KR20020031489A - 다결정 실리콘 태양전지 및 그 제조방법 - Google Patents
다결정 실리콘 태양전지 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20020031489A KR20020031489A KR1020000061982A KR20000061982A KR20020031489A KR 20020031489 A KR20020031489 A KR 20020031489A KR 1020000061982 A KR1020000061982 A KR 1020000061982A KR 20000061982 A KR20000061982 A KR 20000061982A KR 20020031489 A KR20020031489 A KR 20020031489A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polycrystalline silicon
- silicon substrate
- solar cell
- tio
- silicon solar
- Prior art date
Links
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 87
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 85
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 20
- 230000001012 protector Effects 0.000 claims description 15
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 229910052861 titanite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 abstract 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 19
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 7
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000651 laser trapping Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
본 발명은 다결정 실리콘 기판과 그 기판 상부에 형성된 전극을 포함하는 다결정 실리콘 태양전지 및 그 제조방법을 개시한다. 본 발명의 다결정 실리콘 태양전지는 상기 다결정 실리콘 기판의 적어도 일측면이, 그 단부에 평면부가 형성된 다수의 돌기부를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따라 고체 핵생성제인 TiO2입자로 다결정 실리콘 기판을 마스킹하는 경우, 종래의 메탄올, 이소프로판올 등과 같은 프로텍터를 사용한 경우와 비교하여 마스킹 효과가 보다 우수한다. 또한, TiO2입자는 다결정 실리콘 기판에 적용하는 통상적인 등방성 에칭 용액에 대한 식각률이 낮으므로 좀 더 빠른 에칭속도를 갖는 에칭용액을 장시간 사용할 수 있게 되므로 에칭 영역의 깊이를 더 깊게 할 수 있고, 이로써 광 트래핑 효과를 더 높일 수 있게 되어 실리콘 기판 표면에서의 반사율을 대폭적으로 줄일 수 있게 된다.
Description
본 발명은 다결정 실리콘 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 실리콘 기판 표면에서의 입사광의 반사율이 현저하게 줄어든 다결정 실리콘 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
태양전지의 특성을 저하시키는 요소에는 태양전지 표면에서의 광학 손실, 캐리어를 수집하는 전극 부분에서의 저항에 따른 손실, 캐리어 재결합에 의한 손실 등이 있다. 이중에서도 태양전지 표면에서의 입사광 반사에 의한 광학적 손실이 태양전지의 특성 저하에 가장 큰 비중을 차지하고 있다.
이러한 입사광의 반사에 의한 광학적 손실을 감소시키는 방법으로는, 전극 상부에 반사방지막을 형성하는 방법이 있다.
이외에 다른 방법으로서, 전극의 면적을 최대한 작게 함으로써 입사광의 반사를 줄이는 방법이 있다. 그러나 이 방법에 따르면 전극 면적의 감소로 저항이 증가하여 전지의 성능이 저하된다. 또 다른 방법으로서, 결정계 실리콘 태양전지에서 주로 사용하는 방법으로서, 실리콘 기판 표면을 텍스터링(texturing)으로 거칠게 만들어서 한번 반사된 빛이 재반사되도록 하여 입사광의 흡수율을 높이는 방법이 있다.
한편, 실리콘 기판중 다결정 실리콘 기판을 텍스처링하는 방법으로는 플라즈마 에칭법, 기계적 그루빙(mechanical grooving), 습식 에칭법 등이 있다. 이중에서도 습식 에칭방법은 별도의 설비가 불필요하며, 양산 하기에 적합한 방법으로 빈번하게 사용되는데, 이는 등방성 에칭 요액과 에칭을 부분적으로 막아주는 프로텍터(protector)를 이용하여 실리콘의 결정방향에 관계없이 기판 표면에 요철을 주어서 실리콘 기판 표면에서의 반사율을 저하시키는 방법이다. 여기에서 프로텍터로는 메탄올, 이소프로판올 등과 같은 물질을 사용한다.
