KR20090101396A - 다공성 반사 방지막을 갖는 광기전력소자 및 제조 방법 - Google Patents
다공성 반사 방지막을 갖는 광기전력소자 및 제조 방법Info
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Abstract
본 발명은 다공성 반사 방지막을 갖는 광기전력소자에 관한 것이다. 본 발명의 광기전력 소자는 광기전력 소자의 반사방지막에 나노 스케일의 다공성 구조를 갖도록 하여 반사방지막의 광 포획(light trapping) 특성을 극대화할 수 있는 다공성 반사 방지막을 갖는 광기전력 소자를 제공한다. 본 발명의 광기전력 소자는 반사방지막에 나노 스케일의 다공성 구조를 갖도록 하여 반사방지막의 광 포획(light trapping) 특성을 극대화함으로서 광기전력 소자의 성능을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 접합을 이용한 광기전력 소자에 관한 것으로, 구체적으로는 다공성 반사 방지막을 갖는 광기전력 소자에 관한 것이다.
광기전력 소자는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시켜주는 반도체 소자이다. 일반적으로 반도체의 pn접합을 갖는 광기전력 소자는 에너지 밴드갭 보다 큰 에너지를 가진 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성된다. 이들 전자-정공이 pn 접합부에 형성된 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 모이게 됨에 따라 pn간에 광기전력이 발생하게 된다. 이때 양단의 전극에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 되어 전력을 생산하게 된다.
최근, n형 단결정 실리콘 기판과 p형 비정질 실리콘막과의 접합을 가지는 광기전력 소자가 개발되고 있는데 광전 변환 효율을 향상시키기 위해서 n형 단결정 실리콘 기판과 p형 비정질 실리콘막의 접합부에 있어서 캐리어 재결합을 억제하기 위해 n형 단결정 실리콘 기판과 p형 비정질 실리콘막의 사이에 진성인 비정질 실리콘막이 삽입된 HIT(진성 박막을 가지는 이질 접합：Heterojunction with Intrinsic Thin-Layer)구조를 가지는 광기전력 소자가 제안되고 있다.
HIT 구조를 갖는 광기전력 소자는, n형 단결정 실리콘 기판의 주면측으로부터 수광해, n형 단결정 실리콘 기판 내에서 발전하고 기판의 양면에 배치된 전극을 통하여 전력을 출력한다. 이 광기전력 소자는 태양광의 입사면에 구성된 전극과 p형 비정질 실리콘막에 의한 광흡수에 의해 실질적으로 n형 단결정 실리콘 기판에 입사 하는 광자 수가 감소하여 발전 효율을 제한하는 문제가 있다. 이러한 구조적 문제를 극복하기 위해 기판의 일면으로 양극과 음극을 모두 배치하는 구조를 통하여 태양광을 최대한 활용하여 발전 효율을 높일 수 있도록 하고 있다.
한편, 광기전력 소자는 일반적으로 반사방지막을 포함하고 있다. 반사방지막은 상층에서 반사된 빛과 하층에서 반사된 빛이 서로 상쇄간섭을 일으키도록 함으로써 광기전력 소자의 표면에서의 빛 반사를 감소시키고 특정한 파장영역의 선택성을 증가시키기 위해서 사용되고 있다. 광기전력 소자는 반사 방지막의 효율에 의해 많은 영향을 받기 때문에 보다 향상된 성능을 갖는 반사방지막에 대한 많은 연구가 지속되고 있다.
본 발명의 목적은 광기전력 소자의 반사방지막에 나노 스케일의 다공성 구조를 갖도록 하여 반사방지막의 광 포획(light trapping) 특성을 극대화할 수 있는 다공성 반사 방지막을 갖는 광기전력 소자를 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 다공성 반사 방지막을 갖는 광기전력소자에 관한 것이다. 본 발명의 광기전력 소자는 다공성 반사 방지막를 포함한다.
