KR102035793B1 - 태양 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 태양전지는 제1 도전성 기판과, 상기 기판의 일 면에 서로 나란하게 형성되는 복수의 제1 전극과, 상기 복수의 제1 전극 각각에 대응하게만 형성되고, 상기 제1 도전성 불순물이 상기 기판보다 높은 농도로 도핑된 후면 전계부를 포함하고, 상기 후면 전계부는 상기 제1 전극의 길이 방향에서 불연속 구간을 포함하고, 상기 불연속 구간의 불순물 농도는 상기 후면 전계부의 불순물 농도보다 낮게 구성된다.

Description

태양 전지{SOLAR CELL}
본 발명은 고농도의 불순물이 지역적으로 도핑된 태양전지에 관한 것이다.
태양전지는 광전 효과를 이용해 기전력을 얻는 발전 장치로, pn 접합을 이루는 반도체 기판에서 만들어진 전자와 정공은 각각 n 전극과 p 전극으로 수집된다. 또한, 태양전지는 기판과 전극 사이의 전위 장벽을 형성하는 후면 전계부를 포함하고 있으며, 후면 전계부는 기판과 동일한 도전성의 불순물을 고농도로 도핑해 형성된다.
이 후면 전계부는 일반적으로 열확산법 또는 이온 주입법과 같은 반도체 공정을 이용해 만들어 졌으며, 요즘에 들어와서는 이온 주입법 중 하나인 이온 임플레이팅법(ion implanting)이 개발되면서 보다 정밀하게 고농도의 불순물 영역을 형성하는 것이 가능해 졌다.
본 발명은 이 같은 기술적 배경에서 창안된 것으로, 후면 전계부가 지역적으로 형성된 태양전지를 제공하고자 한다.
바람직한 한 실시예에서, 태양전지는 제1 도전성 기판과, 상기 기판의 일 면에 서로 나란하게 형성되는 복수의 제1 전극과, 상기 복수의 제1 전극 각각에 대응하게만 형성되고, 상기 제1 도전성 불순물이 상기 기판보다 높은 농도로 도핑된 후면 전계부를 포함하고, 상기 후면 전계부는 상기 제1 전극의 길이 방향에서 불연속 구간을 포함하고, 상기 불연속 구간의 불순물 농도는 상기 후면 전계부의 불순물 농도보다 낮게 구성된다.
상기 불연속 구간의 불순물 농도는 상기 기판의 불순물 농도와 동일하며, 좌, 우 대칭의 가우시안 분포를 이룬다.
상기 후면 전계부의 선폭은 상기 제1 전극 대비 2 - 5 배이고, 상기 제1 전극의 피치보다 작다.
상기 태양전지는, 제1 전극과 교차하는 방향으로 형성되고, 상기 제1 전극보다 넓은 선폭을 갖는 복수의 제2 전극을 포함하고, 상기 불연속 구간은, 상기 제1 전극과 제2 전극의 교차점에 형성된다.
상기 불연속 구간의 너비는 상기 제2 전극의 선폭과 같거나 넓다.
상기 불연속 구간은, 상기 교차점에 형성되는 제1 불연속 구간과, 상기 교차점과 이에 이웃한 교차점 사이에 형성되는 제2 불연속 구간을 포함한다.
상기 제1 불연속 구간의 너비는 상기 제2 불연속 구간의 너비보다 넓다.
상기 태양전지는 제1 전극과 교차하는 방향으로 형성되고, 상기 제1 전극보다 같거나 넓은 선폭을 갖는 제2 전극과, 상기 제1 전극과 제2 전극의 교차점에 선택적으로 형성되는 패드부를 포함하고, 상기 불연속 구간은 상기 패드부와 마주하게 형성된다.
상기 패드부의 너비는 상기 제1 전극의 길이 방향으로, 상기 불연속 구간의 너비와 같거나 작다.
