KR20100012715A - 태양전지 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
태양전지 및 그 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 (a) 제 1형 불순물을 포함하며 상호 이격된 복수의 금속전극을 제 2형 불순물을 포함하는 기판 상에 형성하는 단계; (b) 상기 복수의 금속전극 사이의 기판 상에 제 1형 불순물을 포함하는 페이스트를 적층하는 단계; (c) 상기 금속전극 및 페이스트를 가열하여 제 1형 불순물을 함유하는 에미터층을 상기 기판에 형성하는 동시에 상기 금속전극을 소결시키는 단계; 및 (d) 상기 기판 및 금속전극상에 반사방지막을 적층하는 단계를 포함하며, 하나의 가열 공정을 통하여 기판의 에미터층 형성 및 전면 전극의 소결 공정을 동시에 진행할 수 있으므로, 매우 경제적이고, 전면 전극 내에 포함된 불순물을 이용하여 전면전극 하부의 에미터층을 형성하므로, 종래 기술과 같이 공정 조건에 따라 전면전극이 기 형성된 에미터층에 접촉하지 않거나, 베이스층에 접촉함으로써 발생하는 션트 등의 문제를 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 태양전지 및 그 제조방법 관한 것으로, 보다 상세하게는 보다 안정한 구조를 가지는 태양전지 및 이를 보다 경제적인 방식으로 제조할 수 있는방법에 관한 것이다.
1839년 프랑스의 물리학자 Edmond Becquerel은 처음으로 전해질 (electrolyte)에 담근 전극(electrode)사이에서 재료들이 빛을 받을 때 작은 양의 전류가 흐르는 것을 발견하였다. 또한, 1876년 Heinrich Hertz가 셀레늄과 같은 고체에서도 같은 현상이 발생됨을 관찰하였다. 이런 현상을 광전효과(photovoltaic effect)라고 하며, 이와 같은 광전효과를 보이는 재료를 태양전지(solar cells or PV cells) 라고 부른다.당시의 빛 전환 전류 효율은 1% ~ 2% 정도였을 뿐이다.
따라서, 태양을 에너지원으로 활용하는 태양광발전시스템의 핵심인 태양전지는 광전효과(photovoltaic effect)를 이용해 빛에너지를 전기에너지로 전환하는 반도체 소자이며, 광전 효과를 이용한 태앙 전지의 상업화는 1940년대와 1950년대 사이에서 이루어졌다.이때 적정한 효율을 내는 실리콘(Si) 태양전지가 연구되었고, 1954년에 이르러 고순도 결정질 실리콘을 생산할 수 있는 Czochralski 방법이 개발되어 벨(Bell) 연구소는 4%의 효율을 내는 첫 번째 결정질 실리콘 태양전지가 만들어졌다.
상업용 태양전지는 주로 실리콘을 소재의 p-n 접합 구조를 가지며, 빛이 태양전지 내부로 흡수가 잘 되도록 하기 위한 반사방지막(AR Layer)과 실리콘 내부에서 만들어진 전기를 외부로 끌어내기 위한 상부전극(전면전극) 및 하부전극(후면전극)으로 구성된다. 즉, 상업용 태양전지에서 광전 효과에 의하여 발생한 전자는 n형 실리콘에 접촉하는 금속 전극으로 이동하고, 반대로 정공은 p형 실리콘에 접촉하는 금속 전극으로 이동한다.
도 1a 내지 1f는 종래의 태양전지 제조방법을 나타내는 단계도이다.
도 1a 내지 1f를 참조하면, p형 불순물이 도핑된 실리콘 기판(100)에 대하여 POCl3 기체를 투입한 후, 고온 처리함으로써 n형층(110), 즉 에미터층을 형성하여 p-n 접합 구조를 만든다(도 1a). 이러한 에미터층의 형성은 하기 화학식에 따라 인(P)이 실리콘 기판에 주입, 확산됨으로써 이루어진다.
하지만, 이때 실리콘 기판의 전면뿐만 아니라 측면에도 POCl3의 접촉 및 인 확산에 따른 n형층이 형성된다. 따라서 기판 측면에 존재하는 이러한 n형층을 제거하는 공정이 요구된다(도 1b).
