KR20060115296A - 태양전지 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지 디바이스 제조 공정에 관한 것이다.

본 발명의 일련의 공정은 태양전지 제조용 시료를 자외선 건식 세정공정을 거쳐서 시료를 준비한 후, 건식 식각 공정으로 시료에 텍스쳐 패턴 형태를 제작한다. 텍스쳐 패턴 형태는 삼차원 역방향 피라미드 형태로 1∼10 ㎛ 폭으로 형성을 하며, 태양빛의 반사방지 효과를 준다. 형성된 삼차원 형태의 텍스쳐 패턴을 균일한 두께로 불순물을 주입하기 위하여 기존 빔라인 이온주입기로는 균일한 두께로 불순물주입이 불가능하므로, 펄스 직류 바이어스 전원이 인가되는 플라즈마 도핑법으로 불순물을 주입한다. 바이어스 전원이 펄스형태의 직류전원이므로 각진 부분의 모서리 와전류현상을 감소하므로 균일한 두께의 불순물을 주입할 수 있다. 주입된 불순물은 열처리 공정을 거쳐서 불순물을 활성화 시킨다. 마지막으로 플라즈마 화학기상증착법으로 태양전지 디바이스의 보호와 반사방지를 위한 절연막을 형성한다.

태양전지 디바이스 제조공정, 태양전지 제조공정

Description

태양전지 디바이스 제조 공정{Solar cells manufacturing process}

도 1 은 본 발명의 태양전지 디바이스 제조공정 순서도

도 2 는 본 발명의 태양전지 시료를 자외선 양면 건식세정 된 시료의 단면도

도 3 은 본 발명의 태양전지 시료에 마스크 패턴을 부착하여 건식 식각공정을 거친 후 역방향 피라미드 패턴을 형성한 단면도

도 4 는 본 발명의 역방향 피라미드 패턴이 형성된 태양전지 시료에 플라즈마 도핑법으로 불순물을 주입한 후 열처리 공정을 거쳐 불순물 활성화된 시료의 단면도

도 5 는 본 발명의 불순물 도핑이 완료된 시료에 디바이스 보호 및 반사방지막을 형성한 시료의 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1. 시료 2. 유/무기물 파티클

3. 양면 건식 세정 후 시료 4. 마스크 패턴

5. 건식 식각된 시료 6. 불순물 도핑 된 시료

7. 불순물 활성화 된 시료 8. 반사방지막 증착된 시료

본 발명은 태양전지 디바이스 제조 공정에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 태양전지 제조용 시료를 자외선 건식 세정공정을 한 후, 건식 식각 공정으로 시료에 패턴형태를 제작한다. 형성된 삼차원 형태의 텍스쳐 패턴을 균일한 두께로 불순물을 주입하기 위하여 플라즈마 도핑법을 이용한다. 주입된 불순물은 열처리 공정을 거쳐서 불순물을 활성화 시킨다. 마지막으로 플라즈마 화학기상증착법으로 절연막을 형성한다. 기존 태양전지 디바이스 공정은 초기 세정을 화학적인 방법으로 습식세정공정을 거친 후 시료를 확산로를 사용하여 불순물을 도핑한다. 확산로에 도핑 된 시료 옆면에 도핑된 불순물 층을 격리 하기 위하여 플라즈마 식각 공정도 추가 된다. 식각된시료는 반사방지막을 플라즈마 화학기상증착법으로 형성한다.

태양전지의 효율은 다결정 웨이퍼 시료로 제작된 것에 비하여 단결정 웨이퍼시료로 제작 된 것이 효율이 뛰어나다. 다결정 웨이퍼 시료를 사용하여 표면 반사 방지를 위한 텍스쳐 패턴을 형성하게 되면 태양전지 효율 향상 효과가 있다.

본 발명은 태양전지 디바이스 제조 공정에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 태양전지 제조용 시료를 자외선 건식 세정공정을 거쳐서 시료를 준비한 후, 건식 식각 공정으로 시료에 텍스쳐 패턴 형태를 제작한다. 텍스쳐 패턴 형태는 삼차원 역방향 피라미드 형태로 1∼10 ㎛ 폭으로 형성을 하며, 태양빛의 반사방지 효과를 준다. 형성된 삼차원 형태의 텍스쳐 패턴을 균일한 두께 0.1∼1.0 ㎛ 로 불순물을 주입하기 위하여 펄스 직류 바이어스 전원이 인가되는 플라즈마 도핑법을 이용한다. 바이어스 전원이 펄스형태의 직류전원이므로 각진 부분의 모서리 와전류현상을 감소하므로 균일한 두께삼차원 형태 구조물에 불순물을 주입할 수 있다. 주입된 불순물은 열처리 공정을 거쳐서 불순물을 활성화 시킨다. 보론트리플로라이트(BF₃)가스를 반응챔버에 주입하여 압력 10mTorr를 유지한 후 펄스 직류 바이어스를 5kV, 주파수 500Hz, 그리고 펄스폭20 μsec으로 플라즈마 도핑한 시료를 950℃ 열처리 한 결과를 첨부하였다. 마지막으로 플라즈마 화학기상증착법으로 태양전지 디바이스의 보호와 반사방지를 위한 절연막을 형성한다.