상기 제1 전극은 전극이 끊어져 있는 단선부를 포함하고, 상기 불연속 구간은, 상기 패드부와 마주하는 제1 불연속 구간과, 상기 단선부와 마주하는 제2 불연속 구간을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서는 후면 전계부가 전극에 대응해서만 형성되며, 또한, 전극의 연장 방향에서 끊어진 부분을 포함하고 있다. 따라서, 후면 전계부에서 발생하던 전하의 재결합이 줄어들어 태양전지의 효율을 높일 수 있다.
이 명세서에 첨부된 도면들은 발명을 쉽게 설명하기 위해 도식화한 모습을 보여준다. 때문에, 첨부된 도면은 실제와 다를 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 태양전지의 후면 모습을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A’선을 따른 단면 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 후면 전계부를 선택적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 일부를 확대해서 보여주는 도면이다.
도 5 및 도 6은 불연속 구간의 위치를 보여주는 도면이다.
도 7은 불연속 구간이 교차점 외에 버스 전극과 버스 전극 사이에도 더 형성된 모습을 보여주는 도면이다.
도 8은 후면 전계부가 핑거 전극을 따라 섬 모양으로 형성된 모습을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 후면 모습을 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9의 일부를 확대해서 보여주는 도면이다.
도 11 및 도 12는 불연속 구간의 위치를 보여주는 도면이다.
도 13은 패드부의 다양한 모습을 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예의 태양전지 모듈 및 그 제조 방법을 상세히 설명한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시 예들은 바람직한 한 형태일 뿐 본원 발명을 모두 나타내는 것은 아니다. 특히, 이하에서 실시 예들을 통해 설명되는 구성 요소들을 선택적으로 취사 선택하고, 이들을 결합해 만든 실시 예들 역시, 각 구성요소들은 이미 설명된 것이기에 이 역시 본원 발명에 속하는 것이다.
이하, 바람직한 일 실시예에 따른 태양전지를 첨부한 도면을 참조로 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양전지의 후면 모습이고, 도 2는 도 1의 A-A’선을 따른 단면 모습을 보여준다.
이 실시예에서 설명되는 태양전지는 양면 수광형(bifacial)으로, 태양전지의 전면과 후면 모두에서 빛을 수광할 수가 있다. 일반적으로, 이러한 양면 수광형 태양전지는 전면과 후면의 전극 구조가 동일하다.
이 실시예의 태양전지는 제1 도전형 반도체 기판(11)과, 이 반도체 기판과 pn 접합을 이루고 있는 에미터부(13)를 포함한다. 에미터부(13)는 제1 도전형과 반대되는 제2 도전형의 불순물을 고농도로 포함하고 있다. 일 예에서, 반도체 기판(11)이 n형 이면, 에미터부(13)는 p형으로, 기판 표면에 붕소(B)를 불순물로 주입해 형성될 수 있다.
그리고, 반도체 기판(11)의 후면으로는 기판과 동일 도전성의 불순물이 기판(11)보다 고농도로 도핑된 영역(이하, 후면 전계부)이 지역적으로 형성돼 있다. 이 후면 전계부(15)는 기판과 동일한 도전형으로, 반도체 기판(11)이 n형이면, 고농도 영역() 역시 n 형으로, 기판 후면에 인(P)을 불순물로 주입해 형성될 수 있다. 바람직한 형태로, 후면 전계부(15)는 이온 주입법 중 하나인 이온 임플레이팅(ion implanting)법으로 불순물을 기판 후면에 주입함으로써, 지역적으로 형성하는 것이 가능하다.
이 후면 전계부(15)는 기판(110)과의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽을 형성함으로써 후면쪽으로 기판과 동일한 극성을 갖는 전하의 이동을 방해해, 기판 표면에서 서로 다른 전하들이 재결합하는 것을 방지할 수 있다.
이 같은 후면 전계부(15)는 기판 후면 전체에 형성되는 것이 아니라, 일부 전극에 대해서만 형성이 된다. 이에 대해서는 도면을 달리해서 자세히 후술한다.
그리고, 후면 보호막(17)이 기판 후면 전체를 덮도록 형성이 되며, 이 후면 보호막(17)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 산화질화물(SiNxOy)과 같은 산화막으로 이뤄질 수 있다.
