KR20090087113A - 태양전지의 제조 방법 - Google Patents
태양전지의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090087113A KR20090087113A KR1020097013864A KR20097013864A KR20090087113A KR 20090087113 A KR20090087113 A KR 20090087113A KR 1020097013864 A KR1020097013864 A KR 1020097013864A KR 20097013864 A KR20097013864 A KR 20097013864A KR 20090087113 A KR20090087113 A KR 20090087113A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solar cell
- wafer
- etching
- silicon substrate
- mixed
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 79
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 60
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 29
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 abstract description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 78
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 38
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 38
- 229960002050 hydrofluoric acid Drugs 0.000 description 34
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 33
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 21
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 4
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
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
-
- 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
- H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/96—Porous semiconductor
Abstract
특성이 높은 태양전지를 간단한 제조 공정으로 제조할 수 있는 태양전지의 제조 방법을 얻기 위해, 본 태양 전지의 제조 방법은, 실리콘 기판의 표면에 텍스처를 갖는 태양전지의 제조 방법으로서, 금속 이온을 함유하는 산화제와 불화 수소산의 혼합 수용액에 실리콘 기판을 침지하여 해당 실리콘 기판의 표면에 다공질 실리콘층을 형성하는 제 1 공정과, 상기 제 1 공정을 경유한 실리콘 기판 표면을 불화 수소산 및 질산을 주로 한 혼산에 침지하여 에칭하여 텍스처를 형성하는 제 2 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 실리콘 태양전지의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 실리콘 기판의 표면에 미소한 요철(텍스처)을 형성하기 위한 방법에 관한 것이다.
종래, 태양전지의 표면에는 표면 반사를 억제하기 위해 미소한 요철이 형성된다. 이 미소 요철에 의해 입사광은 다중 반사되고, 태양전지 내부에 효율적으로 흡수된다. 이 미소 요철은 텍스처라고 불린다.
일반적으로 단결정 실리콘 태양전지에서는, NaOH, KOH 등의 알카리 수용액과 IPA(이소프로필알코올)를 사용한 웨트 에칭에 의해 텍스처가 형성되고 있다. 이 기술은 결정면의 에칭 속도의 차를 이용하고 있기 때문에, 단결정 실리콘과 같이 웨이퍼가 하나의 결정면으로 구성되어 있는 경우에는 유효하지만, 다결정 실리콘과 같이 면 내에 다양한 결정면이 존재하는 경우에는, 충분히 반사율을 내릴 수 없다.
이 때문에, 기계적 가공법(예를 들면 특허 문헌 1)이나 반응성 이온 에칭법(예를 들면 특허 문헌 2) 등, 결정면 방위에 의존하지 않는 텍스처 형성 방법이 검토되어 있다. 기계적 가공법으로는 매엽(枚葉) 처리이기 때문에, 또한 반응성 이온 에칭법은 어느 정도의 매수를 일괄 처리할 수는 있지만 진공 장치를 사용하기 때문에, 처리 비용이 든다는 문제점이 있다.
그러면 금속 이온을 함유하는 산화제와 불화 수소산의 혼합 수용액에 실리콘 기판을 침지함에 의해 기판 표면에 다공질 실리콘층을 형성하고, 그 후, 알칼리에 침지하여 텍스처를 형성하는 방법이 출원되어 있다(특허 문헌 3). 이에 관련하여, 금속이 부착한 실리콘에 피트가 생기는 메커니즘이 특허 문헌 4에 나타나 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 제 3189201호 공보
특허 문헌 2 : 일본 특개평09-102625호 공보
특허 문헌 3 : 일본 특허 제3925867호 공보
특허 문헌 4 : 일본 특개2004-71626호 공보
발명이 해결하고자 하는 과제
그러나, 특허 문헌 3에 제안되어 있는 방법에 따라 제작한 다공질 실리콘층을 갖는 실리콘 기판은, 반사율은 낮은 값을 나타내는 것이지만, 웨이퍼 표면은 변색하고, 실리콘의 청정면의 특성인 소수성(疏水性)을 나타내지 않는다. 이 이유로서는, 단지 실리콘 표면에 구멍이 형성된 것이 아니라 표면의 실리콘도 변질시켜져 있기 때문이라고 생각된다.
또한 이 웨이퍼를, 부착한 은(銀)의 제거를 목적으로 하여 60% 질산에 1시간 침지한 후, 이 웨이퍼를 사용하여 태양전지 셀을 작성하여 특성을 평가한 바, 알카리 수용액과 IPA를 사용하여 형성한 텍스처(이하, 단지 알칼리 텍스처라고 기술(記述))를 적용한 태양전지에 비하여 대폭적으로 특성이 열화되는 것을 알았다. 이 이유로서는, 60% 질산에 1시간 침지한 프로세스를 경유하여도 금속을 완전히 제거할 수 없고, 이 금속이 태양전지 제작 프로세스에서 확산하여 결정 품질을 저하시켰기 때문에, 태양전지의 특성이 대폭적으로 열화되었다고 생각된다.
따라서 금속 이온을 함유하는 산화제와 불화 수소산을 사용하여 다공질 실리콘층을 작성하는 수법을 이용하여 효율이 좋은 태양전지를 얻기 위해서는, 다공질 실리콘층 형성 후에 실리콘의 청정면을 노출시킴과 함께 잔류하는 금속을 제거하는 프로세스가 필요한 것이 과제이었다.
본 발명은, 상기한 것을 감안하여 이루어진 것으로서, 금속 이온을 함유하는 산화제와 불화 수소산을 사용하여 다공질 실리콘층을 작성한 후, 실리콘의 청정면을 노출시킴과 함께 잔류하는 금속을 제거함으로써, 특성이 높은 태양전지의 제조 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 실리콘 기판의 표면에 텍스처를 갖는 태양전지의 제조 방법으로서, 금속 이온을 함유하는 산화제와 불화 수소산의 혼합 수용액에 실리콘 기판을 침지하여 해당 실리콘 기판 표면에 다공질층을 형성하는 제 1 공정과, 상기 제 1 공정을 경유한 실리콘 기판 표면을 불화 수소산 및 질산을 주로 한 혼산에 침지하여 에칭하여 텍스처를 형성하는 제 2 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
이 발명에 의하면, 금속 이온을 사용하여 형성한 다공질층을, 불화 수소산 및 질산을 주체로 한 혼산으로 반사율의 저감 효과가 없어지지 않을 정도로 에칭함에 의해, 반사율의 저감 효과를 남긴 채로 청정한 실리콘면을 얻을 수 있음과 함께, 구멍의 바닥의 금속도 제거할 수 있기 때문에, 특성이 높은 태양전지를 제조할 수 있다는 효과를 이룬다. 또한, 에칭과 금속의 제거를 동시에 실시하기 때문에 제조 프로세스를 간략화할 수 있다는 효과를 이룬다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1 및 2에 관한 태양전지의 제조 방법을 설명하는 플로우 차트.
