KR102624381B1 - Solar cell - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양 전지에 관한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지는 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 반도체 기판; 반도체 기판의 전면에 위치하고 제1 도전성 타입과 반대인 제 2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 에미터부; 반도체 기판의 후면에 위치하고, 제1 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판보다 고농도로 함유되는 후면 전계부; 후면 전계부 위에 위치하는 후면 보호막; 에미터부와 연결되는 제1 전극; 및 후면 보호막을 뚫고 후면 전계부와 연결되는 제2 전극;을 포함하고, 후면 보호막은 후면 전계부 위에 위치하는 실리콘 질화막과 실리콘 질화막 위에 위치하는 실리콘 산화막을 포함하고, 실리콘 산화막의 두께는 실리콘 질화막의 두께보다 크다.The present invention relates to solar cells.
A solar cell according to an example of the present invention includes a semiconductor substrate containing impurities of a first conductivity type; an emitter portion located on the front surface of the semiconductor substrate and containing impurities of a second conductivity type opposite to the first conductivity type; a rear electric field portion located on the rear surface of the semiconductor substrate and containing impurities of the first conductivity type at a higher concentration than the semiconductor substrate; A rear shield located over the rear electric field; A first electrode connected to the emitter unit; and a second electrode connected to the back electric field portion through the back protective film, wherein the back protective film includes a silicon nitride film positioned on the back electric field portion and a silicon oxide film positioned on the silicon nitride film, and the thickness of the silicon oxide film is that of the silicon nitride film. greater than thickness.

Description

태양 전지{SOLAR CELL}Solar cell {SOLAR CELL}

본 발명은 태양 전지에 관한 것이다.The present invention relates to solar cells.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 전지로서, 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 주목 받고 있다. Recently, as the depletion of existing energy resources such as oil and coal is predicted, interest in alternative energy to replace them is increasing. Among them, solar cells are batteries that produce electrical energy from solar energy, and are attracting attention because they have abundant energy resources and do not cause problems with environmental pollution.

일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)의 반도체로 이루어진 기판(substrate) 및 에미터부(emitter layer), 그리고 기판과 에미터부에 각각 연결된 전극을 구비한다. 이때, 기판과 에미터부의 계면에는 p-n 접합이 형성되어 있다.A typical solar cell includes a substrate and an emitter layer made of semiconductors of different conductive types, such as p-type and n-type, and electrodes respectively connected to the substrate and the emitter layer. At this time, a p-n junction is formed at the interface between the substrate and the emitter portion.

이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 복수의 전자-정공쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공쌍은 전자와 정공으로 각각 분리되어 전자와 정공은 n형의 반도체와 p형 반도체쪽으로, 예를 들어 에미터부와 기판쪽으로 이동하고, 기판과 에미터부와 전기적으로 연결된 전극에 의해 수집되며, 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.When light is incident on such a solar cell, a plurality of electron-hole pairs are generated in the semiconductor, and the generated electron-hole pairs are separated into electrons and holes, and the electrons and holes are directed toward the n-type semiconductor and the p-type semiconductor, for example. It moves toward the emitter section and the substrate and is collected by electrodes electrically connected to the substrate and emitter section, and power is obtained by connecting these electrodes with wires.

한편, 이와 같은 태양 전지는 최적의 상태에서 동작하기 위해서는 장시간동안 태양 전지를 사용하더라도, 외부로부터의 습기와 열의 장기간 침투에 대한 모듈의 내구성을 나타내는 Damp Heat 특성이 고도로 요구된다. Meanwhile, in order for such solar cells to operate in optimal conditions, they require a high level of damp heat characteristics, which indicates the durability of the module against long-term penetration of moisture and heat from the outside, even if the solar cells are used for a long period of time.

아울러, Damp Heat 특성이 저하되면, 태양 전지 내부로 침투한 습기로 인하여, 컨텍 저항(Rs)의 증가로 fill factor(FF)가 감소하는 등 태양 전지의 동작에 치명적인 영향을 주어 태양 전지의 효율이 급격하게 저하되고, 이에 따라 태양 전지의 신뢰성을 크게 저하시킬 수 있는 문제점이 있다.In addition, when the Damp Heat characteristic deteriorates, the moisture that penetrates into the solar cell has a fatal impact on the operation of the solar cell, such as an increase in the contact resistance (Rs) and a decrease in the fill factor (FF), reducing the efficiency of the solar cell. There is a problem in that it rapidly deteriorates, which can greatly reduce the reliability of solar cells.

한편, 이와 같이 장시간 사용에 따른 태양 전지의 신뢰성에 관련된 Damp Heat 특성은 주로 태양 전지에 구비된 반도체 기판의 후면에 위치하는 보호막에 의해 수행되는데, 종래에 공개된 일본 공개특허 JP2008533730 또는 한국 공개특허 10-2011-0139066에는 보호막에 대해서는 개시되어 있으나, 태양 전지의 Damp Heat 특성과는 무관한 두께를 가지는 것으로 기재되어 있고, Damp Heat 특성의 열위로 인하여, 종래의 기술은 태양 전지의 신뢰성이 크게 저하시킬 수 있는 문제점이 있다. Meanwhile, the damp heat characteristic related to the reliability of solar cells following long-term use is mainly performed by the protective film located on the back of the semiconductor substrate provided in the solar cell, as previously disclosed in Japanese Patent Publication JP2008533730 or Korean Patent Publication 10. -2011-0139066 discloses a protective film, but it is described as having a thickness unrelated to the damp heat characteristics of the solar cell. Due to the inferiority of the damp heat characteristics, the conventional technology can significantly reduce the reliability of the solar cell. There are possible problems.

본 발명은 효율을 적절하게 유지시키면서, Damp Heat 특성이 보다 향상된 태양 전지를 제공하는데 그 목적이 있다. The purpose of the present invention is to provide a solar cell with improved damp heat characteristics while maintaining appropriate efficiency.

본 발명의 일례에 따른 태양 전지는 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 반도체 기판; 반도체 기판의 전면에 위치하고 제1 도전성 타입과 반대인 제 2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 에미터부; 반도체 기판의 후면에 위치하고, 제1 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판보다 고농도로 함유되는 후면 전계부; 후면 전계부 위에 위치하는 후면 보호막; 에미터부와 연결되는 제1 전극; 및 후면 보호막을 뚫고 후면 전계부와 연결되는 제2 전극;을 포함하고, 후면 보호막은 후면 전계부 위에 위치하는 실리콘 질화막과 실리콘 질화막 위에 위치하는 실리콘 산화막을 포함하고, 실리콘 산화막의 두께는 실리콘 질화막의 두께보다 크다.A solar cell according to an example of the present invention includes a semiconductor substrate containing impurities of a first conductivity type; an emitter portion located on the front surface of the semiconductor substrate and containing impurities of a second conductivity type opposite to the first conductivity type; a rear electric field portion located on the rear surface of the semiconductor substrate and containing impurities of the first conductivity type at a higher concentration than the semiconductor substrate; A rear shield located over the rear electric field; A first electrode connected to the emitter unit; and a second electrode connected to the back electric field portion through the back protective film, wherein the back protective film includes a silicon nitride film positioned on the back electric field portion and a silicon oxide film positioned on the silicon nitride film, and the thickness of the silicon oxide film is that of the silicon nitride film. greater than thickness.