그리고, 후면으로는 수집 전극(21)이 형성돼 있다. 이 실시예에서, 수집 전극(21)은 가로 방향으로 형성돼 전하를 수집하는 핑거 전극(211)과, 세로 방향에서 핑거 전극(211)을 전기적으로 연결시켜 수집된 전하를 외부로 전달하는 버스 전극(213)을 포함한다.
핑거 전극(211)은 전하를 효과적으로 수집할 수 있도록 후면 전계부(15) 위에 형성돼 있으며, 세폭을 갖는다. 이와 비교해, 버스 전극(213)은 핑거 전극(211)보다 두꺼운 선폭으로 형성돼 핑거 전극(211)을 서로 연결할 때 라인 저항을 줄여 전하가 잘 전달될 수 있도록 한다.
그리고, 기판의 전면에도 후면에 형성된 수집 전극(21)과 동일한 형태로 전면 전극(23)과 전면 보호막(19)이 형성돼 있다.
도 3은 후면 전계부(15)를 선택적으로 보여주는 도면이고, 도 4는 도 3의 일부를 확대해서 보여주는 도면이다.
도 3 및 도 4에서 보여지는 바처럼, 수집 전극(21)은 일정한 선폭(w1)을 가지며 가로 방향으로 길게 형성되는 핑거 전극(211)과, 이와 교차하는 세로 방향으로 핑거 전극(211)의 선폭보다 넓은 선폭(w2)을 가지며 길게 형성되는 버스 전극(213)을 포함한다.
이 실시예에서, 핑거 전극(211)의 선폭(w1)은 40(um) - 100(um) 이고, 버스 전극(213)의 선폭(w2)은 1.2(mm) - 1.7(mm)이다. 그리고, 핑거 전극(211)의 피치(P1)는 1.2(mm) - 1.8(mm) 이고, 버스 전극의 피치(P2)는 52(mm) 이다.
후면 전계부(15)는 기판 후면 전체에 형성되는 대신에 각각의 핑거 전극(211)에 대해서만 지역적으로 형성되어 있다. 따라서, 후면 전계부(15)는 핑거 전극(211)과 마찬가지로 핑거 전극(211)을 따라 가로 방향으로 길게 형성돼 있으면서, 세로방향에서 이웃한 것과 일정 거리만큼 떨어져 있어, 전체적으로 스트라이프 배열을 이루고 있다. 여기서, 후면 전계부(15)의 피치(P3)는 최소한 핑거 전극(211)의 피치(P1)보다 작다.
후면 전계부(15)의 선폭(w3)은 핑거 전극(211)의 선폭(w1)이 100(um)일 때, 200(um) - 500(um)를 갖는다. 다시 말해, 후면 전게부(15)의 선폭(w3)은 핑거 전극(211)의 선폭(w1)에 의존하는 변수로, 작업마진, 셀효율 등을 고려했을 때, 실험적으로 핑거전극 선폭(w1) 대비 2 내지 5배 큰 값일 때, 바람직한 결과를 얻을 수 있다.
그리고, 후면 전계부(15)의 불순물 농도는 대략 2*1020(atoms/cm3)의 값을 가지며, 반면에 기판의 불순물 농도는 약 1*1016(atoms/cm3)의 값을 가진다. 그런데, 후면 전계부(15)의 불순물 농도는 도 4에서 보여지는 바처럼 후면 전계부(15)의 중심을 기준으로 좌, 우 대칭하는 가우시안 분포를 갖는다. 즉, 후면 전계부(15)의 중심에서 불순물 농도는 가장 높고, 끝에서 불순물 농도가 급격히 줄어드는 분포를 이룬다. 농도 기준으로, 후면 전계부(15)는 중심에서 약 2*1020(atoms/cm3)의 고농도로 불순물이 도핑되어 있는 반면에, 끝에서는 기판과 동일한 수준인 1*1016(atoms/cm3)의 저농도로 도핑되어 있다.