도 2는 Ag 이온을 포함한 과산화 수소수와 불화 수소산의 혼합 용액으로 에칭을 행한 웨이퍼의 다공질층을 촬영한 전자현미경 사진.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 태양전지의 제조 방법에 있어서,
을 주체로 한 혼산으로 다공질층을 에칭하여 실리콘 기판 표면에 형성한 텍스처를 촬영한 전자현미경 사진.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 태양전지의 제조 방법에 의해 제작한 텍스처 및 알칼리 텍스처의 반사율을 플롯한 그래프.
도 5는 특허 문헌 3의 실시예에 따라 Ag 이온을 포함한 과산화 수소수와 불화 수소산의 혼합 용액으로 에칭을 행한 웨이퍼의 외관을 촬영한 사진.
도 6은 특허 문헌 3의 실시예에 따라 다공질층을 형성한 웨이퍼와 알칼리 텍스처의 웨이퍼의 반사율을 측정한 결과를 플롯한 그래프.
도 7은 웨이퍼로부터 태양전지 셀을 제작하는 작업을 설명하는 플로우 차트.
도 8은 특허 문헌 3의 실시예에 따라 제작한 웨이퍼와 알칼리 텍스처를 적용 한 웨이퍼를 사용하여 제작한 태양전지의 내부양자 효율을 플롯한 그래프.
도 9는 2E-4M의 Ag 이온을 포함하는 과산화 수소수와 불화 수소산의 혼합 용액으로 에칭한 웨이퍼의 외관을 촬영한 사진.
도 10은 도 9에 도시하는 다공질층을 HF(50%) : HNO3(69%) : H2O=1 : 4 : 15의 혼산으로 3분간 에칭한 웨이퍼의 외관을 촬영한 사진.
도 11은 도 9에 도시하는 다공질층을 HF(50%) : HNO3(69%) : H2O=1 : 5 : 15의 혼산으로 3분간 에칭한 웨이퍼의 외관을 촬영한 사진.
도 12는 도 11에 도시하는 웨이퍼의 단부에 생성한 스테인막을 촬영한 사진.
도 13은, 도 9에 도시하는 다공질층을 HF(50%) : HNO3(69%) : H2O=1 : 6 : 15의 혼산으로 3분간 에칭한 웨이퍼의 외관을 촬영한 사진.
도 14는, 도 9에 도시하는 다공질층을 HF(50%) : HNO3(69%) : H2O=1 : 9 : 15의 용액으로 3분간 에칭한 웨이퍼의 외관을 촬영한 사진.
도 15는, Ag 이온을 포함한 과산화 수소수와 불화 수소산의 혼합 용액중의 Ag 이온 농도를 바꾼 경우의 내부양자 효율의 비교를 설명하는 도면.
도 16은, Ag 이온 농도를 바꾼 경우의 규격화 단락 광전류 밀도를 플롯한 그래프.
도 17은 4E-4M의 Ag 이온을 포함한 과산화 수소수와 불화 수소산의 혼합 용액으로 3분 에칭한 웨이퍼의 외관을 촬영한 사진.
도 18은 8E-4M의 Ag 이온을 포함한 과산화 수소수와 불화 수소산의 혼합 용액으로 3분 에칭한 웨이퍼의 외관을 촬영한 사진.
도 19는 특허 문헌 3의 실시예를 적용하여 제작한 텍스처를 사용하여 제작한 태양전지 셀과, 알칼리 텍스처 셀의 단락 광전류 밀도의 비교를 설명하는 도면.
도 20은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 제조 방법을 적용하여 제작한 태양전지 셀과, 알칼리 텍스처 셀의 단락 광전류 밀도의 비교를 설명하는 도면.
도 21은 다른 농도의 Ag를 함유하는 과산화 수소수와 불화 수소산의 혼합 용액을 사용하여 다공질층을 형성하여 제작한 태양전지 셀과, 알칼리 텍스처 셀의 단락 광전류 밀도의 비교를 설명하는 도면.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
S1 내지 S8, S11 내지 S14 : 스텝
본 발명자는, 특허 문헌 3에 기술되는 실시예에 따라 텍스처를 작성하여 특성 평가를 행하고, 특허 문헌 3의 수법의 문제점을 밝혀 내었다. 우선, 특허 문헌 3의 실시예에 따라 실시한 작업의 자세한 내용과 문제점을 기술한다.
우선, 본 발명자는, 벌크재로부터 잘라내진 때에 받은 데미지층을 제거한 다결정 실리콘 기판을 준비하고, 은(銀) 이온을 1E-4M(M=mol/L) 함유한 과산화수소와 불화 수소산의 혼합 수용액으로 에칭을 행하였다. 도 5는, 웨이퍼의 하반분을 에칭한 샘플의 외관을 촬영한 사진이다. 또한 도 6은 반사율의 측정 결과를 도시하는 도면이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 이 에칭에 의해 다공질층이 형성된 부분은 알칼리 텍스처에 의한 웨이퍼에 비하여 반사율은 낮은 값을 나타내는 것이지만, 도 5에 도시되는 바와 같이 웨이퍼 표면은 변색하고, 실리콘의 청정면의 특성인 소수 성은 나타내지 않았다. 또한, 그 후 1%의 수산화 나트륨 수용액에 의한 에칭이 10분간 행하여졌지만, 웨이퍼 표면은 자연산화막 제거의 HF 세정 공정을 경유하여도 소수면을 나타내는 것은 없었다. 다공질층 형성후에 웨이퍼 표면에 소수면을 얻을 수 없는 것으로부터, 단지 실리콘에 구멍이 형성되어 있는 것이 아니라 표면의 실리콘도 변질하고 있고, 변질한 실리콘이 알칼리 에칭을 시행하여도 제거할 수 없다고 생각된다.
또한, 본 발명자는, 부착한 은의 제거를 목적으로 하여 이 웨이퍼를 60% 질산에 1 시간 침지한 후, 도 7에 도시하는 공정을 실시하여 이 웨이퍼로부터 태양전지(셀 사이즈 : 2×2㎝)를 제작하였다. 도 7에서, pn 접합을 형성하기 위해 열 확산 처리를 행한다(스텝 S11). 다음에 플라즈마 기상(氣相) 성장 장치를 사용하여 웨이퍼 표면에 반사 방지막인 질화 실리콘막을 증착하였다(스텝 S12). 다음에 전극을 인쇄하고(스텝 S13), 소성하여 전극을 부착시키고(스텝 S14), 태양전지 셀을 제작하였다.
