KR20080105268A - Method of forming passivation layer of solar cell, method of preparing solar cell and solar cell - Google Patents

Method of forming passivation layer of solar cell, method of preparing solar cell and solar cell Download PDF

Info

Publication number
KR20080105268A
KR20080105268A KR1020070052636A KR20070052636A KR20080105268A KR 20080105268 A KR20080105268 A KR 20080105268A KR 1020070052636 A KR1020070052636 A KR 1020070052636A KR 20070052636 A KR20070052636 A KR 20070052636A KR 20080105268 A KR20080105268 A KR 20080105268A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solar cell
silicon substrate
passivation layer
forming
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020070052636A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
도영구
Original Assignee
엘지전자 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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020070052636A priority Critical patent/KR20080105268A/en
Publication of KR20080105268A publication Critical patent/KR20080105268A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes 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 Table
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

A passivation layer formation method of the solar battery and the manufacturing method of the solar battery and the solar battery are provided to improve the quantum efficiency of the solar battery using the ISSG oxidation manner. A passivation layer formation method of a solar battery comprises the following steps; the step for supplying the silicon substrate into the furnace; the step for injecting the oxygen gas and hydrogen gas into the furnace; the step for forming the oxide film on the surface of the silicon substrate while maintaining the pressure of 1~50torr, and the temperature of 850~950‹C.

Description

태양전지의 부동층 형성방법, 태양전지의 제조방법 및 태양전지{Method of forming passivation layer of solar cell, method of preparing solar cell and solar cell}Method of forming solar cell, method of manufacturing solar cell and solar cell {Method of forming passivation layer of solar cell, method of preparing solar cell and solar cell}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to.

도 1은 태양전지의 기본적인 구조를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing the basic structure of a solar cell.

도 2 내지 도 6은 본 발명의 태양전지 제조방법을 설명하기 위한 도면이다. 2 to 6 are views for explaining the solar cell manufacturing method of the present invention.

본 발명은 태양전지의 부동층 형성방법, 태양전지의 제조방법 및 태양전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온에서 행해지므로 에미터층을 두껍게 만드는 등 의 물성 저하 요인이 없고 부동층의 막질 특성을 향상시킬 수 있는 태양전지의 부동층 형성방법, 태양전지의 제조방법 및 태양전지에 관한 것이다. The present invention relates to a method for forming a passivation layer of a solar cell, a method for manufacturing a solar cell, and a solar cell. More particularly, the present invention is performed at a low temperature, so that the film quality of the passivation layer can be improved without causing deterioration of physical properties such as thickening of the emitter layer. The present invention relates to a method for forming a floating layer of a solar cell, a method for manufacturing a solar cell, and a solar cell.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대 체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목 받고 있다. 태양전지에는 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 전지와, 반도체의 성질을 이용하여 태양빛(photons)을 전기에너지로 변환시키는 태양광 전지가 있으며, 태양전지라고 하면 일반적으로 태양광 전지(이하 태양전지라 한다)를 일컫는다. Recently, as the prediction of depletion of existing energy resources such as oil and coal is expected, interest in alternative energy to replace them is increasing. Among them, solar cells are particularly attracting attention because they are rich in energy resources and have no problems with environmental pollution. Solar cells include solar cells that generate steam for rotating turbines using solar heat, and solar cells that convert photons into electrical energy using the properties of semiconductors. Refers to photovoltaic cells (hereinafter referred to as solar cells).

태양전지의 기본적인 구조를 나타낸 도 1을 참조하면, 태양전지는 다이오드와 같이 p형 반도체(101)와 n형 반도체(102)의 접합 구조를 가지며, 태양전지에 빛이 입사되면 빛과 태양전지의 반도체를 구성하는 물질과의 상호 작용으로 (-) 전하를 띤 전자와 전자가 빠져나가 (+) 전하를 띤 정공이 발생하여 이들이 이동하면서 전류가 흐르게 된다. 이를 광기전력효과(光起電力效果, photovoltaic effect)라 하는데, 태양전지를 구성하는 p형(101) 및 n형 반도체(102) 중 전자는 n형 반도체(102) 쪽으로, 정공은 p형 반도체(101) 쪽으로 끌어 당겨져 각각 n형 반도체(101) 및 p형 반도체(102)와 접합된 전극(103, 104)으로 이동하게 되고, 이 전극(103, 104)들을 전선으로 연결하면 전기가 흐르므로 전력을 얻을 수 있다Referring to FIG. 1 showing the basic structure of a solar cell, a solar cell has a junction structure of a p-type semiconductor 101 and an n-type semiconductor 102 like a diode, and when light is incident on the solar cell, Interaction with the materials that make up the semiconductor causes electrons with negative charge and electrons to escape, creating holes with positive charge, and as they move, current flows. This is called a photovoltaic effect. Among the p-type 101 and n-type semiconductors 102 constituting the solar cell, electrons are directed toward the n-type semiconductor 102 and holes are p-type semiconductors ( Pulled toward 101 and moved to the electrodes 103 and 104 bonded to the n-type semiconductor 101 and the p-type semiconductor 102, respectively, and when the electrodes 103 and 104 are connected by wires, electricity flows. Can get

