KR20100070526A - Apparatus for manufacturing a bulk silicon solar cell and method therefor - Google Patents
Apparatus for manufacturing a bulk silicon solar cell and method therefor Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100070526A KR20100070526A KR1020080129105A KR20080129105A KR20100070526A KR 20100070526 A KR20100070526 A KR 20100070526A KR 1020080129105 A KR1020080129105 A KR 1020080129105A KR 20080129105 A KR20080129105 A KR 20080129105A KR 20100070526 A KR20100070526 A KR 20100070526A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gas
- solar cell
- supply pipe
- chamber
- boat
- Prior art date
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 56
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 56
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims abstract description 22
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 38
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 abstract 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 60
- 239000010408 film Substances 0.000 description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N phosphoryl trichloride Chemical compound ClP(Cl)(Cl)=O XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- 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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 벌크 실리콘 솔라셀 제조장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘 기판의 두께를 얇게 하면서도 기판에서 생산되는 전력 효율을 높일 수 있고, 제조 비용과 장치의 면적을 최소화하고 그 공정을 1/3로 단축할 수 있는 벌크 실리콘 솔라셀 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bulk silicon solar cell manufacturing apparatus and method thereof, and more particularly, to reduce the thickness of the silicon substrate while increasing the power efficiency produced in the substrate, to minimize the manufacturing cost and area of the device and to improve the process The present invention relates to a bulk silicon solar cell manufacturing apparatus which can be shortened to 1/3 and a method of manufacturing the same.
잘 알려진 바와 같이, 광 발전(PV : photovoltaic power)기술은 아직까지는 여러 해결과제를 가지고 있지만, 안전한 자가 발전 전원을 제공하는 동시에, 온실효과 기체를 발생시키지 않으면서 전세계에 장기적인 에너지 수요를 충족시킬 수 있는 유일한 기술로 평가되고 있다.As is well known, photovoltaic power (PV) technology has many challenges yet, but it can provide a safe, self-generated power, while meeting the global long-term energy demand without generating greenhouse gases. It is rated as the only technology that exists.
현재 효율적 변환을 고려할 때 광발전 셀로서, 결정질 벌크 실리콘(bulk silicon) 솔라셀이 가장 문제점이 적고, 단일접합 셀의 효율도 매우 높으므로, 전세계 생산량 가운데 94% 정도에 달하는 데, 이는 전자와 정공 캐리어들을 이들이 생성되는 접합부로부터 부하에 공급하게 되는 셀 전극까지 보내기가 비교적 간단하기 때문이다. 이러한 솔라셀의 제조산업은 국가간 고효율 및 장치 경쟁산업으로 현 재 실리콘 솔라셀 시장에서는 156ㅧ156mm가 주를 이루고 있지만, 한정된 실리콘 자원으로 인하여 가격이 폭등하고 있는 바, 현행 기판의 두께를 200㎛에서 향후 160, 140㎛ 까지로 줄임으로서 제조원가를 절감하려는 노력이 각국의 첨단연구소를 통해 연구되어지고 있다. 이에 따라 실리콘을 이용하여 솔라셀을 생산하는 메이커의 당면과제는 기판의 두께는 얇게 하면서도 기판에서 생산되는 전력효율을 높게 만드는 것이다.Considering efficient conversion, photovoltaic cells are the least problematic of crystalline bulk silicon solar cells, and the efficiency of single junction cells is very high, accounting for 94% of the world's production. This is because it is relatively simple to send carriers from the junction where they are created to the cell electrode that will supply the load. The solar cell manufacturing industry is a high-efficiency and device competition among countries. Currently, the silicon solar cell market is 156 시장 156mm, but the price is skyrocketing due to limited silicon resources. In the future, efforts to reduce manufacturing costs by reducing to 160 and 140㎛ are being studied by state-of-the-art research institutes. Accordingly, a challenge for manufacturers producing solar cells using silicon is to increase the power efficiency produced by the substrate while reducing the thickness of the substrate.