본 발명에 의한 태양전지 디바이스 제조공정 대략도를 도 1 에 도시하였다.

도 1 은 시료(1)를 자외선 건식 세정공정을 거쳐서 초기 세정한 후,1∼10 ㎛ 폭의 텍스쳐 마스크패턴(4)을 양면 건식세정 후 시료(3)에 부착 후 건식식각 공정을 거친다. 건식 식각된 시료(5)의 삼차원 형태의 텍스쳐 패턴을 플라즈마 도핑 공정으로 균일한 두께 0.1∼1.0 ㎛ 로 불순물을 주입한다. 불순물 도핑된 시료(6)는 열처리 공정을 거쳐서 불순물을 활성화 시킨 후 마지막으로 플라즈마 화학기상증착법으로 태양전지 디바이스의 보호와 반사방지를 위한 절연막을 형성하는 공정 단면도를 도시하였다.

도 2는 초기세정 공정으로 시료(1)에 유/무기물 파티클(2)을 자외선 건식 세정 공정을 거친 후 양면 건식 세정된 시료(3)를 도시화 하였다.

도 3 은 건식 식각공정을 이용하여 1∼10 ㎛ 폭의 텍스쳐 패턴을 역 피라미드형태로 건식된 시료(5)를 나타낸 것으로 마스크 패턴(4)을 시료(1)에 부착한 후 건식식각공정을 거친 후 역 피라미드 형태의 건식 식각된 시료(5)를 도시화 하였다.

도 4 는 건식 식각된 시료(5)에 불순물을 도핑한 후 열처리 공정을 거쳐서 불순물을 활성화하는 공정을 나타낸 것으로 건식 식각된 시료(5)에 플라즈마 도핑공정을거친 후 균일한 형태로 불순물 도핑된 시료(6)를 제작한다. 불순물 도핑된 시료(6)를 열처리 과정을 거친 후 불순물 활성화 된 시료(7)를 도시화 하였다.

도 5 는 플라즈마 화학기상증착공정을 거친 후 반사방지막 증착된 시료(8)의 단면을 나타낸 것이다.

상술한 태양전지 디바이스 공정을 사용하여 공정을 진행하면 태양전지 디바이스 제작을 효과적으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 태양전지 디바이스 단위공정을 사용함으로 효율 향상을 위한 시료의 텍스쳐 형성 단위공정 과 형성된 구조물의 균일한 불순물 도핑 공정을 사용 한 태양전지의 효율향상, 단위공정의 시간 및 비용절감의 수단을 제공한다.

Claims (6)

1. 태양전지 디바이스 공정에 있어서,

   태양전지 제조용 시료를 건식세정, 건식식각, 플라즈마 도핑, 열처리, 플라즈마화학기상증착의 일련의 공정을 인라인 타입으로 제조하는 공정
2. 상기 1 항에 있어서, 태양전지 제조용 시료의 양면을 자외선 건식 세정공정을 거쳐서 유/무기물 형태의 파티클을 제거하는 초기세정 공정
3. 상기 1 항에 있어서, 양면 건식 세정된 시료를 공정으로 단차가 있는 삼차원 텍스쳐 패턴 형성을 위한 건식 식각공정
4. 상기 1 항에 있어서, 플라즈마 도핑 공정에서 마이너스 전압 가변, 주파수 가변, 그리고 주파수 폭 가변으로 단차가 있는 삼차원 텍스쳐 패턴 형태에 균일한 플라즈마 도핑 형성 공정
5. 상기 1 항에 있어서, 플라즈마 도핑 공정에 의해 주입된 불순물을 활성화 하기 위한 열처리 공정,
6. 상기 1 항에 있어서, 태양전지 디바이스 보호와 반사 방지를 위한 절연막 형 성을 위한 플라즈마 화학기상 증착 공정

Images