이후, 실리콘 기판(100) 전면에 적층된 에미터층(110) 상에 반사방지막(120)을 적층하는데, 상기 반사방지막(120)은 태양전지의 표면에 조사된 빛의 반사를 방해하는 기능을 수행하며, 일반적으로 TiO2 , MgF2 , ZnS, SiNx 등을 화학증기증착법(CVD)에 의하여 적층하는 방식이 사용된다(도 1c).
이후, 스크린 인쇄법 등을 이용하여 상기 반사 방지막 상에 전면 전극(130)을 형성하는데(도 1d), 상기 전면 전극(130)은 추후 진행되는 소성 공정에서 상기 n형층인 에미터층(110)과 접촉하여, 빛의 조사에 따라 발생하는 전자가 이동할 수 있는 통로를 제공한다. 또한, 이러한 전면 전극(130)의 재료로 은을 포함하는 도전성 페이스트가 일반적으로 사용하는데, 현재 일반적으로 사용되는 상기 도전성 페이스트는 글라스 프릿(Glass frit)을 포함한다. 상기 도전성 페이스트에 포함된 글라스 프릿은 전면 전극의 전기전도성을 떨어뜨리는 단점에도 불구하고, 추후 진행되는 소성공정에서 전면전극(130)이 질화규소막과 같은 반사방지막을 통과하여 에미터층에 접촉하기 위해서 반드시 요구되는 물질이다.
이후, 전면 전극(130)이 전면에 형성된 실리콘 기판(100)의 후면에는 후면전극(140)이 적층되는데(도 1e 참조), 상기 후면전극(140)으로는 Al 또는 Cu 등과 같은 금속 물질을 포함하는 도전성 페이스트가 일반적으로 사용된다.
전면 전극(130), 후면전극(140) 및 기판(100)은 이후 소성(firing)과정을 거치게 되고, 기판 상의 전면 및 후면 전극은 동시에 소결된다. 또한, 상기 전면 전극(130)에 존재하는 글라스 프릿은 반사방지막(120)을 선택적으로 식각, 제거하여 전면전극이 에미터층과 접촉하게 한다(도 1f 참조).
도 2는 상술한 종래의 일반적인 태양전지의 상기 제조 공정에 대한 온도 및 시간조건을 나타내는 그래프이다.
도 2를 참조하면, POCl3의 확산에 따른 에미터층 형성공정(PN 접합 형성 공정)은 약 900℃의 온도조건에서 30분가량 진행되고, 이후 반사방지막을 적층시킨 후 전극을 스크린 프린팅 등에 의하여 형성하고 다시 약 700℃ 이상의 고온에서 소성 공정을 진행한다. 따라서 종래의 기술에 따른 태양전지 제조공정은 두 단계의 가열 공정을 필요로 하는데, 이러한 고온의 공정은 많은 에너지를 소모시키고, 또한 냉각 등에 따른 많은 공정시간을 요구하므로 비경제적이다.
하지만, SiO2를 주성분으로 하는 글라스 프릿은 상술한 바와 같이 전극의 전기전도도를 감쇄시키므로, 이러한 글라스 프릿의 사용은 결국 태양전지의 전기적 효율을 떨어뜨리게 된다.
도 3은 소성 온도에 따라 나타날 수 있는 전면전극의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 충분한 소성 과정을 거치지 않은 경우 태양전지의 전면전극은 에미터층(n형층)과 접촉하지 않게 되며(a), 만약 과도한 소성과정을 거치는 경우 태양전지의 베이스층인 p형 실리콘 기판에 전극이 접촉하게 되면서 션트(shunt)된다(c).
따라서, 전면전극과 에미터층이 옴 접촉을 할 수 있는(b) 최적의 공정 조건 의 도출은 종래의 공정에서 필수적으로 요구되며, 이러한 공정 조건이 적절하지 않은 경우, 전극의 비접촉 또는 션트 등과 같은 불량을 만들 수 있다.