특히 가격과 생산량 및 효율면에서 세계 각국이 경쟁을 하게 됨에 따라 후발주자인 국내 산업이 매우 어려울 것으로 전망되므로, 상대적인 경쟁우위에 서기 위해서는 고효율을 통한 경쟁력을 갖추어야 하는 것이 절실히 요구되며, 또한 대량생산에 대한 요구 역시 매우 커지고 있으므로, 솔라셀 기판 제조 메이커로서 제조원가를 낮추는 원가 경쟁은 세대와 국가를 초월하여 요구되고 있다.In particular, as the nations of the world are competing in terms of price, quantity, and efficiency, it is expected that the domestic industry, which is a latecomer, will be very difficult. The demand is also growing so much that cost competition to lower manufacturing costs as a solar cell substrate manufacturer is required across generations and countries.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 종래의 실리콘 솔라셀의 제조공정을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a manufacturing process of a conventional silicon solar cell will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
실리콘 웨이퍼 기판에 3족 또는 5족의 불순물, 예를 들어 인(P:Phosphorous) 불순물을 주입하여 P-타입 웨이퍼 전면에 N-타입의 정션 레이어(junction layer), 즉 임의의 저항값을 가지는 P-N 정션 레이어를 형성하기 위해서는, 먼저 도 1에 도시된 바와 같이, 불순물을 도포하기 위한 챔버(10)내에 회전가능하게 설치된 지지대(12)상에 로딩된 실리콘 웨이퍼(2)의 표면에 옥시염화인(POcl3) 또는 인산(H3PO4)과 같은 3족 또는 5족 가스 또는 화학물질 용액의 불순물(6)을 사용하여 상압에서 도포(doping)하는 도포공정과, 이어서 도 2에 도시된 바와 같이, 도포된 불순물을 확산시키기 위하여 고온 확산로(20)의 히터(22)를 작동하여 예를 들어 800~900℃의 고온에 노출시킴으로서 불순물(6)을 실리콘 웨이퍼(2)에 확산시키는 열처리공정과, 마지막으로 도 3에 도시된 바와 같이 확산 시 생성되는 크리스탈(crystal) 성분의 산화막(32)의 제거를 위해 습식 식각장치(30)에서 각각 순수공급관(34)과 HF 용액 공급관(36)을 통해 공급되는 순수(DI : Deionized Water)와 불산 용액을 분사하여 습식 식각(Phospho-Silicate Glass(PSG) Wet Etching)을 행하는 산화막 제거공정의 3 공정을 행한다.P-type wafers are implanted with group 3 or 5 impurities, such as phosphorous (P: phosphorous) impurities, to the silicon wafer substrate to form an N-type junction layer, i.e., PN having an arbitrary resistance value. In order to form the junction layer, first, as shown in FIG. 1, phosphorus oxychloride (PVC) is formed on the surface of the
하지만, 이와 같이 3가지 공정으로 이루어진 종래의 솔라셀 제조공정은 실리콘 웨이퍼 속으로 불순물을 주입하는 어려운 방법의 사용과 더불어 여러개의 공정을 거쳐야하고, 각각의 공정을 수행하는 해당 장치를 각각 사용해야함에 따라 설비비가 많이 소요되고, 공정시간이 길며, 그 공정관리 등이 매우 어려울 뿐 만 아니라, 또한 공정간 불필요한 이물질의 발생과, 세정불량, 확산 시에 발생할 수 있는 저항값의 변화와 온도의 변수에 의하여 P-N 정션 레이어에서 불순물의 깊이가 달라지는 등 효율 저하 등의 문제가 야기될 수 있는 변수가 많아서 고효율 제품을 제조하는 데 어려움이 있다.However, the conventional solar cell manufacturing process consisting of three processes has to go through several processes together with the use of a difficult method of injecting impurities into the silicon wafer, and each of the corresponding apparatuses performing the respective processes must be used. Not only does it cost a lot of equipment, it takes a long time, it is very difficult to control the process, and also due to the generation of unnecessary foreign substances, poor cleaning, and diffusion, In the PN junction layer, there are many variables that may cause problems such as deterioration of efficiency such as varying the depth of impurities, which makes it difficult to manufacture high-efficiency products.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 실리콘 웨이퍼 기판에 3족 또는 5족의 불순물을 단일공정으로 주입하여 임 의의 저항값을 가지는 P-N 정션 레이어를 형성함으로써, 고효율을 달성할 수 있고, 제조 비용과 장치의 면적을 최소화하고 그 공정을 1/3로 단축할 수 있는 솔라셀 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention has been invented to solve the above problems, an object of the present invention is to form a PN junction layer having an arbitrary resistance value by injecting impurities of Group 3 or Group 5 into a silicon wafer substrate in a single process, It is to provide a solar cell manufacturing apparatus and its manufacturing method which can achieve high efficiency, minimize the manufacturing cost and the area of the apparatus, and reduce the process by 1/3.