본 발명의 광기전력 소자는 반사방지막에 나노 스케일의 다공성 구조를 갖도록 하여 반사방지막의 광 포획(light trapping) 특성을 극대화함으로서 광기전력 소자의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광기전력 소자의 단면도이다.
도 2는 도 1의 A로 표시된 피라미드 구조로 텍스처링된 반사 방지막의 일부와 그리고 도면에서 B로 표시된 피라미드 구조를 확대하여 다공성 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 이중 반사 방지막의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 실리콘의 양극 산화를 위한 전형적인 단일 탱크 셀의 개략적인 도면이다.
도 5는 기판의 일면만을 다공성 실리콘으로 형성시키기 위한 진보된 형태의 탱크 셀의 개략적인 도면이다.
도 6a 내지 도 6e는 HF 용액에서 실리콘의 용해 메커니즘을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: n형 단결정 실리콘 기판 12: 비아 홀
20: i형 비정질 실리콘막 30: p형 비정질 실리콘막
40: n형 비정질 실리콘막 50: 반사방지막
50-1: 제1 반사 방지막 50-2: 제2 반사 방지막
60: 반사 방지막 70: 전극
80: 전극 90: 음극
95: 양극 100: 테프론 습식 용기
110: 캐소드 120: 실리콘 웨이퍼
200: 단일 탱크 셀 210: 캐소드
220: 실리콘 웨이퍼 230: 후면판
240: 전해질
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광기전력 소자의 단면도이다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예의 광기전력 소자는 n형 단결정 실리콘 기판(10)이 제공된다. 기판(10)은 일면에서 이면에 이르도록 비아 홀(12)이 형성된다. 기판(10)의 일면과 이면 그리고 비아 홀(12)에 i형 비정질 실리콘막(20)이 구성된다. 그리고 기판(10)의 일면에 구성된 i형 비정질 실리콘막(20)의 상부와 비아 홀(12)을 통하여 기판(10)의 이면에 이르도록 p형 비정질 실리콘막(30)이 구성된다. 기판(10)의 이면으로는 비아 홀(12)을 중심으로 간격을 두고 양편으로 n형 비정질 실리콘막(40)이 구성된다.
기판(10)의 일면에 구성된 p형 비정질 실리콘막(30)의 상부와 기판(10)의 이면에 구성된 n형 비정질 실리콘막(60)의 상부 그리고 비아 홀(12)의 상부로 각기 반사 방지막(30)이 구성된다. 기판(10)의 이면에 구성된 n형 비정질 실리콘막(40)의 상부와 비아 홀(12)을 통해서 연장된 P형 비정질 실리콘막(30)의 상부에 각기 전극(70, 80)이 구성된다. 이하 상세히 설명되겠지만, 반사 방지막(50, 60)은 도 2에 도시된 바와 같이 피라미드 구조의 표면에 다공성 구조를 갖는 다공성 실리콘(Porous silicon)으로 구성된다.
도 2는 도 1의 A로 표시된 피라미드 구조로 텍스처링된 반사 방지막의 일부와 그리고 도 2에서 B로 표시된 피라미드 구조를 확대하여 다공성 구조를 보여주는 도면이다. 그리고 도 3은 이중 반사 방지막의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 광기전력 소자의 반사 방지막(30)은 피라미드형으로 텍스처링된 구조에서 다공성(porosity)(32)이 혼합된 구조를 갖기 때문에 반사방지막(30)의 특성은 극대화된다. 다공성 실리콘이 적용된 반사 방지막(30)의 굴절률은 다공성(32)과 그 형상(morphology)에 의존하게 되는데 빛이 표면에서 직접 반사되는 것을 막고 또한 반사방지막 아래에 있는 구조에 바로 입사되는 것을 막아주어 표면에서 충분히 태양광을 흡수할 수 있게 해준다. 다공성 실리콘은 광 포획(light trapping)과 반사방지막 특성은 물론 제작이 용이하고, 조직을 제어할 수 있어서 광기전력 소자의 성능을 향상시킬 수 있다.