또한 종래의 기술에 따른 태양전지는 상술한 바와 같이 반사 방지막이 전면전극의 하단에 위치하고 있으므로, 태양전지의 전면전극은 외부에 노출되어 있는 구조를 갖는다. 따라서 이러한 구조를 갖는 태양전지가 장시간 사용되는 경우 외부로 노출된 전극에서 산화현상이 나타날 수 있으며, 이는 결국 전극의 전도도를 낮추는 문제점을 가지고 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 과제는 공정단계를 줄여 보다 경제적이고, 효율적인 방식으로 안정한 구조의 태양전지를 제조할 수 있는 태양전지 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 과제는 전면금속이 반사방지막에 의해 보호되는 안정된 구조를 가지며 우수한 태양전지를 제공하는 데 있다.
상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 (a) 제 1형 불순물을 포함하며 상호 이격된 복수의 금속전극을 제 2형 불순물을 포함하는 기판 상에 형성하는 단계; (b) 상기 복수의 금속전극 사이의 기판 상에 제 1형 불순물을 포함하는 페이스트를 적층하는 단계; (c) 상기 금속전극 및 페이스트를 가열하여 제 1형 불순물을 함유하는 에미터층을 상기 기판에 형성하는 동시에 상기 금속전극을 소결시키는 단계; 및 (d) 상기 기판 및 금속전극상에 반사방지막을 적층하는 단계를 포함하는 태양전지 제조방법을 제공한다.
(c) 단계의 상기 에미터층은 상기 금속전극과 접하는 에미터층의 제 1형 불순물 농도가 상기 금속전극 사이의 에미터층의 제 1형 불순물 농도보다 높으며, 상기 제 1형 불순물은 n형 불순물, 상기 제 2형 불순물을 p형 불순물이다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 제 1형 불순물은 인(P)이며, 상기 페이스트는 POCl3을 포함한다.
또한, 상기 금속전극은 은을 함유하는 태양전지 전면전극이며, 상기 반사방지막은 질화규소막(SiNx)일 수 있다. 본 발명에서 상기 반사방지막 적층은 플라즈마-강화 CVD(Plasma Enhanced CVD, 이하 PE-CVD)에 의하여 진행될 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 제조방법 중 상기 (c) 단계의 가열 공정은 700 내지 800℃의 온도조건에서 수 분간 진행한다.
상기 첫 번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 (a) 제 2형 불순물을 포함하는 기판상에 제 1형 불순물을 포함하며 서로 이격된 복수의 금속전극을 기판상에 형성하는 단계; (b) 상기 기판에 제 1형 불순물을 포함하는 기체를 도입하는 단계; (c) 상기 금속전극 및 기판을 가열하여 제 1형 불순물을 포함하는 에미터층을 상기 기판에 형성하는 동시에 상기 금속전극을 소결시키는 단계; (d) 상기 기판의 측면에 형성된 에미터층을 제거하는 단계; 및 (e) 상기 기판상에 반사방지막을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법을 제공한다.
상기 (c) 단계의 상기 에미터층은 상기 금속전극과 접하는 에미터층의 제 1형 불순물 농도가 상기 금속전극 사이의 에미터층의 제 1형 불순물 농도보다 높으며, 상기 제 1형 불순물은 n형 불순물, 상기 제 2형 불순물을 p형 불순물이다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 제 1형 불순물은 인(P)이며, 상기 페이스트는 POCl3을 포함한다.
또한, 상기 금속전극은 은을 함유하는 태양전지 전면전극이며, 상기 반사방 지막은 질화규소막(SiNx)일 수 있다. 본 발명에서 상기 반사방지막 적층은 플라즈마-강화 CVD(Plasma Enhanced CVD, 이하 PE-CVD)에 의하여 증착 진행될 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 제조방법 중 상기 (c) 단계의 가열 공정은 700 내지 800℃의 온도조건에서 수 분간 진행한다.
상기 두 번째 과제를 달성하기 위하여 상술한 방법에 따라 제조된 태양전지를 제공한다.
본 발명에 따른 태양전지는 외부 배선과 연결되는 일부를 제외한 나머지 전면전극 상에 적층된 반사방지막을 포함하고 있는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 일 실시예에서 상기 반사방지막은 질화규소막이다.