구체적으로, 실리콘 산화막의 두께는 실리콘 질화막 두께의 2배 내지 3배 사이일 수 있다.Specifically, the thickness of the silicon oxide film may be between 2 and 3 times the thickness of the silicon nitride film.

일례로, 반도체 기판의 전면은 텍스쳐링(texturing) 요철을 구비하고, 반도체 기판의 후면은 텍스쳐링(texturing) 요철을 구비하지 않고, 반도체 기판의 전면보다 평탄할 수 있다.For example, the front of the semiconductor substrate may have texturing irregularities, and the rear of the semiconductor substrate may not have texturing irregularities and may be flatter than the front of the semiconductor substrate.

이와 같은 경우, 실리콘 질화막의 두께는 30nm ~ 40nm 사이이고, 실리콘 산화막의 두께는 95nm ~ 105nm 사이일 수 있다.In this case, the thickness of the silicon nitride film may be between 30 nm and 40 nm, and the thickness of the silicon oxide film may be between 95 nm and 105 nm.

아울러, 실리콘 산화막의 굴절률은 실리콘 질화막의 굴절률보다 작을 수 있다.Additionally, the refractive index of the silicon oxide film may be smaller than that of the silicon nitride film.

일례로, 실리콘 산화막의 굴절률은 1.53 ~ 1.75 사이일 수 있다.For example, the refractive index of the silicon oxide film may be between 1.53 and 1.75.

또한, 실리콘 산화막 위에는 알루미늄 산화막이 더 위치할 수 있다. 이와 같은 경우, 알루미늄 산화막의 두께는 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막의 두께보다 작을 수 있다.Additionally, an aluminum oxide film may be further positioned on the silicon oxide film. In this case, the thickness of the aluminum oxide film may be smaller than the thickness of the silicon oxide film and silicon nitride film.

일례로, 알루미늄 산화막의 두께는 실리콘 질화막 두께의 1/5 ~ 1/3 사이일 수 있다.For example, the thickness of the aluminum oxide film may be between 1/5 and 1/3 of the thickness of the silicon nitride film.

또한, 반도체 기판의 전면 및 후면은 텍스쳐링(texturing) 요철을 구비하는 경우, 실리콘 산화막의 두께는 125nm ~ 145nm 사이일 수 있다.Additionally, when the front and back surfaces of the semiconductor substrate are provided with texturing irregularities, the thickness of the silicon oxide film may be between 125 nm and 145 nm.

본 발명에 따른 태양 전지는 실리콘 산화막의 두께를 실리콘 질화막의 두께보다 크게 형성함으로써, 태양 전지의 효율을 저하를 최소화하면서, 후면 패시베이션층의 Damp Heat 특성을 보다 향상시켜, 태양 전지의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.In the solar cell according to the present invention, the thickness of the silicon oxide film is formed to be greater than the thickness of the silicon nitride film, thereby minimizing the decrease in solar cell efficiency and further improving the damp heat characteristics of the rear passivation layer, thereby further improving the reliability of the solar cell. You can do it.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지를 설명하기 위한 도이다.
도 3은 도 2에 도시된 실리콘 산화막의 두께에 따른 Damp Heat 특성을 측정한 그래프이다.
도 4는 도 2에 도시된 실리콘 산화막의 두께에 따른 제2 전극과 후면 전계부 사이의 컨텍 저항을 측정한 그래프이다.
도 5는 도 2에 도시된 실리콘 산화막의 두께에 따른 태양 전지의 효율 변화율을 측정한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 일례에 따른 태양 전지를 설명하기 위한 도이다.1 to 2 are diagrams for explaining a solar cell according to an example of the present invention.
FIG. 3 is a graph measuring damp heat characteristics according to the thickness of the silicon oxide film shown in FIG. 2.
FIG. 4 is a graph measuring the contact resistance between the second electrode and the rear electric field portion according to the thickness of the silicon oxide film shown in FIG. 2.
FIG. 5 is a graph measuring the rate of change in solar cell efficiency according to the thickness of the silicon oxide film shown in FIG. 2.
Figure 6 is a diagram for explaining a solar cell according to another example of the present invention.

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.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 “전체적”으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.In the drawing, the thickness is enlarged to clearly express various layers and areas. When a part of a layer, membrane, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only being "directly above" the other part, but also parts in between. Conversely, when a part is said to be “right on top” of another part, it means that there is no other part in between. Also, when a part is said to be formed “wholly” on top of another part, it means not only that it is formed on the entire surface (or front) of the other part, but also that some of the edges are not formed.

또한, 전면이라 함은 직사광이 입사되는 반도체 기판의 일면일 수 있으며, 후면이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판의 반대면일 수 있다.In addition, the front may be one side of the semiconductor substrate on which direct light is incident, and the back may be the opposite side of the semiconductor substrate on which direct light is not incident or on which reflected light rather than direct light may be incident.

아울러, 어떠한 두 개의 값이 동일하다는 것은 오차 범위 10% 이하에서 동일하다는 것을 의미한다.In addition, the fact that any two values are the same means that they are the same within an error range of 10% or less.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 태양 전지에 대하여 설명한다.Next, the solar cell according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지를 설명하기 위한 도이고, 구체적으로, 도 1은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지의 일부 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 단면을 잘라 도시한 단면도이다.1 and 2 are diagrams for explaining a solar cell according to an example of the present invention. Specifically, Figure 1 is a partial perspective view of a solar cell according to an example of the present invention, and Figure 2 is a solar cell shown in Figure 1. This is a cross-sectional view showing a cross-section.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지의 일례는 반도체 기판(110), 에미터부(120), 반사 방지막(130), 후면 전계부(170), 후면 보호막(190), 제1 전극(140) 및 제2 전극(150)을 포함한다.As shown in FIG. 1, an example of a solar cell according to the present invention includes a semiconductor substrate 110, an emitter portion 120, an anti-reflection layer 130, a rear electric field portion 170, a rear protective layer 190, and a first It includes an electrode 140 and a second electrode 150.

도 1에서는 본 발명에 따른 태양 전지가 반사 방지막(130)을 포함하는 것을 일례로 도시하고 있으나, 본 발명은 이와 다르게 반사 방지막(130)이 생략되는 것도 가능하다. 그러나, 태양 전지의 효율을 고려했을 때, 반사 방지막(130)이 포함되는 것이 더 나은 효율이 발생하므로, 반사 방지막(130)이 포함되는 것을 일례로 설명한다.In Figure 1, the solar cell according to the present invention is shown as an example including an anti-reflection film 130. However, in the present invention, the anti-reflection film 130 may be omitted. However, considering the efficiency of the solar cell, including the anti-reflection film 130 results in better efficiency, so inclusion of the anti-reflection film 130 will be explained as an example.

