KR20100044673A - Fabrication method of anti-reflection layer for solar cells using nano-sized patterns - Google Patents

Fabrication method of anti-reflection layer for solar cells using nano-sized patterns Download PDF

Info

Publication number
KR20100044673A
KR20100044673A KR1020080103898A KR20080103898A KR20100044673A KR 20100044673 A KR20100044673 A KR 20100044673A KR 1020080103898 A KR1020080103898 A KR 1020080103898A KR 20080103898 A KR20080103898 A KR 20080103898A KR 20100044673 A KR20100044673 A KR 20100044673A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermoplastic polymer
solar cell
film
substrate
template
Prior art date
Application number
KR1020080103898A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100986911B1 (en
Inventor
이헌
한강수
홍성훈
홍은주
배병주
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
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 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Priority to KR1020080103898A priority Critical patent/KR100986911B1/en
Publication of KR20100044673A publication Critical patent/KR20100044673A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100986911B1 publication Critical patent/KR100986911B1/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
    • H01L31/02Details
    • 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
    • H01L31/02168Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • 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
    • 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
    • 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

Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing the anti-reflection layer of a solar cell is provided to minimize the light reflection on the surface of the solar cell by forming nano patterns on the surface of the solar cell with an imprint or an embossing methods. CONSTITUTION: A template with a nano pattern is stamped on a thermoplastic polymer film in order to form the oppose pattern of the nano pattern on the thermoplastic polymer film(S110). The template is removed. An adhesion preventive layer is formed on the surface of the thermoplastic polymer film(S120). A melted resin is dropped on the surface of a surface(S130). The refraction index of the melted resin is 80 to 120% of the refraction index of a substrate material. The thermoplastic polymer film is pressed on the substrate. The resin is hardened to form the nano pattern on the substrate(S140).

Description

태양전지의 반사방지막 제조 방법{Fabrication method of anti-reflection layer for solar cells using nano-sized patterns}Fabrication method of anti-reflection layer for solar cells using nano-sized patterns}

본 발명은 태양전지의 광투과 효율을 높이기 위한 반사방지막 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임프린트 또는 엠보싱 방법을 이용하여 태양전지의 표면에 나노패턴을 형성함으로써, 태양전지 표면 등에서의 반사를 최소한으로 줄일 수 있는 태양전지의 반사방지막 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing an antireflection film for improving light transmission efficiency of a solar cell, and more particularly, by forming a nanopattern on the surface of the solar cell using an imprint or embossing method, thereby minimizing reflection on the surface of the solar cell. It relates to a method of manufacturing an anti-reflection film of a solar cell can be reduced to.

최근 석유나 석탄과 같은 화석 에너지 자원의 고갈이 예측되고, 환경에 대한 관심이 높아지면서 이들을 대체할 대체에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 에너지 자원이 무한하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목 받고 있다. Recently, the depletion of fossil energy resources such as petroleum and coal is predicted, and as interest in the environment increases, interest in alternative energy to replace them is increasing. Among them, solar cells are attracting attention because they have unlimited energy resources and no problems with environmental pollution.

태양전지에는 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 전지와, 반도체의 성질을 이용하여 태양빛(photons)을 전기에너지로 변환시키는 태양광 전지가 있다. 태양전지라고 하면 일반적으로 태양광 전지를 의 미하며, 본 발명 역시 태양광 전지(이하 태양전지라 한다)에 관한 것이다. Solar cells include solar cells that generate steam required to rotate turbines using solar heat, and solar cells that convert photons into electrical energy using properties of semiconductors. The solar cell generally means a solar cell, and the present invention also relates to a solar cell (hereinafter referred to as a solar cell).

태양전지의 효율 상승을 위하여, 최근에는 p-n접합에 의한 광기전력 효과(photovoltaic effect)를 최적화하여 효율 상승을 위한 다양한 방법이 개발되고 있다. 전자-홀 생성을 위한 p-n 접합 구조의 최적화 방법, 생성된 전자의 누설을 방지하기 위한 표면 패시베이션 방법, 전자수집효율 상승을 위한 전극형성방법의 최적화 방법, 전면 반사방지막 형성 방법 등 태양전지 효율 상승을 위하여 다각도의 연구가 진행되고 있다. In order to increase the efficiency of solar cells, recently, various methods for increasing efficiency by optimizing the photovoltaic effect by p-n junction have been developed. Increasing solar cell efficiency includes optimization of pn junction structure for electron-hole generation, surface passivation method to prevent leakage of generated electrons, optimization of electrode formation method to increase electron collection efficiency, and formation of front anti-reflection film. For this purpose, various studies are underway.

일반적으로 태양전지에서 광 포획량을 증가시키기 위한 방법으로는 플라즈마를 사용한 건식 식각법 및 습식 식각과 실리콘질화막(SiNx)을 사용한 방법이 주로 사용되고 있으나, 상기의 방법들은 다결정 및 단결정 실리콘 기반 태양전지에만 적용이 가능한 방법이다. 또한 이러한 방법은 600nm 파장의 영역에서만 투과율 상승을 나타내고 그 외의 파장대 영역은 변화가 없거나 오히려 더 낮은 투과율을 나타내는 문제점이 있다. In general, dry etching method using plasma, wet etching method and silicon nitride film (SiNx) are mainly used as methods for increasing the amount of light trapping in solar cells, but the above methods are applicable to polycrystalline and single crystal silicon based solar cells only. This is a possible way. In addition, this method has a problem in that the transmittance rises only in the region of 600 nm wavelength and the other wavelength range shows no change or rather a lower transmittance.

일반적으로 나노패턴을 형성하기 위한 기술로 반도체 제작 공정에 주로 쓰이는 top-down 기술과 bottom-up 기술이 있다. 그러나, 태양전지 제조 공정에 top-down 기술을 적용하기에는 공정 비용이 너무 높은 문제가 있고, bottom-up 기술의 경우, 형성되는 나노패턴의 정밀도가 낮고 대면적 태양전지에 적용하기 어려운 문제가 있다. Generally, there are top-down technology and bottom-up technology, which are mainly used in semiconductor manufacturing processes, for forming nanopatterns. However, there is a problem that the process cost is too high to apply the top-down technology in the solar cell manufacturing process, and in the case of the bottom-up technology, the precision of the nanopatterns formed is low and it is difficult to apply to large-area solar cells.

따라서, 실리콘 기반뿐만 아니라 유·무기 복합 기반의 태양전지의 광투과 효율을 극대화할 수 있도록, 태양전지의 표면 및 태양전지 모듈화 공정에서 필요한 보호층에 반사방지막으로 이용할 수 있는 정밀한 나노패턴을 간단한 공정으로 형성할 수 있는 방법이 필요하다. Therefore, in order to maximize the light transmission efficiency of not only silicon-based but also organic-inorganic hybrid solar cells, precise nano-patterns that can be used as anti-reflective films on the surface of solar cells and the protective layers required in the solar cell modularization process are simple processes. There is a need for a method that can be formed.

본 발명의 하나의 목적은 임프린트 방법을 이용하여 태양전지의 반사방지막을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method capable of manufacturing an antireflection film of a solar cell using an imprint method.

본 발명의 다른 목적은 임프린트 방법 및 에칭 방법을 이용하여 태양전지의 반사방지막을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an antireflection film of a solar cell using an imprint method and an etching method.