본 발명에 따른 태양전지의 제조방법은 하나의 가열 공정을 통하여 기판의 에미터층 형성 및 전면 전극의 소결 공정을 동시에 진행할 수 있으므로, 매우 경제적이다. 또한 전면 전극 내에 포함된 불순물을 이용하여 전면전극 하부의 에미터층을 형성하므로, 종래 기술과 같이 공정 조건에 따라 전면전극이 기 형성된 에미터층에 접촉하지 않거나, 베이스층에 접촉함으로써 발생하는 션트 등의 문제를 방지할 수 있다. 더 나아가, 본 발명에 따라 제조된 태양전지는 상부에 적층된 반사방지막에 의하여 전면전극이 외부 분위기에 노출되지 않으므로, 전면전극의 산화 현상 등을 방지할 수 있고, 전극의 전도도를 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 제 1형 불순물을 포함하며 서로 이격된 복수의 금속 전극을 제 2형 불순물을 포함하는 기판상에 형성하는 단계; 상기 복수의 금속전극 사이의 기판 상에 제 1형 불순물을 포함하는 페이스트를 적층하는 단계; 상기 금속 전극 및 기판을 가열하여 제 1형 불순물을 함유하는 에미터층을 기판에 형성시키는 동시에 상기 금속전극을 소결시키는 단계; 및 상기 기판 및 금속전극상에 반사방지막을 적층하는 단계를 포함하는 태양전지 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 태양전지 제조방법을 이하 도면을 이용하여 보다 상세히 설명한다.
도 4a 내지 4d는 본 발명에 따른 태양전지 제조방법의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 먼저 제 2형 분순물인 p형 불순물로 도포된 기판(400) 상에 상호 이격된 복수의 은 페이스트를 적층함으로써 전면전극인 금속 전극(410)을 형성한다.
상기 은 페이스트는 제 1형 불순물인 n형 불순물인 인(P)을 포함하며, 스크린 인쇄법 등에 의하여 기판(400)상에 적층될 수 있다. 또한 상기 전면 전극의 형성 이전에 상기 실리콘 웨이퍼 기판의 후면에 알루미늄 페이스트를 적층한 후면전극(420)이 형성될 수 있다.
도 4b를 참조하면, n형 불순물인 인을 포함하는 또 다른 페이스트(430)를 전면 전극 사이의 기판 상에 적층하는데, 본 발명의 일 실시예에서는 POCl3을 함유하는 페이스트를 스크린 인쇄법에 의하여 적층한다.
도 4c를 참조하면, 상기 기판을 700 내지 800℃의 온도조건에서 수 분간 가열, 소성(firing)시킨다. 본 발명에서는 상기 소성 공정을 통하여 두 가지 효과를 달성할 수 있는데, 그 중 하나는 n형 불순물을 포함하는 에미터층(440)의 형성이다. 즉, 상기 고온의 소성과정에서 실리콘 기판과 접하는 POCl3 함유 페이스트(430)는 상기 화학식 1의 반응에 따라 n형 불순물인 인을 기판에 확산시키게 되고, 그 결과 실리콘 기판에 에미터 층이 형성된다. 이때 본 발명은 기체 상태의 POCl3를 이용하여 에미터층을 형성하는 종래의 방식과는 달리 기판의 전면에만 선택적으로 적층할 수 있는 페이스트를 사용하므로, 기판의 측면에 형성되는 에미터 층 등을 분리(isolation)시키는 공정이 불필요하다. 더 나아가, 본 발명에 따른 태양전지의 전면전극은 그 자체가 n형 불순물인 인을 함유하고 있으므로, 상기 소성 공정을 통하여 상기 전면전극에 함유된 n형 불순물인 인이 상기 전면전극과 접하는 기판으로 침투, 확산하게 되며, 전면전극과 기판이 접촉하는 영역에서 에미터층을 형성하게 된다. 따라서 본 발명에 따른 에미터층 형성공정은 기판 상에 적층된 금속전극 및 페이스트를 동시에 가열함으로써 진행되며, 이로써 상이한 농도 조건의 에미터층을 자유로이 선택, 형성할 수 있는 장점이 있다.