이 실시예에서, 후면 전계부(15)는 핑거 전극(211)의 연장 방향으로 일정 너비(f1)를 갖는 불연속 구간(DA)을 포함하고 있다. 본 명세서에서, 불연속 구간(DA)은 후면 전계부(15)처럼 불순물이 기판대비 고농도로 도핑되지 않고, 기판과 동일한 불순물 농도를 갖는 구간을 의미한다. 실제로 이러한 불연속 구간(DA)은 후면 전계부(15)를 형성하기 위해서 기판을 고농도 불순물로 도핑할 ?, 인위적인 조작으로 불순물을 도핑하지 않은 구간에 해당한다. 따라서, 불연속 구간(DA)에서 불순물 농도는 기판의 불순물 농도와 실질적으로 동일하다.
도 4를 통해 보여지듯이, 이 실시예에서 불연속 구간(DA)은 핑거 전극(211)과 버스 전극(213)이 교차하는 지점(이하, 교차점)에 대응하도록 형성돼 있다. 이처럼, 후면 전계부(15)는 핑거 전극(211)의 길이 방향으로 불연속 구간(DA)을 포함하고 있어, 불순물의 농도가 교차점에서 구배를 나타낸다.
보다 상세히, 후면 전계부(15)는 가로 방향에서 핑거 전극(211) 아래에 위치해 핑거 전극(211)의 연장 방향으로 핑거 전극(211)을 따라 길게 형성되며, 교차점에서 버스 전극(213)과 일정한 간격(d1)을 두고 떨어져 있다. 따라서, “w2 + 2*d1”에 해당하는 너비만큼 불연속 구간(DA)이 교차점에 형성된다.
불연속 구간(DA)에서 불순물의 농도 분포를 살펴보면, 불연속 구간(DA)이 시작되는 시작점에서 불순물 농도는 급속히 낮아져, 기판의 불순물 농도와 동일한 수준을 나타내며, 불연속 구간(DA) 내내 불순물 농도는 기판의 불순물 농도와 실질적으로 동일하다.
주지하는 바처럼, 기판이 고농도로 도핑된 영역을 갖는 경우에 접촉 저항을 줄여 태양전지의 효율을 나타내는 지표 중 하나인 필 팩터(FF)를 높일 수는 있으나, 전하의 재결합(recombination)은 높아져 단락전류(Jsc)와 개방전압(Voc)은 낮아진다. 그런데, 이 실시예에서는 후면 전계부(15)가 핑거 전극(211)에 대응해서만 형성되고, 핑거 전극(211) 사이에서는 존재하지 않아, 그 결과로 필 팩터(FF)가 전체에 형성된 경우와 비교해 낮아지긴 하나, 단락전류(Jsc)와 개방전압(Voc)은 높아져 태양전지의 효율은 증가하는 것으로 실험 결과는 보여주고 있다.
나아가, 이 실시예에서는 핑거 전극(211)의 연장 방향으로 교차점에 불연속 구간(DA)이 형성돼 있는데, 교차점은 실질적으로 버스 전극(213)이 형성된 부분에 해당하며, 버스 전극(213)은 전하의 수집보다는 전달을 주로 하기 때문에, 교차점에 불연속 구간(DA)이 형성된다 해서 필 팩터(FF)를 낮추는 것보다, 오히려 단락전류(Jsc)와 개방전압(Voc)을 높이는 효과가 커서, 결과적으로 효과적으로 태양전지의 효율을 높일 수 있다.
한편, 도 4에서, 불연속 구간(DA)이 버스 전극(213)에서 일정 거리(d1) 떨어져 있는 것으로 예시하는데, 작업 공정과 작업 마진을 고려했을 때 40(um) - 80(um) 정도로 떨어져 있는 것이 바람직하다. 그러나, 이에 한정될 필요는 없고, 불연속 구간(DA)은 버스 전극(213)의 선폭(w2)과 동일한 너비로 형성돼, 불연속 구간(DA)의 끝은 버스 전극(213)의 끝과 동일 선상에 위치한다(도 5 참조).