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시형태로서 벌크 실리콘 솔라셀 제조장치는 회전가능하게 설치된 보트 스테이지를 구비하는 저진공 챔버와, 상기 챔버의 외벽에 설치되는 히터와, 복수의 웨이퍼를 소정간격으로 적층수납하며, 상기 챔버내의 보트 스테이지에 안착되는 보트와, 상기 보트내에 적층수납된 웨이퍼의 표면에 3족 또는 5족 불순물 도포용 가스를 분사하는 불순물 가스 공급관과 실리콘 성막용 가스를 분사하는 실리콘 성막가스 공급관으로 구성되어 상기 보트의 상부에 형성된 가스 디퓨져와, 상기 가스 디퓨져를 통해 분사된 가스를 균일하게 분사하도록 설치된 다공의 버플을 포함한다.In order to achieve the above object, as an embodiment of the present invention, a bulk silicon solar cell manufacturing apparatus includes a low vacuum chamber having a boat stage rotatably installed, a heater provided on an outer wall of the chamber, and a plurality of wafers. Stacked at intervals, the boat seated on the boat stage in the chamber, the impurity gas supply pipe for injecting the Group 3 or Group 5 impurity application gas to the surface of the wafer stacked and stored in the boat and the silicon deposition gas And a gas diffuser formed in the upper portion of the boat, and a porous buff installed to uniformly inject the gas injected through the gas diffuser.
가스 디퓨져의 불순물 가스 공급관은 상부의 수직 요철관이고, 실리콘 성막가스 공급관은 불순물 가스 공급관 하부에서 격자상으로 교차하는 수평 요철관으로 배열되어 각각의 가스가 공급된다.The impurity gas supply pipe of the gas diffuser is a vertical uneven pipe at the top, and the silicon film forming gas supply pipe is arranged in a horizontal uneven pipe intersected in a lattice form at the bottom of the impurity gas supply pipe, and each gas is supplied.
본 발명에 있어서, 불순물 도포용 가스는 붕소(Boron) 계열의 HBR 가스 또는 인(Phosphorous) 계열의 PH3 가스이고, 실리콘 성막용 가스는 실란 또는 디실란 가스이다.In the present invention, the impurity coating gas is a boron-based HBR gas or a phosphorus-based PH 3 gas, and the silicon film-forming gas is a silane or disilane gas.
또한 챔버는 장비에 복수개, 특히 3개 사용되며, 각각 진공펌프에 의해 진공 이 만들어지며, 주진공 라인과 보조진공 라인이 부착되며, 상기 주진공 라인에는 상기 챔버내 압력을 자동조절하는 압력조절 밸브가 제공된다.In addition, a plurality of chambers, in particular three, are used in the equipment, and a vacuum is made by a vacuum pump, and a main vacuum line and an auxiliary vacuum line are attached, and the main vacuum line is a pressure regulating valve for automatically adjusting the pressure in the chamber. Is provided.
본 발명의 다른 실시형태로서, 상술한 벌크 실리콘 솔라셀 제조장치를 이용하는 벌크 실리콘 솔라셀 제조방법은 회전가능하게 설치된 보트 스테이지상에 소정간격으로 복수의 웨이퍼가 수납적층된 보트가 안착된 상태에서 상기 챔버내를 저진공으로 만드는 단계와, 상기 챔버내의 상기 각 웨이퍼의 표면에 붕소(Boron) 계열의 HBR 가스 또는 인(Phosphorous) 계열의 PH3 가스와 같은 3족 또는 5족 가스 또는 다른 화학물질의 불순물 도포용 가스가 가스 디퓨져의 불순물 가스 공급관을 통해 분사되는 동시에, 실란(SiH4) 또는 디실란(SiH6) 가스와 같은 실리콘 성막용 가스가 실리콘 성막가스 공급관을 통해 분사되면서 진공 챔버 내에서 열에 의해 분자 분열하여 원하는 저항값을 가진 3족 또는 5족의 불순물이 포함된 실리콘(Silicon) 막을 생성 시키는 열처리 단계를 포함한다.In another embodiment of the present invention, the bulk silicon solar cell manufacturing method using the above-described bulk silicon solar cell manufacturing apparatus is provided in a state in which a boat in which a plurality of wafers are stacked on a boat stage rotatably installed is seated. Low vacuum in the chamber, and on the surface of each wafer in the chamber, a group 3 or 5 gas or other chemical such as boron based HBR gas or phosphorous based PH 3 gas While the impurity application gas is injected through the impurity gas supply pipe of the gas diffuser, the silicon deposition gas such as silane (SiH 4 ) or disilane (SiH 6 ) gas is injected through the silicon deposition gas supply pipe, Heat dissipation step to generate silicon film containing impurities of group 3 or 5 having the desired resistance by molecular cleavage It includes.