도 8은, 이와 같이 하여 제작된 태양전지의 단락(短絡) 광전류 밀도(Jsc)를 설명하는 도면이다. 또한, 도 8에는, 비교 대상으로서 알칼리 텍스처를 적용한 태양전지의 특성도 도시되어 있다. 이 결과, 본 발명자가 상술한 바와 같이 제작한 태양전지는, 알칼리 텍스처 셀과 비교하여 특성이 대폭적으로 열화되어 있고, 특허 문헌 3에 기술되어 있는 기술 그대로는 태양전지에는 사용하기 어려움을 알 수 있다.
반도체 디바이스의 제조에 있어서, 적어도 실리콘의 청정면의 특성인 소수성 을 나타낼 정도의 청정면을 얻을 수 없으면, 고품질의 태양전지는 제조할 수 없다. 특허 문헌 3에 기술된 수법에서는, 특허 문헌 3의 청구항 3에 제안되는 알칼리 에칭이 시행되어도, 웨이퍼에 소수성은 얻어지지 않는다. 예를 들면, 웨이퍼의 1㎛의 다공질층에 대해 알칼리로 5㎛ 에칭하면, 당연한 일이지만 소수면은 얻어지지만, 다공질층은 완전히 제거되어 버리고, 알칼리 텍스처와 동등의 반사율이 얻어지는데 지나지 않고, 반사율의 저감 효과는 잃어버린다.
또한, 특허 문헌 3에서는 단지「금속이 실리콘 기판 표면에 석출」「표면에 잔류하고 있는 은을 제거하였다」고 기술되어 있다. 그러나, 금속이 부착한 실리콘의 불화 수소산에 의한 에칭이 기술되어 있는 특허 문헌 4에서는, 금속이 부착한 부분과 그 주변이 에칭되는, 즉 금속이 마치 드릴과 같이 실리콘 기판에 구멍을 뚫어 가는 메커니즘에 의해 에칭된다고 기술되어 있다. 따라서, 특허 문헌 3의 수법에 의하면, 구멍의 바닥에는 석출한 금속이 남고, 이 금속이 태양전지 제작 프로세스에서 확산하여 결정 품질을 저하시키기 때문에, 태양전지의 특성이 대폭적으로 열화되었다고 말할 수 있다. 도 8에 도시하는 내부양자(內部量子) 효율에 있어서 결정 품질이 반영되는 800 내지 1200㎚에서의 감도 저하도, 이것을 시사하고 있다.
이와 같이, 특허 문헌 3의 실시예에 기재되는 방법에 따라 구멍의 바닥에 석출한 금속이 존재하고 있는 웨이퍼를 반사율의 저감 효과가 없어지지 않을 정도로 알칼리로 다공질을 제거하고, 게다가, 산으로 구멍의 바닥의 금속을 제거하는 것은 극히 곤란하다. 왜냐하면, 알칼리에의 에칭이 부족하면, 구멍의 바닥까지 약액(산)이 도달하기 어려워지기 때문에 금속은 제거하기 어렵고, 또한 금속이 제거하기 쉽 도록 알칼리에서의 에칭량을 늘리면, 결정면에 의해 에칭 속도가 다르다는 알칼리 에칭의 특성이 현저하게 되어, 알칼리 텍스처와 비교한 때, 반사율의 저감 효과가 없어져 버리기 때문이다. 또한, 가사 반사율의 저감 효과가 없어지지 않을 정도로 알칼리로 다공질을 제거하고, 또한, 그 후의 산처리로 구멍의 바닥의 금속이 제거될 수 있었다고 하여도, 다공질층 제거와 금속 제거의 2개의 프로세스가 필요해지고, 제조 프로세스는 복잡해진다.
그래서, 다공질 제거와 금속 제거를 하나의 프로세스로 행하여, 저반사율이며, 또한, 청정한 웨이퍼 표면을 얻을 수 있는 태양전지의 제조 방법을 본 발명의 실시의 형태로서 제안한다. 이하, 본 발명에 의한 태양전지의 제조 방법의 실시의 형태를 구체적으로 설명한다. 또한, 이들의 실시의 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시의 형태 1.
본 발명에 관한 실시의 형태 1의 태양전지의 제조 방법을 설명한다. 도 1은, 본 실시의 형태의 제조 방법을 설명하는 플로우 차트이다. 이하에, 도 1의 플로우 차트에 따라 본 실시의 형태의 태양전지의 제조 방법을 설명한다.
p형 다결정 실리콘 웨이퍼(붕소 도프, 1 내지 3Ω㎝, 15×15㎝각, 두께 280㎛)를 준비한다. 다결정 실리콘 웨이퍼는 용융한 실리콘을 냉각 고화하여 만들어진 잉고트를 와이어 쏘로 슬라이스하여 제조하기 때문에, 표면에 슬라이스시의 데미지가 남아 있다. 우선, 이 데미지층을 알칼리로 제거한다. 그 후, 불화 수소산, 과산화수소, 물의 혼합 약액에 소정의 Ag 이온 농도(이하, [Ag+]라고 기술)가 되도록 질산은 수용액(0.1M)을 첨가한 약액에 웨이퍼를 침지하여 표면에 다공질층을 형성한다(스텝 S1). 실제로는, HF(50%) : H2O2(60%) : H2O : AgNO3(0.1M)=400㎖ : 200㎖ : 1600㎖ : 4.4㎖([Ag+]=2E-4M)의 약액이 들어간 조(槽)에, 웨이퍼를 세운 상태로, 3분간 에칭을 행하였다. 이 때, 형성된 다공질층을 도 2에 도시한다.
금회에는 웨이퍼를 카세트에 수납하여 세운 상태로 다공질층을 형성하였지만, 패드와 같은 평평한 용기에 웨이퍼를 수평으로 하여 에칭을 행하여도 다공질층을 형성할 수 있다. 단, 이와 같이 하여 다공질층을 형성한 경우, 에칭에서 발생한 수소가 웨이퍼 아래에 갇혀져서 하면의 에칭의 균일성이 떨어지기 때문에, 에칭시에 위가 되는 면을 수광면으로 하여 태양전지를 제작하는 편이 바람직하다.
스텝 S1의 실시의 후, 상기 웨이퍼의 수세, 건조를 경유하여(스텝 S2), 반사율의 저감 효과가 없어지지 않을 정도로, 불질산을 주체로 한 혼산으로 웨이퍼 표면의 에칭을 행한다(스텝 S3). 실제로는, HF(50%) : HNO3(69%) : H2O : =1 : 9 : 15라는 용량비의 혼산으로 3분간 에칭을 행하고 있다.
금회에는 패드에 약액을 넣고, 웨이퍼를 수평으로 하여 처리하였지만, 웨이퍼를 약액중에서 흔들어, 에칭 한창중의 약액 농도에 얼룩이 일어나지 않도록 하였다. 여기서도 에칭에서 발생하는 수소가 웨이퍼 아래에서 갇혀져서, 하면의 에칭의 균일성이 떨어지기 때문에, 여기서도 에칭시에 위가 되는 면을 수광면으로 하여 태양전지를 제작하는 편이 바람직하다. 물론 웨이퍼를 카세트에 넣고, 세운 상태로 에칭하는 것도 가능하다.
