KR20070099840A - 태양 전지 및 이의 제조 방법 - Google Patents

태양 전지 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20070099840A
KR20070099840A KR1020060031126A KR20060031126A KR20070099840A KR 20070099840 A KR20070099840 A KR 20070099840A KR 1020060031126 A KR1020060031126 A KR 1020060031126A KR 20060031126 A KR20060031126 A KR 20060031126A KR 20070099840 A KR20070099840 A KR 20070099840A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor substrate
solar cell
porous membrane
emitter layer
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020060031126A
Other languages
English (en)
Inventor
박상욱
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020060031126A priority Critical patent/KR20070099840A/ko
Priority to JP2007067884A priority patent/JP4879050B2/ja
Priority to US11/730,131 priority patent/US8227881B2/en
Priority to CNB2007100920460A priority patent/CN100470850C/zh
Priority to EP07105713A priority patent/EP1843398A3/en
Publication of KR20070099840A publication Critical patent/KR20070099840A/ko

Links

Images

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
    • H01L31/06—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 characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • 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
    • H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/028—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L31/0284—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System comprising porous silicon as part of the active layer(s)
    • 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
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • 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
    • H01L31/04—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
    • H01L31/06—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 characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/068—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 characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • 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
    • H01L31/06—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 characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/072—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 characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0745—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 characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells
    • 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
    • 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
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
    • 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
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
    • 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
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • 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

Abstract

본 발명은 효율을 향상할 수 있는 구조의 태양 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법은, 반도체 기판의 일면에 다공성막을 형성하는 단계와, 상기 다공성막에 도펀트를 함유하는 화합물을 분사하는 단계와 상기 도펀트를 확산시켜 상기 반도체 기판의 일면에 에미터층을 형성하는 단계를 포함한다.
태양전지, 에미터, 도펀트, 스프레이, 분무