반사방지막(30)의 다공성도는 전류밀도나 제조 공정에서 기판 농도 외에 HF 농도(hydrofluoric acid concentration), 에칭시간, 온도 그리고 공정시 광 상태 등에 따라 달라진다. 다공성도가 광의 파장보다 커질수록 입사광의 반사가 많아지므로 광 포획 효과가 개선되고 입사되는 광의 파장보다 작을수록 공기와 실리콘 사이의 굴절률을 효과적으로 조정할 수 있다. 전류밀도를 조정함으로써 효율적인 굴절률을 갖는 반사방지막을 형성할 수 있으므로 기존의 분리된 레이어 코팅(layer coating)보다 더 나은 특성을 가진 반사방지막을 형성할 수 있다.
도 3은 이중 반사 방지막의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 광기전력소자는 이중 이상의 다층 반사방지막(50-1, 50-2)으로도 구성될 수 있다. 이때, 각 층의 굴절률을 조정하여 광 반사방지 특성을 더욱 높일 수 있다. 예를 들어, 하부에 위치한 제1 반사 방지막(50-1) 보다 상부에 위치한 제2 반사 방지막(50-2)의 굴절률이 높게 하면 광 반사방지 특성을 더욱 높일 수 있다.
다공성 실리콘은 HF 용액(Hydrofluoric solution)에서 화학 에칭과 전기화학 에칭이라는 두 가지 방법으로 얻을 수 있다. 화학에칭은 대량생산에 적용 가능 하지만, 다공성 실리콘 형성 기구가 몇몇 외부 변수(예를 들어, HF 용액, 온도, 에칭 시간 등)에 의해 제어되는 결점이 있다. 이에 반해 전기화학 에칭은 다공성 실리콘의 다공성을 결정하기 위한 주요 변수가 전류 밀도이며, 양극산화(anodization) 시간이 짧기 때문에 양산이 높다. 다공성 실리콘은 HF 기본 용액에서 실리콘의 전기화학적 분해로 형성된다. 일반적으로 일정한 전류를 흘려주는 것이 재생산성에 좋고 두께와 다공도를 제어하기에 더 좋다.
도 4는 실리콘의 양극 산화를 위한 전형적인 단일 탱크 셀의 개략적인 도면이고, 도 5는 기판의 일면만을 다공성 실리콘으로 형성시키기 위한 진보된 형태의 단일 탱크 셀의 개략적인 도면이다.
도 4를 참조하여, 실리콘 웨이퍼(120)는 에노드(anode)로 기능하며, 백금이나 또는 HF에 저항성이 있는 전도성 재료가 캐소드(cathode)(110)로 사용된다. 단일 탱크 셀(100)은 자체가 HF에 내성이 있는 테프론(teflon)과 같은 산성에 대한 내성이 큰 고분자 물질로 제작된다. 실리콘 웨이퍼(120) 전체가 에노드로 기능하기 때문에 HF가 닿는 전체 표면에 다공성 실리콘이 형성 된다. 그럼으로 이와 같은 방법은 매우 간단한 구조의 장점이 있으나 결과에 있어 두께나 다공도가 균일하지 않은 단점이 있다.
도 5를 참조하여, 한 단계 진보된 형태의 방식은 후면 접속(back side contact)을 사용하는 단일 탱크 셀(single tank cell)(200) 구조를 갖는다. 이 구조에서는 후면판(230)이 실리콘 웨이퍼(220)와 접촉하고 실리콘 웨이퍼(220)의 전면만 전해질(electrolyte)(240)에 노출된다. 이 방법은 비교적 낮은 저항의 실리콘 웨이퍼(220)를 사용하면(수 mΩ㎝미만) 균일도가 좋으며, 저항이 높은 경우에는 후면에 고농도 도핑을 통해 균일도를 좋게 만들 수 있다. 이와 같은 방법은 균일도가 우수하고 두께와 다공성도의 제어를 용이하게 한다.