또한, 상술한 실시예와 반대로, 불연속 구간(DA)의 너비(f1)는 버스 전극(213)의 선폭(w2)보다 작을 수도 있다. 도 6에서 예시하는 바처럼, 이 경우에, 후면 전계부(DA)는 버스 전극(213)으로부터 일정 거리(d2)만큼 버스 전극(213) 안쪽으로 들어와 있다. 따라서, “w2 - 2*d2”에 해당하는 너비만큼 불연속 구간(DA)이 형성된다. 바람직하게, “d2”는 작업 마진과 효율을 고려해 300(um)보다 작은 값을 갖는다.
한편, 이상의 실시예에서 제안하는 전극 및 후면 전계부의 선폭, 그리고 불순물 농도는 다음과 같다. 여기에 기재된 값들은 실험적 결과에 따른 것으로, 각 값들은 서로 유기적으로 연결된 변수들이라, 제시된 값들 중에서 하나라도 제시된 범위를 벗어난다면, 그에 맞춰 다른 값들 역시 조정해야 한다. 그런데, 본 발명자가 실험한 결과, 변수들이 너무 많기 때문에 단순히 시행착오에 의해 값들을 조정하는 것은 불가능하였으며, 여기서 제시된 값들을 가질 때에만 발명자가 원하는 결과를 이끌어 낼 수 있었다.
수집 전극(21)의 선폭(w1) = 40(um) - 100(um)
수집 전극(21)의 피치(P1) = 1.2(mm) - 1.8(mm)
버스전극()의 선폭(w2) = 1.2(mm) - 1.7(mm)
버스 전극의 피치(P2) = 52(mm)
후면 전계부의 선폭(w3) = 200(um) - 500(um)
후면 전계부와 버스 전극 사이의 거리(d1) = 40(um) - 80(um)
도 7은 불연속 구간이 교차점 외에 버스 전극과 버스 전극 사이의 핑거 전극에도 더 형성된 모습을 보여준다.
도 7에서 보여지는 바처럼, 불연속 구간(DA)은 교차점에 형성되는 제1 불연속 구간(DA1)과 버스 전극과 버스 전극 사이에 형성되는 제2 불연속 구간(DA2)을 포함한다. 이에, 제1 불연속 구간(DA1)은 버스 전극(213)에 대응하게 형성되나, 제2 불연속 구간(DA2)은 핑거 전극(211)에 대응하게 형성된다.
제2 불연속 구간(DA2)은 일정 너비(f2)로 형성되는데, 교차점에 형성된 제1 불연속 구간(DA1)의 너비(f1)와 비교해 작은 너비를 갖는다. 제1 불연속 구간(DA1)은 버스 전극(213)과 대응하는 반면 제2 불연속 구간(DA2)은 핑거 전극(211)에 대응하므로, 실제로 전하가 수집되는 부분이기 때문에, 이러한 점을 고려해 제1 불연속 구간(DA1)보다 좁게 형성한다. 제2 불연속 구간(DA2)의 불순물 농도는 제1 불연속 구간(DA1)과 동일한 분포를 나타낸다.
한편, 도 7에서는 버스전극과 버스 전극 사이에 제2 불연속 구간(DA2)이 하나로 형성되는 것을 예시하나, 버스 전극과 버스 전극 사이에서 적어도 2 이상으로 형성되는 것도 가능하고, 이 경우 불연속 구간의 너비는 같거나 다를 수 있다.
도 8은 이처럼 제2 불연속 구간(DA2)이 복수개로 형성돼, 후면 전계부(15)가 핑거 전극(211)을 따라 섬 모양으로 형성된 모습을 보여준다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 후면 모습을 보여주며, 도 10 도 9의 일부를 확대해서 보여준다. 이 실시예에서, 태양전지는 후면으로 형성되는 수집 전극(21)과, 기판과 동일한 도전성의 불순물이 고농도로 도핑된 후면 전계부(15)를 포함한다. 이 실시예에서, 후면 전계부(15)는 상술한 실시예와 마찬가지로, 불순물의 농도가 가우시안 분포를 이루고 있으며, 중심에서 2*1020(atoms/cm3), 끝에서 2*1016(atoms/cm3)의 농도로 도핑되어 있다.