Description

태양 전지 및 이의 제조 방법{SOLAR CELL AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조 방법의 공정을 도시한 단면도들이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 제조 방법의 공정을 도시한 단면도들이다.
본 발명은 태양 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 효율을 향상할 수 있는 구조의 태양 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
태양 전지는 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생성하는 전지로서, 친환경적이고 에너지원이 무한할 뿐만 아니라 수명이 긴 장점이 있다. 태양 전지의 종류로 실리콘 태양 전지, 염료 감응 태양 전지 등이 있다.
이 중 실리콘 태양 전지는 p-n 접합을 형성하는 서로 다른 전도형(conductvie type)의 반도체 기판과 에미터층, 이 에미터층에 전기적으로 연결되는 전면 전극, 그리고 반도체 기판에 전기적으로 연결되는 후면 전극을 포함하여 구성된다.
상기 에미터층의 형성에 고온 확산법, 인쇄법, 스프레이법이 일반적으로 사용된다. 고온 확산법은 확산로(diffusion furnace)를 이용하므로 생산성이 좋지 않으며 대형화 추세에 적합하지 않은 문제가 있다. 인쇄법은 고가의 재료을 사용하며 재료 손실이 많아 생산성이 좋지 않은 문제가 있다. 스프레이법은 도펀트 함유 화합물을 반도체 기판의 표면에 분무한 다음 고온 열처리로 도펀트를 확산시켜 에미터층을 형성하는 방법으로, 다른 방법들에 비해 생산성이 우수하다.
그러나, 스프레이법에 사용되는 도펀트 함유 화합물은 친수성인 반면 반도체 기판은 소수성이므로 반도체 기판 위에 도펀트 함유 화합물이 충분하게 형성될 수 없다. 또한, 고온 열처리 과정에서 도펀트 함유 화합물이 기화되어 도펀트가 반도체 기판으로 충분하게 확산될 수 없다. 따라서, 적절한 농도의 에미터층을 형성하는데 어려움이 있어, p-n 접합이 특성이 좋지 않은 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 기판으로 충분한 양의 도펀트를 확산시킴으로써 p-n 접합 특성을 향상시킬 수 있는 태양 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법은, 반도체 기판의 일면에 다공성막을 형성하는 단계, 상기 다공성막에 도펀트를 함유하는 화합물을 분사하는 단계, 및 상기 도펀트를 확산시켜 상기 반도체 기판의 일면에 에미터층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 도펀트는 열처리에 의해 확산될 수 있다.
상기 다공성막은 상기 반도체 기판의 일면에 수행되는 화학적 처리에 의해 형성되어 상기 반도체 기판과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 화학적 처리가 불산 처리일 수 있다. 상기 다공성막이 실리콘을 포함할 수 있다.
상기 다공성막은 증착법 또는 인쇄법에 의해 형성될 수 있다. 상기 다공성막은 실리콘, 산화 티타늄, 산화 실리콘, 및 질화 실리콘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 에미터층 형성 이후에 상기 다공성막을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지는, 반도체 기판, 상기 반도체 기판의 일면에 형성된 에미터층, 및 상기 에미터층 위에 형성되며 태양광의 반사를 방지하는 다공성막을 포함한다.
상기 다공성막과 상기 에미터층이 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 다공성막이 실리콘을 포함할 수 있다. 다공성막을 이루는 물질이 실리콘인 경우 에너지 밴드갭이 달라 기존의 실리콘 태양전지에서 사용하는 못하는 빛 영역까지 사용할 수 있어 그 효과가 크다.
상기 다공성막과 상기 에미터층과 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 다공성막은 산화 티타늄, 산화 실리콘, 및 질화 실리콘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 에미터층에 전기적으로 연결되는 제1 전극, 및 상기 반도체 기판에 전기적으로 연결되는 제2 전극을 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 및 이의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조 방법의 공정을 도시한 단면도들이다.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 실리콘으로 이루어진 p형의 반도체 기판(10)을 준비한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, n형의 반도체 기판을 준비할 수 있으며 실리콘 이외의 다양한 반도체 물질로 이루어지는 반도체 기판을 준비할 수 있다.
그리고, 알칼리 수용액 또는 혼합산 용액을 이용하여 반도체 기판(10)을 에칭하고 불순물을 제거하는 전처리를 수행할 수 있다. 에칭에 의해 반도체 기판(10)의 손상된 부분이 제거되며 반도체 기판(10)의 표면에 미세한 요철이 형성되어 태양광의 손실을 저감시킬 수 있다.
이어서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(10)의 전면에 다공성막(12)을 형성한다. 본 실시예에서는 반도체 기판(10)의 전면에 다공성을 부여하는 화학적 처리를 하여 다공성막(12)을 형성한다. 이러한 화학적 처리로는 불산 처리 등이 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 다공성을 부여하는 다양한 방법을 이용하여 다공성막을 형성할 수 있다.
이 때, 다공성막(12)은 반도체 기판(10)과 실질적으로 동일한 물질로 이루어 지게 되지만, 반도체 기판(10)과는 달리 다공성 실리콘으로 이루어지기 때문에 반도체 기판(10)과는 에너지 밴드 갭이 다르다.
이어서, 도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(10)의 전면, 보다 정확하게는 다공성막(12)과 반도체 기판(10)의 경계 부분에 에미터층(16)을 형성한다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 스프레이법으로 인 함유 화합물(14)을 다공성막(12)에 분사한다.
다공성막(12)에 분사된 인 함유 화합물(14)이 다공성막(12)의 표면과 기공들에 저장되므로, 반도체 기판(10)이 소수성 특성을 가지는 경우에도 충분한 양의 인 함유 화합물(14)이 다공성막(12)에 저장될 수 있다.
본 실시예에서는 n형의 에미터층(16)을 형성하기 위하여 도펀트로 인을 사용하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 인 이외의 다양한 물질을 도펀트를 사용할 수 있다. 그리고, 에미터층(16)의 전도형(conductive type)이 반도체 기판(10)의 전도형과 반대되면 족하므로, n형 반도체 기판이 사용되는 경우에는 p형의 에미터층을 형성할 수 있다.
다음, 도 1d에 도시된 바와 같이, 고온 열처리를 통해 인을 반도체 기판(10)으로 확산시켜 n형의 에미터층(16)을 형성한다. 적외선 램프를 이용하여 고온 열처리를 할 수 있으며, 이외에도 다양한 방법이 적용될 수 있다. 이 때, 다공성막(12)에도 인이 잔류하므로 다공성막(12)은 에미터층(16)과 실질적으로 동일한 물질, 즉 인이 도핑된 실리콘으로 이루어진다.