도 6a 내지 도 6e는 HF 용액에서 실리콘의 용해 메커니즘을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6e를 참조하여, 실리콘 내부로 주입된 정공은 결합력이 약한 Si-H 결합을 깨뜨리고 Si이 F-와 결합하여 Si-F 결합을 형성한다. Si-F에 의해 유도된 분극 현상은 남아있는 Si-Si 결합의 전자농도를 감소시켜 HF에 의해 공격 받았을 때 쉽게 결합을 깨뜨리게 된다. 이때 끊어진 Si-Si 결합의 끝부분에는 액체 속에 남아있던 H+ 이온과 결합하여 또 다른 정공이 주입될 때까지 중성 상태를 유지하게 된다.
다공성도는 다공성(32)의 크기에 따라 매크로 포어(macro pore), 메조 포어(meso pore), 나노 포어(nano pore)로 나누어진다. 이중에서 메조 포어는 10~100nm 태양전지에 적용이 용이하다. 다공성도는 전류밀도가 높을수록 형성이 잘되며 그 크기가 커진다. 다공성도는 전해질의 HF 농도와 pH값이 증가할수록 증가하는데 이는 다공성도와 pH값의 관계가 전해질에 들어있는 OH-이온들의 실리콘 결합을 화학적 분해하기 때문이다. 따라서 OH-이온이 많이 들어있는 pH값이 높은 용액일수록 다공성도가 높다. 화학적 분해의 경우 다공성 실리콘이 용액에 담겨있는 한 계속되는데 반응시 생성된 수소가스 기포에 의해 방해받게 되므로 다공생성면적은 감소하게 된다. 따라서 기포발생 억제를 위해 스터링(stirring)을 해주거나 H+와 반응성이 큰 용액을 넣어 줄 수 있다. 여러 가지 요인들에 대한 제어를 해줌으로써 다공성도를 높일 수 있다.
다공성 실리콘의 특성에서 가장 중요한 것은 다공성도와 두께이다. 다공성도는 다공성 실리콘 내의 보이드(void) 비율로 정의 되고, 무게측정에 의해 비교적 쉽게 얻을 수 있다. 양극산화를 하기 전 초기의 실리콘 웨이퍼의 무게를 m1이라 하고, 처리 직후의 무게를 m2, NaOH 용액에서 다공성 실리콘층을 제거한 후 무게를 m3라고 하면 다공성도는 P(%)=(m1-M2)/(m1-m3)에 의해서 간단하게 얻을 수 있다. 다공성도는 형성 전류밀도가 커질수록 표면 거칠기(roughness)가 커졌으며, 일정 시간이 증가할수록 다공설 실리콘의 두께가 증가하고 그에 따라 표면은 계속 식각이 일어나기 때문에 일정 두께 이상에서는 다시 표면 거칠기가 감소한다.
이상에서 설명된 본 발명의 다공성 반사 방지막을 갖는 광기전력소자의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이상과 같이, 본 발명과 관련되는 광기전력 소자는 반사방지막에 다공성 구조를 갖도록 함으로서 광 포획 특성을 극대화하여 광기전력 소자의 성능을 향상할 수 있다. 양극과 음극이 모두 동일한 일면에 구성되는 광기전력 소자가 다공성 구조를 갖는 반사방지막을 갖도록 하여 광기전력 소자의 광전 변환 효율의 향상과 더불어 광흡수 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
Claims (26)
- 제1도전형영역;상기 제1도전형영역의 중앙부를 관통하며 상기 제1도전형영역의 전면을 덮는 제2도전형영역;상기 제1도전형영역과 제2도전형영역 사이에 형성되며 상기 제1도전형영역을 피복하는 진성영역;상기 제2도전형영역의 전면에 형성되며 광이 입사되는 표면이 요철구조를 가지도록 텍스처링되며 복수의 다공을 포함하는 반사방지층; 및상기 진성영역 상에 형성된 후면전극을 포함하는 광기전력 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 반사방지층은 서로 다른 굴절율을 갖는 다층 구조인 광기전력 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 반사방지층은 제1반사방지층과 상기 제1반사방지층보다 굴절율이 더 큰 제2반사방지층을 포함하는 광기전력 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 반사방지층은 복수의 다공을 갖는 제1반사방지층과 상기 제1반사방지층 상에 형성된 제2반사방지층을 포함하는 광기전력 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 반사방지층은 복수의 다공을 갖는 제1반사방지층과 상기 제1반사방지층보다 굴절율이 큰 제2반사방지층을 포함하는 광기전력 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 반사방지층은 복수의 다공을 갖는 실리콘층과 상기 실리콘층보다 굴절율이 큰 물질을 포함하는 광기전력 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 진성영역과 전극 사이에 형성된 제1도전형 비정질영역과 반사방지층을 더 포함하는 광기전력 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1도전형영역은 결정질이고, 상기 제2도전형영역은 비정질인 광기전력 장치.