반도체 기판(110)은 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 실리콘 반도체 기판(110)일 수 있다.The semiconductor substrate 110 may be a silicon semiconductor substrate 110 containing impurities of the first conductivity type.

여기서, 제1 도전성 타입의 불순물은 p형 도전성 타입 또는 n형 불순물 타입의 불순물 중 어느 하나의 불순물일 수 있다. Here, the first conductivity type impurity may be either a p-type conductivity type impurity or an n-type impurity type impurity.

아울러, 실리콘 반도체 기판(110)은 단결정 실리콘 웨이퍼 기판 또는 다결정 실리콘 웨이퍼 기판일 수 있다. In addition, the silicon semiconductor substrate 110 may be a single-crystalline silicon wafer substrate or a multi-crystalline silicon wafer substrate.

여기서, 일례로, 반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입인 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 함유할 수 있다. Here, for example, if the semiconductor substrate 110 is a p-type conductive type, it may contain impurities of trivalent elements such as boron (B), gallium, indium, etc.

그러나, 반도체 기판(110)이 n형 도전성 타입인 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 함유할 수 있다. 이하에서는 반도체 기판(110)의 제1 도전성 타입의 불순물이 n형의 도전성 타입인 경우를 일례로 설명한다.However, if the semiconductor substrate 110 is an n-type conductive type, it may contain impurities of pentavalent elements such as phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), etc. Hereinafter, a case where the first conductivity type impurity of the semiconductor substrate 110 is an n-type conductivity type will be described as an example.

아울러, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 전면 표면은 전체적으로 텍스쳐링(texturing)처리되어 있는 요철면인 텍스쳐링 표면(texturing surface)을 가질 수 있다. In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, the front surface of the semiconductor substrate 110 may have a texturing surface, which is an uneven surface that is entirely textured.

아울러, 반도체 기판(110)의 후면 표면은 텍스쳐링 처리가 되어 있지 않아, 반도체 기판(110)의 전면보다 상대적으로 평탄한 표면을 가질 수 있다.In addition, the rear surface of the semiconductor substrate 110 is not textured and may have a relatively flat surface compared to the front surface of the semiconductor substrate 110.

에미터부(120)는 빛이 입사되는 반도체 기판(110)의 전면에 위치하며, 반도체 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, p형의 도전성 타입의 불순물을 함유하여 반도체 기판(110)과 p-n 접합을 형성할 수 있다. The emitter portion 120 is located on the front of the semiconductor substrate 110 on which light is incident, and contains impurities of a second conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 110, for example, a p-type conductivity type. Thus, a p-n junction can be formed with the semiconductor substrate 110.

이와 같은 p-n 접합에 의해 외부로부터 반도체 기판(110)에 빛이 입사되어 생성된 캐리어인 전자-정공 쌍은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. 따라서, 반도체 기판(110)이 n형이고 에미터부(120)가 p형일 경우, 분리된 전자는 반도체 기판(110)의 후면쪽으로 이동하고 분리된 정공은 에미터부(120)쪽으로 이동할 수 있다. Through this p-n junction, electron-hole pairs, which are carriers generated when light is incident on the semiconductor substrate 110 from the outside, are separated into electrons and holes, with electrons moving toward the n-type and holes moving toward the p-type. Therefore, when the semiconductor substrate 110 is n-type and the emitter portion 120 is p-type, the separated electrons can move toward the back of the semiconductor substrate 110 and the separated holes can move toward the emitter portion 120.

이와 같은 에미터부(120)는 반도체 기판(110)의 전면 표면에 제2 도전성 타입의 불순물이 확산되어 형성될 수 있으며, 이와 같은 경우, 에미터부(120)는 반도체 기판(110)과 동일한 실리콘 재질로 형성될 수 있다.The emitter portion 120 may be formed by diffusing impurities of the second conductivity type on the front surface of the semiconductor substrate 110. In this case, the emitter portion 120 is made of the same silicon material as the semiconductor substrate 110. It can be formed as

일례로, 반도체 기판(110)이 다결정 실리콘 재질의 웨이퍼로 형성된 경우, 에미터부(120)도 다결정 실리콘 재질로 형성될 수 있으며, 반도체 기판(110)이 단결정 실리콘 재질의 웨이퍼로 형성되는 경우, 에미터부(120)도 단결절 실리콘 재질로 형성될 수 있다.For example, if the semiconductor substrate 110 is formed of a wafer made of a polycrystalline silicon material, the emitter portion 120 may also be formed of a polycrystalline silicon material, and if the semiconductor substrate 110 is formed of a wafer made of a single crystal silicon material, the emitter portion 120 may also be formed of a polycrystalline silicon wafer. The tab 120 may also be formed of a single nodule silicon material.

반사 방지막(130)은 에미터부(120) 위에 위치하며, 알루미늄 산화막(AlOx), 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx) 및 실리콘 산화질화막(SiOxNy) 중 적어도 하나로 형성될 수 있고, 단일막 또는 다층막으로 형성될 수 있다. The anti-reflection film 130 is located on the emitter part 120 and may be formed of at least one of an aluminum oxide film (AlOx), a silicon nitride film (SiNx), a silicon oxide film (SiOx), and a silicon oxynitride film (SiOxNy), and may be a single film or It can be formed as a multilayer film.

도 1 및 도 2에서는 반사 방지막(130)이 단일막으로 형성된 경우를 일례로 도시하였으나, 반드시 단일막에 한정되지는 않는다.1 and 2 show an example where the anti-reflection film 130 is formed as a single film, but it is not necessarily limited to a single film.

이와 같은 반사 방지막(130)은 태양 전지로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양 전지의 효율을 높인다. Such an anti-reflection film 130 reduces the reflectivity of light incident on the solar cell and increases the selectivity of a specific wavelength region, thereby increasing the efficiency of the solar cell.

제1 전극(140)은 에미터부(120) 위에 직접 접하여 배치되며, 에미터부(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. The first electrode 140 is disposed in direct contact with the emitter unit 120 and may be electrically connected to the emitter unit 120.

이와 같은 제1 전극(140)은 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 핑거 전극(141) 및 복수의 제1 연결 전극(143)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the first electrode 140 may include a plurality of first finger electrodes 141 and a plurality of first connection electrodes 143.

여기서, 복수의 제1 핑거 전극(141)은 에미터부(120) 위에 위치하여 에미터부(120)와 전기적으로 연결되어, 어느 한 방향으로 길게 뻗어 있고, 복수의 제1 핑거 전극(141)은 서로 이격될 수 있다. Here, the plurality of first finger electrodes 141 are located on the emitter part 120 and are electrically connected to the emitter part 120, extending long in one direction, and the plurality of first finger electrodes 141 are connected to each other. may be separated.

이와 같은 복수의 제1 핑거 전극(141)은 에미터부(120)쪽으로 이동한 캐리어를 수집할 수 있다.The plurality of first finger electrodes 141 can collect carriers that have moved toward the emitter unit 120.