그런데, 이러한 습식 에칭법에 의하면, 메탄올, 이소프로판올 등과 같은 프로텍터가 에칭 마스크로서의 역할이 불충분하여 에칭 용액의 농도 및 시간에 제한이 있어 깊은 골을 형성할 수 없고, 이로 인하여 다결정 실리콘 기판의 표면 텍스터링에 의한 반사율 저감이 극히 미미하다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 다결정 실리콘 기판 표면에서의 입사광의 반사율을 효과적으로 줄여서 이로 인한 광학적 손실을 저하시킬 수 있는 다결정 실리콘 태양전지를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 다결정 실리콘 태양전지를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1 및 2는 본 발명의 일실시예들에 따라 텍스터링된 다결정 실리콘 기판의 상태를 나타낸 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 텍스터링된 다결정 실리콘 기판의 구조를 나타낸 사시도이고,
도 4는 도 3의 텍스터링된 다결정 실리콘 기판을 이용하여 제조된 일실시예에 따른 다결정 실리콘 태양전지의 구조를 나타낸 사시도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>
10, 20... 다결정 실리콘 기판11, 21... 돌기부
12, 22... 평면부33... 인입부
30... p+형 다결정 실리콘 기판41... n+반도체층
42... n++반도체층43... 전면전극
44... 산화막45... p+반도체층
46... 후면전극
상기 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 다결정 실리콘 기판과 그 기판 상부에 형성된 전극을 포함하는 다결정 실리콘 태양전지에 있어서,
상기 다결정 실리콘 기판의 적어도 일측면이,
그 단부에 평면부가 형성된 다수의 돌기부를 갖는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지를 제공한다.
본 발명의 두번째 기술적 과제는 다결정 실리콘 기판의 적어도 일측 표면에 텍스터링을 실시하고, pn 접합을 형성하고 산화막 및 전극을 형성하는 단계를 포함하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법에 있어서,
상기 다결정 실리콘 기판의 텍스터링 단계가,
(a) 다결정 실리콘 기판상의 산화막을 제거하는 단계;
(b) 산화막이 제거된 다결정 실리콘 기판을 가열한 다음, 여기에 Ti 공급원을 스프레이하여 다결정 실리콘 기판상에 TiO2프로텍터(protector)를 형성하는 단계;
(c) 상기 TiO2프로텍터(protector)를 마스크로 이용하여 다결정 실리콘 기판을 등방성 에칭용액으로 에칭하는 단계; 및
(d) 상기 TiO2프로텍터(protector)를 제거하여 다결정 실리콘 기판의 적어도 일측면이, 그 단부에 평면부가 형성된 다수의 돌기부를 갖도록 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법에 의하여 이루어진다.
상기 (b) 단계에서 다결정 실리콘 기판의 가열온도 범위는 250 내지 350℃인 것이 바람직하다. 이와 같이 TiO2공급원을 스프레이하기 이전에 다결정 실리콘 기판을 가열하는 이유는 TiO2공급원과 대기중의 수분을 반응시키기 위함이다.
본 발명은 다결정 실리콘 기판의 텍스처링시 습식 에칭법을 이용하며, 이 때에칭 프로텍터로서 스프레이로 균일하게 분산된 TiO2입자들을 이용한 데 그 특징이 있다.
이하, 본 발명에 따른 다결정 실리콘 태양전지에서 다결정 실리콘 기판을 텍스처링하는 방법에 대하여 살펴보기로 한다.
먼저, 다결정 실리콘 기판의 양 표면에 형성된 산화막을 제거한다. 이 때 산화막을 제거하는 방법으로는 저농도의 HF 용액에 담그는 방법을 사용하며, 이 때 HF 용액의 농도는 6 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.
이어서, 상기 산화막이 제거된 다결정 실리콘 기판을 힛팅 프레리이트에 놓은 다음, 이를 가열한다. 여기서 가열온도 범위는 250 내지 350℃인 것이 바람직하다. 만약 가열온도가 250℃ 미만이면, 입경이 큰 TiO2고체 입자(solid particle)가 발생하고, 350℃를 초과하면 TiO2막과 실리콘 기판 사이에 큰 열적 스트레스가 발생하여 막형성이 제대로 되지 않는 문제점이 있다. 그리고 정적 조건하에서 Ti 공급원을 스프레이한다. 여기서 Ti 공급원으로는 TiCl4, 테트라이소프로필티타네이트(tetraisopropyltitanate: TPT) 등을 사용한다.
상기한 바와 같이 Ti 공급원의 스프레이 과정을 거치면 공기중의 산소와 Ti가 반응하여 다결정 실리콘 기판의 표면상에 소정 입경 범위를 갖는 TiO2입자를 도포한다.
다결정 실리콘 기판상에 도포되는 TiO2입자의 크기는 TiO2스프레이 공급원의 공급량, 질소 가스 등과 같은 유입가스의 압력, 스프레이 건과 실리콘 기판의 거리, 주변습도, 스프레이 건의 스프레이 노즐 등의 인자에 따라 달라지므로 이 인자들을 적절하게 제어하여 미세한 TiO2입자들이 기판 전체에 균일하게 도포될 수 있도록 한다.