- 제1도전형을 갖는 제1영역의 중앙부를 관통하는 개구(opening)를 형성하는 단계;상기 제1영역을 피복하는 진성영역을 형성하는 단계;상기 개구를 채우도록 상기 진성영역 상에 제2도전형을 갖는 제2영역을 형성하는 단계;상기 제2영역의 일측면 상에 표면이 요철구조를 가지도록 텍스처링되고 다공성을 갖는 반사방지층을 형성하는 단계; 및상기 제2영역의 타측면 상에 적층되는 제2도전형을 갖는 제3영역과 후면전극을 형성하는 단계를 포함하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 반사방지층은 서로 다른 굴절율을 갖는 다층 구조로 형성하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 반사방지층은 제1반사방지층과 상기 제1반사방지층보다 굴절율이 더 큰 제2반사방지층을 포함하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 반사방지층은 복수의 다공을 갖는 제1반사방지층과 상기 제1반사방지층 상에 형성된 제2반사방지층을 포함하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 반사방지층은 복수의 다공을 갖는 제1반사방지층과 상기 제1반사방지층보다 굴절율이 큰 제2반사방지층을 포함하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 반사방지층은 복수의 다공을 갖는 실리콘층과 상기 실리콘층보다 굴절율이 큰 물질을 포함하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 반사방지층을 형성하는 단계는,제1반사방지층을 형성하는 단계;상기 제1반사방지층의 표면이 요철구조를 가지도록 텍스처링하는 단계;상기 제1반사방지층에 복수의 다공을 형성하는 단계; 및상기 제1반사방지층 상에 상기 제1반사방지층보다 굴절율이 큰 제2반사방지층을 형성하는 단계를 포함하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 복수의 다공을 형성하는 단계는, 전기화학적에칭을 적용하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 복수의 다공을 형성하는 단계는, 양극산화법을 이용하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 양극산화법은 후면접속을 사용하는 단일탱크셀 구조를 이용하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 반사방지층을 형성하는 단계는,실리콘층을 형성하는 단계;상기 실리콘층의 표면이 요철구조를 가지도록 텍스처링하는 단계;상기 실리콘층에 복수의 다공을 형성하는 단계; 및상기 실리콘층 상에 상기 실리콘층보다 굴절율이 큰 반사방지층을 형성하는 단계를 포함하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 복수의 다공을 형성하는 단계는, 전기화학적에칭을 적용하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 복수의 다공을 형성하는 단계는, 불산(HF)을 기본 용액으로 하는 양극산화법을 이용하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 양극산화법은 후면접속을 사용하는 단일탱크셀 구조를 이용하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 양극산화법 이용시, 스터링을 동시에 진행하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 양극산화법 이용시, 수소이온과 반응성이 큰 용액을 추가로 넣어주는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 제3영역과 후면전극 사이에 반사방지층을 더 형성하는 광기전력 장치 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 제1영역은 결정질실리콘층을 포함하고, 상기 제2영역과 제3영역은 비정질실리콘층을 포함하는 광기전력 장치 제조 방법.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012024676A2 (en) * | 2010-08-20 | 2012-02-23 | First Solar, Inc. | Anti-reflective photovoltaic module |
| WO2012097473A1 (zh) * | 2011-01-20 | 2012-07-26 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 金属绕穿型背接触太阳电池、制备方法及其组件 |
| KR101218576B1 (ko) * | 2011-11-18 | 2013-01-21 | 한국과학기술원 | 후면 전극형 태양전지 및 이의 제조 방법 |
| WO2014007401A1 (en) | 2012-07-04 | 2014-01-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Fine structure, optical member, antireflection film, water-repellent film, substrate for mass spectrometry, phase plate, process for producing fine structure, and process for producing antireflection film |