최근에는 웨이퍼를 약액중에 수평으로 반송하여 에칭하는 장치가 판매되어 있지만, 이와 같은 장치를 사용하여 본 기술을 실시한 경우에는 에칭시의 윗면을 태양전지의 수광면으로 하는 것은 중요하고, 또한 약액의 교반, 순환 등으로 에칭이 균일하게 행하여지도록 하는 것은 에칭의 양식(웨이퍼를 카세트에 넣고 에칭을 행하는, 또는 카세트에 넣지 않고 약액중을 수평 반송하여 에칭을 행하는)에 관계없이, 중요한 점이라고 말할 수 있다.
스텝 S3의 후, 수세하고(스텝 S4), 1%의 수산화 나트륨 수용액으로 10초 에칭한다(스텝 S5). 사용한 불질산의 약액비에도 의하지만, 불질산으로 실리콘을 에칭하면 웨이퍼 표면이 변색한 일이 있다. 이 변색의 원인이 되는 막은 「스테인막」등으로 불리거나 하지만, 스텝 S3과 같이 불질산을 주체로 한 혼산에 의해 다공질층을 에칭하는 경우, 웨이퍼 표면에 이 스테인막이 형성된 일이 있다. 스텝 S5에서는, 이 스테인막을 제거하는 목적으로 1%의 수산화 나트륨 수용액으로의 에칭을 행한다. 여기서는 1%의 수산화 나트륨 수용액을 실온에 사용하고 있지만, 알칼리의 수용액이라면 약액의 종류는 묻지 않는다. 알카리 수용액의 농도는 최대로 5% 정도, 약액 온도는 실온 정도이면 좋다.
스텝 S5의 후, 웨이퍼를 수세하고(스텝 S6), 웨이퍼 표면의 자연 산화막과 불화 수소산에 의해 제거하면(스텝 S7), 웨이퍼 표면에 소수면이 나타난다. 최후로 수세되고(스텝 S8), 얻어지는 웨이퍼로서 본 실시의 형태를 적용한 웨이퍼로 한다.
이상의 프로세스에 의해 형성한 텍스처를 도 3에 도시한다. 도 2와 비교하면, 도 3에 도시하는 본 실시의 형태를 적용한 웨이퍼의 표면은 구멍의 지름이 크고, 바닥의 금속의 제거에는 바람직한 상태로 되어 있는 것을 알 수 있다. 도 4는, 본 실시의 형태를 적용한 웨이퍼와 알칼리 텍스처를 적용한 웨이퍼의 반사율의 비교를 도시하는 도면이다. 이 알칼리 텍스처는, 비교를 위해, 본 실시의 형태를 적용한 웨이퍼와 같은 잉고트로부터 슬라이스하고 데미지층을 제거한 후, 수산화 나트륨 수용액(6.3%, 80℃)에 IPA 600㎖를 가한 용액에 9분간 에칭하여 제작한 것이다. 도 2에 의하면, 본 실시의 형태를 적용한 웨이퍼의 표면은 비교 대상의 알칼리 텍스처보다도 낮은 반사율이 얻어진 것을 알 수 있다.
다음에, 본 실시의 형태를 적용한 웨이퍼와 알칼리 텍스처를 적용한 웨이퍼의 각각에 관해 도 7에 도시한 프로세스를 실시하여 제작한 태양전지(셀 사이즈 : 15×15㎝)의 단락 광전류 밀도(Jsc)를 도 20에 도시한다. 도 20에 도시하는 바와 같이, 본 실시의 형태를 적용한 웨이퍼는 알칼리 텍스처를 적용한 웨이퍼에 비하여 태양전지의 단락 광전류 밀도가 향상하고 있는 것을 알 수 있다.
여기서, 스텝 S1에서는 금속 이온으로서 Ag를 사용한다고 설명하였지만, 그밖에 은 외에는 구리 및 니켈이 사용 가능하다. 특허 문헌 3에서 거론되고 있는 금속 이온(은, 구리, 니켈, 백금, 팔라듐, 금)중, 상기 이외의 금속인 백금 및 금은 스텝 S3의 프로세스에서 제거할 수 없다.
스텝 S3에서의 에칭은, 질산에 의해 실리콘을 산화하고, 그것을 불화 수소산으로 제거한다는 메커니즘에 의해 일어난다. 따라서, 질산의 용량비가 많아지면 실리콘의 산화의 스피드가 제거의 스피드보다도 크기 때문에 실리콘의 에칭은 늦어진다고 하는 바와 같이, 불화 수소산, 질산의 약액비로 에칭 속도가 결정된다. 또한, 물을 가함으로써 에칭 속도가 조정된다.
여기서는 HF(50%) : HNO3(69%) : H2O=1 : 9 : 15라는 용량비의 약액을 사용하고 있지만, 첨가하는 물의 양이나, 에칭 시간을 조정하면 좋기 때문에, 불화 수소산의 용량 1에 대해 질산의 용량이 6 이상이면 해당 약액중의 질산의 비율을 바꾸어도 상관 없다. 불화 수소산 1에 대한 질산의 용량비가 6 미만이 되면 양상이 달라져 온다. 도 10, 도 11, 도 13 및 도 14는, HF(50%) : H2O2(60%) : H2O : AgNO3(0.1M)=400㎖ : 200㎖ : 1600㎖ : 4.4㎖([Ag+]=2E-4M)의 약액으로 3분간 에칭을 하여 다공질층을 형성한 웨이퍼를, 각각 HF(50%) : HNO3(69%) : H2O : =1 : x : 15의 질산의 양인 x를 4, 5, 6, 9로 변화시킨 약액에 3분간 에칭한 웨이퍼의 외관을 촬영한 사진이다.(함께, 스테인막 제거를 위해, 1%의 NaOH에 10초의 에칭을 실시하고 있다). 비교 대상으로서 도 9에 HF(50%) : H2O2(60%) : H2O : AgNO3(0.1M)=400㎖ : 200㎖ : 1600㎖ : 4.4㎖([Ag+]=2E-4M)의 약액으로 3분간 에칭을 하여 다공질층을 형성한 웨이퍼의 외관을 촬영한 사진을 도시한다.
불화 수소산 1에 대해 질산이 4인 경우는, 질산이 너무 적기 때문에, 다공질층의 에칭이 매우 느리다. 질산을 5까지 늘리면 다공질층은 제거할 수 있는 것이지만, 형성되는 스테인막이 알칼리로 제거할 수 없고, 도 12에 도시하는 바와 같이 웨이퍼 단부(端部)에 스테인막이 남는다. 도 12는, 도 9에 도시하는 다공질층을 HF(50%) : HNO3(69%) : H2O=1 : 5 : 15의 혼산으로 3분간 에칭한 웨이퍼의 단부에 생성한 스테인막을 촬영한 사진이다. 그것에 대해, 질산이 6 이상이 되면 스테인막이 남는 일 없이 깨끗하게 제거할 수 있다. 따라서, 사용하는 혼산은 불화 수소산(50%)의 용량을 1로 한 경우, 질산(60%)의 용량이 6 이상으로 혼합한 혼산이 적 합하다.