이와 같은 태양전지의 출력특성은 일반적으로 솔라시뮬레이터를 이용하여 얻어진 출력전류전압곡선 상에서 출력전류 Ip와 출력전압 Vp의 곱 Ip×Vp의 최대값(Pm)을 태양전지로 입사하는 총광에너지(S×I: S는 소자면적, I는 태양전지에 조사되는 광의 강도)로 나눈 값인 변환효율 η에 의해평가된다. In general, the output characteristics of such a solar cell have a total light energy (S ×) incident on the solar cell at a maximum value Pm of the product Ip × Vp of the output current Ip and the output voltage Vp on the output current voltage curve obtained using the solar simulator. I: S is evaluated based on the conversion efficiency η, which is a value obtained by dividing the device area and I is the intensity of light irradiated to the solar cell.

태양전지의 변환효율을 향상시키기 위해서는 태양전지의 태양광에 대한 반사 율을 낮추고, 캐리어들의 재결합 정도를 줄여야 하며, 반도체 기판 및 전극에서의 저항을 낮추어야 한다. 태양전지에 대한 연구들은 대체로 이들과 관련하여 진행되고 있다. In order to improve the conversion efficiency of the solar cell, it is necessary to lower the reflectance of the solar cell to sunlight, reduce the degree of recombination of carriers, and lower the resistance of the semiconductor substrate and the electrode. Research on solar cells is largely underway.

태양전지 제조시 실리콘 웨이퍼의 표면에 형성되는 부동층(passivation layer)은 실리콘 웨이퍼의 p-n 접합에서 발생한 캐리어(전자 또는 정공)들이 재결합하는 것을 방지하여 태양전지의 광전변환효율을 향상시키기 위한 것이다. The passivation layer formed on the surface of the silicon wafer during solar cell manufacture is to improve the photoelectric conversion efficiency of the solar cell by preventing carriers (electrons or holes) generated in the p-n junction of the silicon wafer from recombining.

이와 같은 부동층의 형성 방법으로는 건식 산화법(dry oxidztion)이 있는데, 이를 통해 형성되는 산화막 내에는 불순물이 없고, SiO2/Si 계면 특성이 좋아, 현재 가장 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 건식 산화는 1000℃ 이상의 고온에서 진행해야 하는데, 이 정도의 고온에서는 에미터 층이 두꺼워지거나 결함이 발생하는 등의 이유로 오히려 태양전지의 효율이 떨어지는 문제가 있다. Such a method of forming the passivation layer is a dry oxidation method (dry oxidztion), there is no impurities in the oxide film formed through this, the SiO 2 / Si interface characteristics are good, it is currently used most commonly. However, dry oxidation should proceed at a high temperature of 1000 ° C. or higher. At this high temperature, the efficiency of the solar cell is inferior due to the thickening of the emitter layer or the occurrence of defects.

건식 산화법의 상기한 바와 같은 문제점으로 인해 저온에서 부동층을 형성하는 방법으로 습식 산화법(wet oxidation)이 개발되었으나, 습식 산화법에 의해 형성된 부동층은 막질 특성이 좋지 않아 부동층으로서의 역할을제대로 수행할 수 없는 문제가 있다. Wet oxidation has been developed as a method of forming a passivation layer at low temperature due to the above-described problems of dry oxidation, but the passivation layer formed by the wet oxidation method has poor film quality and thus cannot play a role as a passivation layer. There is.

따라서, 태양전지의 부동층 형성의 상술한 바와 같은 문제점을 해결하려는 노력이 관련 분야에서 꾸준하게 이루어져 왔으며, 이러한 기술적 배경하에서 본 발명이 안출된 것이다Therefore, efforts to solve the above-mentioned problems of the formation of the passivation layer of the solar cell have been steadily made in the related field, and the present invention has been made under such a technical background.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 부동층의 막질 특성을 향상시킬 수 있고 저온에서 행해지므로 태양전지의 다른 물성을 저하시키지 않는 태양전지의 부동층 형성방법, 이를 포함하는 태양전지의 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지를 제공하는데 있다 The present invention was devised to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to improve the film quality of the passivation layer and is performed at a low temperature, so that it does not deteriorate other physical properties of the solar cell. The present invention provides a method for manufacturing a solar cell including the same and a solar cell manufactured using the same.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명은, (a1) 실리콘 기판를 노(furnace)에 투입하는 단계 및 (a2) 상기 노에 산소 가스와 수소 가스를 주입하고, 상기 노를 1~50torr의 압력, 850~950℃의 온도로 유지하여 상기 실리콘 기판의 표면에산화막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 부동층 형성방법을 제공한다. In order to achieve the technical problem to be achieved by the present invention, the present invention, (a1) the step of injecting a silicon substrate into the furnace (furnace) and (a2) injecting oxygen gas and hydrogen gas into the furnace, the furnace 1 ~ 50torr It maintains at a pressure of 850 ~ 950 ℃ provides a method for forming a passivation layer of a solar cell comprising the step of forming an oxide film on the surface of the silicon substrate.