본 실시예에서는 다공성막(12)에 인 함유 화합물이 충분하게 저장되어 있으므로, 반도체 기판(10)으로 더 많은 양의 도펀트를 확산시킬 수 있다. 또한, 반도체 기판(10)의 전면에 형성된 다공성막(12)이 고온 열처리 중 인 함유 화합물(14)의 기화를 방지하여 반도체 기판(10)으로 확산되는 도펀트 양을 증가시킬 수 있다. 따라서, 원하는 농도의 에미터층(16)를 형성할 수 있어 p-n 접합의 특성을 향상할 수 있다.
본 실시예에서는 스프레이법을 이용하므로 반도체 기판(10)의 전면에만 에미터층(16)을 형성할 수 있다. 즉, 전면 뿐만 아니라 측면 및 후면에 에미터층이 형성되어 전면과 후면을 단락시키는 공정이 필요한 고온 확산법 등의 방법에 비하여 공정을 단순화시킬 수 있다. 그리고, 후면의 에미터층을 제거하기 위한 보정(compensation) 공정이 불필요하며, 태양 전지에 다양한 후면 구조가 적용될 수 있다.
이어서, 도 1e에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(10)의 후면에 알루미늄 페이스트를 스크린 인쇄한 다음 열처리하여 반도체 기판(10)에 전기적으로 연결되는 후면 전극(18)을 형성한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 후면 전극(18)이 다양한 물질로 이루어질 수 있으며 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
이 때, 열처리에 의해 알루미늄이 반도체 기판(10)의 후면에 소정의 두께만큼 확산되어 p+형의 후면 전계층(20)이 형성된다. 이 후면 전계층(20)은 광여기된 전자가 반도체 기판(10)의 후면으로 이동하는 것을 방지하는 역할을 한다.
이어서, 도 1f에 도시된 바와 같이, 다공성막(12) 위에 에미터층(16)에 전기 적으로 연결되는 전면 전극(22)을 형성한다. 이 전면 전극(22)은 전도성 페이스트를 임의의 패턴으로 도포한 후 열처리하여 형성될 수 있으며, 일례로 은(Ag)으로 이루어질 수 있다. 전술한 바와 같이, 다공성막(12)에 에미터층(16)에 확산된 도펀트들이 잔류하여 다공성막(12)과 에미터층(16)이 실질적으로 동일한 물질로 이루어지므로, 다공성막(12) 위에 전면 전극(22)이 형성되어도 전면 전극(22)과 에미터층(16)이 전기적으로 연결될 수 있다.
상기한 바와 같은 제조 방법에 의해 제조된 태양 전지는 반도체 기판(10), 이 반도체 기판(10)의 전면에 형성되는 에미터층(16), 다공성막(12) 및 전면 전극(22), 그리고 반도체 기판(10)의 후면에 형성되는 후면 전극(18)을 포함하여 구성된다. 다공성막(12)은 다공성 실리콘으로 이루어진다.
이 때, 반도체 기판(10) 및 에미터층(16)을 이루는 비다공성 실리콘의 에너지 밴드 갭과 다공성막(12)을 이루는 다공성 실리콘의 에너지 밴드 갭이 서로 달라, 종래에 사용하지 못했던 단파장 영역대의 태양광을 이용할 수 있다. 따라서, 태양광의 이용 비율을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
그리고, 다공성막(12)의 텍스쳐링(texturing) 효과에 의해 전면 반사율을 대략 1% 수준까지 낮출 수 있고, 이에 따라 태양 전지의 수광 효율을 향상시킬 수 있다. 이와 같이 본 실시예에서는 다공성막(12)이 반사 방지 효과를 가지므로 별도의 반사 방지막을 형성하지 않는 것이 가능하지만, 경우에 따라 반사 방지막을 더 형성할 수 있으며 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법 및 이에 따른 태양 전지를 상세하게 설명한다. 상기 실시예와 동일 또는 극히 유사한 공정에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 다른 부분만 상세하게 설명한다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 제조 방법의 공정을 도시한 단면도들이다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 실리콘으로 이루어진 p형의 반도체 기판(110)을 준비한다.
이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 전면에 증착법 또는 인쇄법으로 다공성막(112)을 형성한다. 여기서, 다공성막(112)은 산화 티타늄, 산화 실리콘, 질화 실리콘 등으로 이루어질 수 있다.
이어서, 도 2c 및 도 2d에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 전면, 보다 상세하게는 다공성막(112)과 반도체 기판(110)의 경계 부분에 에미터층(116)을 형성한다.
즉, 도 2c에 도시된 바와 같이, 스프레이법으로 인 함유 화합물을 다공성막(112)에 분사한 후, 도 2d에 도시된 바와 같이, 고온 열처리에 의해 인을 확산시켜 n형의 에미터층(116)을 형성한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 인 이외의 다양한 물질을 도펀트를 사용할 수 있다.
본 실시예에서는, 고온 열처리에 의해 다공성막(112)의 밀도가 높아지고, 이에 따라 다공성막(112)은 반사 방지막으로 기능할 수 있게 된다.
이어서, 도 2e에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 후면 전극(118)과 후면 전계층(120)을 형성한다.
이어서, 도 2f에 도시된 바와 같이, 에미터층(116)에 전기적으로 연결되는 전면 전극(122)을 형성한다. 이 전면 전극(122)은 다공성막(112) 위에 전도성 물질을 함유하는 페이스트, 일례로 은을 함유하는 페이스트를 소정의 패턴으로 도포한 후 열처리하여 형성된다. 열처리 중 전도성 페이스트 하부의 다공성막(112)이 제거되면서 전면 전극(122)과 에미터층(116)이 접촉하게 되어, 전면 전극(122)과 에미터층(116)이 전기적으로 연결된다.
상기와 같은 제조 방법에 의해 제조된 태양 전지에서는 다공성막(112)이 반도체 기판(110) 및 에미터층(116)과 다른 물질이면서 반사 방지막으로 기능할 수 있는 물질로 이루어진다. 즉, 다공성막(112)은 p-n 접합 특성을 향상시키는 동시에 반사 방지막으로 기능하여, 반사 방지막을 별도로 형성하지 않아도 되어 공정을 단순화할 수 있다.
상기에서는 다공성막이 반사 방지막으로 기능하도록 하는 것을 설명하였으나, 이와 달리 에미터층을 형성한 다음 다공성막을 제거할 수 있으며 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
즉, 상기에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
본 발명에 따른 태양 전지의 제조 방법에 의하면, 다공성막이 도펀트 함유 화합물을 충분하게 저장할 수 있으며 고온 열처리 시 도펀트 함유 화합물의 기화를 방지하여 충분한 양의 도펀트를 반도체 기판으로 확산시킬 수 있다. 이에 따라 적절한 농도의 에미터부를 형성할 수 있으며, 결과적으로 p-n 접합의 특성을 향상시켜 제조된 태양 전지의 특성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 에미터층의 형성에 스프레이법을 적용하여 공정을 단순화하고 생산성을 향상시킬 수 있으며 다양한 후면 구조의 태양 전지를 제조할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 태양 전지는, 다공성막을 형성하여 단파장 영역의 빛을 이용할 수 있어 태양광의 이용 비율을 획기적으로 향상시킬 수 있고 태양광의 반사를 방지할 수 있어 태양 전지의 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (14)