또한, 도 7에 도시하는 프로세스로는, 다결정 실리콘 웨이퍼를 기판으로 하고, 열 확산법에 의하여 pn 접합을 형성하여 태양전지를 제작하였지만, 물론 단결정 실리콘 기판을 사용하여도 가능하고, CVD 등으로 무정형 실리콘 등을 퇴적하여 pn 접합을 형성하여 태양전지를 제작하는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 실시의 형태 1에 의하면, 금속 이온을 사용하여 형성한 다공질층을, 불화 수소산 및 질산을 주체로 한 혼산으로 반사율의 저감 효과가 없어지지 않을 정도로 에칭함에 의해, 반사율의 저감 효과를 남긴 채로 청정한 실리콘면을 얻을 수 있음과 함께, 구멍의 바닥의 금속도 제거할 수 있기 때문에, 고효율의 태양전지를 제조할 수 있다는 효과를 이룬다. 또한, 에칭과 금속의 제거를 동시에 실시하기 때문에 제조 프로세스를 간략화할 수 있다는 효과를 이룬다. 또한, 불화 수소산 및 질산을 주체로 한 혼산에는, 50% 불화 수소산의 용량을 1로 한 경우, 60% 질산의 용량을 6 이상으로 혼합된 혼산을 사용함에 의해, 신속한 에칭 속도와 에칭 후의 표면 처리의 용이성을 양립하는 에칭을 행할 수 있다는 효과를 갖는다. 또한, 에칭 전용의 장치를 사용하여 불화 수소산 및 질산을 주체로 한 혼산에 에칭을 행하는 경우, 혼산을 교반시키면서 에칭을 행하기 때문에, 에칭의 진행에 의해 웨이퍼 표면에 있어서의 혼산 용액의 농도가 불균일하게 되는 것을 막을 수 있다는 효과를 갖는다. 또한, 금속 이온을 사용하여 다공질층을 형성하는 프로세스 및 불화 수소산 및 질산을 주체로 한 혼산으로 에칭하는 프로세스에 있어서, 실리콘 기판을 수평으로 설치, 또는 수평으로 반송하면서 침지하는 경우, 위가 된 면을 태양전지의 수광면으로 하기 때문에, 수광면이 발생한 수소의 영향으로 에칭이 불균일하게 되는 것을 막는다는 효과를 이룬다.
실시의 형태 2.
다음에, 본 발명자는, 금속 이온 농도를 바꾸어서 다공질층을 형성한 실리콘 기판을 사용하여 태양전지의 제작을 행하고, 금속 이온 농도가 태양전지의 특성에 주는 영향을 조사하였기에, 실시의 형태 2로서 이하에 상세히 설명한다.
본 실시의 형태에서의 제조 방법은, 실시의 형태 1과 마찬가지로 도 1에 따라 실시된다. 도 1에서의 스텝 S1에서, 하나의 잉고트로부터 잘라내고 데미지층을 제거한 2장의 웨이퍼에 대해, HF(50%) : H2O2(60%) : H2O=400㎖ : 200㎖ : 1600㎖의 약액에 0.1M 질산은 수용액을 각각 2.2㎖([Ag+]=1E-4M), 1.1㎖([Ag+]=5E-5M) 첨가한 약액으로 3분간의 에칭을 행하였다. 스텝 S3에서는, HF(50%) : HNO3(69%) : H2O : =1 : 9 : 15의 혼산으로, 3분간의 에칭을 행하였다. 스텝 S8까지의 프로세스를 실시한 후, 도 7에 도시하는 프로세스에 따라 태양전지(셀 사이즈 : 2×2㎝)를 제작하였다.
도 21은, 이들 2개의 태양전지의 단락 광전류 밀도(Jsc)를, 같은 잉고트로부터 잘라내어 제작한 알칼리 텍스처 셀의 단락 광전류 밀도(Jsc)와 함께 도시하는 도면이다. [Ag+]=1E-4M에서는 알칼리 텍스처와 같은 정도의 Jsc이지만, [Ag+]=5E-5M이 되면 분명한 Jsc의 저하가 보이고, 같은 에칭 시간에도 불구하고, [Ag+]가 낮은 쪽이 태양전지의 특성이 낮은 결과가 되었다.
도 15는, [Ag+]=1E-4M, 5E-5M로 제작한 셀과 알칼리 텍스처 셀의 내부양자 효율의 비교를 도시하는 도면이다. 도 15에 의하면, 알칼리 텍스처 셀에 비교하여 [Ag+]=1E-4M, 5E-5M로 제작한 셀은 800㎚ 이상의 파장역에서 감도가 저하되고 있다. 이것은 다공질층 형성 때에 석출한 금속이 완전히 제거되지 않은 것이 원인이고, 금속 이온 농도가 낮은 쪽이 그 경향이 높은 것을 시사하고 있다.
도 16은, 스텝 S1에서 [Ag+]=2E-4M의 혼합 용액을 사용하여 마찬가지로 제작한 태양전지도 합한 단락 광전류 밀도의 비교를 도시하는 도면이다. 다만 이 [Ag+]=2E-4M의 혼합 용액을 사용하여 제작한 태양전지의 웨이퍼를 잘라낸 잉고트는, 실시의 형태 1의 설명에 사용한 것 및 본 실시예의 상기한 2장의 웨이퍼의 잉고트와 같은 잉고트가 아니다. 도 16에서는, 다른 잉고트로부터 잘라낸 웨이퍼를 사용하여 제작한 태양전지의 특성을 비교하기 위해, 각각의 태양전지의 웨이퍼와 같은 잉고트로부터 각각 알칼리 텍스처 셀을 제작하고, 그 알칼리 텍스처 셀의 단락 광전류 밀도의 값으로 규격화한 값을 이용하여 플롯하고 있다. 도 16에서, Ag의 농도가 1E-4M 이상이 되면, 태양전지의 특성이 알칼리 텍스처 셀과 동등 이상으로 향상하고 있다. 따라서, 고효율의 태양전지를 얻기 위해서는, 스텝 S1에 사용하는 혼합 용액의 금속 이온 농도는 적어도 1E-4M 이상일 필요가 있음을 알았다.