그리고, 복수의 제1 연결 전극(143)는 에미터부(120) 위에서 복수의 제1 핑거 전극(141)과 동일 층에 위치하고, 복수의 제1 핑거 전극(141)을 서로 전기적으로 연결시키며, 복수의 제1 핑거 전극(141)과 교차하는 방향으로 뻗어있을 수 있다. In addition, the plurality of first connection electrodes 143 are located on the same layer as the plurality of first finger electrodes 141 on the emitter portion 120, electrically connect the plurality of first finger electrodes 141 to each other, and It may extend in a direction intersecting the first finger electrode 141.

이와 같은 복수의 제1 연결 전극(143)는 태양 전지를 서로 연결시키는 인터커넥터(미도시)와 연결되며, 복수의 제1 핑거 전극(141)에 의해 수집되어 이동하는 캐리어를 수집하여 외부 장치로 출력한다.The plurality of first connection electrodes 143 are connected to an interconnector (not shown) that connects the solar cells to each other, and collects the moving carriers collected by the plurality of first finger electrodes 141 and transmits them to an external device. Print out.

복수의 제1 핑거 전극(141)과 제1 연결 전극(143)는 적어도 하나의 도전성 금속 물질로 이루어져 있고, 이들 도전성 금속 물질의 예는 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다.The plurality of first finger electrodes 141 and the first connection electrode 143 are made of at least one conductive metal material, examples of these conductive metal materials include nickel (Ni), copper (Cu), silver (Ag), It may be at least one selected from the group consisting of aluminum (Al), tin (Sn), zinc (Zn), indium (In), titanium (Ti), gold (Au), and combinations thereof, but may be other conductive metal materials. It can be done with

이와 같은 제1 전극(140)은 반도체 기판(110)의 전면에 반사 방지막(130)이 형성된 이후, 제1 전극(140)을 형성하기 위한 전극 형성용 패이스트를 반사 방지막(130)의 전면 위에 패터닝하여 도포한 이후, 열처리 공정을 통하여 전극 형성용 패이스트가 반사 방지막(130)을 뚫고 에미터부(120)에 접속되어 형성될 수 있다.The first electrode 140 is formed by applying an electrode forming paste to form the first electrode 140 on the front surface of the anti-reflection film 130 after the anti-reflection film 130 is formed on the front surface of the semiconductor substrate 110. After patterning and application, the paste for forming electrodes may penetrate the anti-reflection film 130 and be connected to the emitter unit 120 through a heat treatment process.

아울러, 도 1에서는 제1 전극(140)이 제1 핑거 전극(141)과 제1 연결 전극(143)을 구비하는 경우를 일례로 설명하였으나, 제1 연결 전극(143)은 경우에 따라 생략할 수 있으며, 복수의 제1 핑거 전극(141) 중 일부의 제1 핑거 전극(141)만 서로 연결되도록 선택적으로 구비되는 것도 가능하다.In addition, in Figure 1, the case where the first electrode 140 includes the first finger electrode 141 and the first connection electrode 143 has been described as an example, but the first connection electrode 143 may be omitted in some cases. It is also possible to selectively connect only some of the first finger electrodes 141 among the plurality of first finger electrodes 141 to each other.

후면 전계부(170)는 반도체 기판(110)의 후면에 위치하고, 제1 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 함유되는 될 수 있다.The back electric field unit 170 is located on the back of the semiconductor substrate 110, and may contain impurities of the first conductivity type at a higher concentration than the semiconductor substrate 110.

이와 같은 후면 전계부(170)는 반도체 기판(110)의 후면에 전체적으로 위치하여, 정공이 반도체 기판(110)의 후면 쪽으로 이동하는 것을 방해하고, 전자가 반도체 기판(110)의 후면 쪽으로 이동하는 것으로 보다 원활하게 할 수 있다.This back electric field unit 170 is located entirely on the back of the semiconductor substrate 110, preventing holes from moving toward the back of the semiconductor substrate 110 and preventing electrons from moving toward the back of the semiconductor substrate 110. It can be done more smoothly.

이와 같은 후면 전계부(170)는 반도체 기판(110)의 후면 표면에 제1 도전성 타입의 불순물이 확산되어 형성될 수 있고, 이로 인하여, 후면 전계부(170)는 반도체 기판(110)과 동일한 실리콘 재질로 형성될 수 있다.Such a back electric field portion 170 may be formed by diffusing impurities of the first conductivity type on the back surface of the semiconductor substrate 110. As a result, the back electric field portion 170 is made of the same silicon as the semiconductor substrate 110. It can be formed from any material.

일례로, 반도체 기판(110)이 단결정 실리콘 재질의 웨이퍼로 형성된 경우, 후면 전계부(170)도 단결정 실리콘 재질로 형성될 수 있으며, 반도체 기판(110)이 다결정 실리콘 재질의 웨이퍼로 형성되는 경우, 후면 전계부(170)도 다결정 실리콘 재질로 형성될 수 있다.For example, if the semiconductor substrate 110 is formed of a wafer made of a single crystal silicon material, the rear electric field portion 170 may also be formed of a single crystal silicon material, and if the semiconductor substrate 110 is formed of a wafer made of a polycrystalline silicon material, The rear electric field unit 170 may also be formed of polycrystalline silicon material.

이와 같은, 후면 전계부(170)의 두께는 1um ~ 1.4um 사이의 범위로 형성될 수 있다.As such, the thickness of the rear electric field portion 170 may be formed in a range between 1um and 1.4um.

다음, 후면 보호막(190)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 후면 전계부(170)의 후면 중에서 제2 전극(150)이 형성된 영역을 제외한 전체 영역 위에 위치할 수 있다. Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the rear protective film 190 may be positioned on the entire rear surface of the rear electric field unit 170, excluding the area where the second electrode 150 is formed.

이와 같은 후면 보호막(190)은 유전체 재질로 형성될 수 있으며, 다수의 층으로 형성될 수 있다.This rear protective film 190 may be formed of a dielectric material and may be formed of multiple layers.

이와 같은 후면 보호막(190)은 후면 전계부(170)의 후면 표면을 패시베이션하는 기능을 수행할 수 있으며, 외부로부터 반도체 기판(110)의 후면으로 유입되는 열과 습기를 차단하여, 태양 전지의 신뢰성을 향상시키는 기능을 함께 수행할 수 있다.This rear protective film 190 can perform the function of passivating the rear surface of the rear electric field unit 170 and blocks heat and moisture from flowing into the rear of the semiconductor substrate 110 from the outside, thereby improving the reliability of the solar cell. Improvement functions can be performed together.

이와 같은 후면 보호막(190)에 대해서는 태양 전지의 나머지 구성 요소에 대해 설명한 이후에 보다 구체적으로 설명한다.This rear protective film 190 will be described in more detail after the remaining components of the solar cell are explained.

