 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 상기 기판의 제2 면에 위치하는 비결정질 반도체로 이루어져 있는 제2 버퍼부를 더 포함하는 태양 전지.
  8. 제1항에서,
    상기 기판의 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 상기 기판의 제2 면에 위치하고 상기 제1 도전성 타입을 갖는 제2 전계부를 더 포함하는 태양 전지.
  9. 제1항에서,
    상기 기판의 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 상기 기판의 제2 면에 위치하고 빛의 반사를 방지하는 반사 방지부를 더 포함하는 태양 전지.
  10. 제1항에서,
    상기 기판은 결정질 반도체로 이루어져 있고, 상기 에미터부와 상기 제1 전계부는 비결정질 반도체로 이루어져 있는 태양 전지.
  11. 제1항에서,
    상기 기판은 결정질 반도체로 이루어져 있고, 상기 에미터부와 상기 제1 전계부는 결정질 반도체로 이루어져 있는 태양 전지.
  12. 제1항에서,
    상기 기판의 상기 제1 면은 빛이 입사되지 않는 태양 전지.
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