수집 전극(21)은 핑거 전극(211)과 연결 전극(215)을 포함한다.
핑거 전극(211)은 일정한 선폭(w1)을 가지며 가로 방향으로 길게 형성돼 있다. 연결 전극(215)도 일정한 선폭(w4)을 가지며 세로 방향으로 형성돼, 핑거 전극(211)과 교차하고 있으며, 핑거 전극(211)을 전기적으로 연결시킨다. 이 실시예에서, 연결 전극(215)의 선폭(w4)은 핑거 전극(211)과 동일하거나, 핑거 전극(211)의 선폭(w1)보다 크고 버스 전극(213)의 선폭(w2)보다 작다. 이 연결 전극(215)은 단선부(111) 형성된 핑거 전극(211)을 전기적으로 연결시킨다.
그리고, 핑거 전극(211)과 연결 전극(215)의 교차점을 따라서는 패드부(14)가 선택적으로 형성돼 있다. 이 패드부(14)는 교차점에서 전극과 배선재가 만나는 영역을 넓혀, 태양전지와 태양전지를 연결시키는 인터 커넥터를 전극에 연결시킬 때, 접속이 쉽게 이뤄질 수 있도록 하며, 또한 접촉 저항을 줄여 태양전지의 효율을 높인다.
패드부(14)는 전극과 동일 물질로 형성될 수 있는데, 이 경우 패드부(14)는 전극과 동일 층으로 구성된다. 또한 패드부(14)는 전극과 다른 물질로 구성될 수 있는데, 이 경우 패드부(14)는 전극과 다른 층으로 구성된다.
패드부(14)의 가로폭(PDc)은 연결 전극(215)의 선폭(w4)보다는 크며, 세로폭(PDv)은 핑거 전극(211)의 선폭(w1)보다 크다.
이 패드부(14)는 모든 교차점마다 형성되는 것이 바람직하나, 선택에 따라 짝수 열 또는 홀 수 열에 대해서만 형성된다거나, 아니면 랜덤하게 위치하는 것도 가능하다. 또한, 패드부(14)는 세로 방향으로 모든 교차점마다 형성되는 것보단 일정한 규칙을 가지고 행을 달리해서 형성되는 것이 바람직하나, 선택에 따라 모든 교차점마다 형성되거나, 랜덤하게 배치되는 것 역시 가능하다.
한편, 핑거 전극(211)은 단선부(111)를 포함해서 구성되는데, 이 단선부(111)는 전극이 끊어져 있는 부분으로, 핑거 전극(211)의 길이 방향에서 일정 너비(Cw)만큼 전극이 존재하지 않는다. 여기서, “Cw”는 연결전극(215)의 피치가 10 - 13(mm) 일 때, 1.5 - 1. 8(mm)로, 연결전극의 피치나 선폭, 핑거 전극의 피치나 선폭 등에 의존하는 변수로, 각 변수들이 변할 때, 단선부(111)의 너비(Cw) 역시 변한다.
이 실시예에서, 단선부(111)가 2행마다 형성된 것으로 예시하고 있으나, 선택에 따라 다양한 형태로 변경이 가능하다. 예를 들어, 단선부(111)는 매 행마다 형성되거나, 3행마다 형성되거나, 아니면 랜덤하게 형성되는 것 역시 가능하다. 또한 이 실시예에서 단선부(111)가 2열의 연결전극마다 연결전극 사이로 형성된 것으로 예시하나, 이 역시 선택에 따라 다양한 위치에 형성되는 것이 가능하다.
그리고, 후면 전계부(15)는 상술한 실시예와 마찬가지로, 각각의 핑거 전극(211)에 대해서만 지역적으로 형성이 되므로, 전체적으로 스트라이프 배열을 이루고 있다. 이 후면 전계부(15)는 불연속 구간(DA)을 포함해서 구성되며, 선폭은 핑거 전극(211) 대비 2 - 5배의 값을 가진다.