상기 산화 단계는 10분~1시간 동안 진행되는 것이 바람직하다. The oxidation step is preferably performed for 10 minutes to 1 hour.

본 발명은 또한, (b1) 실리콘 기판 상에 상기 실리콘 기판과 반대 도전형의 에미터층을 형성하는 단계 (b2) 상기 에미터층이 형성된 실리콘 기판을 노에 투입한 후, 상기 노에 산소 가스와 수소 가스를 주입하고, 상기 노를 1~50torr의 압력, 850~950℃의 온도로 유지하여 상기 실리콘 기판의 표면에 부동층을 형성하는 단계 (b3) 상기 에미터층 위에 형성된 부동층위에 반사방지막을 형성하는 단계 (S4) 상기 부동층 및 반사방지막을 관통하며 상기 에미터층에 연결되도록 전면전극을 형성하는 단계 (S5) 상기 실리콘 기판의 에미터층이 형성된 면과 반대 면에 형성된 부동층을 관통하며 상기 실리콘 기판에 연결되도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법을 제공한다. The present invention also provides (b1) forming an emitter layer of a conductivity type opposite to that of the silicon substrate on the silicon substrate (b2) injecting a silicon substrate on which the emitter layer is formed into a furnace, followed by oxygen gas and hydrogen in the furnace. Injecting a gas and maintaining the furnace at a pressure of 1 to 50 torr and a temperature of 850 to 950 ° C. to form a passivation layer on the surface of the silicon substrate (b3) forming an antireflection film on the passivation layer formed on the emitter layer. (S4) forming a front electrode to penetrate the passivation layer and the antireflection film and to be connected to the emitter layer (S5) to be connected to the silicon substrate through a passivation layer formed on a surface opposite to the surface on which the emitter layer of the silicon substrate is formed It provides a method of manufacturing a solar cell comprising the step of forming a back electrode.

상기 실리콘 기판으로는 p-형 실리콘 기판 대표적으로 사용될 수 있으며, 상 기 반사방지막은 대표적으로 실리콘나이트라이드를 포함하여 이루어질 수 있으며, 반사방지막 형성 단게는 대표적으로 플라즈마 화학기상증착법(PECVD), 화학기상증착법(CVD) 또는 스퍼터링 방법으로 실시될 수 있다 상기 (b4) 단계는 대표적으로 전면전극 형성용 페이스트를 소정 패턴에 따라 반사방지막 위에 도포한 후, 열처리함에 의해 실시될 수 있으며, 상기 (b5) 단계는 후면전극 형성용 페이스트를 소정 패턴에 따라 상기 실리콘 기판의 에미터층이 형성된 면과 반대 면에 형성된 부동층 위에 도포한 후, 열처리함에 의해 실시될 수 있다. 또한, 상기 (b4) 및 (b5) 단계는 각각, 전면전극 형성용 페이스트를 소정 패턴에 따라 반사방지막 위에 도포하고, 후면전극 형성용 페이스트를 소정 패턴에 따라 상기 실리콘 기판의 에미터층이 형성된 면과 반대 면에 형성된 부동층 위에 도포한 후, 동시에 열처리함에 의해 실시될 수 있다. The silicon substrate may be representatively used as a p-type silicon substrate, and the anti-reflection film may be typically formed of silicon nitride, and the anti-reflection film forming step is typically plasma chemical vapor deposition (PECVD) or chemical vapor phase. The step (b4) may typically be performed by applying a front electrode forming paste onto an antireflection film according to a predetermined pattern, followed by heat treatment. The step (b5) may be performed. The back electrode forming paste may be applied to a passivation layer formed on a surface opposite to the surface on which the emitter layer of the silicon substrate is formed according to a predetermined pattern, and then heat-treated. Further, in the steps (b4) and (b5), the front electrode forming paste is coated on the antireflection film according to a predetermined pattern, and the back electrode forming paste is formed on the surface on which the emitter layer of the silicon substrate is formed according to the predetermined pattern. It can be carried out by applying on the passivation layer formed on the opposite side and then simultaneously heat-treating.