특히, 전면전극 사이의 에미터층(440a)은 가능한 얇은 두께로 저농도 n형 불순물을 함유하는 것이 바람직하나, 전극과 실리콘 기판이 만나는 접점에서는 고농도의 n형 에미터층(440b)을 형성하는 것은 전극과 기판상의 저항을 감소시킬 수 있으므로, 두 가지의 농도 구성을 가지는 에미터층 형성이 바람직하다는 것은 당업계 에 이미 공지된 사실이다. 본 발명은 태양전지에서 요구되는 이러한 에미터층의 농도 조건을 상기 전면전극에 포함되는 n형 불순물 농도를 조절함으로써 간단히 달성할 수 있는데, 예를 들면 전면전극의 n형 불순물을 높임으로써 전면전극과 접하는 기판의 에미터층(440b)의 n형 불순물 농도를 전극 사이의 에미터층(440a)보다 높게 만들 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 가열, 소성 공정은 상술한 기판의 에미터층(440) 형성 효과와 함께 적층된 전면 및 후면전극을 동시에 소결시키는 효과를 발생시키므로, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 상이한 농도 조건의 에미터층 형성 및 전면, 후면전극의 소결을 하나의 가열공정에 의하여 동시에 달성할 수 있으므로, 우수한 특성의 태양전지를 경제적으로 제조할 수 있게 한다.
본 발명에서 상기 소성공정의 온도범위는 700 내지 800℃가 바람직한데, 만약 상기 온도범위보다 낮은 경우 은, 알루미늄 등의 금속전극이 충분히 소결되기 어렵고, 상기 온도범위보다 높은 경우 비경제적이다. 상기 소성단계의 공정 시간은 10분이내가 바람직한데, 만약 소성시간이 길어진다면 금속전극의 n형 불순물이 과도하게 확산되는 문제가 있고, 이와 반대로 소성시간이 너무 짧다면 금속전극의 n형 불순물이 기판내로 충분히 확산되지 않아 고농도 에미터 층이 형성되지 못하는 문제가 있다.
도 4d를 참조하면, 상기 가열단계를 거친 기판을 냉각한 후, 상기 기판 상에 반사방지막(450)을 적층시킨다. 상기 반사방지막으로 당업계에 사용되는 한 어떠한 물질도 사용 가능한데, 본 발명의 일 실시예에서 상기 반사방지막 물질은 질화규소 막(SiNx)이고, 상기 반사방지막은 PE-CVD에 의하여 기판 상에 적층된다. 따라서 전면전극의 하부에 적층된 반사방지막을 포함하는 종래의 태양전지와는 달리 본 발명에 따른 태양전지는 전면전극의 상부에 형성된 반사방지막을 포함한다. 그 결과, 본 발명에 따른 태양전지의 전면전극은 소성과정에서 질화규소막과 같은 반사방지막을 식각시켜 전면전극을 반사방지막 하부에 위치한 에미터층과 접촉시키기 위한 글라스 프릿이 필요하지 않게 되며, 이로써 SiO2를 주성분으로 하는 글라스 프릿에 의한 전면전극의 전기전도도 감쇄를 방지할 수 있다. 더 나아가, 상술한 바와 같이 종래의 태양전지의 전면전극은 장시간 사용에 따라 산화 과정을 거치게 되므로, 태양전지의 전면전극이 가지는 전기전도도의 감소로 이어졌다. 하지만, 본 발명에서는 전면전극의 상부에 반사방지막을 적층함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있으며, 전면전극의 외부노출에 따른 산화 현상을 방지할 수 있으며, 이로써 태양전지를 보다 장시간 안정적으로 사용할 수 있다.