상기 TiO2입자들의 입경은 10 내지 20㎛인 것이 바람직하다. 만약 실리콘 기판상에 도포된 TiO2입자들의 입경이 10㎛ 미만이면, 입사광이 상당량 산란되고, 20㎛를 초과하면 재반사되지 않고 바로 반사되는 양이 많아져서 바람직하지 못하다.
이후, 프로텍터로서 TiO2입자들을 이용하여 다결정 실리콘 기판을 등방성 에칭 용액에 넣고 소정시간동안 방치하여 에칭처리한다. 이 때 등방성 에칭 용액으로는 HF와 HNO3와 H3PO4의 혼합물(혼합부피비=12:1:12), HF와 HNO3와 CH3COOH의 혼합물(혼합부피비=1:40:15 또는 4.5:1:15), HF와 HNO3와 CH3COOH와 NaNO2의 혼합물(혼합부피비=1:30:15:1), 5% KOH 수용액과 에탄올과 이소프로판올의 혼합물(혼합부피비=1:70:1) 등을 사용한다.
그리고 나서, 상기 결과물상에 존재하는 프로텍터인 TiO2입자를 제거하면 본 발명에 따른 다결정 실리콘 기판이 제조된다. 여기서 프로텍터 제거시에는 HF, 또는 HF와 NH4F와 H2O의 혼합물(혼합부피비=2:25:5) 등을 이용한다.
도 1은 본 발명에 따라 텍스터링된 다결정 실리콘 기판의 단면을 나타낸 것이다.
이를 참조하면, 다결정 실리콘 기판 (10)의 일면에는 다수의 돌기부 (11)가 형성되며, 이 돌기부 (11)의 단부에는 평면부 (12)가 형성되어 있다. 이 평면부 (12)는 TiO2입자 도포 영역으로서, 바람직하게는 지름이 10 내지 20㎛인 원이다.
또한, 상기 다결정 실리콘 기판은, 에칭 조건에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 돌기부 (11)의 외주면의 적어도 일측면에는 인입부 (33)가 형성된 구조를 갖기도 한다. 도 2에서 점선 부분은 도 1과 마찬가지로 이상적으로 에칭되어 돌기부가 형성된 것을 나타낸 것이다.
한편, 도 3은 도 1의 단면을 갖도록 텍스처링된 다결정 실리콘 기판의 구조를 사시도로 나타낸 것이다. 이를 참조하면, 다결정 실리콘 기판 (10)의 일 면에는 그 단부에는 평면부 (12)가 형성된 돌기부 (11)가 다수로 형성되어 있다.
다결정 실리콘 기판이 도 1 및 2와 같은 구조로 텍스처링되면, 다중 반사에 의하여 입사광의 전체 반사율이 텍스터링하지 않은 경우 및 종래의 습식 에칭 방법에 따라 텍스처링된 경우와 비교하여 매우 줄어들게 된다.
도 4를 참조하여, 상술한 과정에 따라 텍스터링된 다결정 실리콘 기판을 이용하여 제조된 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 태양전지 및 그 제조과정을 살펴보면 다음과 같다.
상기 다결정 실리콘 기판의 극성이 p형인 경우, 기판 (40)의 전면에 n형 불순물을 주입하여 n+반도체층 (41)을 형성하여 pn 접합 영역을 생성한다. 여기서, n형 불순물로는 인(P)을 사용한다.
이후, 산화공정을 실시하여 다결정 실리콘 기판 (40)의 전면과 후면에 산화막 (44)을 형성한다. 이 때 산화막으로는 SiO2막을 주로 이용한다.
이어서, 상기 실리콘 기판 (40) 전면내로 홈을 깊게 스크라이빙한 다음, 이 홈내로 n형 불순물을 확산시켜 n++반도체층 (42)을 형성한다. 그리고 상기 실리콘 기판 (40) 후면에 알루미늄을 증착, 소결하여 p+반도체층 (45)을 형성한다.
그 후, 상기 실리콘 기판 (40) 전면의 홈에 전도성 금속을 도금하여 전면전극 (43)을 형성한다.
그 후, 상기 다결정 실리콘 기판 (40) 후면의 산화막 상부에 전도성 금속을 도금하여 후면전극 (46)을 형성함으로써 도 4에 도시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 태양전지가 완성된다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예
반사율이 약 33%인 다결정 실리콘 기판을 10 중량%의 HF 용액에 10초동안 담가 다결정 실리콘 기판의 양 표면에 형성된 SiO2막을 제거하였다.