본 발명은 또한, 상기 태양전지 제조방법을 이용하여 제조되는 태양전지를 제공한다. The present invention also provides a solar cell manufactured using the solar cell manufacturing method.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 태양전지의 부동층 형성방법은 기존의 건식 산화 및 습식 산화 방식의 문제점을 해결하기 위하여, ISSG(In-situ steam generation) 산화 방식을 채용한다. 이와 같은 본 발명의 부동층 형성방법은 (a1) 실리콘 기판를 노(furnace)에 투입하는 단계 및 (a2) 상기 노에 산소 가스와 수소 가스를 주입하고, 상기 노를 1~50torr의 압력, 850~950℃의 온도로 유지하여 상기 실리콘 기판의 표면에 산화막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings to assist in understanding the present invention. The antifreeze layer forming method of the solar cell of the present invention employs an in-situ steam generation (ISSG) oxidation method to solve the problems of the conventional dry oxidation and wet oxidation methods. Such a method for forming a passivation layer of the present invention includes (a1) injecting a silicon substrate into a furnace and (a2) injecting oxygen gas and hydrogen gas into the furnace, and applying the furnace at a pressure of 1 to 50 torr, 850 to 950. Maintaining at a temperature of about 0 ° C. to form an oxide film on the surface of the silicon substrate.

상기 부동층 형성방법에 있어서, 노는 특정 가스를 주입하고 다른 가스를 차단할 수 있으며, 내부의 온도 및 압력을 조절할 수 있는 것이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 노에 투입되는 실리콘 기판은 에미터층 형성 공정을 거친 것으로서, p-n 접합이 형성된 실리콘 기판이 사용된다. In the method of forming the antifreeze layer, the furnace can inject a specific gas and block other gases, and can be used without particular limitation as long as it can control the temperature and pressure therein. The silicon substrate to be put into the furnace has undergone an emitter layer forming process, and a silicon substrate having a p-n junction is used.

산화막(SiO2)의 형성 단계는 1~50torr의 압력, 850~950℃의 온도하에서 이루어지며, 노에 주입되는 산소(O2)와 수소(H2) 가스는 실리콘 기판의 표면에서 H2O 가스와 O 라디칼 및 OH 라디칼이 만들어지고 형성된 라디칼과 실리콘 기판이 반응하여 실리콘 기판에 산화막을 형성한다. 그 반응식은 다음과 같다The formation of the oxide film (SiO 2 ) is performed under a pressure of 1 to 50 torr and a temperature of 850 to 950 ° C., and oxygen (O 2 ) and hydrogen (H 2 ) gases injected into the furnace are H 2 O on the surface of the silicon substrate. Gas, O radicals and OH radicals are made and the formed radicals react with the silicon substrate to form an oxide film on the silicon substrate. The reaction is as follows.

1) 반응식 1 : O 과 OH 라디칼 형성 1) Scheme 1: O and OH radical formation

H2+ O2 -> H2O + O +OHH 2 + O 2- > H 2 O + O + OH

2) 반응식 2 : 생성된 라디칼에 의한 산화막 형성     2) Scheme 2: Oxide film formation by generated radicals

Si (wafer) + 2O -> SiO2 Si (wafer) + 2O-> SiO 2

Si (wafer) + 2OH -> SiO2 + H2 Si (wafer) + 2OH-> SiO 2 + H 2

반응하고 남은 가스 들은 모두 외부로 빠져나가게 된다.       All remaining gases are released to the outside.

상기 압력 범위의 상한을 초과할 경우 라디칼이 형성되지 않는 문제가 있고, 하한에 미달할 경우 산화막의 성장속도가 저하되어 공정시간의 증가로 인해 에미터층의 두께가 두꺼워지는 문제가 있어 바람직하지 못하다. 또한, 상기 온도 범위의 상한을 초과할 경우 에미터층의 두께가 더욱 두꺼워지고, 하한에 미달할 경우 산화막이 성장하지 않거나 막질 특성이 저하되는 문제가 있어 바람직하지 못하다.If the upper limit of the pressure range is exceeded, there is a problem in that no radical is formed. If the lower limit is exceeded, the growth rate of the oxide film is lowered and the thickness of the emitter layer becomes thick due to an increase in process time. In addition, when the upper limit of the temperature range is exceeded, the thickness of the emitter layer becomes thicker, and when the lower limit is not reached, there is a problem that the oxide film does not grow or the film quality deteriorates.

산화막 형성 단계는 10분 ~ 1시간 동안 실시되는 것이 바람직한데, 10 분에 미달하는 경우 형성된 산화막의 두께가 얇아 부동층으로서의 기능을 충분히 할 수 없으며, 1시간 초과하는 경우 산화막의 두께가 지나치게 두꺼워져 산화막 위에 형성되는 태양광 반사방지막의 기능을 방해하고, 에미터층이 더욱 두꺼워지는 문제가 있다. The oxide film forming step is preferably carried out for 10 minutes to 1 hour. If it is less than 10 minutes, the thickness of the formed oxide film is thin and cannot function as a passivation layer. There is a problem that interferes with the function of the solar anti-reflection film formed thereon, and the emitter layer becomes thicker.