또한, 금속 이온 농도가 낮아지면 금속의 석출 속도는 늦어지고, 석출한 금속의 크기에 고편차가 생기기 쉬워진다. 한편, 특허 문헌 4에 의하면, 금속의 촉매 작용에 의해 구멍이 뚫리기 때문에, 구멍의 깊이는 석출한 금속의 크기에 영향을 받는다. 그 때문에, 빨리 석출한 금속립은 실리콘에 구멍을 형성하는데 충분한 크기에 빨리 달하고, 형성하는 구멍도 깊지만, 느리게 석출한 금속립에서는 구멍을 형성하는데 충분한 크기에 달하는 것이 느리기 때문에, 형성한 구멍도 얕고, 결과적으로 구멍의 깊이가 흐트러진 다공질층이 형성된다. 그 후, 반사율의 저감 효과가 없어지지 않을 정도로 불질산을 주체로 한 혼산으로 다공질층의 제거를 행하는데, 여기서, 가능한 한 넓은 비율의 영역에 걸쳐서 요철이 있는 것이 바람직하기 때문에, 얕은 구멍이 남을 정도로 에칭한다. 이 때 깊은 구멍이 있으면 깊은 구멍을 형성한 금속이 완전히 제거되지 않기 때문에 태양전지의 특성에 악영향을 주어 버린다. 따라서, 석출한 금속의 크기는 편차의 정도가 작은 쪽이 좋다. 즉, 낮은 금속 이온 농도의 혼합 용액으로 장시간 에칭을 행하는 것보다, 높은 금속 이온 농도의 혼합 용액으로 단시간에 에칭하는 편이, 고효율의 태양전지를 제작하기 쉽다.
그러나, 금속 이온 농도가 너무 높으면, 웨이퍼에 석출하는 금속이 너무 많고, 사용한 금속의 색을 띠게 된다. 도 17, 18은 HF(50%) : H2O2(60%) : H2O=400㎖ : 200㎖ : 1600㎖의 약액에 0.1M 질산은 수용액을 각각 8.8㎖([Ag+]=4E-4M), 17.6㎖([Ag+]=8E-4M) 첨가한 약액으로 3분간 에칭한 웨이퍼의 외관을 촬영한 사진이다. 이들의 사진을 비교하면, [Ag+]=8E-4M의 약액을 사용하면, 석출한 Ag에 의해 웨이퍼가 Ag색(백색)을 띠고 있음을 알 수 있다.
이와 같은 웨이퍼라도 불질산을 주체로 한 혼산으로 에칭을 행하면, 태양전지의 특성상, 전혀 문제는 없지만, 다공질층 형성시에 대량의 금속 이온이 필요해지거나, 또한, 대량의 금속을 제거하기 때문에 혼산의 약액 수명이 짧아지는, 등 비용의 면에서의 결점이 생긴다.
이상에 의해, 금속을 함유하는 혼합 용액에 있어서의 금속 농도는, 1E-4M 이 상이면서 8E-4M 미만인 것이 바람직하다는 것을 알았다.
이와 같이, 본 발명에 관한 실시의 형태 2의 태양전지의 제조 방법에 의하면, 실리콘 기판에 다공질층을 형성할 때에 사용하는 금속 이온을 함유하는 혼합 용액에는, 금속 이온 농도가 1E-4M 이상이면서 8E-4M 미만인 것을 사용함으로써, 고효율의 태양전지를 제조할 수 있음과 함께, 약액 비용을 저감할 수 있다는 효과를 이룬다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 태양전지의 제조 방법은, 실리콘 태양전지의 제조 방법에 유용하고, 특히, 실리콘 기판의 표면에 미소한 요철(텍스처)의 형성에 적합하다.
Claims (6)
- 실리콘 기판의 표면에 텍스처를 갖는 태양전지의 제조 방법으로서,금속 이온을 함유하는 산화제와 불화 수소산의 혼합 수용액에 실리콘 기판을 침지하여 해당 실리콘 기판 표면에 다공질층을 형성하는 제 1 공정과,상기 제 1 공정을 경유한 실리콘 기판 표면을 불화 수소산 및 질산을 주로 한 혼산에 침지하여 에칭하여 텍스처를 형성하는 제 2 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2 공정에서 사용되는 상기 혼산은, 50% 불화 수소산의 용량을 1로 한 경우, 60% 질산의 용량을 6 이상으로 혼합된 혼산인 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2 공정을 경유한 실리콘 기판을 알칼리 약액에 에칭하는 제 3 공정을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2 공정은, 상기 혼산을 순환 또는 교반시키면서 상기 제 1 공정을 경유한 실리콘 기판의 에칭을 행하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 공정 및/또는 상기 제 2 공정에 있어서, 상기 실리콘 기판을 수평으로 설치, 또는 수평으로 반송하면서 침지하는 경우, 위가 된 면을 태양전지의 수광면으로 하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 공정에 사용되는 금속 이온을 함유하는 산화제와 불화 수소산의 상기 혼합 수용액에 있어서의 금속 이온 농도는, 1E-4M 이상이면서 8E-4M 미만인 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2007/071172 WO2009054076A1 (ja) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | 太陽電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090087113A true KR20090087113A (ko) | 2009-08-14 |
| KR101088280B1 KR101088280B1 (ko) | 2011-11-30 |
Family
ID=40579186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020097013864A KR101088280B1 (ko) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | 태양전지의 제조 방법 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8119438B2 (ko) |
| EP (1) | EP2182556B1 (ko) |
| JP (1) | JP4610669B2 (ko) |
| KR (1) | KR101088280B1 (ko) |
| CN (1) | CN101573801B (ko) |
| WO (1) | WO2009054076A1 (ko) |
Families Citing this family (47)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8729798B2 (en) | 2008-03-21 | 2014-05-20 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Anti-reflective nanoporous silicon for efficient hydrogen production |
| US8815104B2 (en) * | 2008-03-21 | 2014-08-26 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Copper-assisted, anti-reflection etching of silicon surfaces |
| JP2011523902A (ja) | 2008-04-14 | 2011-08-25 | バンドギャップ エンジニアリング， インコーポレイテッド | ナノワイヤアレイを製造するためのプロセス |
| CN102656250B (zh) * | 2009-09-21 | 2015-02-25 | 巴斯夫欧洲公司 | 含水酸性蚀刻溶液和使单晶和多晶硅衬底的表面纹理化的方法 |
| US9034216B2 (en) | 2009-11-11 | 2015-05-19 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Wet-chemical systems and methods for producing black silicon substrates |
| US8349626B2 (en) * | 2010-03-23 | 2013-01-08 | Gtat Corporation | Creation of low-relief texture for a photovoltaic cell |
| CN102222722B (zh) * | 2010-04-14 | 2014-06-18 | 圆益Ips股份有限公司 | 太阳能电池元件的制备方法及利用该方法制备的太阳能电池元件 |
| KR101052059B1 (ko) * | 2010-04-14 | 2011-07-27 | 김병준 | 태양전지용 결정계 실리콘 기판의 표면처리방법 및 태양전지 제조방법 |
| US8828765B2 (en) | 2010-06-09 | 2014-09-09 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Forming high efficiency silicon solar cells using density-graded anti-reflection surfaces |
| JP5459566B2 (ja) * | 2010-08-20 | 2014-04-02 | 株式会社村田製作所 | 紫外線センサの製造方法 |
| JP5941915B2 (ja) * | 2010-09-01 | 2016-06-29 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | 酸性水溶液及びエッチング液並びに単結晶及び多結晶シリコン基板の表面をしぼ加工する方法 |
| TWI447925B (zh) * | 2010-09-14 | 2014-08-01 | Wakom Semiconductor Corp | 單晶矽太陽能電池製造方法以及適用於單晶矽太陽能電池製造方法的蝕刻方法 |
| CN102157608A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-08-17 | 中国科学院物理研究所 | 一种降低硅片表面光反射率的方法 |