본 발명의 또 다른 목적은 엠보싱 방법을 이용하여 태양전지의 반사방지막을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an antireflection film of a solar cell using an embossing method.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법은 (a)나노패턴이 형성된 템플릿으로 열가소성 고분자 필름을 스탬핑하여 상기 열가소성 고분자 필름 표면에 반대패턴을 형성한 후, 상기 템플릿을 분리하는 단계; (b)상기 열가소성 고분자 필름 표면에 접착방지막을 형성하는 단계; (c)나노패턴이 형성될 기판 표면에 상기 기판을 이루는 물질의 굴절률의 80~120%의 굴절률을 갖는 용융상태의 레진을 드롭하는 단계; 및 (d)상기 열가소성 고분자 필름 표면의 반대패턴 내부에 상기 레진이 충진되도록 상기 열가소성 고분자 필름을 프레싱 한 상태에서 상기 레진을 경화시킨 후, 상기 열가소성 고분자 필름을 분리하는 단계를 포함하여 이루어진다. The anti-reflection film manufacturing method of the solar cell according to the present invention for achieving the above object is (a) by forming a reverse pattern on the surface of the thermoplastic polymer film by stamping a thermoplastic polymer film with a template on which a nano-pattern is formed, the template Separating the; (b) forming an anti-adhesion film on the surface of the thermoplastic polymer film; (c) dropping the resin in the molten state having a refractive index of 80 to 120% of the refractive index of the material forming the substrate on the surface of the substrate on which the nano pattern is to be formed; And (d) curing the resin in a state in which the thermoplastic polymer film is pressed to fill the resin inside the opposite pattern of the surface of the thermoplastic polymer film, and then separating the thermoplastic polymer film.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법은 (a)나노패턴이 형성된 템플릿으로 열가소성 고분자 필름을 스탬핑하여 상기 열가소성 고분자 필름 표면에 반대패턴을 형성한 후, 상기 템플릿을 분리하는 단계; (b)상기 열가소성 고분자 필름 표면에 접착방지막을 형성하는 단계; (c)나노패턴이 형성될 기판 표면에 용융상태의 레진을 드롭하는 단계; (d)상기 열가소성 고분자 필름 표면의 반대패턴 내부에 상기 레진이 충진되도록 상기 열가소성 고분자 필름을 프레싱한 상태에서 상기 레진을 경화시킨 후, 상기 열가소성 고분자 필름을 분리하는 단계; (e)O2가스를 반응가스로 하는 반응성 이온 에칭(RIE)을 이용하여, 상기 기판 표면이 노출될 때까지 상기 레진을 식각하는 단계; 및 (f)드라이 에칭(Dry Etching)을 이용하여 상기 레진이 제거될 때까지 상기 기판을 식각하는 단계를 포함하여 이루어진다. The anti-reflection film manufacturing method of the solar cell according to the present invention for achieving the above another object is (a) by stamping a thermoplastic polymer film with a template on which a nano pattern is formed to form an opposite pattern on the surface of the thermoplastic polymer film, the template Separating; (b) forming an anti-adhesion film on the surface of the thermoplastic polymer film; (c) dropping the resin in the molten state on the surface of the substrate on which the nano pattern is to be formed; (d) curing the resin in a state in which the thermoplastic polymer film is pressed so that the resin is filled in the opposite pattern on the surface of the thermoplastic polymer film, and then separating the thermoplastic polymer film; (e) etching the resin until the surface of the substrate is exposed using reactive ion etching (RIE) using O 2 gas as a reaction gas; And (f) etching the substrate until the resin is removed using dry etching.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법은 (a)열가소성 고분자 기판 상부에 형성하고자 하는 나노패턴의 반대패턴이 형성된 템플릿을 준비하는 단계; (b)상기 템플릿으로 상기 열가소성 고분자 기판을 스탬핑하여 상기 열가소성 고분자 기판 표면에 나노패턴을 형성하는 단계; 및 (c)상기 템플릿을 분리하는 단계를 포함하여 이루어진다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an anti-reflection film for a solar cell, including: (a) preparing a template on which a reverse pattern of nanopatterns to be formed is formed on a thermoplastic polymer substrate; (b) forming a nanopattern on the surface of the thermoplastic polymer substrate by stamping the thermoplastic polymer substrate with the template; And (c) separating the template.

본 발명에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법은 간단한 임프린트 방법 또는 엠보싱 방법으로 태양전지의 표면이나 보호층에 저반사를 위한 나노패턴을 형성할 수 있으며, 본 발명에 의해 제조된 반사방지막은 태양전지 표면에서의 빛의 반사를 감소시켜 광투과 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. Anti-reflection film manufacturing method of the solar cell according to the present invention can form a nano-pattern for low reflection on the surface or protective layer of the solar cell by a simple imprint method or embossing method, the anti-reflection film produced by the present invention is a solar cell There is an advantage to increase the light transmission efficiency by reducing the reflection of light on the surface.

또한, 종래 실리콘 기반의 식각 기술로 형성된 반사방지막은 600nm 파장 근처에서만 광투과 효율이 높았으나, 본 발명에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법은 나노 패턴을 형성하게 됨으로써 보다 넓은 파장대에서 투과율 상승 효과를 얻을 수 있다.In addition, the anti-reflection film formed by the conventional silicon-based etching technology has a high light transmission efficiency only near the 600nm wavelength, the anti-reflection film manufacturing method of the solar cell according to the present invention by forming a nano-pattern to increase the transmittance in a wider wavelength range You can get it.

또한, 종래 반사방지막은 실리콘 태양전지에 한해 제조가 가능하였으나, 본 발명에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법은 대부분의 태양전지 표면에 적용이 가능하며, 또한 태양전지 모듈화 공정에 사용되는 보호층에도 적용할 수 있어서 그 적용의 폭이 매우 넓은 장점이 있다. In addition, the conventional anti-reflection film can be manufactured only for silicon solar cells, the anti-reflection film manufacturing method of the solar cell according to the present invention can be applied to most of the solar cell surface, and also to the protective layer used in the solar cell modularization process There is an advantage that can be applied to a very wide range of applications.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지의 반사방지막에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an antireflection film of a solar cell according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an anti-reflection film of a solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법은 고분자 몰드 제조 단계(S110), 접착방지막 형성 단계(S120), 레진 드롭 단계(S130) 및 나노패턴 형성 단계(S140)를 포함하여 이루어진다. Referring to Figure 1, the anti-reflection film manufacturing method of the solar cell according to an embodiment of the present invention is a polymer mold manufacturing step (S110), the anti-stick film forming step (S120), the resin drop step (S130) and the nano-pattern forming step ( S140) is made.

상기 고분자 몰드 제조 단계(S110)에서는 나노패턴이 형성된 템플릿으로 열가소성 고분자 필름을 스탬핑(stamping)하여 열가소성 고분자 필름 표면에 반대패턴을 형성한다. 일반적으로 열가소성 고분자는 유리온도(Tg) 이상의 온도에서 유연해지기 때문에, 열가소성 고분자 필름의 유리온도(Tg)보다 높은 온도에서는 쉽게 스탬핑이 이루어질 수 있다. In the polymer mold manufacturing step (S110), a reverse pattern is formed on the surface of the thermoplastic polymer film by stamping the thermoplastic polymer film with the template on which the nanopattern is formed. In general, since the thermoplastic polymer is flexible at a temperature above the glass temperature (Tg), it can be easily stamped at a temperature higher than the glass temperature (Tg) of the thermoplastic polymer film.

템플릿은 고온과 고압에서도 충분히 견딜 수 있는 재질로 된 것으로, SiC, SiO2, Si3N4, Al2O3, MgO, Si, Ni 등의 물질로 된 것을 이용할 수 있다. The template is made of a material that can withstand high temperatures and pressures sufficiently, and may be made of materials such as SiC, SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , MgO, Si, Ni, and the like.

템플릿에 형성되는 나노패턴은 여러 가지 방법으로 제조할 수 있다. 일례로, MgO 파우더, Al2O3 파우더 및 직경이 200nm ~ 300nm 정도의 SiO2 나노 파우더(Nano Powder)가 혼합된 분말체를 가압한 후, HF와 같이 SiO2만을 등방성 에칭(Isotropic Etching)할 수 있는 식각제로 SiO2만을 선택적으로 에칭한 후, 소결 공정을 거치면 나노패턴(31)이 형성된 템플릿이 제조될 수 있다. 다른 예로, 알루미늄 양극산화(Anodized Aluminium Oxide) 방법을 이용하여, 나노패턴이 형성된 알루미늄 산화물 표면 얻을 수도 있다. 나노패턴에 의한 반사방지막에서 광투과 효율은 템플릿에 형성된 나노패턴의 크기 및 모양에 의해 조절 가능하다. The nanopattern formed on the template can be manufactured by various methods. For example, after pressurizing a powder mixed with MgO powder, Al 2 O 3 powder and SiO 2 nano powder having a diameter of about 200 nm to 300 nm, only isotropic etching of SiO 2 such as HF is performed. After selectively etching only SiO 2 with an etchant that can be etched, the template on which the nanopattern 31 is formed may be manufactured by sintering. As another example, an aluminum oxide surface on which a nanopattern is formed may be obtained by using an anodized aluminum oxide method. Light transmission efficiency in the anti-reflection film by the nanopattern can be controlled by the size and shape of the nanopattern formed on the template.

도 2는 고분자 몰드 제조 단계(S110)를 좀 더 구체적으로 도시한 것이다. 2 illustrates the polymer mold manufacturing step S110 in more detail.

도 2를 참조하면, 우선, 템플릿(10)을 열가소성 고분자 필름(20) 상부에 준 비한다. 이후, 열가소성 고분자 필름(20)의 유리온도(Tg)보다 높은 온도로 가열하고, 압력을 가해 템플릿에 형성된 나노패턴이 열가소성 고분자 필름(20)에 전사될 수 있도록 스탬핑한다(엠보싱 과정). 이후, 열가소성 고분자 필름(20)의 유리온도(Tg)보다 낮은 온도로 냉각하여 템플릿(10)을 열가소성 고분자 필름(20)으로부터 분리한다. 이후의 나노패턴 형성 단계(S140)는 템플릿(10) 대신에 상기의 과정을 거쳐 제작된 고분자 몰드(고분자 템플릿)를 이용한다. Referring to FIG. 2, first, the template 10 is prepared on the thermoplastic polymer film 20. Thereafter, heating is performed at a temperature higher than the glass temperature (Tg) of the thermoplastic polymer film 20, and a pressure is applied so that the nanopattern formed on the template may be transferred to the thermoplastic polymer film 20 (embossing process). Thereafter, the template 10 is separated from the thermoplastic polymer film 20 by cooling to a temperature lower than the glass temperature Tg of the thermoplastic polymer film 20. Subsequently, the nanopattern forming step S140 uses a polymer mold (polymer template) manufactured through the above process instead of the template 10.

이렇게 고분자 몰드를 제작하는 이유는 후술할 나노패턴 형성 단계(S140)에서 임프린트 방법을 이용하게 되는데, 임프린트의 특성상 템플릿에 물리적 힘이 가해지므로, 템플릿(10)의 마모를 방지하기 위하여, 엠보싱법을 이용해 미리 열가소성 고분자 필름(20)에 템플릿(10)에 형성된 나노패턴의 반대패턴으로 복제하는 것이다. The reason for producing the polymer mold is to use the imprint method in the nano-pattern forming step (S140) to be described later, because the physical force is applied to the template due to the characteristics of the imprint, in order to prevent wear of the template 10, the embossing method It is used to replicate the reverse pattern of the nanopattern formed on the template 10 on the thermoplastic polymer film 20 in advance.

이때 이용될 수 있는 열가소성 고분자 필름(20)은 후술할 임프린트 방법을 고려할 때, 투명하고 열에 강한 물질로 된 것이 바람직하다. 도 2에서는 투명하고 열에 강한 대표적인 열가소성 고분자 필름인 폴리염화비닐(PVC) 필름을 예로 들었다. 이외에도, 본 발명의 열가소성 고분자 필름(20)을 이루는 물질로 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리 메틸 메타크릴레이트, 폴리 메틸 아크릴레이트, 폴리스티렌, 니트로셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 폴리카보네이트, 폴레에틸렌 테레프탈레이트, ABS 수지, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리 에테르 술폰, 폴리비닐 아세탈, 폴리 에테르 케톤 및 폴리우레탄 등이 이용될 수 있다.In this case, the thermoplastic polymer film 20 that can be used is preferably made of a transparent and heat resistant material when considering the imprint method to be described later. In FIG. 2, a polyvinyl chloride (PVC) film, which is a representative thermoplastic polymer film that is transparent and resistant to heat, is exemplified. In addition, the material constituting the thermoplastic polymer film 20 of the present invention is ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene, polypropylene, polyolefin, poly methyl methacrylate, poly methyl acrylate, polystyrene, nitrocellulose, acetyl cellulose, polycarbonate , Polyethylene terephthalate, ABS resins, polyamides, polyimides, polyether sulfones, polyvinyl acetals, polyether ketones, polyurethanes and the like can be used.

실리콘카바이드(SiC) 등의 물질로 이루어진 템플릿은 열가소성 고분자 필름과 열팽창률이 다르기 때문에, 냉각시 열가소성 고분자 필름으로부터 쉽게 분리할 수 있다. 다만, 유리온도(Tg) 이상에서 열가소성 고분자 필름이 템플릿에 들러붙을 수도 있으므로, 미리 템플릿에 표면을 그라파이트(Graphite) 등과 같은 이형물질로 코팅하는 것이 바람직하다. Since a template made of a material such as silicon carbide (SiC) has a different thermal expansion coefficient from that of the thermoplastic polymer film, it can be easily separated from the thermoplastic polymer film upon cooling. However, since the thermoplastic polymer film may adhere to the template at or above the glass temperature (Tg), it is preferable to coat the surface with a release material such as graphite on the template in advance.

접착방지막 형성 단계(S120)에서는 고분자 몰드 제조 단계(S110)를 통해 반대패턴이 형성된 열가소성 고분자 필름(20)의 표면에 접착방지막(30)을 형성한다. 접착방지막(30)은 후술할 나노패턴 형성 단계(S140)에서 열가소성 고분자 필름(20)과 레진(50, 도 3)이 접착되는 것을 방지하기 위하여 필요하다. 이러한 접착방지막(30)은 열가소성 고분자 필름(20)의 표면에 그라파이트나 테프론을 코팅할 수 있으나, 열가소성 고분자 필름(20)의 표면에 5~20nm 정도의 SiO2층을 스퍼터링 방식 등으로 형성한 후에, 형성된 SiO2층 표면에 단분자의 크기가 수 nm 정도인 실란 계열의 (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetra-hydrodecyl)trichlorosilane, Cl3Si(C2H4)C8F17 등의 표면 에너지가 낮은 물질을 코팅하여 이루어지는 것이 바람직하다. 하나의 예로, 실리콘 기판의 경우 실리콘과 SiO2 계면에서는 강한 화학적 결합이 형성되지만, 상기 예와 같은 실란 계열의 물질 간에는 반데르발스 힘과 정전기력(electrostatic force)만이 작용하여, 상기의 실란 계열의 물질을 SiO2층 위에 SAM(Self Assembled Monolayer) 코팅하면, 코팅으로 인한 표면 에너지 변화가 크고, 다양한 기능성을 가질 수 있어서 원활한 이형이 가능하다. In the anti-adhesion film forming step (S120), an anti-adhesion film 30 is formed on the surface of the thermoplastic polymer film 20 in which the opposite pattern is formed through the polymer mold manufacturing step (S110). The anti-sticking film 30 is necessary to prevent the thermoplastic polymer film 20 and the resin 50 (FIG. 3) from being adhered in the nanopattern forming step S140 to be described later. The anti-sticking film 30 may be coated with graphite or Teflon on the surface of the thermoplastic polymer film 20, but after forming a SiO 2 layer of about 5 ~ 20nm on the surface of the thermoplastic polymer film 20 by sputtering or the like of, SiO monomolecular silane series of nm to about the size of a two-layer formed surface (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetra-hydrodecyl ) trichlorosilane, Cl 3 Si (C 2 H 4) C 8 F 17 , etc. It is preferable to coat the material having a low surface energy. As an example, in the case of a silicon substrate, a strong chemical bond is formed at the interface between silicon and SiO 2 , but only van der Waals forces and electrostatic forces act between the silane-based materials as in the above example. When the SAM (Self Assembled Monolayer) coating on the SiO 2 layer, the surface energy change due to the coating is large, it can have a variety of functionalities to enable a smooth release.

이상의 고분자 몰드 제조 단계(S110)와 열가소성 고분자 필름 표면의 접착방지막 형성 단계(S120)는 태양전지의 반사방지막을 제조하기 위한 다음의 단계들의 준비 단계라 할 수 있다. The above-described polymer mold manufacturing step (S110) and the step of forming an anti-adhesion film on the surface of the thermoplastic polymer film (S120) may be referred to as preparation steps of the following steps for manufacturing the anti-reflection film of the solar cell.

도 3은 반사방지막 제조를 위한 레진 드롭 단계(S130)와 나노패턴 형성 단계(S140)를 도시한 것이다. 상기의 나노패턴의 반대패턴이 형성된 열가소성 고분자 필름(20)은 고분자 템플릿(Polymer template)으로 활용된다. 3 illustrates a resin drop step (S130) and a nanopattern forming step (S140) for manufacturing an anti-reflection film. The thermoplastic polymer film 20 in which the opposite pattern of the nanopattern is formed is used as a polymer template.

도 3을 참조하면, 레진 드롭 단계(S130)에서는 나노패턴이 형성될 기판(40) 표면에 용융상태의 레진(50)을 드롭(drop)한다. 드롭되는 레진(50)의 양은 열가소성 고분자 필름(20) 표면의 반대패턴 내부를 완전히 충진시킬 수 있을 정도로 충분하여야 한다.Referring to FIG. 3, in the resin drop step S130, the resin 50 in a molten state is dropped on the surface of the substrate 40 on which the nanopattern is to be formed. The amount of the resin 50 to be dropped should be sufficient to completely fill the inside of the opposite pattern of the surface of the thermoplastic polymer film 20.

기판(40)은 태양전지 표면층을 이루는 실리콘 등의 물질로 이루어지거나, 태양전지 모듈화 공정에서 필요한 보호층을 이루는 유리, 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 등의 물질로 이루어질 수 있다. The substrate 40 may be made of a material such as silicon constituting the solar cell surface layer, or may be made of a material such as glass, ethylene vinyl acetate (EVA), etc., which forms a protective layer required for the solar cell modularization process.

나노패턴 형성 단계(S140)에서는 열가소성 고분자 필름(20) 표면에 형성된 반대패턴 내부에 레진(50)이 충진되도록 열가소성 고분자 필름을 프레싱(pressing)한 상태에서 레진(50)을 경화시킨 후, 열가소성 고분자 필름(20)을 분리한다. In the nanopattern forming step (S140), after curing the resin 50 in a state in which the thermoplastic polymer film is pressed so that the resin 50 is filled in the opposite pattern formed on the surface of the thermoplastic polymer film 20, the thermoplastic polymer Separate the film 20.

레진의 경화는 열경화 방식, UV경화 방식 등이 이용될 수 있고, 레진의 경화 방식에 따라 드롭되는 레진(50) 역시 열경화용 레진, UV경화용 레진 등으로 선택된다. The curing of the resin may be a thermosetting method, UV curing method and the like, the resin 50 is dropped according to the curing method of the resin is also selected as a thermosetting resin, UV curing resin and the like.

도 3을 참조하면, 본 실시예에서는 경화된 레진(50)에 나노패턴이 형성되어 태양전지의 반사방지막 역할을 하게 된다. 레진(50)은 종류에 따라서 다양한 굴절률을 가질 수 있으나, 레진(50)과 기판(40)의 굴절률 차이가 큰 경우 입사되는 광에서 반사되는 양이 많아지게 되므로 레진(50)은 기판(40)을 이루는 물질의 굴절률의 80~120%의 굴절률을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기판(40) 물질로 유리를 이용할 경우, 유리의 굴절률이 1.5정도이므로, 레진(50) 역시 비슷한 굴절률을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 레진의 예로, UV경화용 레진의 경우 켐옵틱스(Chemoptics)사 제조 NIP-K28™ UV-curable resin(perfluorinated acrylate monomers mixed with UV photo-initiator)이나 ZPU resin 시리즈를 들 수 있고, 열경화용 레진의 경우 UV photo-initiator가 제외된 NIP-K28™에 thermal initiator가 혼합된 레진을 들 수 있다. 상기의 레진들은 대략 1.4~1.5 정도의 범위 내에서 굴절률의 조절이 가능하다. Referring to FIG. 3, in this embodiment, a nanopattern is formed on the cured resin 50 to serve as an antireflection film of a solar cell. The resin 50 may have various refractive indices according to the type. However, when the difference between the refractive indices of the resin 50 and the substrate 40 is large, the amount of light reflected from the incident light increases, so that the resin 50 may be formed of the substrate 40. It is preferable to have a refractive index of 80 to 120% of the refractive index of the material forming. For example, when glass is used as the substrate 40 material, since the refractive index of the glass is about 1.5, it is preferable that the resin 50 also has a similar refractive index. Examples of such a resin include a NIP-K28 ™ UV-curable resin (perfluorinated acrylate monomers mixed with UV photo-initiator) or ZPU resin series manufactured by Chemoptics. For example, NIP-K28 ™, which excludes UV photo-initiator, may be a resin mixed with a thermal initiator. The resins can adjust the refractive index within the range of about 1.4 ~ 1.5.

도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an anti-reflection film of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법은 고분자 몰드 제조 단계(S410), 접착방지막 형성 단계(S420), 레진 드롭 단계(S430), 나노패턴 형성 단계(S440), O2 RIE에 의한 레진 식각 단계(S450) 및 드라이 에칭에 의한 기판 식각 단계(S460)를 포함하여 이루어진다.Referring to Figure 4, the anti-reflection film manufacturing method of the solar cell according to another embodiment of the present invention is a polymer mold manufacturing step (S410), the anti-stick film forming step (S420), the resin drop step (S430), the nano-pattern forming step (S440), the resin etching step (S450) by O 2 RIE and the substrate etching step (S460) by dry etching is made.

고분자 몰드 제조 단계(S410)에서는 나노패턴이 형성된 템플릿(10)으로 열가 소성 고분자 필름(20)을 스탬핑하여 열가소성 고분자 필름(20) 표면에 반대패턴을 형성한 후, 템플릿(10)을 분리한다. 접착방지막 형성 단계(S420)에서는 열가소성 고분자 필름(20) 표면에 접착방지막(30)을 형성한다. 레진 드롭 단계(S430)에서는 나노패턴이 형성될 기판(40) 표면에 용융상태의 레진(50)을 드롭한다. 나노패턴 형성 단계(S440)에서는 열가소성 고분자 필름(20) 표면의 반대패턴 내부에 레진(50)이 충진되도록 열가소성 고분자 필름(20)을 프레싱한 상태에서 레진(50)을 경화시킨 후, 열가소성 고분자 필름(20)을 분리한다. 상기의 고분자 몰드 제조 단계(S410) 내지 나노패턴 형성 단계(S440)는 도 1에서와 마찬가지이다.In the polymer mold manufacturing step (S410), the thermoplastic polymer film 20 is stamped with the template 10 having the nanopattern formed thereon to form an opposite pattern on the surface of the thermoplastic polymer film 20, and then the template 10 is separated. In the anti-adhesion film forming step (S420), an anti-adhesion film 30 is formed on the surface of the thermoplastic polymer film 20. In the resin drop step (S430), the resin 50 in a molten state is dropped onto the surface of the substrate 40 on which the nanopattern is to be formed. In the nanopattern forming step (S440), the resin 50 is cured while the thermoplastic polymer film 20 is pressed so that the resin 50 is filled in the opposite pattern on the surface of the thermoplastic polymer film 20, and then the thermoplastic polymer film Remove (20). The polymer mold manufacturing step (S410) to the nanopattern forming step (S440) is the same as in FIG.

도 5는 반사방지막 제조를 위한 O2 RIE에 의한 레진 식각 단계(S450) 및 드라이 에칭에 의한 기판 식각 단계(S460)를 도시한 것이다. FIG. 5 illustrates a resin etching step (S450) by O 2 RIE and a substrate etching step (S460) by dry etching for manufacturing an anti-reflection film.

도 5를 참조하면, 본 실시예에서는 도 3과 달리 기판에 나노패턴을 직접 패터닝함으로써 반사방지막을 제조한다. Referring to FIG. 5, in the present embodiment, an antireflection film is manufactured by directly patterning a nanopattern on a substrate, unlike in FIG. 3.

O2 RIE에 의한 레진 식각 단계(S450)에서는 O2가스를 반응가스로 하는 반응성 이온 에칭(RIE)을 이용하여 경화된 레진(50)을 식각한다. 식각은 기판(40) 표면의 일부가 노출될 때까지, 즉 상대적으로 얇은 두께를 갖는 레진 부분(A)이 제거될 때까지 이루어진다. 이때 식각되는 레진의 두께는 상기의 나노패턴 형성 단계(S440)에서 프레싱된 상태일 때, 열가소성 고분자 필름(20) 표면과 기판(40) 표면 사이의 간격에 의해 결정되며, 대략 10nm 정도가 될 수 있다. The resin etching step (S450) by O 2 RIE and etching the resin 50 is cured by using a reactive ion etching (RIE) of the O 2 gas to the reaction gas. Etching is performed until a portion of the surface of the substrate 40 is exposed, that is, until the resin portion A having a relatively thin thickness is removed. In this case, the thickness of the resin to be etched is determined by the distance between the surface of the thermoplastic polymer film 20 and the surface of the substrate 40 when pressed in the nanopattern forming step (S440), and may be about 10 nm. have.

드라이 에칭에 의한 기판 식각 단계(S460)에서는 드라이 에칭(Dry Etching) 을 이용하여 레진(50)이 제거될 때까지 기판(40)을 식각한다. 상기의 O2 RIE에 의한 레진 식각 단계(S450)에 의해 기판(40)에서 레진이 존재하지 않는 부분(B)은 기판(40)이 식각되고, 기판(40)에서 레진(50)이 존재하는 부분(C)은 레진(50)이 식각되게 되므로, 결국 기판(40)에서 레진(50)이 완전히 제거될 때 기판(40)에는 레진의 패턴과 동일한 나노패턴이 형성된다. In the substrate etching step (S460) by dry etching, the substrate 40 is etched by using dry etching until the resin 50 is removed. Resin etching step (S450) of the resin by the O 2 RIE portion (B) where the resin is not present in the substrate 40, the substrate 40 is etched, the resin 50 is present in the substrate 40 Since the portion C is to be etched the resin 50, when the resin 50 is completely removed from the substrate 40, the same nano-pattern as the pattern of the resin is formed on the substrate 40.

본 실시예에서는 기판을 직접 패터닝하기 때문에 레진의 굴절률에 아무런 제한이 없어, 그만큼 레진의 선택폭이 넓어지는 특징이 있다.In the present embodiment, since the substrate is directly patterned, there is no restriction on the refractive index of the resin, and thus the resin has a wider selection range.

도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an anti-reflection film of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법은 템플릿 준비 단계(S610), 나노패턴 형성 단계(S620) 및 템플릿 분리 단계(S630)를 포함하여 이루어진다. Referring to FIG. 6, the method of manufacturing an anti-reflection film of a solar cell according to another embodiment of the present invention includes a template preparation step (S610), a nanopattern forming step (S620), and a template separation step (S630).

도 7은 도 6의 각 단계를 도시한 것으로, 이하, 도 7을 참조한다. 또한, 본 단계의 기판은 열가소성 고분자 기판으로, 그 성질은 도 2에 도시된 열가소성 고분자 필름과 다르지 않으므로, 동일한 도면부호를 사용한다. FIG. 7 illustrates each step of FIG. 6, hereinafter with reference to FIG. 7. In addition, since the substrate of this step is a thermoplastic polymer substrate, and its properties are not different from those of the thermoplastic polymer film shown in Fig. 2, the same reference numerals are used.

템플릿 준비 단계(S610)에서는 열가소성 고분자 기판(20) 상부에 형성하고자 하는 나노패턴의 반대패턴이 형성된 템플릿(10)을 준비한다. In the template preparing step (S610), the template 10 having the opposite pattern of the nanopattern to be formed on the thermoplastic polymer substrate 20 is prepared.

나노패턴 형성 단계(S620)에서는 템플릿(10)으로 열가소성 고분자 기판(20) 을 스탬핑하여 열가소성 고분자 기판(20) 표면에 나노패턴을 형성한다.In the nanopattern forming step (S620), the thermoplastic polymer substrate 20 is stamped with the template 10 to form a nanopattern on the surface of the thermoplastic polymer substrate 20.

템플릿 분리 단계(S630)에서는 템플릿(10)을 열가소성 고분자 기판(20)으로부터 분리한다. In the template separation step (S630), the template 10 is separated from the thermoplastic polymer substrate 20.

이때, 나노패턴 형성 단계(S620)는 열가소성 고분자 기판(20)의 유리온도(Tg)보다 높은 온도로 가열하여 공정을 진행하고, 템플릿 분리 단계(S630)는 열가소성 고분자 기판(20)의 유리온도(Tg)보다 낮은 온도로 냉각하여 공정을 진행한다. At this time, the nano-pattern forming step (S620) is heated to a temperature higher than the glass temperature (Tg) of the thermoplastic polymer substrate 20, and the process of template separation (S630) is a glass temperature (of the thermoplastic polymer substrate 20) The process proceeds by cooling to a temperature lower than Tg).

템플릿(10)은 열과 압력에 강한 물질로서, SiC, SiO2, Si3N4, Al2O3, MgO, Si, Ni 등의 물질이 될 수 있으며, 열가소성 고분자 기판으로부터 효율적인 이형을 위하여 표면에 그라파이트가 코팅되어 있는 것이 바람직하다. The template 10 is a material resistant to heat and pressure, and may be a material such as SiC, SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , MgO, Si, Ni, etc. It is preferred that the graphite is coated.

열가소성 고분자 기판(20)은 투명하고 열에 강한 물질로 된 것이 바람직하며, 이러한 열가소성 고분자 기판(20)은 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리염화비닐(PVC), 폴리 메틸 메타크릴레이트, 폴리 메틸 아크릴레이트, 폴리스티렌, 니트로셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 폴리카보네이트, 폴레에틸렌 테레프탈레이트, ABS 수지, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리 에테르 술폰, 폴리비닐 아세탈, 폴리 에테르 케톤 및 폴리우레탄 중에서 어느 하나 또는 2이상의 물질 등으로 이루어질 수 있다. Preferably, the thermoplastic polymer substrate 20 is made of a transparent and heat resistant material, and the thermoplastic polymer substrate 20 is made of ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene, polypropylene, polyolefin, polyvinyl chloride (PVC), and polymethyl meta. Any of methacrylate, poly methyl acrylate, polystyrene, nitrocellulose, acetylcellulose, polycarbonate, polyethylene terephthalate, ABS resin, polyamide, polyimide, polyether sulfone, polyvinyl acetal, polyether ketone and polyurethane Or two or more materials.

본 실시예는 엠보싱 방법을 적용하여 기판(40)에 직접 나노패턴을 형성하여 반사방지막을 제조하는 것이다. 따라서, 본 실시예에서 이용되는 기판은 투명하고, 열에 강한 열가소성 고분자 재질의 기판이므로 태양전지 모듈화 공정중 보호층으로 사용되는 EVA 필름 등에 반사방지막을 직접 형성할 수 있는 특징이 있다. In this embodiment, the anti-reflection film is manufactured by directly forming a nanopattern on the substrate 40 by applying an embossing method. Therefore, since the substrate used in the present embodiment is a transparent, heat resistant thermoplastic polymer substrate, the antireflection film may be directly formed on an EVA film or the like used as a protective layer during the solar cell modularization process.

도 8a 및 도 8b는 PVC 필름의 핫 엠보싱 결과를 나타내는 SEM 사진이다. 도 8a에서 템플릿은 니켈(Ni) 템플릿을 이용하였다. 도 8a 및 도 8b의 PVC 필름 핫 엠보싱은 도 1의 고분자 몰드 제조 단계(S110), 도 6의 나노패턴 형성 단계(S620) 등에 적용될 수 있다. 도 8b를 참조하면, PVC 필름의 핫 엠보싱 결과, 대략 100nm의 패턴 폭과, 대략 250nm의 패턴 피치를 갖는 매우 규칙적인 나노패턴이 정교하게 형성될 수 있음을 알 수 있다. 8A and 8B are SEM photographs showing the results of hot embossing of a PVC film. In FIG. 8A, the template used a nickel (Ni) template. PVC film hot embossing of Figure 8a and 8b may be applied to the polymer mold manufacturing step (S110) of Figure 1, the nanopattern forming step (S620) of Figure 6 and the like. Referring to FIG. 8B, as a result of hot embossing of the PVC film, it can be seen that very regular nanopatterns having a pattern width of approximately 100 nm and a pattern pitch of approximately 250 nm can be formed precisely.

도 9는 반사방지막의 나노패턴 유무에 따른 광투과율을 비교한 그래프이다. 도 9를 참조하면 반사방지막에 나노패턴, 즉 모스아이 구조(moth-eye structure)가 형성된 경우가 그렇지 않은 경우보다 넓은 파장대에서 광투과율이 높음을 알 수 있고, 그 결과 태양전지의 광투과 효율이 6~7%정도 향상되는 것을 알 수 있다. 9 is a graph comparing light transmittance according to the presence or absence of a nanopattern of the antireflection film. Referring to FIG. 9, it can be seen that a nanopattern, ie, a moth-eye structure, is formed on the antireflection film to have a higher light transmittance at a broader wavelength band than otherwise. As a result, the light transmission efficiency of the solar cell is increased. It can be seen that the improvement is 6-7%.

반사방지막 형성을 위한 나노패턴은 기판의 어느 한면에 형성되는 경우뿐만 아니라 양면 모두에 형성될 수도 있다. 이 경우에는 기판의 양면 모두에서 광투과가 이루어지므로 광투과 효율을 더욱 높일 수 있다. 도 10은 PVC 기판의 양면에 나노패턴이 형성된 경우의 광투과율을 도시한 것이다. 도 10을 참조하면, PVC 기판에 나노패턴이 형성되지 않을 경우보다 나노패턴이 형성되었을 경우가 광투과율이 높고, PVC 기판의 한쪽 면에만 나노패턴이 형성되었을 경우보다 PVC 기판의 양쪽 면에 나노패턴이 형성된 경우가 광투과율이 높음을 알 수 있다. The nanopattern for forming the anti-reflection film may be formed on both sides as well as the case on which one side of the substrate is formed. In this case, since light transmission is performed at both sides of the substrate, the light transmission efficiency can be further increased. 10 illustrates light transmittance when nano patterns are formed on both sides of a PVC substrate. Referring to FIG. 10, the light transmittance is higher when the nanopattern is formed than when the nanopattern is not formed on the PVC substrate, and the nanopattern is formed on both sides of the PVC substrate than when the nanopattern is formed on only one side of the PVC substrate. It can be seen that the light transmittance is high when this is formed.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법은 간단 한 임프린트 방법(도 1 및 도 3), 임프린트 방법과 식각 방법(도 4 및 도 5), 엠보싱 방법(도 6 및 도 7)으로 태양전지의 표면이나 보호층에 나노패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 상기와 같은 방법을 이용하여 제조된 반사방지막은 나노패턴을 통해서 태양전지 표면에서의 빛의 반사를 감소시켜, 결국 태양전지의 광투과 효율을 높일 수 있다. As described above, the method for manufacturing an anti-reflection film of a solar cell according to the present invention includes a simple imprint method (FIGS. 1 and 3), an imprint method and an etching method (FIGS. 4 and 5), and an embossing method (FIGS. 6 and 7). The nanopattern can be formed on the surface of the solar cell or the protective layer. Therefore, the anti-reflection film manufactured using the method as described above may reduce the reflection of light on the surface of the solar cell through the nanopattern, thereby increasing the light transmission efficiency of the solar cell.

이상에서는 본 발명의 일 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.Although the above has been described with reference to one embodiment of the present invention, various changes and modifications can be made at the level of those skilled in the art. Such changes and modifications may belong to the present invention without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention will be determined by the claims described below.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an anti-reflection film of a solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 고분자 몰드 제조 단계를 도시한 것이다. FIG. 2 illustrates a polymer mold manufacturing step of FIG. 1.

도 3은 도 1의 레진 드롭 단계와 나노패턴 형성 단계를 도시한 것이다.FIG. 3 illustrates a resin drop step and a nanopattern forming step of FIG. 1.

도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an anti-reflection film of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 O2 RIE에 의한 레진 식각 단계 및 드라이 에칭에 의한 기판 식각 단계를 도시한 것이다. FIG. 5 illustrates a resin etching step by O 2 RIE and a substrate etching step by dry etching of FIG. 4.

도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 태양전지의 반사방지막 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an anti-reflection film of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 7은 도 6의 각 단계를 도시한 것이다. FIG. 7 illustrates each step of FIG. 6.

도 8a 및 도 8b는 PVC 필름의 핫 엠보싱 결과를 나타내는 SEM 사진이다.8A and 8B are SEM photographs showing the results of hot embossing of a PVC film.

도 9는 반사방지막의 나노패턴 유무에 따른 광투과율을 비교한 그래프이다. 9 is a graph comparing light transmittance according to the presence or absence of a nanopattern of the antireflection film.

도 10은 PVC 기판에 나노패턴이 형성된 경우의 광투과율을 도시한 것이다.10 illustrates light transmittance when a nanopattern is formed on a PVC substrate.

Claims (18)

(a)나노패턴이 형성된 템플릿으로 열가소성 고분자 필름을 스탬핑(stamping)하여 상기 열가소성 고분자 필름 표면에 반대패턴을 형성한 후, 상기 템플릿을 분리하는 단계; (a) forming a reverse pattern on the surface of the thermoplastic polymer film by stamping the thermoplastic polymer film with a template on which a nanopattern is formed, and then separating the template; (b)상기 열가소성 고분자 필름 표면에 접착방지막을 형성하는 단계; (b) forming an anti-adhesion film on the surface of the thermoplastic polymer film; (c)나노패턴이 형성될 기판 표면에 상기 기판을 이루는 물질의 굴절률의 80~120%의 굴절률을 갖는 용융상태의 레진을 드롭(drop)하는 단계; 및(c) dropping a resin in a molten state having a refractive index of 80 to 120% of the refractive index of the material forming the substrate on the surface of the substrate on which the nano pattern is to be formed; And (d)상기 열가소성 고분자 필름 표면의 반대패턴 내부에 상기 레진이 충진되도록 상기 열가소성 고분자 필름을 프레싱(pressing)한 상태에서 상기 레진을 경화시켜 상기 기판 표면에 나노패턴을 형성한 후, 상기 열가소성 고분자 필름을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. (d) forming the nanopattern on the surface of the substrate by curing the resin in a state in which the thermoplastic polymer film is pressed to fill the resin inside the opposite pattern of the surface of the thermoplastic polymer film, and then, the thermoplastic polymer film Method for producing an anti-reflection film of a solar cell comprising the step of separating. (a)나노패턴이 형성된 템플릿으로 열가소성 고분자 필름을 스탬핑하여 상기 열가소성 고분자 필름 표면에 반대패턴을 형성한 후, 상기 템플릿을 분리하는 단계; (a) forming a reverse pattern on the surface of the thermoplastic polymer film by stamping the thermoplastic polymer film with a template on which the nanopattern is formed, and then separating the template; (b)상기 열가소성 고분자 필름 표면에 접착방지막을 형성하는 단계; (b) forming an anti-adhesion film on the surface of the thermoplastic polymer film; (c)나노패턴이 형성될 기판 표면에 용융상태의 레진을 드롭하는 단계; (c) dropping the resin in the molten state on the surface of the substrate on which the nano pattern is to be formed; (d)상기 열가소성 고분자 필름 표면의 반대패턴 내부에 상기 레진이 충진되 도록 상기 열가소성 고분자 필름을 프레싱한 상태에서 상기 레진을 경화시킨 후, 상기 열가소성 고분자 필름을 분리하는 단계;(d) curing the resin in a state in which the thermoplastic polymer film is pressed to fill the resin inside the opposite pattern of the surface of the thermoplastic polymer film, and then separating the thermoplastic polymer film; (e)O2가스를 반응가스로 하는 반응성 이온 에칭(RIE)을 이용하여, 상기 기판 표면이 노출될 때까지 상기 레진을 식각하는 단계; 및(e) etching the resin until the surface of the substrate is exposed using reactive ion etching (RIE) using O 2 gas as a reaction gas; And (f)드라이 에칭(Dry Etching)을 이용하여 상기 레진이 제거될 때까지 상기 기판을 식각하여 기판 표면에 나노패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. (f) etching the substrate until the resin is removed using dry etching to form a nanopattern on the surface of the solar cell. 제1항 또는 제2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 기판 양면에 상기 나노패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. The anti-reflection film manufacturing method of the solar cell, characterized in that to form the nano-pattern on both sides of the substrate. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (a)단계는,The method of claim 1 or 2, wherein step (a) comprises: (a1)상기 템플릿을 상기 열가소성 고분자 필름 상부에 준비하는 단계;(a1) preparing the template on the thermoplastic polymer film; (a2)상기 열가소성 고분자 필름의 유리온도(Tg)보다 높은 온도에서 스탬핑하는 단계; 및(a2) stamping at a temperature higher than the glass temperature (Tg) of the thermoplastic polymer film; And (a3)상기 열가소성 고분자 필름의 유리온도(Tg)보다 낮은 온도에서 상기 템 플릿을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. (A3) The method of manufacturing an anti-reflection film of a solar cell comprising the step of separating the template at a temperature lower than the glass temperature (Tg) of the thermoplastic polymer film. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (b)단계는The method of claim 1 or 2, wherein step (b) 상기 열가소성 고분자 필름의 표면에 5~20nm 정도의 두께로 SiO2층을 형성한 후, SiO2층 위에 (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetra-hydrodecyl)trichlorosilane 또는 Cl3Si(C2H4)C8F17 중에서 어느 하나의 물질을 SAM(Self Assembled Monolayer) 코팅하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. After forming a SiO 2 layer having a thickness of about 5-20 nm on the surface of the thermoplastic polymer film, (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetra-hydrodecyl) trichlorosilane or Cl 3 Si (C 2 H) on the SiO 2 layer 4 ) A method for manufacturing an anti-reflection film of a solar cell, characterized in that the coating of any one material of C 8 F 17 SAM (Self Assembled Monolayer). 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열가소성 고분자 필름은The method of claim 1 or 2, wherein the thermoplastic polymer film 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리염화비닐(PVC), 폴리 메틸 메타크릴레이트, 폴리 메틸 아크릴레이트, 폴리스티렌, 니트로셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 폴리카보네이트, 폴레에틸렌 테레프탈레이트, ABS 수지, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리 에테르 술폰, 폴리비닐 아세탈, 폴리 에테르 케톤 및 폴리우레탄 중에서 적어도 하나의 물질로 된 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. Ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene, polypropylene, polyolefin, polyvinyl chloride (PVC), poly methyl methacrylate, poly methyl acrylate, polystyrene, nitrocellulose, acetyl cellulose, polycarbonate, polyethylene terephthalate, ABS resin Method of manufacturing an anti-reflection film of a solar cell, characterized in that made of at least one of polyamide, polyimide, polyether sulfone, polyvinyl acetal, polyether ketone and polyurethane. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판은 The method of claim 1 or 2, wherein the substrate 실리콘, 유리 및 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 중에서 어느 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. Method for producing an anti-reflection film of a solar cell, characterized in that made of any one of silicon, glass and ethylene vinyl acetate (EVA). 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 레진은The method of claim 1 or 2, wherein the resin is 열 경화형 또는 UV 경화형 레진인 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. Method for producing an antireflection film of a solar cell, characterized in that the heat-curable or UV-curable resin. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 템플릿은 The method of claim 1 or 2, wherein the template SiC, SiO2, Si3N4, Al2O3, MgO, Si 및 Ni 중에서 어느 하나의 물질로 된 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. Method for producing an anti-reflection film of a solar cell, characterized in that the material of any one of SiC, SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , MgO, Si and Ni. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 템플릿은The method of claim 1 or 2, wherein the template 표면에 그라파이트(Graphite)가 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. Method for producing an anti-reflection film of a solar cell, characterized in that the graphite (Graphite) is coated on the surface. (a)열가소성 고분자 기판 상부에 형성하고자 하는 나노패턴의 반대패턴이 형성된 템플릿을 준비하는 단계;(a) preparing a template on which the opposite pattern of the nanopattern to be formed is formed on the thermoplastic polymer substrate; (b)상기 템플릿으로 상기 열가소성 고분자 기판을 스탬핑하여 상기 열가소성 고분자 기판 표면에 나노패턴을 형성하는 단계; 및(b) forming a nanopattern on the surface of the thermoplastic polymer substrate by stamping the thermoplastic polymer substrate with the template; And (c)상기 템플릿을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. (C) a method of manufacturing an anti-reflection film of a solar cell comprising the step of separating the template. 제11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 열가소성 고분자 기판 양면에 상기 나노패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. The anti-reflection film manufacturing method of the solar cell, characterized in that to form the nano-pattern on both sides of the thermoplastic polymer substrate. 제11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 (b)단계는 상기 열가소성 고분자 기판의 유리온도(Tg)보다 높은 온도에서 이루어지고,The step (b) is made at a temperature higher than the glass temperature (Tg) of the thermoplastic polymer substrate, 상기 (c)단계는 상기 열가소성 고분자 기판의 유리온도(Tg)보다 낮은 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. Step (c) is a method of manufacturing an anti-reflection film of a solar cell, characterized in that at a temperature lower than the glass temperature (Tg) of the thermoplastic polymer substrate. 제11항에 있어서, 상기 템플릿은 The method of claim 11, wherein the template is SiC, SiO2, Si3N4, Al2O3, MgO, Si 및 Ni 중에서 어느 하나의 물질로 된 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. Method for producing an anti-reflection film of a solar cell, characterized in that the material of any one of SiC, SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , MgO, Si and Ni. 제11항에 있어서, 상기 열가소성 고분자 기판은The method of claim 11, wherein the thermoplastic polymer substrate 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리염화비닐(PVC), 폴리 메틸 메타크릴레이트, 폴리 메틸 아크릴레이트, 폴리스티렌, 니트로셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 폴리카보네이트, 폴레에틸렌 테레프탈레이트, ABS 수지, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리 에테르 술폰, 폴리비닐 아세탈, 폴리 에테르 케톤 및 폴리우레탄 중에서 적어도 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. Ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene, polypropylene, polyolefin, polyvinyl chloride (PVC), poly methyl methacrylate, poly methyl acrylate, polystyrene, nitrocellulose, acetyl cellulose, polycarbonate, polyethylene terephthalate, ABS resin Method for producing an anti-reflection film of a solar cell, characterized in that made of at least one of polyamide, polyimide, poly ether sulfone, polyvinyl acetal, poly ether ketone and polyurethane. 제11항에 있어서, 상기 템플릿은The method of claim 11, wherein the template is 표면에 그라파이트가 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지의 반사방지막 제조 방법. Method for producing an anti-reflection film of a solar cell, characterized in that the surface is coated with graphite. 제1항, 제2항 및 제11항 중 어느 하나의 제조 방법을 이용하여 제조된 반사방지막이, 표면에 형성되어 있는 태양전지. The solar cell in which the antireflection film manufactured using the manufacturing method in any one of Claims 1, 2, and 11 is formed in the surface. 제1항, 제2항 및 제11항 중 어느 하나의 제조 방법을 이용하여 제조된 반사방지막이, 보호층에 형성되어 있는 태양전지. The solar cell in which the antireflection film manufactured using the manufacturing method in any one of Claims 1, 2, and 11 is formed in a protective layer.
KR1020080103898A 2008-10-22 2008-10-22 Fabrication method of anti-reflection layer for solar cells using nano-sized patterns KR100986911B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080103898A KR100986911B1 (en) 2008-10-22 2008-10-22 Fabrication method of anti-reflection layer for solar cells using nano-sized patterns

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080103898A KR100986911B1 (en) 2008-10-22 2008-10-22 Fabrication method of anti-reflection layer for solar cells using nano-sized patterns

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100044673A true KR20100044673A (en) 2010-04-30
KR100986911B1 KR100986911B1 (en) 2010-10-08

Family

ID=42219341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080103898A KR100986911B1 (en) 2008-10-22 2008-10-22 Fabrication method of anti-reflection layer for solar cells using nano-sized patterns

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100986911B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103576448A (en) * 2013-11-06 2014-02-12 无锡英普林纳米科技有限公司 Method for preparing porous antireflection film through nanometer coining
KR101682133B1 (en) * 2015-11-09 2016-12-02 한국과학기술연구원 Optical film with quantum dots embedded in nano patterns, a preparation method thereof and solar cell comprising the same
CN108089398A (en) * 2018-01-04 2018-05-29 大连大学 A kind of nanometer of through-hole array polymer template and preparation method thereof

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101325646B1 (en) 2010-09-16 2013-11-20 한국전자통신연구원 Solar cell and method of forming the same
CN102148292B (en) * 2011-03-22 2012-07-04 上海采日光伏技术有限公司 Preparation method for texture of solar cell
KR101500167B1 (en) * 2013-10-14 2015-03-09 경희대학교 산학협력단 Fabricating method for antireflection layer with antireflection grating pattern nanostructure and fabricating method for optical element with antireflection layer
CN107952463B (en) * 2017-12-12 2020-07-28 万华化学集团股份有限公司 Acetalization catalyst, preparation method thereof and method for preparing 1,1,4, 4-tetramethoxy-2-butene
KR20210057485A (en) 2019-11-12 2021-05-21 한국전기연구원 Manufacturing method of low light quantity high efficiency silicon solar cell through antireflective coating technology
KR20210119806A (en) * 2020-03-25 2021-10-06 울산과학기술원 Solar cell and fabrication method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100488049B1 (en) * 2003-01-16 2005-05-06 엘지전자 주식회사 nano imprint fabrication method
KR100531039B1 (en) * 2004-02-04 2005-11-28 한국과학기술원 Method for lithography by using nano transfer molding and master substrate and method for making nano transfer mold
GB2432722A (en) * 2005-11-25 2007-05-30 Seiko Epson Corp Electrochemical cell and method of manufacture
KR101441377B1 (en) * 2007-02-05 2014-09-18 엘지디스플레이 주식회사 Solar Cell And Fabricating Method Thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103576448A (en) * 2013-11-06 2014-02-12 无锡英普林纳米科技有限公司 Method for preparing porous antireflection film through nanometer coining
KR101682133B1 (en) * 2015-11-09 2016-12-02 한국과학기술연구원 Optical film with quantum dots embedded in nano patterns, a preparation method thereof and solar cell comprising the same
US9966488B2 (en) 2015-11-09 2018-05-08 Korea Institute Of Scicence And Technology Optical film with quantum dots embedded in nano patterns, a preparation method thereof and solar cell comprising the same
CN108089398A (en) * 2018-01-04 2018-05-29 大连大学 A kind of nanometer of through-hole array polymer template and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR100986911B1 (en) 2010-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100986911B1 (en) Fabrication method of anti-reflection layer for solar cells using nano-sized patterns
Massiot et al. Progress and prospects for ultrathin solar cells
JP6272855B2 (en) Structured laminated transfer film and method
Leem et al. Broadband and omnidirectional highly-transparent coverglasses coated with biomimetic moth-eye nanopatterned polymer films for solar photovoltaic system applications
US20110277827A1 (en) Nanostructured solar cell
US20120021555A1 (en) Photovoltaic cell texturization
Bessonov et al. Nanoimprint patterning for tunable light trapping in large-area silicon solar cells
TW201201394A (en) Method for manufacturing a photovoltaic device and a thin film solar cell
JP5332088B2 (en) Photoelectric conversion element and manufacturing method thereof
Tatsi et al. Polymeric materials for photon management in photovoltaics
KR20180094057A (en) Multifunctional hierarchical nano and microlenses to improve extraction efficiency of OLED lighting
TWI506806B (en) Method for making solar cell
TW201318188A (en) Solar cell
Lee et al. Fabrication of functional nanosized patterns with UV-curable polysilsesquioxane on photovoltaic protective glass substrates using hybrid nano-imprint lithography
CN102279517A (en) Nano-imprinting method
KR100996751B1 (en) Fabrication method of anti-reflection layer for solar cells using nano-sized patterns
JP2012222042A (en) Substrate for thin film solar cell and manufacturing method therefor
CN109786480B (en) Solar cell with nano array structure and preparation method thereof
TWI603489B (en) Solar cell
US20130125983A1 (en) Imprinted Dielectric Structures
Meier et al. Fabrication of light-scattering multiscale textures by nanoimprinting for the application to thin-film silicon solar cells
Han et al. Nanosized structural anti-reflection layer for thin film solar cells
JP2003298076A (en) Solar cell and manufacturing method therefor
US9202953B1 (en) Method for manufacturing solar cell with nano-structural film
Yoo et al. Lotus leaf structured fluoropolymer foils for superhydrophobicity and enhanced light management in photovoltaic devices

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130717

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160608

Year of fee payment: 6

R401 Registration of restoration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170213

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181002

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 10