본 발명의 태양전지 제조방법은 상술한 바와 같은 부동층 형성방법을 포함하여 진행된다. 이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 태양전지 제조방법에 대하여 설명한다. The solar cell manufacturing method of the present invention includes a passivation layer forming method as described above. Hereinafter, the solar cell manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6.

본 발명의 태양전지 제조방법에 따르면, 부동층(203) 형성에 앞서 먼저 실리콘 기판 상에 상기 실리콘 기판과 반대 도전형의 에미터층(202)을 형성하는 단계를 거친다. 에미터층(202)이 형성됨으로써 에미터층(202)과 실리콘 기판의 기존의 도전형을 갖는 층(201) 사이에 p-n 접합이 형성된다. According to the solar cell manufacturing method of the present invention, prior to the formation of the passivation layer 203, the step of forming the emitter layer 202 of the opposite conductivity type to the silicon substrate on the silicon substrate. The emitter layer 202 is formed to form a p-n junction between the emitter layer 202 and the layer 201 having a conventional conductivity type of the silicon substrate.

상기 실리콘 기판으로는 p형 및 n형이 모두 사용될 수 있으며, 그 중 p형 실리콘 기판은 소수 케리어의 수명 및 모빌리티(mobility)가 커서(p형의 경우 전자가 소수 케리어임) 가장 바람직하게 사용될 수 있다. p형 실리콘 기판에는 대표적으로 B, Ga, In 등의 3족 원소들이 도핑되어 있는데, p형 실리콘 기판에 P, As, Sb 등의 5족 원소들을 도핑함으로써 n형 도전층을 형성하고 이를 통해 p-n 접합을 형성할 수 있다. As the silicon substrate, both p-type and n-type may be used, and among the p-type silicon substrates, the lifetime and mobility of the minority carrier are large (the electron is the minority carrier in the case of the p-type), and may be most preferably used. have. The p-type silicon substrate is typically doped with group III elements such as B, Ga, and In, and the n-type conductive layer is formed by doping the p-type silicon substrate with group 5 elements such as P, As, and Sb. A junction can be formed.

상기 에미터층(202) 형성 단계는 다양한 방식으로 수행될 수 있는데, 대표적으로 실리콘 기판을확산로에 넣고 에미터층(202)을 형성할 수 있는 도펀트를 함유 하는 가스를 주입한 후 확산로를 가열하는 방법과 반도체 기판의 일면에 도펀트를 함유하는 조성물을 도포하고 이를 확산로에 넣은 후 가열하는 방법이 있다. 전자의 방법은 실리콘 기판의 전 표면에 에미터층(202)이 형성되므로, 실리콘 기판의 측단 가장자리 부분을 잘라내는 에지 아이솔레이션(edge isolation) 공정을 거치게 된다. 이를 통해 전면전극(205) 및 후면전극(206)의 전기적 연결을막을 수 있다. The step of forming the emitter layer 202 may be performed in various ways. Typically, a silicon substrate is placed in a diffusion furnace, a gas containing a dopant capable of forming the emitter layer 202 is injected, and then the diffusion furnace is heated. There is a method and a method of applying a composition containing a dopant on one side of the semiconductor substrate and putting it in the diffusion furnace and heating. In the former method, since the emitter layer 202 is formed on the entire surface of the silicon substrate, the emitter layer 202 is subjected to an edge isolation process to cut off the side edge portion of the silicon substrate. Through this, the electrical connection between the front electrode 205 and the back electrode 206 can be prevented.

다음으로, 앞서 설명한 방식으로 에미터층(202)이 형성된 실리콘 기판의 표면에 부동층(203)을 형성한다. Next, the passivation layer 203 is formed on the surface of the silicon substrate on which the emitter layer 202 is formed in the manner described above.

부동층(203)이 형성되고 나면, 상기 에미터층(202) 위에 형성된 부동층(203) 위에 반사방지막(204)을 형성한다. 반사방지막(204)은 태양광에 대한 반사율을 낮추기 위해 형성되는것으로, 대표적으로 실리콘나이트라이드를 포함하여 이루어질 수 있으며, 대표적으로 플라즈마 화학기상증착법(PECVD), 화학기상증착법(CVD) 및 스퍼터링으로 이루어지는 군에서 선택되는 방법에 의해 형성될 수 있다After the passivation layer 203 is formed, an anti-reflection film 204 is formed on the passivation layer 203 formed on the emitter layer 202. The anti-reflection film 204 is formed to lower the reflectance to sunlight, and may be typically including silicon nitride, and is typically made of plasma chemical vapor deposition (PECVD), chemical vapor deposition (CVD) and sputtering. It can be formed by a method selected from the group

다음으로, 상기 부동층(203) 및 반사방지막(204)을 관통하며 상기 에미터층(202)에 연결되도록 전면전극(205)을 형성하고, 상기 실리콘 기판의에미터층(202)이 형성된 면과 반대 면에 형성된 부동층(203)을 관통하며 상기 실리콘 기판(201)에 연결되도록 후면전극(206)을 형성한다. Next, the front electrode 205 is formed to penetrate the passivation layer 203 and the anti-reflection film 204 and be connected to the emitter layer 202, and is opposite to the surface on which the emitter layer 202 of the silicon substrate is formed. The back electrode 206 is formed to pass through the passivation layer 203 formed on the surface and to be connected to the silicon substrate 201.