| KR101528864B1 (ko) * | 2011-01-26 | 2015-06-15 | 가부시키가이샤 사무코 | 태양전지용 웨이퍼 및 그 제조 방법 |
| JP5703780B2 (ja) * | 2011-01-26 | 2015-04-22 | 株式会社Sumco | 太陽電池用ウェーハの製造方法、太陽電池セルの製造方法、および太陽電池モジュールの製造方法 |
| US11251318B2 (en) | 2011-03-08 | 2022-02-15 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Efficient black silicon photovoltaic devices with enhanced blue response |
| CN102732969B (zh) * | 2011-04-11 | 2015-07-08 | 昆山中辰矽晶有限公司 | 晶棒表面纳米化制程及其晶圆制造方法 |
| DE102011115532A1 (de) * | 2011-04-18 | 2012-10-18 | Sovello Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines texturierten Siliziumsubstrats |
| JP5295437B2 (ja) * | 2011-05-02 | 2013-09-18 | 三菱電機株式会社 | シリコン基板の洗浄方法および太陽電池の製造方法 |
| WO2012150627A1 (ja) | 2011-05-02 | 2012-11-08 | 三菱電機株式会社 | シリコン基板の洗浄方法および太陽電池の製造方法 |
| JP5724614B2 (ja) * | 2011-05-17 | 2015-05-27 | 株式会社Sumco | 太陽電池用ウェーハの製造方法、太陽電池セルの製造方法、および太陽電池モジュールの製造方法 |
| JP5724718B2 (ja) * | 2011-07-25 | 2015-05-27 | 株式会社Sumco | 太陽電池用ウェーハの製造方法、太陽電池セルの製造方法、および太陽電池モジュールの製造方法 |
| US8883543B2 (en) | 2011-05-17 | 2014-11-11 | Sumco Corporation | Method of producing wafer for solar cell, method of producing solar cell, and method of producing solar cell module |
| JP5880055B2 (ja) * | 2012-01-12 | 2016-03-08 | 株式会社Sumco | 太陽電池用ウェーハの製造方法、太陽電池セルの製造方法、および太陽電池モジュールの製造方法 |
| JP2013012705A (ja) * | 2011-06-01 | 2013-01-17 | Sumco Corp | 太陽電池用ウェーハ、太陽電池セルおよび太陽電池モジュール |
| JP5957835B2 (ja) | 2011-09-28 | 2016-07-27 | 株式会社Sumco | 太陽電池用ウェーハの製造方法、太陽電池セルの製造方法、および太陽電池モジュールの製造方法 |
| CN102544199A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-07-04 | 浙江鸿禧光伏科技股份有限公司 | 一种晶体硅电池酸制绒蜂窝结构的方法 |
| TWI474392B (zh) * | 2012-03-03 | 2015-02-21 | Production method of silicon solar cell substrate | |
| CN102637774A (zh) * | 2012-04-01 | 2012-08-15 | 吉阳设备（海安）有限公司 | 一种全自动化se电池量产腐蚀装置及加工方法 |
| CN103390688A (zh) * | 2012-05-11 | 2013-11-13 | 华中科技大学 | 一种太阳能电池表面覆膜结构的制备方法 |
| DE102012213793B3 (de) * | 2012-08-03 | 2013-10-24 | Solarworld Innovations Gmbh | Untersuchung eines Siliziumsubstrats für eine Solarzelle |
| EP3058691A1 (en) * | 2013-10-18 | 2016-08-24 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) | Classification of detected network anomalies using additional data |
| CN104576830B (zh) * | 2014-12-30 | 2017-02-22 | 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 | 一种金刚线切割多晶硅片的制绒预处理液、制绒预处理方法和制绒预处理硅片及其应用 |
| CN104962998A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-10-07 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 基于金刚线切割的硅片的制绒预处理方法及硅片制绒方法 |
| CN104966762B (zh) * | 2015-07-09 | 2018-03-09 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 晶体硅太阳能电池绒面结构的制备方法 |
| CN104993019A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-10-21 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种局部背接触太阳能电池的制备方法 |
| CN105220235B (zh) * | 2015-10-12 | 2017-12-08 | 常州捷佳创精密机械有限公司 | 一种单多晶制绒方法 |
| CN105405755B (zh) * | 2015-10-30 | 2018-11-06 | 深圳市石金科技股份有限公司 | 用于硅片金字塔制绒的酸性制绒液、制绒方法以及采用该制绒方法制绒而成的硅片 |
| CN108352417B (zh) * | 2015-11-04 | 2021-09-14 | 株式会社钟化 | 晶体硅系太阳能电池的制造方法和晶体硅系太阳能电池模块的制造方法 |
| CN105576080B (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-04 | 江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司 | 一种单面制绒的金刚线切割多晶硅片及其制绒方法 |
| CN105810761B (zh) * | 2016-04-29 | 2018-07-27 | 南京工业大学 | 一种金刚线切割多晶硅片的制绒方法 |
| CN106057972A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-10-26 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 晶体硅太阳能电池绒面结构的制备方法 |
| CN106549083B (zh) * | 2016-06-27 | 2018-08-24 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池绒面结构的制备方法 |
| CN106098810B (zh) * | 2016-06-27 | 2018-11-13 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种晶体硅太阳能电池绒面结构的制备方法 |
| CN106206381A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-07 | 苏州聚晶科技有限公司 | 一种单晶制绒清洗机及其工艺方法 |
| TWI596637B (zh) * | 2016-12-02 | 2017-08-21 | 致伸科技股份有限公司 | 組裝鍵盤之方法 |
| CN107177889A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-09-19 | 嘉兴尚能光伏材料科技有限公司 | 一种单晶硅太阳能电池的表面绒面制备方法 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05267270A (ja) | 1992-03-18 | 1993-10-15 | Takashi Katoda | 多孔質半導体の作成方法及び多孔質半導体基板 |
| JPH09102625A (ja) | 1995-07-28 | 1997-04-15 | Kyocera Corp | 太陽電池素子の製造方法 |
| JP3189201B2 (ja) | 1995-11-21 | 2001-07-16 | シャープ株式会社 | 太陽電池製造装置およびそれを用いた太陽電池の製造方法 |
| JP3777668B2 (ja) * | 1996-09-04 | 2006-05-24 | ソニー株式会社 | 薄膜太陽電池の製造方法 |
| US6207890B1 (en) * | 1997-03-21 | 2001-03-27 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic element and method for manufacture thereof |
| JP2002184751A (ja) * | 2000-12-14 | 2002-06-28 | Ebara Corp | エッチング方法およびその装置 |
| JP2002252202A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-06 | Takashi Matsuura | 半導体基材表面への微細構造形成方法およびその方法により微細構造を形成した半導体基材ならびにそれを用いたデバイス |
