KR20080102849A - ｐ―ｎ 접합 태양전지 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 효율이 높아지도록 수광부의 도핑농도를 다른 곳과 차별화하는 pn접합 태양전지 제조방법에 관한 것으로서, p형(100) 기판 상에 홈(110)을 형성하는 제1단계; 홈(110)에 n형 고체물질(120)을 삽입하는 제2단계; 및 상기 제2단계의 결과물을 n형 도펀트 분위기에서 가열하여 n형 고체물질(120) 주위(130)는 고농도 n형 도핑되도록 하고 그 외의 부분(140)은 저농도 n형 도핑되도록 하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
태양전지, 수광부, n형 고체물질, 홈,
Description
도1은 pn 접합 태양전지의 원리를 설명하기 위한 도면;
도2 내지 도4는 본 발명에 따른 pn 접합 태양전지 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명>
100: p형 기판
110: 홈
120: 고상의 n형 도펀트 소스
130: 고농도 n형 도핑영역
140: 저농도 n형 도핑영역
본 발명은 pn접합 태양전지 제조방법에 관한 것으로서, 특히 효율이 높아지 도록 수광부의 도핑농도를 다른 곳과 차별화하는 pn접합 태양전지 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 pn 접합 태양전지의 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, pn 접합 다이오드(10)에 태양광을 비추면 그로 인하여 자유전자가 발생되고 따라서 pn 접합 다이오드(10)에 외부 회로를 연결하면 도시된 바와 같이 전류가 흐르게 된다.
n형 반도체(12)와 p형 반도체(14)에는 전극(12a, 14a)이 연결된다. 외부전극(12a)과의 오믹접촉을 위하여 n형 반도체(12)는 고농도로 도핑되는 데, 이렇게 n형 반도체(12)가 고농도로 도핑되면 태양광 중에서 파장이 짧은 파란색 계열이 n형 반도체(12)의 도펀트에 의해 트랩될 확률이 많아져서 효율이 떨어지게 된다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 외부전극과의 연결부분은 고농도로 도핑하고 수광부는 저농도로 도핑하는 pn 접합 태양전지 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 pn접합 태양전지 제조방법은, p형 기판 상에 홈을 형성하는 제1단계; 상기 홈에 n형 고체물질을 삽입하는 제2단계; 및 상기 제2단계의 결과물을 n형 도펀트 분위기에서 가열하여 상기 n형 고체물질 주위는 고농도 n형 도핑되도록 하고 그 외의 부분은 저농도 n형 도핑되도록 하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 n형 고체물질의 예로는 인(P) 막대를 들 수 있다.
상기 제3단계의 n형 도펀트 분위기는 캐리어 가스와 함께 POCl3를 스프레이 방식으로 상기 기판에 분사함으로써 얻을 수 있다.
기판이 p형이고, 도펀트 소스가 n형인 경우를 예로 들었으나, 기판이 n형이고, 도펀트 소스가 p형, 예컨대 알루미늄 봉인 경우에도 본 발명이 적용됨은 마찬가지이다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 pn접합 태양전지 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 p형 반도체 기판(100) 상에 홈(110)을 형성한다. 이러한 홈(110)은 습식식각이나 건식식각으로 형성시킬 수 있다. 다음에 도 3에 도시된 바와 같이, 고체형태의 n형 도펀트 소스(120), 예컨대 인(P) 막대를 홈(110)에 삽입한다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이 그 결과물을 로(furnace)에 집어넣어 확산공정을 진행한다. 확산 공정은 n형 도펀트 분위기에서 진행한다. n형 도펀트 분위기는 예컨대 N2를 운반기체로 하여 POCl3(액체)를 로의 내부로 유입시켜 기판(100) 상에 스프레이(spray) 함으로써 얻을 수 있다. 그러면, n형 도펀트 소스(120)의 주위(130)는 고농도(N++)로 도핑되며, 그 외의 부분(140)은 상대적으로 저농도(N+)로 도핑된다.
도 4의 결과물 상에 반사방지막과 전극을 순차적으로 형성한다. 본 발명의 경우는 n형 도펀트 소스(120)가 홈(110)을 메워서 단차가 없어지기 때문에, 비용이 많이 들고 어려워서 양산성에 적합지 않았던 플레이팅 방식 대신에 간단한 스크린 프린팅 방법으로 상기 전극을 형성할 수 있다는 장점이 있다. 상기 전극은 나중에 패터닝되어 n형 도펀트 소스(120) 상에만 남는다. 그러면, 상기 전극과 연결되는 부분(120, 130)은 고농도로 도핑된 상태가 되고, 수광부(140)는 저농도로 도핑된 상태가 되어 고효율의 태양전지가 얻어지게 된다.
도 2 내지 도 4에서는 기판이 p형이고, 봉형 도펀트 소스가 n형인 경우를 예로 들었으나, 기판이 n형이고, 봉형 도펀트 소스가 p형, 예컨대 알루미늄 봉인 경우에도 본 발명이 적용됨은 마찬가지이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전극과 연결되는 부분은 고농도로 도핑되고 수광부는 저농도로 도핑되기 때문에 고효율의 태양전지를 얻을 수 있다.
Claims (5)
- p형 기판 상에 홈을 형성하는 제1단계;상기 홈에 n형 고체물질을 삽입하는 제2단계; 및상기 제2단계의 결과물을 n형 도펀트 분위기에서 가열하여 상기 n형 고체물질 주위는 고농도 n형 도핑되도록 하고 그 외의 부분은 저농도 n형 도핑되도록 하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 pn 접합 태양전지 제조방법
- 제1항에 있어서, 상기 n형 고체물질은 인(P)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 pn접합 태양전지 제조방법.
- 제1항에서 있어서, 상기 제3단계의 n형 도펀트 분위기는 캐리어 가스와 함께 POCl3를 스프레이 방식으로 상기 기판에 분사함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 pn 접합 태양전지 제조방법.
- n형 기판 상에 홈을 형성하는 제1단계;상기 홈에 p형 고체물질을 삽입하는 제2단계; 및상기 제2단계의 결과물을 p형 도펀트 분위기에서 가열하여 상기 p형 고체물질 주위는 고농도 p형 도핑되도록 하고 그 외의 부분은 저농도 p형 도핑되도록 하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 pn 접합 태양전지 제조방법
- 제4항에 있어서, 상기 p형 고체물질은 알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 pn접합 태양전지 제조방법.
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| WO2011049270A1 (ko) * | 2009-10-21 | 2011-04-28 | 주성엔지니어링(주) | 이종 접합 태양전지 및 그 제조방법 |
| KR101429478B1 (ko) * | 2013-10-11 | 2014-08-14 | (재)한국나노기술원 | 도핑보상층이 형성된 태양전지의 제조방법 및 이에 의한 태양전지 |
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