상기 (b4) 단계는 대표적으로 전면전극 형성용 페이스트를 소정 패턴에 따라 반사방지막(204) 위에 도포한 후, 열처리함에 의해 실시될 수 있으며, 열처리를통해 전면전극(205)은 반사방지막(204)과 부동층(203)을 관통하여 에미터층(202)과 연결되게 된다(punch through). 상기 (b5) 단계는 후면전극 형성용 페이스트를 소 정 패턴에 따라 상기 실리콘 기판의 에미터층(202)이 형성된 면과 반대 면에 형성된 부동층(203) 위에 도포한 후, 열처리함에 의해 실시될 수 있으며, 열처리에 의해 후면전극(206)은 부동층(203)을 관통하여 실리콘 기판과 연결되고, 실리콘 기판의 후면전극(206)과 접하는 부분은 전극 형성 물질이 도핑되어 BSF층(Back surface field)(207)이 형성된다. 열처리에 의해 전면전극(205) 및 후면전극(206)이 부동층(203) 및 반사방지막(204)을 관통하는 것은 페이스트에 첨가되는 글라스 프릿이 부동층(203) 및 반사방지막(204)을 식각하기 때문이다. Step (b4) may be typically performed by applying a front electrode forming paste on the antireflection film 204 according to a predetermined pattern and then heat treating the front electrode 205 through the heat treatment. And penetrate through the passivation layer 203 and the emitter layer 202. The step (b5) may be performed by applying a back electrode forming paste on a passivation layer 203 formed on a surface opposite to a surface on which the emitter layer 202 of the silicon substrate is formed according to a predetermined pattern, and then thermally treating the paste. The back electrode 206 penetrates through the passivation layer 203 and is connected to the silicon substrate by heat treatment, and a portion of the back electrode 206 that contacts the back electrode 206 of the silicon substrate is doped with an electrode forming material to form a BSF layer 207. ) Is formed. The front electrode 205 and the back electrode 206 pass through the passivation layer 203 and the antireflection film 204 by the heat treatment because the glass frit added to the paste etches the passivation layer 203 and the antireflection film 204. to be.

전면전극(205)으로는 대표적으로 은 전극이 사용되는데 이는 은 전극이 전기전도성이 우수하기 때문이며, 후면전극(206)으로는 대표적으로 알루미늄 전극이 사용되는데 이는 알루미늄 전극이 전도성이 우수할 뿐만 아니라 실리콘과의 친화력이 좋아서 접합이 잘 되기 때문이다. 또한, 알루미늄 전극은 3가 원소로서 p-형 실리콘 기판을 사용할 경우 실리콘 기판에 p+ 층, 즉 BSF층을 형성하여 캐리어들이 표면에서 사라지지 않고 모이도록 하여 효율을 증대시킬 수 있기 때문이다.A silver electrode is typically used as the front electrode 205 because the silver electrode is excellent in electrical conductivity, and an aluminum electrode is typically used as the back electrode 206, which not only has excellent conductivity but also silicon. Because of good affinity with the bond is good. In addition, when the p-type silicon substrate is used as the trivalent element, the aluminum electrode can increase efficiency by forming a p + layer, that is, a BSF layer on the silicon substrate, so that carriers can be collected without disappearing from the surface.

전면전극(205) 및 후면전극(206)의 형성 순서는 제한되지 않아, 어느 전극을 먼저 형성하여도 좋다. 또한, 상기 전면전극(205) 형성 및 후면전극(206) 형성 단계는 각각, 전면전극 형성용 페이스트를 소정 패턴에 따라 반사방지막(204) 위에 도포하고, 후면전극 형성용 페이스트를 소정 패턴에 따라 상기 실리콘 기판의 에미터층(202)이 형성된 면과 반대 면에 형성된 부동층(203) 위에 도포한 후, 동시에 열처리함에 의해 실시될 수도 있다. The order of forming the front electrode 205 and the back electrode 206 is not limited, and any electrode may be formed first. In the forming of the front electrode 205 and forming the back electrode 206, the front electrode forming paste is coated on the anti-reflection film 204 according to a predetermined pattern, and the back electrode forming paste is formed according to the predetermined pattern. It can also be carried out by applying on the passivation layer 203 formed on the surface opposite to the surface where the emitter layer 202 of the silicon substrate is formed, and then simultaneously heat-treating.