하지만, 모든 전면전극 상에 반사방지막을 적층하는 경우 외부 배선과의 연결이 불가능하므로, 본 발명에 따른 태양전지의 구성은 복수의 전면전극 중 외부 배선과 연결되는 전면전극 일부만 노출시키는 구조를 가지며, 본 발명에 따른 태양전지의 구조를 하기 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 태양전지의 정면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지는 전면전극으로 이루어진 버스바(510) 중 외부 배선과 연결되는 배선접촉부위(520)만을 제외한 나머지 부분 이 반사방지막으로 적층된 구조를 갖는다. 따라서 전면전극의 외부 노출 부위를 최소화함으로써 전면전극의 산화 등을 방지할 수 있으면서, 태양전지의 전극이 외부 배선과 연결된 종래의 태양전지의 구성을 동일하게 유지시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 이러한 전면전극 상의 선택적 반사방지막 형성은 반사방지막 적층 공정 중 선택된 배선접촉부위상에 지그 등을 제공함으로써 간단히 달성할 수 있다.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위한 또 다른 방법으로 (a) 제 2형 불순물을 포함하는 기판 상에 제 1형 불순물을 포함하며 서로 이격된 복수의 금속전극을 형성하는 단계; (b) 상기 기판에 제 1형 불순물을 포함하는 기체를 도입하는 단계; (c) 상기 금속전극 및 기판을 가열하여 기판상에 제 1형 불순물을 포함하는 에미터층을 형성하는 단계; (d) 상기 기판의 측면에 형성된 에미터층을 제거하는 단계; 및 (e) 상기 기판상에 반사방지막을 적층하는 단계를 포함하는 태양전지 제조방법을 제공한다.
도 6a 내지 6d는 상기 방법에 따른 본 발명을 나타내는 단계도이다.
도 6a를 참조하면, 먼저 제 2형 분순물인 p형 불순물로 도포된 기판(600) 상에 상호 이격된 복수의 은 페이스트를 적층함으로써 전면전극(610)을 형성한다. 이때 알루미늄 후면전극(620)이 이미 적층되어 있을 수 있다. 이때 상기 복수의 은 페이스트는 제 1형 불순물인 n형 불순물을 함유하며, 본 발명의 일 실시예에서 상기 n형 불순물은 인이다.
도 6b를 참조하면, 제 1형 불순물을 함유하는 페이스트를 기판 상에 스크린 인쇄법 등에 의하여 적층하는 대신 기체 상태의 제 1형 불순물을 기판에 도입한 후, 가열, 확산시킴으로써 제 1형 불순물의 에미터층(630a)을 형성하게 되는데, 본 발명의 일 실시에서 상기 기체는 POCl3를 포함한다. 이때 상기 소성공정은 전면전극(610)에 함유된 제 1형 불순물을 동시에 확산시키기 때문에, 전면전극과 접하는 기판에 또 다른 농도 조건의 에미터층(630b)이 형성될 수 있다. 따라서 기체 확산에 따른 본 방식 또한 본 발명의 또 다른 태양전지 제조방법인 페이스트 방식과 동일하게 상이한 농도의 에미터층 형성 및 금속전극 소결을 하나의 가열 공정으로 달성할 수 있다. 다만, 이 방법에 따라 태양전지 기판에 에미터층을 형성하는 경우 제 1형 불순물을 포함하는 상기 기체와 접촉하는 기판의 측면 또한 에미터층(630c)이 형성될 수 있으므로, 이를 제거하는 공정(isolation 공정)이 필요하다는 공정상의 단점이 있지만(도 6c 참조), 기체를 복수의 기판에 동시에 도입, 확산시킬 수 있다는 점에서 태양전지의 경제적인 제조가 가능하다는 장점 또한 있다. 따라서 본 발명에 따른 상기 두 방식들 중 어떤 방법을 사용할 것인가는 공정 요구에 따라 자유로이 선택될 수 있으며, 상기 방식들은 모두 본 발명의 범위에 속한다.
도 6d를 참조하면, 이후 상기 기판 상에 반사방지막(640)이 형성되는데, 전면전극 상에 적층되는 반사 방지막으로부터 발생하는 효과는 상술한 바와 같다.
도 7은 본 발명에 따른 태양전지의 제조 공정에 대한 온도 및 시간조건을 나타내는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 기판을 800℃이상의 온도로 가열하는 단계를 하나의 단계로만 포함하고 있는 것을 알 수 있다.
도 1a 내지 1f는 종래의 태양전지 제조방법을 나타내는 단계도이다.
도 2는 종래의 일반적인 태양전지의 상기 제조 공정에 대한 온도 및 시간조건을 나타내는 그래프이다.