| AU2003242229A1 (en) | 2002-06-06 | 2003-12-22 | Kansai Technology Licensing Organization Co., Ltd. | Method for producing polycrystalline silicon substrate for solar cell |
| JP4094371B2 (ja) | 2002-08-01 | 2008-06-04 | Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 | シリコンウェーハのｈｆ洗浄方法及びｈｆ洗浄装置 |
| CN1288763C (zh) * | 2002-12-30 | 2006-12-06 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 太阳能电池中的双层减反射膜氧化钛/氧化钇退膜方法 |
| DE20321702U1 (de) * | 2003-05-07 | 2008-12-24 | Universität Konstanz | Vorrichtung zum Texturieren von Oberflächen von Silizium-Scheiben |
| JP2005142457A (ja) | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Kansai Tlo Kk | 太陽電池を製造する方法 |
| JP2005150614A (ja) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Sharp Corp | 太陽電池及びその製造方法 |
| JP3925867B2 (ja) * | 2003-12-17 | 2007-06-06 | 関西ティー・エル・オー株式会社 | 多孔質層付きシリコン基板を製造する方法 |
| JP2005217193A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Shinryo Corp | シリコン基板のエッチング方法 |
| JP4553597B2 (ja) | 2004-01-30 | 2010-09-29 | シャープ株式会社 | シリコン基板の製造方法および太陽電池セルの製造方法 |
| JP2005268285A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Sharp Corp | 半導体のエッチング方法およびエッチング液 |
| JP4263124B2 (ja) * | 2004-03-25 | 2009-05-13 | 三洋電機株式会社 | 半導体素子の製造方法 |
| JP2005311060A (ja) * | 2004-04-21 | 2005-11-04 | Sharp Corp | 太陽電池の製造方法、太陽電池 |
| EP1753032A1 (en) * | 2004-05-28 | 2007-02-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor substrate for solar cell, method for manufacturing the same, and solar cell |
| JP4495572B2 (ja) | 2004-11-15 | 2010-07-07 | シャープ株式会社 | ステイン膜除去方法 |
| TWI244135B (en) * | 2004-12-31 | 2005-11-21 | Ind Tech Res Inst | Method of making solar cell |
| CN100490187C (zh) * | 2005-09-12 | 2009-05-20 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 太阳能电池基片绒面结构的形成方法 |
| JP2007194485A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Osaka Univ | 太陽電池用シリコン基板の製造方法 |
-
2007
- 2007-10-24 KR KR1020097013864A patent/KR101088280B1/ko active IP Right Grant
- 2007-10-24 WO PCT/JP2007/071172 patent/WO2009054076A1/ja active Application Filing
- 2007-10-24 CN CN2007800493952A patent/CN101573801B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-10-24 US US12/519,406 patent/US8119438B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-10-24 EP EP07830906A patent/EP2182556B1/en not_active Not-in-force
- 2007-10-24 JP JP2009506461A patent/JP4610669B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101088280B1 (ko) | 2011-11-30 |
| US20100029034A1 (en) | 2010-02-04 |
| CN101573801B (zh) | 2011-04-20 |
| JP4610669B2 (ja) | 2011-01-12 |
| EP2182556B1 (en) | 2013-01-16 |
| EP2182556A1 (en) | 2010-05-05 |
| CN101573801A (zh) | 2009-11-04 |
| WO2009054076A1 (ja) | 2009-04-30 |
| US8119438B2 (en) | 2012-02-21 |
| JPWO2009054076A1 (ja) | 2011-03-03 |
| EP2182556A4 (en) | 2011-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101088280B1 (ko) | 태양전지의 제조 방법 | |
| CN100472817C (zh) | 太阳能电池用半导体基板及其制造方法和太阳能电池 | |
| KR101513911B1 (ko) | 태양 전지용 웨이퍼의 제조방법, 태양 전지 셀의 제조방법, 및 태양 전지 모듈의 제조방법 | |
| JP4989042B2 (ja) | 太陽電池用基板の製造方法 | |
| Cao et al. | Fabrication of silicon wafer with ultra low reflectance by chemical etching method | |
| US20090311821A1 (en) | Method for producing silicon substrate for solar cells | |
| JP2005150614A (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| CN103189966A (zh) | 硅基板的洗净方法和太阳能电池的制造方法 | |
| KR101442461B1 (ko) | 태양 전지의 제조 방법 | |
| CN105967139A (zh) | 在硅基体上刻蚀孔洞的方法、含孔洞硅基体和半导体器件 | |
| JP2010245568A (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| JP2011146432A (ja) | 太陽電池用シリコン基板の製造方法 | |
| Ju et al. | A new vapor texturing method for multicrystalline silicon solar cell applications | |
| JP4319006B2 (ja) | 太陽電池セルの製造方法 | |
| KR101528864B1 (ko) | 태양전지용 웨이퍼 및 그 제조 방법 | |
| JP5874675B2 (ja) | テクスチャ形成方法及び太陽電池の製造方法 | |
| TWI385813B (zh) | Method for manufacturing solar cells | |
| JP5724718B2 (ja) | 太陽電池用ウェーハの製造方法、太陽電池セルの製造方法、および太陽電池モジュールの製造方法 | |
| JP2013225552A (ja) | 太陽電池用ウェーハの製造方法、太陽電池セルの製造方法、および太陽電池モジュールの製造方法 | |
| Booker et al. | A Robust Metal-Assisted Etching Process for Ag-Catalyzed Texturing of Silicon | |
| JP5724614B2 (ja) | 太陽電池用ウェーハの製造方法、太陽電池セルの製造方法、および太陽電池モジュールの製造方法 | |
| JP2005229026A (ja) | シリコン基板の評価方法 | |
| JP5703780B2 (ja) | 太陽電池用ウェーハの製造方法、太陽電池セルの製造方法、および太陽電池モジュールの製造方法 | |
| KR20030079266A (ko) | 고효율 태양전지 및 그 제조 방법 | |
| JP2012169420A (ja) | 太陽電池用ウェーハの製造方法、太陽電池セルの製造方法および太陽電池モジュールの製造方法 |
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: 20141103 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151016 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161020 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171018 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181101 Year of fee payment: 8 |