본 발명에 의하면, 저진공 10-3 챔버에서 실리콘 성막 가스와, 3족 또는5족의 불순물 가스를 동시에 사용하되, 그 사용비율을 조절한 화학 반응을 이용하여 기존의 10-5 이상의 실리콘 기판위에 고순도의 SI 막질을 성장시킴에 따라, 원하는 저항값을 가지는 순도높은 P-N 정션 레이어를 형성시킴으로 단일공정으로 처리함은 물론 공정중에 발생하는 이물질의 발생을 제거하고 매우 안정적으로 불순물을 함유하 고 두께를 원하는 만큼만 얻을 수 있는 효과를 가진다.According to the present invention, a silicon deposition gas and a group 3 or 5 impurity gas are simultaneously used in a
이하 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 하지만, 이는 예시에 불과한 것이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It is not limited.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 벌크 실리콘 솔라셀 제조장치의 구성을 나타내며, 도 5 및 도 6은 각각 도 4의 A-A선 및 B-B선을 따라 취한 단면도이다.Figure 4 shows the configuration of a bulk silicon solar cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 5 and Figure 6 is a cross-sectional view taken along the line A-A and B-B of Figure 4, respectively.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 벌크 실리콘 솔라셀 제조장치는 회전가능하게 설치된 보트 스테이지(40)를 구비하는 저진공 챔버(50)와, 상기 챔버(50)의 외벽에 설치되는 히터(heater)(52)와, 복수의 웨이퍼(42)를 소정간격으로 적층수납하며, 상기 챔버(50)내의 보트 스테이지(40)에 안착되는 보트(boat)(60)와, 상기 보트(60)내에 적층수납된 웨이퍼(42)의 표면에 예를 들어 붕소(Boron) 계열의 HBR 가스 또는 인(Phosphorous) 계열의 PH3 가스와 같은 3족 또는 5족 가스 또는 다른 화학물질의 불순물 도포용 가스를 분사하는 불순물 가스 공급관(72)과 예를 들어 실란(SiH4) 또는 디실란(SiH6)과 같은 실리콘 성막용 가스를 분사하는 실리콘 성막가스 공급관(74)으로 구성되어 상기 보트(60)의 상부에 형성된 가스 디퓨져(gas diffuser)(70)와, 상기 가스 디퓨져(70)를 통해 분사 된 가스를 균일하게 분사하도록 설치된 다공의 버플(80)을 포함한다. 각각의 챔버(50)에 들어가는 보트(60)에의 웨이퍼(42)의 로딩과 언로딩은 도시하지는 않았지만 리니어 트랙을 사용하여 X-Y축으로 이동하면서 로딩 및 언로딩하는 로봇에 의해 수행된다.As shown in FIG. 4, a bulk silicon solar cell manufacturing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
챔버(50)의 내부를 저진공, 즉 10-3 ~ 10-4 으로 하는 것은 실리콘 기판에 입혀지는 막질의 품질과 가스들의 분자 분열 반응성을 높여 원하는 막질을 얻기 위한 것이고, 또한 반응가스의 분사 균일도를 높이기 위해 가스 디퓨져(70)를 사용함에 따라 균일한 가스의 흐름을 유도한다. 특히, 본 발명은 2개 이상의 반응가스가 챔버(50)의 상부에 위치하는 서로 다른 경로의 디퓨져(70)를 통해 챔버(50)를 진공화하기 위한 배기구(도시하지 않음)(디퓨져(70)의 반대편, 즉 챔버(50)의 하부에 위치)를 향하여 균일하게 분사되어 저진공의 챔버(50)내에서 반응함에 따라 불순물이 첨가된 원하는 실리콘 막질을 만든다. The low vacuum, that is, 10 -3 to 10 -4 inside the
도 5에 도시된 바와 같이, 가스 디퓨져(70)의 불순물 가스 공급관(72)은 상부의 수직 요철관이고, 실리콘 성막가스 공급관(74)은 상기 불순물 가스 공급관(72) 하부에서 격자상으로 교차하는 수평 요철관으로 배열되어 각각의 가스가 공급됨에 따라 반응가스가 균일하게 분사된다.As shown in FIG. 5, the impurity
한편 가스 디퓨져(70) 바로 하단에는 가스의 균일한 분사를 돕기 위하여 도 6에 도시된 바와 같은 다공의 배플(baffle)(80)이 위치되어 공정시에 막질의 균일도를 향상시킨다.On the other hand, a
본 발명의 솔라셀 제조장치에 있어서 저진공의 챔버(50)가 복수개 사용될 수 있고, 출력면에서 3개를 사용하는 것이 바람직하며, 각각 진공펌프(90)에 의해 진공이 만들어지며, 주진공 라인(92)과 보조진공 라인(94)이 부착되며, 상기 주진공 라인(92)에는 상기 챔버(50)내 압력을 자동조절하는 압력조절 밸브(96)가 제공된다.In the solar cell manufacturing apparatus of the present invention, a plurality of low-
이하 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 벌크 실리콘 솔라셀 제조장치를 이용하여 솔라셀은 다음과 같은 공정으로 제조된다.The cell is manufactured by the following process using the bulk silicon solar cell manufacturing apparatus of the present invention configured as described above.