  1. 반도체 기판의 일면에 다공성막을 형성하는 단계;
    상기 다공성막에 도펀트를 함유하는 화합물을 분사하는 단계; 및
    상기 도펀트를 확산시켜 상기 반도체 기판의 일면에 에미터층을 형성하는 단계
    를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도펀트는 열처리에 의해 확산되는 태양 전지의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다공성막은 상기 반도체 기판의 일면에 수행되는 화학적 처리에 의해 형성되어 상기 반도체 기판과 동일한 물질로 이루어지는 태양 전지의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 화학적 처리가 불산 처리인 태양 전지의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다공성막이 실리콘을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다공성막은 증착법 또는 인쇄법에 의해 형성되는 태양 전지의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다공성막은 실리콘, 산화 티타늄, 산화 실리콘, 및 질화 실리콘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 에미터층 형성 이후에 상기 다공성막을 제거하는 단계를 더 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
  9. 반도체 기판;
    상기 반도체 기판의 일면에 형성된 에미터층; 및
    상기 에미터층 위에 형성되며 태양광의 반사를 방지하는 다공성막
    을 포함하는 태양 전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 다공성막과 상기 에미터층이 동일한 물질로 이루어지는 태양 전지.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 다공성막이 실리콘을 포함하는 태양 전지.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 다공성막과 상기 에미터층과 서로 다른 물질로 이루어지는 태양 전지.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 다공성막은 산화 티타늄, 산화 실리콘, 및 질화 실리콘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 태양 전지.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 에미터층에 전기적으로 연결되는 제1 전극, 및 상기 반도체 기판에 전기적으로 연결되는 제2 전극을 더 포함하는 태양 전지.
KR1020060031126A 2006-04-05 2006-04-05 태양 전지 및 이의 제조 방법 KR20070099840A (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060031126A KR20070099840A (ko) 2006-04-05 2006-04-05 태양 전지 및 이의 제조 방법
JP2007067884A JP4879050B2 (ja) 2006-04-05 2007-03-16 太陽電池の製造方法
US11/730,131 US8227881B2 (en) 2006-04-05 2007-03-29 Solar cell and its method of manufacture
CNB2007100920460A CN100470850C (zh) 2006-04-05 2007-04-04 太阳能电池及其制造方法
EP07105713A EP1843398A3 (en) 2006-04-05 2007-04-05 Solar cell and its method of manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060031126A KR20070099840A (ko) 2006-04-05 2006-04-05 태양 전지 및 이의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070099840A true KR20070099840A (ko) 2007-10-10