상술한 바와 같은 부동층 형성방법 및 태양전지 제조방법을 이용하여 제조된 태양전지는 부동층(203)의막질 특성이 우수하고, 에미터층(202)의 두께 증가 및 결함 발생 등과 같은 특성 저하 요인이 없어, 향상된 광전변환효율을 나타낸다. The solar cell manufactured using the passivation layer forming method and the solar cell manufacturing method as described above is excellent in the film quality characteristics of the passivation layer 203, there is no deterioration factor such as the increase in thickness of the emitter layer 202 and the occurrence of defects, It shows an improved photoelectric conversion efficiency.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되지 않아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors can appropriately define the concept of terms in order to best describe their invention. Based on the principle, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Therefore, the exemplary embodiments described herein are only exemplary embodiments of the present invention and do not represent all of the technical ideas of the present invention, and various equivalents and modifications that may substitute them at the time of the present application may be used. It should be understood that there may be.

본 발명의 태양전지의 부동층 형성방법에 따르면, ISSG 산화 방식을 이용함으로써 공정이 저온에서 진행되어 에미터층이 두꺼워지거나 결함이 발생하는 등에 의한 특성 저하가 없고, 형성되는 부동층의 막질 특성이 우수하며, 이를 통해 태양전지의 광전변환효율을 향상시킬 수 있다. According to the method for forming a passivation layer of the solar cell of the present invention, by using the ISSG oxidation method, the process proceeds at a low temperature, and there is no deterioration in characteristics due to the thickening of the emitter layer or the occurrence of defects, and the film quality of the passivation layer formed is excellent. This can improve the photoelectric conversion efficiency of the solar cell.

Claims (10)

(a1) 실리콘 기판를 노(furnace)에 투입하는 단계 및(a1) injecting a silicon substrate into a furnace, and (a2) 상기 노에 산소 가스와 수소 가스를 주입하고, 상기 노를 1~50torr의 압력, 850~950℃의 온도로 유지하여 상기 실리콘 기판의 표면에 산화막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 부동층 형성방법.(a2) injecting oxygen gas and hydrogen gas into the furnace, and maintaining the furnace at a pressure of 1 to 50 torr and a temperature of 850 to 950 ° C. to form an oxide film on the surface of the silicon substrate. Passive layer formation method of a solar cell. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 산화막 형성 단계는 10분~1시간 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 부동층 형성방법. The oxide film forming step is a passivation layer forming method of a solar cell, characterized in that for 10 minutes to 1 hour. (b1) 실리콘 기판 상에 상기 실리콘 기판과 반대 도전형의 에미터층을 형성하는 단계(b1) forming an emitter layer of a conductivity type opposite to that of the silicon substrate on the silicon substrate; (b2) 상기 에미터층이 형성된 실리콘 기판을 노에 투입한 후, 상기 노에 산소 가스와 수소 가스를 주입하고, 상기 노를 1~50torr의 압력, 850~950℃의 온도로 유지하여 상기 실리콘 기판의 표면에 부동층을 형성하는 단계 (b2) After the silicon substrate on which the emitter layer is formed is introduced into the furnace, oxygen gas and hydrogen gas are injected into the furnace, and the furnace is maintained at a pressure of 1 to 50 torr and a temperature of 850 to 950 ° C. Forming a passivation layer on the surface of the (b3) 상기 에미터층 위에 형성된 부동층 위에 반사방지막을 형성하는 단계(b3) forming an anti-reflection film on the passivation layer formed on the emitter layer (S4) 상기 부동층 및 반사방지막을 관통하며 상기 에미터층에 연결되도록 전면전극을 형성하는 단계 (S4) forming a front electrode to penetrate the passivation layer and the anti-reflection film and to be connected to the emitter layer (S5) 상기 실리콘 기판의 에미터층이 형성된 면과 반대 면에 형성된 부동층 을 관통하며 상기 실리콘 기판에 연결되도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. (S5) A method of manufacturing a solar cell comprising the step of forming a back electrode to pass through the passivation layer formed on the surface opposite to the emitter layer formed on the silicon substrate and connected to the silicon substrate. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 실리콘 기판은 p-형 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The silicon substrate is a manufacturing method of a solar cell, characterized in that the p-type silicon substrate. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 반사방지막은 실리콘나이트라이드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The anti-reflection film is a solar cell manufacturing method characterized in that it comprises a silicon nitride. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 (b3) 단계는 플라즈마 화학기상증착법(PECVD), 화학기상증착법(CVD) 및 스퍼터링으로 이루어지는 군에서 선택되는 방법에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.The step (b3) is a manufacturing method of a solar cell, characterized in that carried out by a method selected from the group consisting of plasma chemical vapor deposition (PECVD), chemical vapor deposition (CVD) and sputtering. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 (b4) 단계는 전면전극 형성용 페이스트를 소정 패턴에 따라 반사방지막 위에 도포한 후, 열처리함에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The step (b4) is a method for manufacturing a solar cell, characterized in that the front electrode forming paste is applied on the antireflection film according to a predetermined pattern, followed by heat treatment. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 (b5) 단계는 후면전극 형성용 페이스트를 소정 패턴에 따라 상기 실리콘 기판의 에미터층이 형성된 면과 반대 면에 형성된 부동층 위에 도포한 후, 열처리함에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The step (b5) is a method of manufacturing a solar cell, characterized in that by applying a back electrode forming paste on a passivation layer formed on the surface opposite to the surface on which the emitter layer of the silicon substrate is formed according to a predetermined pattern, and then heat treatment. . 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 (b4) 및 (b5) 단계는 각각, 전면전극 형성용 페이스트를 소정 패턴에 따라 반사방지막 위에 도포하고, 후면전극 형성용 페이스트를 소정 패턴에 따라 상기 실리콘 기판의 에미터층이 형성된 면과 반대 면에 형성된 부동층 위에 도포한 후, 동시에 열처리함에 의해 실시되는것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. In the steps (b4) and (b5), the front electrode forming paste is coated on the antireflection film according to a predetermined pattern, and the back electrode forming paste is formed on the opposite side to the surface on which the emitter layer of the silicon substrate is formed according to the predetermined pattern. The method of manufacturing a solar cell, characterized in that the coating is performed on a passivation layer formed on the substrate, and then subjected to heat treatment at the same time. 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 태양전지의 제조방법을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 태양전지. A solar cell, which is manufactured using the method for manufacturing a solar cell according to any one of claims 3 to 9.
KR1020070052636A 2007-05-30 2007-05-30 Method of forming passivation layer of solar cell, method of preparing solar cell and solar cell KR20080105268A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070052636A KR20080105268A (en) 2007-05-30 2007-05-30 Method of forming passivation layer of solar cell, method of preparing solar cell and solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070052636A KR20080105268A (en) 2007-05-30 2007-05-30 Method of forming passivation layer of solar cell, method of preparing solar cell and solar cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080105268A true KR20080105268A (en) 2008-12-04