제2 전극(150)은 후면 전계부(170)의 후면 위에 배치되며, 후면 전계부(170)와 전기적으로 연결되어 있다. The second electrode 150 is disposed on the back of the rear electric field unit 170 and is electrically connected to the rear electric field unit 170.

이와 같은 제2 전극(150)은 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 제2 핑거 전극(151) 및 복수의 제2 연결 전극(153)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the second electrode 150 may include a plurality of second finger electrodes 151 and a plurality of second connection electrodes 153.

여기서, 복수의 제2 핑거 전극(151)은 후면 전계부(170)의 후면 위에 서로 이격하여 어느 한 방향으로 길게 뻗어있을 수 있으며, 후면 전계부(170) 쪽으로 이동한 캐리어, 예를 들면, 정공을 수집할 수 있다.Here, the plurality of second finger electrodes 151 may be spaced apart from each other on the rear surface of the rear electric field unit 170 and extend long in one direction, and carriers moving toward the rear electric field unit 170, for example, holes can be collected.

그리고, 복수의 제2 연결 전극(153)는 후면 전계부(170) 위에서 복수의 제2 핑거 전극(151)과 동일 층에 위치하고, 복수의 제2 핑거 전극(151)을 서로 전기적으로 연결시키며, 복수의 제2 핑거 전극(151)과 교차하는 방향으로 뻗어 있을 수 있다. In addition, the plurality of second connection electrodes 153 are located on the same layer as the plurality of second finger electrodes 151 on the rear electric field unit 170 and electrically connect the plurality of second finger electrodes 151 to each other, It may extend in a direction intersecting the plurality of second finger electrodes 151.

이와 같은 복수의 제2 연결 전극(153)는 태양 전지를 서로 연결시키는 인터커넥터(미도시)와 연결되며, 제2 핑거 전극(151)에 의해 수집되어 이동하는 캐리어를 수집하여 외부 장치로 출력할 수 있다.The plurality of second connection electrodes 153 are connected to an interconnector (not shown) that connects solar cells to each other, and collects the moving carriers collected by the second finger electrode 151 and outputs them to an external device. You can.

여기서, 제2 연결 전극(153)의 길이 방향은 제1 연결 전극(143)의 길이 방향과 동일하고, 제2 핑거 전극(151)의 길이 방향도 제1 핑거 전극(141)의 길이 방향과 동일할 수 있으며, 제2 전극(150)의 재질은 제1 전극(140)의 재질과 동일할 수 있다.Here, the longitudinal direction of the second connection electrode 153 is the same as the longitudinal direction of the first connection electrode 143, and the longitudinal direction of the second finger electrode 151 is also the same as the longitudinal direction of the first finger electrode 141. This can be done, and the material of the second electrode 150 may be the same as the material of the first electrode 140.

아울러, 제1, 2 핑거 전극(141, 151)의 선폭과 제1, 2 연결 전극(143, 153)의 선폭은 서로 동일할 수 있다.In addition, the line widths of the first and second finger electrodes 141 and 151 and the line widths of the first and second connection electrodes 143 and 153 may be the same.

이와 같은 제2 전극(150)은 후면 보호막(190) 위에 전극 형성용 페이스트를 패터닝하여 도포한 이후, 열처리 공정을 통해, 전극 형성용 페이스트가 후면 보호막(190)을 뚫고 후면 전계부(170)에 접속되어 형성될 수 있다. The second electrode 150 is formed by patterning and applying electrode-forming paste on the rear protective film 190, and then through a heat treatment process, the electrode-forming paste penetrates the rear protective film 190 and enters the rear electric field unit 170. It can be formed by being connected.

아울러, 도 1에서는 제2 전극(150)이 제2 핑거 전극(151)과 제2 연결 전극(153)을 구비하는 경우를 일례로 설명하였으나, 제2 연결 전극(153)은 경우에 따라 생략할 수 있으며, 복수의 제2 핑거 전극(151) 중 일부의 제2 핑거 전극(151)만 서로 연결되도록 선택적으로 구비되는 것도 가능하다.In addition, in Figure 1, the case where the second electrode 150 includes the second finger electrode 151 and the second connection electrode 153 has been described as an example, but the second connection electrode 153 may be omitted in some cases. It is also possible to selectively connect only some of the second finger electrodes 151 among the plurality of second finger electrodes 151 to each other.

한편, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지는 후면 보호막(190)의 패시베이션 기능을 향상시키고, Damp Heat 특성을 보다 향상시키기 위하여, 후면 보호막(190)이 복수의 기능성층을 갖는 구조로 형성할 수 있다.Meanwhile, in the solar cell according to an example of the present invention, in order to improve the passivation function of the rear protective film 190 and further improve the damp heat characteristics, the rear protective film 190 can be formed in a structure having a plurality of functional layers. .

일례로, 후면 보호막(190)은 도 2에 도시된 바와 같이, 실리콘 질화막(SiNx, 190a) 및 실리콘 산화막(SiOx, 190b)을 포함할 수 있다.For example, the rear protective film 190 may include a silicon nitride film (SiNx, 190a) and a silicon oxide film (SiOx, 190b), as shown in FIG. 2.

여기서, 실리콘 질화막(190a)은 후면 전계부(170)의 표면에 접하여 위치하며, 수소를 다량 함유하여 반도체 기판(110)의 후면을 패시베이션 기능을 수행할 수 있다.Here, the silicon nitride film 190a is located in contact with the surface of the rear electric field portion 170, and contains a large amount of hydrogen and can perform a passivation function on the rear surface of the semiconductor substrate 110.

여기서, 실리콘 질화막에 수소를 함유하게 하는 공정은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공법을 이용할 수 있다. Here, the process of adding hydrogen to the silicon nitride film can use the PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) method.

예를 들면, SiH4, NH3, N2 Gas를 주입한 상태에서 Plasma를 인가하여 비정질 상태의 SiNx 층을 형성하고, 비정질이기 때문에 SiNx층 내부에 있는 많이 존재하는 Dangling bond 고리에 Hydrogen를 연결하기 위하여, 수소(H)를 함유하게 되는 방식으로 증착될 수 있다.For example, while SiH4, NH3, and N2 gas are injected, plasma is applied to form an amorphous SiNx layer, and since it is amorphous, hydrogen is used to connect hydrogen to the dangling bond ring that exists in large quantities inside the SiNx layer. It can be deposited in such a way that it contains (H).

아울러, 실리콘 산화막(190b)은 실리콘 질화막(190a) 위에 위치하며, 실리콘 질화막(190a)에 함유된 수소가 외부로 방출되는 것을 방지하는 캡핑(capping) 기능을 수행하며, 셀 외부의 열과 습기를 차단하여, 후면 보호막(190)의 Damp Heat 특성을 보다 향상시킬 수 있다.In addition, the silicon oxide film 190b is located on the silicon nitride film 190a and performs a capping function to prevent hydrogen contained in the silicon nitride film 190a from being released to the outside and blocks heat and moisture outside the cell. As a result, the damp heat characteristics of the rear protective film 190 can be further improved.