Family

ID=38289107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060031126A KR20070099840A (ko) 2006-04-05 2006-04-05 태양 전지 및 이의 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8227881B2 (ko)
EP (1) EP1843398A3 (ko)
JP (1) JP4879050B2 (ko)
KR (1) KR20070099840A (ko)
CN (1) CN100470850C (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100934392B1 (ko) * 2008-06-12 2009-12-30 주식회사 엔피홀딩스 태양 전지 및 이의 제조방법
KR101430095B1 (ko) * 2008-03-23 2014-08-18 주식회사 뉴파워 프라즈마 다공성 반사 방지막을 갖는 광기전력소자 및 제조 방법

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090217967A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 International Business Machines Corporation Porous silicon quantum dot photodetector
JP4948458B2 (ja) * 2008-03-19 2012-06-06 三洋電機株式会社 太陽電池の製造方法及び太陽電池
KR100974221B1 (ko) * 2008-04-17 2010-08-06 엘지전자 주식회사 레이저 어닐링을 이용한 태양전지의 선택적 에미터형성방법 및 이를 이용한 태양전지의 제조방법
US7964499B2 (en) * 2008-05-13 2011-06-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of forming semiconductor solar cells having front surface electrodes
WO2010032933A2 (en) * 2008-09-16 2010-03-25 Lg Electronics Inc. Solar cell and texturing method thereof
TW201101338A (en) * 2009-04-23 2011-01-01 Du Pont Metal pastes and use thereof in the production of positive electrodes on p-type silicon surfaces
ITMI20100407A1 (it) * 2010-03-12 2011-09-13 Rise Technology S R L Cella foto-voltaica con regioni di semiconduttore poroso per ancorare terminali di contatto
US8658454B2 (en) * 2010-09-20 2014-02-25 Sunpower Corporation Method of fabricating a solar cell
EP2652770A1 (en) * 2010-12-13 2013-10-23 TP Solar, Inc. Dopant applicator system and method of applying vaporized doping compositions to pv solar wafers
CN102122674B (zh) * 2011-01-14 2013-01-09 中国科学院上海技术物理研究所 一种晶体硅太阳电池及其制备方法
FR2976727B1 (fr) * 2011-06-17 2013-11-08 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'une cellule photovoltaique a emetteur selectif
US9082925B2 (en) * 2013-03-13 2015-07-14 Sunpower Corporation Methods for wet chemistry polishing for improved low viscosity printing in solar cell fabrication
DE102013219886A1 (de) * 2013-10-01 2015-04-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung poröser Siliciumschichten
KR102219804B1 (ko) * 2014-11-04 2021-02-24 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 그의 제조 방법
WO2016149696A1 (en) * 2015-03-19 2016-09-22 Specmat, Inc. Silicon-containing semiconductor structures, methods of making the same and devices including the same
CA3014775C (en) * 2016-03-10 2023-07-25 Exeger Operations Ab A solar cell comprising grains of a doped semiconducting material and a method for manufacturing the solar cell
SE540184C2 (en) * 2016-07-29 2018-04-24 Exeger Operations Ab A light absorbing layer and a photovoltaic device including a light absorbing layer
RU2662254C1 (ru) * 2017-06-13 2018-07-25 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина" Способ изготовления полупроводниковой структуры, содержащей p-n-переход под пленкой пористого кремния для реализации фотоэлектрического преобразователя