Family

ID=40366587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070052636A KR20080105268A (en) 2007-05-30 2007-05-30 Method of forming passivation layer of solar cell, method of preparing solar cell and solar cell

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080105268A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120011110A (en) * 2010-07-28 2012-02-07 주성엔지니어링(주) Wafer type solar cell and method for manufacturing the same
KR101283993B1 (en) * 2012-11-27 2013-07-09 한국화학연구원 Contact formation of silicon solar cells using conductive ink with nano-sized glass frit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120011110A (en) * 2010-07-28 2012-02-07 주성엔지니어링(주) Wafer type solar cell and method for manufacturing the same
KR101283993B1 (en) * 2012-11-27 2013-07-09 한국화학연구원 Contact formation of silicon solar cells using conductive ink with nano-sized glass frit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100974220B1 (en) Solar cell
US7947524B2 (en) Humidity control and method for thin film photovoltaic materials
KR100900443B1 (en) Solar cell and method of manufacturing the same
KR101225978B1 (en) Sollar Cell And Fabrication Method Thereof
US20070257255A1 (en) Thin film solar cells by selenization sulfurization using diethyl selenium as a selenium precursor
JPH04230082A (en) Chalcopyrite solar battery
KR20100073717A (en) Solar cell and method of fabricating the same
KR101886818B1 (en) Method for manufacturing of heterojunction silicon solar cell
US20120012175A1 (en) Solar cell and manufacturing method thereof
KR20080046439A (en) Method of preparing solar cell and solar cell prepared thereby
KR101543767B1 (en) Method For Forming Selective Emitter Of Solar Cell Solar Cell and Fabricating Method Thereof
Korte et al. Overview on a-Si: H/c-Si heterojunction solar cells-physics and technology
KR20090078275A (en) Solar cell having uneven insulating layer and method for manufacturing the same
KR101370225B1 (en) Method of preparing solar cell and solar cell prepared by the same
KR101284271B1 (en) Method of preparing solar cell and solar cell prepared by the same
KR20110008541A (en) Sollar cell and fabrication method thereof
KR20090110029A (en) Silicon solar cell comprising multi-layer of rear passivation layer and Method of preparing the same
KR101223021B1 (en) Method of preparing solar cell and solar cell
KR20080105268A (en) Method of forming passivation layer of solar cell, method of preparing solar cell and solar cell
KR101223061B1 (en) Method of preparing solar cell and solar cell prepared by the same
KR101188486B1 (en) Method for fabricating hetero-junction solar cell
KR101346896B1 (en) Method of preparing IBC and IBC prepared by the same
KR20090019600A (en) High-efficiency solar cell and manufacturing method thereof
KR101223055B1 (en) Method of preparing solar cell and solar cell prepared by the same
KR20120063856A (en) Solar cell and manufacturing method of the same

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application