불연속 구간(DA)은 상술한 실시예와 마찬가지로 불순물이 도핑되지 않은 구간으로, 따라서 불연속 구간(DA)의 불순물 농도는 기판과 실질적으로 동일하다.
이 실시예에서, 불연속 구간(DA)은 패드부(14)와 단선부(111)에 각각 대응하게 형성돼 있다. 패드부(14)에 대응하게 형성되는 제1 불연속 구간(DAa)의 너비(t1)는 패드부의 가로폭(PDc)보다 크며, 단선부(111)에 대응하게 형성되는 제2 불연속 구간(DAb)의 너비(t2)는 단선부(111)의 너비(Cw)보다 작다.
후면 전계부(DA)는 패드부(14)로부터 일정 거리(s1)만큼 떨어져 있다. 따라서, “PDc + 2*s1”에 해당하는 너비(t1)만큼 제1 불연속 구간(DAa)이 형성된다. 바람직하게, “s1”은 40(um) - 80(um)이다.
또한, 후면 전계부(DA)는 단선부(111)를 이루는 전극의 끝에서 일정 거리(s2)만큼 더 형성돼 있다. 따라서, “Cw - 2*s2”에 해당하는 너비(t2)만큼 제2 불연속 구간(DAb)이 형성된다. 바람직하게, “s2” 역시 40(um) - 80(um)이다.
이처럼 형성되는 제1 불연속 구간(DAa)과 제2 불연속 구간(Dab)에서 불순물의 농도는 전술한 실시예의 불연속 구간과 동일한 분포를 이룬다. 즉, 후면 전계부(15)의 중심에서 불순물 농도는 가장 높고, 끝에서 불순물 농도가 급격히 줄어드는 가우시안 분포를 나타내, 중심에서 약 2*1020(atoms/cm3)의 고농도로 불순물이 도핑되어 있는 반면에, 끝에서는 기판과 동일한 수준인 2*1016(atoms/cm3)의 저농도로 도핑되어 있다.
한편, 이상의 실시예에서는 불연속 구간(DA)이 패드부(14)로부터 “s1”만큼 떨어져 있으며, 단선부(111)에서는 “s2”만큼 떨어져 있는 것으로 설명했으나, 불연속 구간(DA)은 패드부(14) 또는 단선부(111)와 동일한 너비로 형성돼, 제1 불연속 구간(DAa)의 끝은 패드부(14)의 끝과 동일 선상에 위치하고, 제2 불연속 구간(Dab)의 끝은 전극의 끝과 동일 선상에 위치한다(도 11 참조).
또한, 상술한 실시예와 반대로, 제1 불연속 구간(DAa)의 너비(t3)는 패드부의 가로폭(PDc)보다 작으며, 제2 불연속 구간(DAb)의 너비(t4)는 단선부(111)의 너비(Cw)보다 클 수도 있다.
도 12에서 예시하는 바처럼, 이 경우에, 제1 후면 전계부(DAa)는 패드부(14)로부터 일정 거리(s3)만큼 패드부(14) 안쪽으로 들어와 있다. 따라서, “PDc - 2*s3”에 해당하는 너비(t3)만큼 제1 불연속 구간(DAa)이 형성된다. 바람직하게, “s3”는 작업마진과 효율을 감안해 300(um)보다 작은 값을 갖는다.
또한, 제2 후면 전계부(DAb)는 단선부(111)를 이루는 전극의 끝에서 일정 거리(s4)만큼 형성되지 않는다. 따라서, “Cw + 2*s4”에 해당하는 너비(t4)만큼 제2 불연속 구간(DAb)이 형성된다. 바람직하게, “s4”는 300(um)보다 작다.
한편, 상술한 실시예에서는 패드부(14)가 직사각형의 모습으로 형성되는 것을 예시하고 있으나, 도 13에서 예시하는 바처럼 다각형 또는 곡선으로 형성되는 것 역시 가능하다.
이 실시예처럼 수집 전극(21)이 패드부(14)를 더 포함해서 구성되면, 인터 커넥터와 접속이 좋아져 단선부(111)를 형성한다거나, 종전 버스 전극보다 세폭을 갖는 연결 전극을 형성해 핑거 전극을 서로 연결시킬 수 있기 때문에, 제조 비용을 줄일 수가 있다.
한편, 인터 커넥터는 패드부(14)에 솔더로 접속된다. 그런데, 솔더는 열에 용융된 상태로 패드부(14)에 도포됐다 굳으면서 패드부와 인터 커넥터 사이를 접속시킨다. 용융 상태에서 솔더는 표면장력 때문에 원형으로 도포가 되므로, 이에 맞춰 패드부 역시, 도 13의 (A) 및 (B)처럼 곡면으로 형성되는 것이 바람직하다. 도 13의 (A)에서는 패드부(14)가 원형으로, (B)는 타원형으로 형성되는 것을 예시하고 있다.
또한, 패드부(14)는 도 11의 (C) 및 (D)처럼 다각형으로 형성될 수 있으며, 이 경우는 패드부를 형성하기가 쉬운 이점이 있다. 도 11의 (C) 및 (D)에서는 다각형으로 6각형, 마름모로 형성된 것을 예시한다.

Claims (11)

  1. 제1 도전성 기판과,
    상기 기판의 일 면에 서로 나란하게 형성되는 복수의 제1 전극과,
    상기 기판의 상기 일 면에 서로 나란하게 형성되며, 상기 제1 전극과 교차하는 방향으로 형성되는 복수의 제2 전극과,
    상기 복수의 제1 전극 각각에 대해서만 선택적으로 형성되고, 상기 제1 전극의 폭보다 넓은 폭을 가지며, 이웃한 것과 나란하게 형성되고, 상기 제1 도전성 불순물이 상기 기판보다 높은 농도로 도핑된 후면 전계부를 포함하고,
    상기 후면 전계부는 상기 제1 전극과 제2 전극의 교차점에 형성되는 제1 불연속 구간과, 상기 제1 전극의 길이 방향으로 서로 이웃한 제1 불연속 구간 사이에 형성되는 제2 불연속 구간을 포함하고,
    상기 제1 및 상기 제2 불연속 구간의 불순물 농도는 상기 후면 전계부의 불순물 농도보다 낮은 태양전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 상기 제2 불연속 구간 각각의 불순물 농도는 상기 기판의 불순물 농도와 동일한 태양 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 상기 제2 불연속 구간 각각의 불순물 농도는 좌, 우 대칭의 가우시안 분포를 이루는 태양전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 후면 전계부의 선폭은 상기 제1 전극 대비 2 ∼ 5 배이고, 상기 제1 전극의 피치보다 작은 태양전지.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 전극 각각은 상기 복수의 제1 전극 각각의 선폭보다는 크면서 상기 제2 전극 각각의 길이 방향을 따라 균일하게 형성된 선폭을 가지며, 상기 제1 불연속 구간의 너비는 상기 제2 전극의 선폭과 같거나 상기 제2 전극의 선폭보다 넓은 태양전지.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 불연속 구간의 너비는 상기 제2 불연속 구간의 너비보다 넓은 태양전지.
  9. 제1항에 있어서,
    복수의 제2 전극 각각은 상기 복수의 제1 전극 각각의 선폭과 동일한 선폭을 갖는 연결 전극과,
    상기 제1 전극과 상기 연결 전극의 교차점에 선택적으로 형성되는 패드부를 포함하는 태양전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 전극의 길이 방향으로, 상기 패드부의 너비는 상기 제1 불연속 구간의 너비와 같거나 상기 제1 불연속 구간의 너비 보다 작은 태양전지.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 전극은 전극이 끊어져 있는 단선부를 포함하고,
    상기 단선부는 상기 제2 불연속 구간에 형성되는 태양전지.
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