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930015136A (ko) 1991-12-30 1993-07-23 이헌조 태양전지 제조 방법
JPH0697491A (ja) * 1992-09-14 1994-04-08 Nippon Steel Corp 光−光変換素子
JP2756050B2 (ja) * 1992-03-03 1998-05-25 キヤノン株式会社 光起電力装置
US5270248A (en) 1992-08-07 1993-12-14 Mobil Solar Energy Corporation Method for forming diffusion junctions in solar cell substrates
JP3269668B2 (ja) * 1992-09-18 2002-03-25 株式会社日立製作所 太陽電池
JPH06169097A (ja) 1992-11-30 1994-06-14 Shin Etsu Chem Co Ltd 太陽電池
JPH06310741A (ja) * 1993-04-27 1994-11-04 Toyota Motor Corp 太陽電池素子
US5641362A (en) * 1995-11-22 1997-06-24 Ebara Solar, Inc. Structure and fabrication process for an aluminum alloy junction self-aligned back contact silicon solar cell
NL1012961C2 (nl) 1999-09-02 2001-03-05 Stichting Energie Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting.
WO2003035780A1 (fr) * 2001-10-25 2003-05-01 Matsushita Electric Works, Ltd. Composition de materiau de revetement et article dote d'un film de revetement forme avec cette derniere
JP2003229589A (ja) * 2002-02-01 2003-08-15 Sharp Corp 太陽電池の製造方法およびその方法により製造される太陽電池
WO2004032274A1 (ja) * 2002-10-03 2004-04-15 Fujikura Ltd. 電極基板、光電変換素子、導電性ガラス基板およびその製造方法、並びに色素増感太陽電池
JP2005259859A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Toshiba Ceramics Co Ltd 拡散ウエハおよびその製造方法
DE102006003283A1 (de) 2006-01-23 2007-07-26 Gp Solar Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit unterschiedlich stark dotierten Bereichen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101430095B1 (ko) * 2008-03-23 2014-08-18 주식회사 뉴파워 프라즈마 다공성 반사 방지막을 갖는 광기전력소자 및 제조 방법
KR100934392B1 (ko) * 2008-06-12 2009-12-30 주식회사 엔피홀딩스 태양 전지 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007281448A (ja) 2007-10-25
CN100470850C (zh) 2009-03-18
US20070238216A1 (en) 2007-10-11
US8227881B2 (en) 2012-07-24
JP4879050B2 (ja) 2012-02-15
CN101051657A (zh) 2007-10-10
EP1843398A3 (en) 2011-03-23
EP1843398A2 (en) 2007-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20070099840A (ko) 태양 전지 및 이의 제조 방법
KR101181820B1 (ko) 태양 전지의 제조 방법
KR101241617B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
CN102598311B (zh) 太阳能电池及制造所述太阳能电池的方法
US9583653B2 (en) Solar cell and fabrication method thereof
US8912035B2 (en) Solar cell and fabricating method thereof
EP1892767A1 (en) Photovoltaic cell and production thereof
KR101464001B1 (ko) 태양 전지의 제조 방법 및 에칭 페이스트
JP2006156646A (ja) 太陽電池の製造方法
KR101464002B1 (ko) 태양 전지의 제조 방법
JP2005136081A (ja) 太陽電池の製造方法
CN112466967B (zh) 一种选择性发射极太阳能电池及其制备方法
JP2012094739A (ja) 製膜方法および半導体装置の製造方法
KR20190079622A (ko) 고광전변환효율 태양전지 및 고광전변환효율 태양전지의 제조 방법
KR100322708B1 (ko) 자체전압인가형태양전지의제조방법
KR20160122467A (ko) 태양 전지의 제조 방법
JP6741626B2 (ja) 高効率裏面電極型太陽電池及びその製造方法
KR20130069678A (ko) 고상성장을 이용한 태양전지 도핑층 형성방법
KR100351066B1 (ko) 함몰전극형 태양전지의 제조방법
KR101172611B1 (ko) 태양전지 제조 방법
KR102301640B1 (ko) 웨이퍼형 태양전지 및 그의 제조 방법
KR20120106267A (ko) 기판형 태양전지 및 그 제조방법
KR20120085074A (ko) 태양전지 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application