| WO2018145699A3 (de) * | 2017-02-09 | 2018-10-25 | RENA Technologies GmbH | Verfahren zum texturieren einer oberfläche eines halbleitermaterials sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens |
Family Cites Families (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR20050087248A (ko) * | 2004-02-26 | 2005-08-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이층 반사방지막을 사용하는 태양전지 및 그 제조방법 |
| JP4229858B2 (ja) * | 2004-03-16 | 2009-02-25 | 三洋電機株式会社 | 光電変換装置 |
| JP5025184B2 (ja) * | 2006-07-28 | 2012-09-12 | 京セラ株式会社 | 太陽電池素子及びこれを用いた太陽電池モジュール、並びに、これらの製造方法 |
-
2008
- 2008-03-23 KR KR1020080026671A patent/KR101437860B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012024676A2 (en) * | 2010-08-20 | 2012-02-23 | First Solar, Inc. | Anti-reflective photovoltaic module |
| WO2012024676A3 (en) * | 2010-08-20 | 2012-08-16 | First Solar, Inc. | Anti-reflective photovoltaic module |
| US8445309B2 (en) | 2010-08-20 | 2013-05-21 | First Solar, Inc. | Anti-reflective photovoltaic module |
| WO2012097473A1 (zh) * | 2011-01-20 | 2012-07-26 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 金属绕穿型背接触太阳电池、制备方法及其组件 |
| KR101218576B1 (ko) * | 2011-11-18 | 2013-01-21 | 한국과학기술원 | 후면 전극형 태양전지 및 이의 제조 방법 |
| WO2014007401A1 (en) | 2012-07-04 | 2014-01-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Fine structure, optical member, antireflection film, water-repellent film, substrate for mass spectrometry, phase plate, process for producing fine structure, and process for producing antireflection film |
| CN104583812A (zh) * | 2012-07-04 | 2015-04-29 | 佳能株式会社 | 微细结构体、光学构件、防反射膜、拒水性膜、质谱分析用基板、相位板、微细结构体的制造方法和防反射膜的制造方法 |
| EP2870493A4 (en) * | 2012-07-04 | 2016-07-20 | Canon Kk | FINE STRUCTURE, OPTICAL ELEMENT, ANTIREFLECTIVE FILM, WATER-REPELLENT FILM, SUBSTRATE FOR MASS SPECTROMETRY, PHASE PLATE, METHOD FOR MANUFACTURING FINE STRUCTURE, AND METHOD FOR MANUFACTURING ANTI-REFLECTIVE FILM |
| CN104583812B (zh) * | 2012-07-04 | 2017-05-03 | 佳能株式会社 | 微细结构体、光学构件、防反射膜和微细结构体制造方法 |
| US10473823B2 (en) | 2012-07-04 | 2019-11-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Fine structure, optical member, antireflection film, water-repellent film, substrate for mass spectrometry, phase plate, process for producing fine structure, and process for producing antireflection film |
| WO2018145699A3 (de) * | 2017-02-09 | 2018-10-25 | RENA Technologies GmbH | Verfahren zum texturieren einer oberfläche eines halbleitermaterials sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens |
| CN110383494A (zh) * | 2017-02-09 | 2019-10-25 | 雷纳技术有限责任公司 | 对半导体材料的表面进行纹理化的方法和实施该方法的设备 |
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| Publication number | Publication date |
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