도 3은 소성 온도에 따라 나타날 수 있는 전면전극의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4a 내지 4d는 본 발명에 따른 태양전지 제조방법의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 태양전지의 정면도이다.
도 6a 내지 6d는 본 발명에 따른 태양전지 제조방법 중 또 다른 실시예를 나타내는 단계도이다.
도 7은 본 발명에 따른 태양전지의 제조 공정에 대한 온도 및 시간조건을 나타내는 그래프이다.
Claims (19)
- (a) 제 1형 불순물을 포함하며 상호 이격된 복수의 금속전극을 제 2형 불순물을 포함하는 기판상에 형성하는 단계;(b) 상기 복수의 금속전극 사이의 기판 상에 제 1형 불순물을 포함하는 페이스트를 적층하는 단계;(c) 상기 금속전극 및 페이스트를 가열하여 제 1형 불순물을 함유하는 에미터층을 상기 기판에 형성하는 동시에 상기 금속전극을 소결시키는 단계; 및(d) 상기 기판 및 금속전극상에 반사방지막을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 1항에 있어서,(c) 단계의 상기 에미터층은 상기 금속전극과 접하는 에미터층의 제 1형 불순물 농도가 상기 금속전극 사이의 에미터층의 제 1형 불순물 농도보다 높은 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1형 불순물은 n형 불순물이고, 상기 제 2형 불순물을 p형 불순물인 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1형 불순물은 인(P)인 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 페이스트는 POCl3를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 금속전극은 은을 함유하는 태양전지 전면전극인 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 반사방지막은 질화규소막(SiNx)이며, 상기 반사방지막의 적층은 플라즈마-강화 CVD(Plasma Enhanced CVD)에 의하여 진행되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 (c) 단계의 소결 공정은 800 내지 1000℃의 온도조건에서 10분 내지 30분간 진행하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- (a) 제 2형 불순물을 포함하는 기판상에 제 1형 불순물을 포함하며 서로 이격된 복수의 금속전극을 기판상에 형성하는 단계;(b) 상기 기판에 제 1형 불순물을 함유하는 기체를 도입하는 단계;(c) 상기 금속전극 및 기판을 가열하여 제 1형 불순물을 포함하는 에미터층을 상기 기판에 형성하는 동시에 상기 금속전극을 소결시키는 단계;(d) 상기 기판의 측면에 형성된 에미터층을 제거하는 단계; 및(e) 상기 기판상에 반사방지막을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 9항에 있어서,(c) 단계의 상기 에미터층은 상기 금속전극과 접하는 에미터층의 제 1형 불순물 농도가 상기 금속전극 사이의 에미터층의 제 1형 불순물 농도보다 높은 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 제 1형 불순물은 n형 불순물이고, 상기 제 2형 불순물을 p형 불순물인 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 제 1형 불순물은 인(P)인 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 페이스트는 POCl3를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 금속전극은 은을 함유하는 태양전지 전면전극인 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 반사방지막은 질화규소막(SiNx)이며, 상기 반사방지막의 적층은 플라즈마-강화 CVD(Plasma Enhanced CVD)에 의하여 진행되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 9항에 있어서,상기 (c) 단계의 소결 공정은 800 내지 1000℃의 온도조건에서 10분 내지 30분간 진행하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.
- 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 따라 제조된 태양전지.
- 제 17항에 있어서,상기 태양전지는 외부 배선과 연결되는 일부를 제외한 나머지 전면전극 상에 적층된 반사방지막을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 18항에 있어서,상기 반사방지막은 질화규소막인 것을 특징으로 하는 태양전지.
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|---|---|---|---|---|
| CN105023972A (zh) * | 2015-07-18 | 2015-11-04 | 广东爱康太阳能科技有限公司 | 一种晶硅太阳能电池的制造方法 |
| KR20210036027A (ko) * | 2019-09-25 | 2021-04-02 | 김홍일 | 앤드 리본을 포함하는 슁글드 태양전지 모듈 |
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2008
- 2008-07-29 KR KR1020080074262A patent/KR100995654B1/ko active IP Right Grant
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