먼저, 로봇(도시하지 않음)을 이용하여 회전가능하게 설치된 보트 스테이지(40)상에 소정간격으로 복수의 웨이퍼(42)가 수납적층된 보트(60)를 챔버(50)에 안착한 다음, 챔버(50)내를 저진공으로 만든다.First, the boat 60 in which the plurality of
이어서, 챔버(50)내의 상기 각 웨이퍼(42)의 표면에 붕소(Boron) 계열의 HBR 가스 또는 인(Phosphorous) 계열의 PH3 가스와 같은 3족 또는 5족 가스 또는 다른 화학물질의 불순물 도포용 가스를 가스 디퓨져(70)의 불순물 가스 공급관(72)을 통해 분사되는 동시에, 실란 또는 디실란과 같은 실리콘 성막용 가스를 실리콘 성막가스 공급관(74)을 통해 분사하고 800~900℃로 열처리한다. 이에 따라 진공 챔버(50)내에서 열에 의해 분자 분열하여 원하는 저항값을 가진 3족 또는 5족의 불순물이 포함된 실리콘(Silicon)막이 생성된다.Subsequently, the impurity of Group 3 or 5 gas or other chemicals such as boron-based HBR gas or Phosphorous-based PH 3 gas is applied to the surface of each
이와 같이 본원은 기존의 실리콘 기판위에 불순물이 함유된 새로운 고순도의 실리콘막을 성장시킴에 따라 기존의 실리콘 기판의 두께가 얇아지는 것을 상쇄하게 된다.As such, the present application compensates for the thinning of the existing silicon substrate as the new high purity silicon film containing impurities is grown on the existing silicon substrate.
따라서 본 발명은 기존의 확산공정에서 발생하는 크리스탈성 산화막제거를 위한 습식 식각공정이 불필요하므로, 3가지 공정을 하나의 장치에서 하나의 공정으로 줄임과 동시에 기존에 발생하던 공정간 불일치에 의한 효율저하와 이물 발생없이 새로운 고순도 실리콘에 원하는 만큼의 불순물만이 들어가 있는 박막을 만듬에 따라 효율을 높일 수 있고, 장치의 설비공간이 줄어들어 남는 공간을 활용할 수도 있다.Therefore, the present invention does not require a wet etching process for removing the crystalline oxide film generated in the existing diffusion process, reducing the three processes from one device to one process and at the same time reducing efficiency due to inconsistency between existing processes. By creating a thin film containing only as much impurities as desired in new high-purity silicon without generating foreign substances, efficiency can be increased, and the equipment space of the device can be reduced to utilize the remaining space.