이후, 상기 다결정 실리콘 기판을 힛팅 플레이트에 올려 놓은 다음, 약 300℃로 가열하였다. 이어서, 상기 가열된 다결정 실리콘 기판상에 TPT 용액을 스프레이하여 TiO2입자를 기판상에 고르게 도포하였다.
상기 TiO2입자가 도포된 다결정 실리콘 기판을 HF와 HNO3와 H3PO4의 혼합물(혼합부피비=12:1:12)에 2분동안 담가 등방성 에칭을 실시하였다.
그 후, 상기 다결정 실리콘 기판을 10중량%의 HF와 NH4F와 H2O의 혼합물(혼합부피비=2:25:5)에 1분동안 담가 TiO2입자를 제거하였다.
상기 과정에 따라 텍스터링된 다결정 실리콘 기판을 이용하여 도 4에 도시된 바와 같은 다결정 실리콘 태양전지를 완성하였다.
비교예
반사율이 약 33%인 다결정 실리콘 기판을 10중량%의 HF 용액에 10초동안 담가 다결정 실리콘 기판의 양 표면에 형성된 SiO2막을 제거하였다.
1:1:70 부피비의 NaOH와 이소프로판올 및 물의 혼합물을 90℃로 가열시킨 후, 실리콘 기판을 18분동안 에칭하였다. 이 실리콘 기판을 이용하여 다결정 실리콘 태양전지를 완성하였다.
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 다결정 실리콘 태양전지에 있어서, 실리콘 기판 표면에서의 입사광의 반사율을 측정하였다.
그 결과, 실시예에 따라 제조된 다결정 실리콘 태양전지에서의 반사율은 약 15%로서, 비교예의 경우(24.5%)에 비하여 현저하게 감소하였음을 알 수 있었다.
본 발명에 따라 고체 핵생성제인 TiO2입자로 다결정 실리콘 기판을 마스킹하는 경우, 종래의 메탄올, 이소프로판올 등과 같은 프로텍터를 사용한 경우와 비교하여 마스킹 효과가 보다 우수한다. 또한, TiO2입자는 다결정 실리콘 기판에 적용하는 통상적인 등방성 에칭 용액에 대한 식각률이 낮으므로 좀 더 빠른 에칭속도를 갖는 에칭용액을 장시간 사용할 수 있게 되므로 에칭 영역의 깊이를 더 깊게 할 수 있고, 이로써 광 트래핑 효과를 더 높일 수 있게 되어 실리콘 기판 표면에서의 반사율을 대폭적으로 줄일 수 있게 된다.
본 발명에 대해 상기 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
Claims (10)
- 다결정 실리콘 기판과 그 기판 상부에 형성된 전극을 포함하는 다결정 실리콘 태양전지에 있어서,상기 다결정 실리콘 기판의 적어도 일측면이,그 단부에 평면부가 형성된 다수의 돌기부를 갖는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지.
- 제1항에 있어서, 상기 평면부가 지름이 10 내지 20㎛인 원인 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지.
- 제1항에 있어서, 상기 돌기부의 외주면의 적어도 일측면에 인입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지.