여기서, 실리콘 산화막(190b)은 상당한 두께를 가지고 짧은 시간에 형성되어야 하므로 실리콘 질화막(190a)층과 마찬가지로 PECVD 방법으로 제조될 수 있다.Here, the silicon oxide film 190b must have a considerable thickness and be formed in a short time, so it can be manufactured by the PECVD method like the silicon nitride film 190a layer.

여기서, 후면 보호막(190)의 Damp Heat 특성을 보다 향상시키기 위하여, 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)는 실리콘 질화막(190a)의 두께(T1)보다 크게 할 수 있다.Here, in order to further improve the damp heat characteristics of the rear protective film 190, the thickness T2 of the silicon oxide film 190b may be greater than the thickness T1 of the silicon nitride film 190a.

일례로, 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)는 실리콘 질화막(190a) 두께의 2배 내지 3배 사이로 형성할 수 있다.For example, the thickness T2 of the silicon oxide film 190b may be formed to be between 2 and 3 times the thickness of the silicon nitride film 190a.

여기서, 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)를 실리콘 질화막(190a) 두께의 2배 이상이 되도록 하는 것은 실리콘 산화막(190b)의 Damp Heat 특성을 보다 향상시키기 위함이고, 3배 이하가 되도록 하는 것은 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)가 과도하게 두꺼워지는 경우, Damp Heat 특성은 충분히 향상된 상태이지만, 셀 제조 공정시 제2 전극(150)이 후면 보호막(190)을 뚫고 후면 전계부(170)에 접속할 때에, 제2 전극(150)과 후면 전계부(170) 사이의 컨텍 저항이 증가하여, 오히려 셀 효율의 감소율이 상대적으로 커질 수 있기 때문이다.Here, the thickness T2 of the silicon oxide film 190b is set to be more than twice the thickness of the silicon nitride film 190a in order to further improve the damp heat characteristics of the silicon oxide film 190b, and the thickness T2 of the silicon oxide film 190b is set to be 3 times or less. When the thickness (T2) of the silicon oxide film 190b becomes excessively thick, the damp heat characteristics are sufficiently improved, but during the cell manufacturing process, the second electrode 150 penetrates the rear protective film 190 and the rear electric field unit 170. This is because, when connected, the contact resistance between the second electrode 150 and the rear electric field unit 170 increases, and the rate of decrease in cell efficiency may become relatively large.

일례로, 본 발명에 따른 태양 전지에서 실리콘 질화막(190a)의 두께(T1)는 30nm ~ 40nm 사이일 수 있다.For example, in the solar cell according to the present invention, the thickness T1 of the silicon nitride film 190a may be between 30 nm and 40 nm.

여기서, 실리콘 질화막(190a)의 두께(T1)는 30nm 이상이 되도록 하는 것은 실리콘 질화막(190a)의 패시베이션 기능이 충분히 발휘되도록 하기 위함이고, 40nm 이하가 되도록 하는 것은 실리콘 질화막(190a)의 형성 공정 시간을 최소화하기 위함이다.Here, the thickness T1 of the silicon nitride film 190a is set to 30 nm or more to ensure that the passivation function of the silicon nitride film 190a is sufficiently exercised, and set to 40 nm or less to ensure the formation process time of the silicon nitride film 190a. This is to minimize.

아울러, 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)는 95nm ~ 105nm 사이로 형성될 수 있다. 여기서, 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)에 대해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.In addition, the thickness T2 of the silicon oxide film 190b may be formed between 95 nm and 105 nm. Here, the thickness T2 of the silicon oxide film 190b will be described with reference to FIGS. 3 to 5.

여기서, 도 3은 도 2에 도시된 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)에 따른 Damp Heat 특성을 측정한 그래프이고, 도 4는 도 2에 도시된 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)에 따른 제2 전극(150)과 후면 전계부(170) 사이의 컨텍 저항을 측정한 그래프이고, 도 5는 도 2에 도시된 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)에 따른 태양 전지의 효율 변화율을 측정한 그래프이다.Here, FIG. 3 is a graph measuring the Damp Heat characteristics according to the thickness (T2) of the silicon oxide film 190b shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a graph measuring the Damp Heat characteristics according to the thickness (T2) of the silicon oxide film 190b shown in FIG. 2. It is a graph measuring the contact resistance between the second electrode 150 and the rear electric field unit 170, and FIG. 5 shows the rate of change in efficiency of the solar cell according to the thickness (T2) of the silicon oxide film 190b shown in FIG. 2. This is a measured graph.

참고로, 도 3은 Damp Heat 특성 테스트의 결과이다. 통상 Damp Heat 특성은 1000 시간 기준, 85℃ 온도 및 85% 습도에서 수행하였을 때, 육안의 이상이나 5% 이상의 출력 저하를 나타내지 않아야 만족될 수 있다. For reference, Figure 3 shows the results of the Damp Heat characteristic test. In general, the Damp Heat characteristics can be satisfied only when there is no visual abnormality or a decrease in output of more than 5% when performed at a temperature of 85℃ and 85% humidity for 1000 hours.

그러나, 본 발명에서는 1000시간 이상의 시간인 2000시간으로 실험했지만 damp heat 특성을 만족시키고 있다.However, in the present invention, the damp heat characteristics were satisfied even though the experiment was conducted for 2000 hours, which is more than 1000 hours.

도 3에 도시된 바와 같이, 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)가 90nm 이하일 때에는 Damp Heat이 -4% 이하로 저조하고, Damp Heat이 향상되는 정도를 나타내는 기울기가 다소 완만하나, 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)가 95nm에서 Damp Heat이 -3.2%로 크게 향상되는 반면 95nm 이상부터는 Damp Heat의 개선율이 -3% ~ -2.5% 사이로 완만해지는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, when the thickness (T2) of the silicon oxide film 190b is 90 nm or less, the Damp Heat is low at -4% or less, and the slope indicating the degree to which the Damp Heat is improved is somewhat gentle, but the silicon oxide film ( It can be seen that while the thickness (T2) of 190b) is greatly improved to -3.2% at 95 nm, the improvement rate of damp heat gradually decreases to -3% to -2.5% from 95 nm or higher.

따라서, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지에서는 이와 같은 Damp Heat 특성을 고려하여, 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)를 95nm 이상이 되도록 할 수 있다.Therefore, in the solar cell according to an example of the present invention, taking such damp heat characteristics into consideration, the thickness T2 of the silicon oxide film 190b can be set to 95 nm or more.

그러나, 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)가 110nm 이상으로 과도하게 커지는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 전극(150)과 후면 전계부(170) 사이의 컨텍 저항이 과도하게 거지는 것을 알 수 있다.However, when the thickness T2 of the silicon oxide film 190b is excessively increased to 110 nm or more, as shown in FIG. 4, the contact resistance between the second electrode 150 and the rear electric field unit 170 becomes excessive. It can be seen that

즉, 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)가 105nm ~ 110nm 사이일 때, 컨텍 저항의 증가율이 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)가 105nm 이하일 때보다 크게 증가되는 것을 알 수 있다.That is, it can be seen that when the thickness T2 of the silicon oxide film 190b is between 105 nm and 110 nm, the rate of increase in contact resistance increases significantly compared to when the thickness T2 of the silicon oxide film 190b is 105 nm or less.

아울러, 이와 같은 컨텍 저항의 증가에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 셀 효율의 변화율도 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)가 105nm ~ 110nm 사이일 때, 상대적으로 크게 감소하는 것을 알 수 있다.In addition, as the contact resistance increases, as shown in FIG. 5, the rate of change in cell efficiency can be seen to decrease relatively significantly when the thickness T2 of the silicon oxide film 190b is between 105 nm and 110 nm. there is.

따라서, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지는 이와 같은 컨텍 저항 및 셀 효율을 고려하여, 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)를 105nm 이하가 되도록 할 수 있다.Accordingly, in the solar cell according to an example of the present invention, the thickness T2 of the silicon oxide film 190b can be set to 105 nm or less in consideration of such contact resistance and cell efficiency.

이와 같은 실리콘 산화막(190b)의 굴절률은 실리콘 질화막(190a)의 굴절률보다 작게 하되, 실리콘 산화막(190b)의 굴절률은 1.53 ~ 1.75 사이로 형성될 수 있다.The refractive index of the silicon oxide film 190b is smaller than that of the silicon nitride film 190a, and the refractive index of the silicon oxide film 190b may be between 1.53 and 1.75.

여기서, 실리콘 산화막(190b)의 굴절률을 1.75 이하로 하는 것은 이 수치가 실리콘 산화막(190b)으로 구현할 수 있는 굴절률의 최대값이기 때문이다.Here, the refractive index of the silicon oxide film 190b is set to 1.75 or less because this value is the maximum value of the refractive index that can be implemented with the silicon oxide film 190b.

아울러, 실리콘 산화막(190b)의 굴절률을 1.53보다 크게 하는 것은 실리콘 산화막(190b)의 밀도가 저하되는 것을 방지하기 위함이다. 즉 실리콘 산화막(190b)의 밀도는 굴절률과 관계되고, 굴절률이 낮을수록 밀도 역시 저하되고, 굴절률이 높을수록 밀도가 향상될 수 있다.In addition, making the refractive index of the silicon oxide film 190b greater than 1.53 is to prevent the density of the silicon oxide film 190b from decreasing. That is, the density of the silicon oxide film 190b is related to the refractive index. The lower the refractive index, the lower the density, and the higher the refractive index, the higher the density.

따라서, 이와 같은 실리콘 산화막(190b)의 밀도를 적정 수준 이상이 되도록 굴절률을 조정하여, 실리콘 산화막(190b)으로 외부의 습기가 침투하는 것을 더욱 방지할 수 있고, 이로 인하여, 실리콘 산화막(190b)의 Damp Heat을 보다 개선할 수 있다.Accordingly, by adjusting the refractive index so that the density of the silicon oxide film 190b is above an appropriate level, it is possible to further prevent external moisture from penetrating into the silicon oxide film 190b. As a result, the penetration of external moisture into the silicon oxide film 190b can be further prevented. Damp Heat can be further improved.

아울러, 후면 보호막(190)은 전술한 도 2에 도시된 바와 같이, 실리콘 질화막(190a) 및 실리콘 산화막(190b) 이외에 실리콘 산화막(190b)의 후면에 알루미늄 산화막(AlOx, 190c)이 더 포함되어 형성될 수 있다. 이와 같은 알루미늄 산화막(190c) 경우에 따라 생략될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2 described above, the back protective film 190 is formed by further including an aluminum oxide film (AlOx, 190c) on the back of the silicon oxide film 190b in addition to the silicon nitride film 190a and the silicon oxide film 190b. It can be. Such aluminum oxide film 190c may be omitted depending on the case.

그러나, 알루미늄 산화막(190c)이 구비되는 경우, 실리콘 산화막(190b)의 캡핑(capping) 기능 및 Damp Heat 특성을 보조할 수 있다.However, when the aluminum oxide film 190c is provided, it can assist the capping function and damp heat characteristics of the silicon oxide film 190b.

이와 같은 알루미늄 산화막(190c)의 두께(T3)는 제2 전극(150)과 후면 전계부(170)의 컨텍 저항이 훼손되는 것을 방지하기 위하여, 실리콘 산화막(190b) 및 실리콘 질화막(190a)의 두께(T1, T2)보다 작게 형성될 수 있다.The thickness T3 of the aluminum oxide film 190c is the thickness of the silicon oxide film 190b and the silicon nitride film 190a in order to prevent the contact resistance of the second electrode 150 and the rear electric field unit 170 from being damaged. It can be formed smaller than (T1, T2).

따라서, 알루미늄 산화막(190c)의 두께(T3)는 실리콘 질화막(190a) 두께(T1)의 1/5 ~ 1/3 사이로 형성될 수 있다.Accordingly, the thickness T3 of the aluminum oxide film 190c may be formed to be between 1/5 and 1/3 of the thickness T1 of the silicon nitride film 190a.

여기서, 알루미늄 산화막(190c)의 경우도 PECVD등으로 형성할 수 있으며, Stack coverage 확보가 용이하도록 ALD를 사용하는 것도 가능하다.Here, the aluminum oxide film 190c can also be formed by PECVD, etc., and it is also possible to use ALD to easily secure stack coverage.

지금까지 본 발명의 일례에 따른 태양 전지는 반도체 기판(110)의 전면에는 텍스쳐링(texturing) 요철을 구비되고, 반도체 기판(110)의 후면에는 텍스쳐링(texturing) 요철을 구비되지 않고, 반도체 기판(110)의 전면보다 평탄한 경우를 일례로 설명하였다. 그러나, 본 발명에 따른 태양 전지는 이에 한정되는 아니다.So far, the solar cell according to an example of the present invention is provided with texturing irregularities on the front side of the semiconductor substrate 110, does not have texturing irregularities on the back side of the semiconductor substrate 110, and has a semiconductor substrate 110. ) is explained as an example of a case where the front surface is flatter than the front surface. However, the solar cell according to the present invention is not limited to this.

도 6은 본 발명의 다른 일례에 따른 태양 전지를 설명하기 위한 도이다.Figure 6 is a diagram for explaining a solar cell according to another example of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 전면 및 후면에 모두 텍스쳐링(texturing) 요철이 구비된 경우에도 적용될 수 있다.As shown in FIG. 6, it can be applied even when texturing irregularities are provided on both the front and back sides of the semiconductor substrate 110.

이와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 텍스쳐링(texturing) 요철이 구비된 경우, 전술한 실리콘 산화막(190b)의 캡핑 기능이나 Damp Heat 특성은 반도체 기판(110)의 후면이 평탄한 도 1 및 도 2와 비교하여, 상대적으로 저하될 수 있다.As such, when the back side of the semiconductor substrate 110 is provided with texturing irregularities, the capping function and damp heat characteristics of the silicon oxide film 190b described above are similar to those in FIGS. 1 and 2 where the back side of the semiconductor substrate 110 is flat. Compared to , it may be relatively lowered.

따라서, 반도체 기판(110)의 후면에 텍스쳐링(texturing) 요철이 구비된 경우에는 실리콘 산화막(190b)의 캡핑 기능이나 Damp Heat 특성을 보완하기 위하여, 도 1 내지 도 5에서 설명한 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)보다 상대적으로 더 두꺼워질 수 있다.Therefore, when the back of the semiconductor substrate 110 is provided with texturing irregularities, the silicon oxide film 190b described in FIGS. 1 to 5 is used to supplement the capping function or damp heat characteristics of the silicon oxide film 190b. It can be relatively thicker than the thickness (T2).

이를 위하여, 본 발명의 다른 일례에 따른 태양 전지에서 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)는 도 1 내지 도 5에서 설명한 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)보다 25% ~ 35% 정도 더 두껍게 형성될 수 있다.To this end, in the solar cell according to another example of the present invention, the thickness T2 of the silicon oxide film 190b is about 25% to 35% thicker than the thickness T2 of the silicon oxide film 190b described in FIGS. 1 to 5. can be formed.

일례로, 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)는 125nm ~ 145nm 사이로 형성될 수 있으며, 이와 같은 경우에 도 3 내지 도 5에서 설명한 바와 같은 Damp Heat 특성과 컨텍 저항 특성을 유지할 수 있다.For example, the thickness T2 of the silicon oxide film 190b may be formed between 125 nm and 145 nm, and in this case, the damp heat characteristics and contact resistance characteristics described in FIGS. 3 to 5 can be maintained.

이와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지는 실리콘 산화막(190b)의 두께(T2)를 실리콘 질화막(190a)의 두께(T1)보다 크게 형성함으로써, 태양 전지의 효율을 저하를 최소화하면서, 후면 패시베이션층의 Damp Heat 특성을 보다 향상시켜, 태양 전지의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.In this way, in the solar cell according to the present invention, the thickness (T2) of the silicon oxide film (190b) is formed to be greater than the thickness (T1) of the silicon nitride film (190a), thereby minimizing the decrease in the efficiency of the solar cell and the rear passivation layer. By further improving the damp heat characteristics, the reliability of solar cells can be further improved.

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. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also possible. It falls within the scope of rights.

Claims (12)

제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 반도체 기판;
상기 반도체 기판의 전면에 위치하고 상기 제1 도전성 타입과 반대인 제 2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 에미터부;
상기 반도체 기판의 후면에 위치하고, 상기 제1 도전성 타입의 불순물이 상기 반도체 기판보다 고농도로 함유되는 후면 전계부;
상기 후면 전계부 위에 위치하는 후면 보호막;
상기 에미터부와 연결되는 제1 전극; 및
상기 후면 보호막을 뚫고 상기 후면 전계부와 연결되는 제2 전극;을 포함하고,
상기 후면 보호막은 상기 후면 전계부 위에 위치하며 수소를 함유하는 실리콘 질화막과 상기 실리콘 질화막 위에 위치하며 상기 수소의 외부 방출을 방지하는 실리콘 산화막 및 알루미늄 산화막이 순차적으로 제공되고,
상기 실리콘 산화막의 두께는 상기 실리콘 질화막의 두께보다 크고,
상기 알루미늄 산화막의 두께는 상기 실리콘 산화막 및 상기 실리콘 질화막의 두께보다 작은 태양 전지.A semiconductor substrate containing impurities of a first conductivity type;
an emitter portion located on a front surface of the semiconductor substrate and containing impurities of a second conductivity type opposite to the first conductivity type;
a rear electric field portion located on the rear surface of the semiconductor substrate and containing impurities of the first conductivity type at a higher concentration than the semiconductor substrate;
a rear protective film located on the rear electric field unit;
a first electrode connected to the emitter unit; and
It includes a second electrode that penetrates the rear protective film and is connected to the rear electric field unit,
The rear protective film is sequentially provided with a silicon nitride film containing hydrogen, which is located on the rear electric field part, and a silicon oxide film and an aluminum oxide film, which are located on the silicon nitride film and prevent external emission of the hydrogen,
The thickness of the silicon oxide film is greater than the thickness of the silicon nitride film,
A solar cell in which the thickness of the aluminum oxide film is smaller than the thicknesses of the silicon oxide film and the silicon nitride film. 제1 항에 있어서,
상기 실리콘 산화막의 두께는 상기 실리콘 질화막 두께의 2배 내지 3배 사이인 태양 전지.According to claim 1,
A solar cell in which the thickness of the silicon oxide film is between 2 and 3 times the thickness of the silicon nitride film. 제1 항에 있어서,
상기 반도체 기판의 전면은 텍스쳐링(texturing) 요철을 구비하고,
상기 반도체 기판의 후면은 상기 텍스쳐링(texturing) 요철을 구비하지 않고, 상기 반도체 기판의 전면보다 평탄한 태양 전지.According to claim 1,
The front surface of the semiconductor substrate is provided with textured irregularities,
A solar cell wherein the rear surface of the semiconductor substrate is flatter than the front surface of the semiconductor substrate without the texturing irregularities. 제3 항에 있어서,
상기 실리콘 질화막의 두께는 30nm ~ 40nm 사이인 태양 전지.According to clause 3,
A solar cell in which the thickness of the silicon nitride film is between 30 nm and 40 nm. 제3 항에 있어서,
상기 실리콘 산화막의 두께는 95nm ~ 105nm 사이인 태양 전지.According to clause 3,
A solar cell in which the thickness of the silicon oxide film is between 95nm and 105nm. 제1 항에 있어서,
상기 실리콘 산화막의 굴절률은 상기 실리콘 질화막의 굴절률보다 작은 태양 전지.According to claim 1,
A solar cell in which the refractive index of the silicon oxide film is smaller than the refractive index of the silicon nitride film. 제6 항에 있어서,
상기 실리콘 산화막의 굴절률은 1.53 ~ 1.75 사이인 태양 전지.According to clause 6,
A solar cell in which the refractive index of the silicon oxide film is between 1.53 and 1.75. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 알루미늄 산화막의 두께는 상기 실리콘 질화막 두께의 1/5 ~ 1/3 사이인 태양 전지.According to claim 1,
A solar cell in which the thickness of the aluminum oxide film is between 1/5 and 1/3 of the thickness of the silicon nitride film. 제1 항에 있어서,
상기 반도체 기판의 전면 및 후면은 텍스쳐링(texturing) 요철을 구비하는 태양 전지. According to claim 1,
A solar cell having textured irregularities on the front and back sides of the semiconductor substrate. 제1 항에 있어서,
상기 실리콘 산화막의 두께는 125nm ~ 145nm 사이인 태양 전지.According to claim 1,
A solar cell in which the thickness of the silicon oxide film is between 125 nm and 145 nm.
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