이상 본 발명에 따른 벌크 실리콘 솔라셀 제조장치 및 그 제조방법의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 하는 것으로, 당업자라면 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 용이하게 변경할 수 있다. 또한 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 구조를 채택할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.As described above as a specific embodiment of a bulk silicon solar cell manufacturing apparatus and a method for manufacturing the same, but this is only an example, the present invention is not limited thereto, the broadest range according to the basic idea disclosed herein It should be interpreted as having, the person skilled in the art can easily change the material, size, etc. of each component according to the application field. It is also possible to adopt a structure not shown by combining / substituting the disclosed embodiments, which again does not depart from the scope of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be readily made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
도 1 내지 도 3은 종래의 솔라셀 제조공정을 나타내는 개략 공정도이고,1 to 3 is a schematic process chart showing a conventional solar cell manufacturing process,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 솔라셀 제조장치의 구성을 나타내는 개략도이고,Figure 4 is a schematic diagram showing the configuration of a solar cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention,
도 5 및 도 6은 각각 도 4의 A-A선 및 B-B선을 따라 취한 단면도이다.5 and 6 are cross-sectional views taken along line A-A and line B-B of FIG. 4, respectively.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
2, 42 : 웨이퍼 6 : 불순물2, 42: wafer 6: impurities
10, 50 : 챔버수도 12 : 지지대10, 50: number of chambers 12: support
20 : 고온 확산로 22, 52 : 히터20: high
30 : 습식 식각장치 32 : 산화막30: wet etching device 32: oxide film
34 : 순수 공급관 36 : HF 용액 공급관34: pure water supply pipe 36: HF solution supply pipe
40 : 보트 스테이지 60 : 보트40: boat stage 60: boat
70 : 가스 디퓨져 72 : 불순물 가스 공급관70
74 : 실리콘 성막가스 공급관 80 : 배플74: silicon deposition gas supply pipe 80: baffle
90 : 진공펌프 92 : 주진공 라인90: vacuum pump 92: main vacuum line
94 : 보조진공 라인 96 : 압력조절 밸브94: auxiliary vacuum line 96: pressure control valve
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080129105A KR100990687B1 (en) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | Apparatus for manufacturing a Bulk silicon solar cell and Method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080129105A KR100990687B1 (en) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | Apparatus for manufacturing a Bulk silicon solar cell and Method therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100070526A true KR20100070526A (en) | 2010-06-28 |
| KR100990687B1 KR100990687B1 (en) | 2010-10-29 |
Family
ID=42368262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080129105A KR100990687B1 (en) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | Apparatus for manufacturing a Bulk silicon solar cell and Method therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100990687B1 (en) |
-
2008
- 2008-12-18 KR KR1020080129105A patent/KR100990687B1/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100990687B1 (en) | 2010-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7846762B2 (en) | Integrated emitter formation and passivation | |
| CN110164759B (en) | Regional layered deposition diffusion process | |
| US8633050B2 (en) | Solar cell, and method of manufacturing the same | |
| CN102224599A (en) | Dry cleaning of silicon surface for solar cell applications | |
| US20080057220A1 (en) | Silicon photovoltaic cell junction formed from thin film doping source | |
| CN102870236A (en) | Multi-layer SiN for functional and optical graded ARC layers on crystalline solar cells | |
| KR20100034737A (en) | An apparatus for depositing a uniform silicon film and methods for manufacturing the same | |
| KR20080100057A (en) | Manufacturing method of crystalline silicon solar cell and manufacturing apparatus and system for the same | |
| KR101100284B1 (en) | Thin film deposition apparatus | |
| KR20100095426A (en) | Plasma treatment between deposition processes | |
| JP4020748B2 (en) | Manufacturing method of solar cell | |
| CN104882516A (en) | High-temperature low-pressure method for silicon wafer diffusion | |
| KR20110086833A (en) | Semiconductor device manufacturing method, semiconductor device and semiconductor device manufacturing installation | |
| CN211507663U (en) | Solar cell coating apparatus | |
| CN104521003B (en) | The manufacture method of solaode and the solaode manufactured by this manufacture method | |
| CN102130211A (en) | Method for improving surface diffusion of solar cell | |
| KR101147658B1 (en) | Plasma processing apparatus and method | |
| US20110277682A1 (en) | Directional solid phase crystallization of thin amorphous silicon for solar cell applications | |
| KR100990687B1 (en) | Apparatus for manufacturing a Bulk silicon solar cell and Method therefor | |
| KR101555955B1 (en) | Method for manufacturing Wafer type Solar Cell | |
| CN102800739A (en) | Manufacturing method of selective emitter monocrystalline silicon solar cell | |
| CN100477294C (en) | Method for concurrently forming silicon wafer suede and PN junction during solar cell manufacture | |
| CN113066896A (en) | Preparation method of solar cell emitter junction | |
| KR101508251B1 (en) | Diffusion furnace for making solar battery | |
| JP6346022B2 (en) | Thin film forming method and solar cell element manufacturing method |
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: 20131022 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141013 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151021 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161024 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190918 Year of fee payment: 10 |