- 다결정 실리콘 기판의 적어도 일측 표면에 텍스터링을 실시하고, pn 접합을 형성하고 산화막 및 전극을 형성하는 단계를 포함하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법에 있어서,상기 다결정 실리콘 기판의 텍스터링 단계가,(a) 다결정 실리콘 기판상의 산화막을 제거하는 단계;(b) 산화막이 제거된 다결정 실리콘 기판을 가열한 다음, 여기에 Ti 공급원을 스프레이하여 다결정 실리콘 기판상에 TiO2프로텍터(protector)를 형성하는 단계;(c) 상기 TiO2프로텍터(protector)를 마스크로 이용하여 다결정 실리콘 기판을 등방성 에칭용액으로 에칭하는 단계; 및(d) 상기 TiO2프로텍터(protector)를 제거하여 다결정 실리콘 기판의 적어도 일측면이, 그 단부에 평면부가 형성된 다수의 돌기부를 갖도록 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 다결정 실리콘 기판의 가열온도 범위가 250 내지 350℃인 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 Ti 공급원이 TiCl4, 테트라이소프로필티타나이트(TPT)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 (c) 단계에서의 등방성 에칭 용액이 HF와 HNO3와 H3PO4의 혼합물(혼합부피비=12:1:12), HF와 HNO3와 CH3COOH의 혼합물(혼합부피비=1:40:15 또는 4.5:1:15), HF와 HNO3와 CH3COOH와 NaNO2의 혼합물(혼합부피비=1:30:15:1), 5% KOH 수용액과 에탄올과 이소프로판올의 혼합물(혼합부피비=1:70:1)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 돌기부의 평면부가 지름이 10 내지 20㎛인 원인 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 (d) 단계의 상기 TiO2프로텍터(protector)의 제거시 HF 용액이 이용되는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 돌기부의 외주면의 적어도 일측면에 인입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0061982A KR100388910B1 (ko) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0061982A KR100388910B1 (ko) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020031489A true KR20020031489A (ko) | 2002-05-02 |
| KR100388910B1 KR100388910B1 (ko) | 2003-06-25 |
Family
ID=19694622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0061982A KR100388910B1 (ko) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100388910B1 (ko) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100922346B1 (ko) * | 2002-04-03 | 2009-10-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 태양전지 및 그 제조 방법 |
| KR101023143B1 (ko) * | 2004-02-25 | 2011-03-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 태양전지용 실리콘 기판 텍스처링장치 |
| WO2012157908A2 (ko) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | 주식회사 엘지생활건강 | 기판의 텍스처링 조성물 및 이를 이용하는 방법 |
| US8628991B2 (en) | 2010-05-10 | 2014-01-14 | Samsung Display Co., Ltd. | Solar cell and method for manufacturing the same |
| WO2014208830A1 (ko) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 군산대학교산학협력단 | 태양전지 및 그 제조방법 |
| KR20160149294A (ko) * | 2014-05-07 | 2016-12-27 | 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. | 벌크 이종접합 광활성 층의 p/n 접합 부위에서 첨가제의 결정화 |
| US11618710B2 (en) | 2016-08-08 | 2023-04-04 | Sep, Inc. | Nano protrusion surface forming method and base material having nano protrusion surface formed by method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3070489B2 (ja) * | 1996-10-09 | 2000-07-31 | トヨタ自動車株式会社 | 集光型太陽電池素子 |
-
2000
- 2000-10-20 KR KR10-2000-0061982A patent/KR100388910B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100922346B1 (ko) * | 2002-04-03 | 2009-10-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 태양전지 및 그 제조 방법 |
| KR101023143B1 (ko) * | 2004-02-25 | 2011-03-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 태양전지용 실리콘 기판 텍스처링장치 |
| US8628991B2 (en) | 2010-05-10 | 2014-01-14 | Samsung Display Co., Ltd. | Solar cell and method for manufacturing the same |
| WO2012157908A2 (ko) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | 주식회사 엘지생활건강 | 기판의 텍스처링 조성물 및 이를 이용하는 방법 |
| WO2012157908A3 (ko) * | 2011-05-13 | 2013-01-17 | 주식회사 엘지생활건강 | 기판의 텍스처링 조성물 및 이를 이용하는 방법 |
| WO2014208830A1 (ko) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 군산대학교산학협력단 | 태양전지 및 그 제조방법 |
| KR20160149294A (ko) * | 2014-05-07 | 2016-12-27 | 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. | 벌크 이종접합 광활성 층의 p/n 접합 부위에서 첨가제의 결정화 |
| US11618710B2 (en) | 2016-08-08 | 2023-04-04 | Sep, Inc. | Nano protrusion surface forming method and base material having nano protrusion surface formed by method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100388910B1 (ko) | 2003-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2471110B1 (en) | Solar cell and method for manufacturing such a solar cell | |
| US7402448B2 (en) | Photovoltaic cell and production thereof | |
| JP7082235B1 (ja) | 太陽電池及びその製造方法、太陽電池モジュール | |
| EP1843398A2 (en) | Solar cell and its method of manufacture | |
| KR100677374B1 (ko) | 박판 실리콘 기판을 이용한 다공성 실리콘 태양전지 및 그제조방법 | |
| US6379995B1 (en) | Method of making a solar battery | |
| NL2006298C2 (en) | Solar cell and method for manufacturing such a solar cell. | |
| KR100388910B1 (ko) | 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법 | |
| JP6695916B2 (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| KR20180098116A (ko) | 태양 전지 및 이의 제조 방법 | |
| KR20050098472A (ko) | 태양전지 및 그 제조방법 | |
| CN116487487A (zh) | 硅衬底制绒及异质结太阳能电池制备方法 | |
| TWI330384B (en) | Semiconductor texturing process | |
| JP2005045001A (ja) | 太陽電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120521 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |