KR20100093024A - 증점（增粘） 에칭 도포액 및 이것을 사용한 태양전지용 태양광 발전 소자 기판의 선택 에칭 방법 - Google Patents
증점（增粘） 에칭 도포액 및 이것을 사용한 태양전지용 태양광 발전 소자 기판의 선택 에칭 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100093024A KR20100093024A KR1020107002152A KR20107002152A KR20100093024A KR 20100093024 A KR20100093024 A KR 20100093024A KR 1020107002152 A KR1020107002152 A KR 1020107002152A KR 20107002152 A KR20107002152 A KR 20107002152A KR 20100093024 A KR20100093024 A KR 20100093024A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- etching
- coating liquid
- substrate
- photovoltaic
- element substrate
- Prior art date
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 title claims abstract description 165
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 150
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 108
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 105
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims description 27
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 71
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 24
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 21
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 19
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 18
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 7
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 6
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 4
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 4
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 3
- 229940099112 cornstarch Drugs 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 3
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 3
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 2
- 240000006829 Ficus sundaica Species 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPSZQYZCNSCYGG-UHFFFAOYSA-N [B].[B] Chemical compound [B].[B] KPSZQYZCNSCYGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007630 basic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005365 phosphate glass Substances 0.000 description 1
- RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N phosphinic chloride Chemical compound ClP=O RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 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 System
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
- C09K13/02—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an alkali metal hydroxide
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
- H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
- H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
-
- 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
Abstract
태양전지에 사용되는 태양광 발전 소자 기판상에서 원하지 않게 퍼지지 않고, 또 원하는 깊이까지 확실하게 태양광 발전 소자 기판을 에칭할 수 있는 증점 에칭 도포액 및 이것을 사용한 선택 에칭방법을 제공한다. 본 발명에 관계되는 증점 에칭 도포액(EL)은 태양광 발전 소자 기판(12)을 에칭하는 알칼리 수용액의 에칭 약액에 상기 에칭 약액의 점도를 증가시키는 식물 유래의 점성 증가제를 첨가하여 형성되어 있고, 상기 증점 에칭 도포액(EL)을 사용한 선택 에칭 방법은 태양광 발전 소자 기판(12)의 표면에 상기 증점 에칭 도포액(EL)을 도포하고, 태양광 발전 소자 기판(12)을 가온하여, 태양광 발전 소자 기판(12)과 증점 에칭 도포액(EL)을 반응시켜, 태양광 발전 소자 기판(12)을 순수로 세정하여 행하여진다.
Description
본 발명은 태양전지 제조용 증점 에칭 도포액 및 이것을 사용한 선택 에칭 방법에 관한 것이다.
태양광이 가지는 광 에너지를 직접 전력으로 변환할 수 있는 태양전지는 지구 온난화 대책에 적합하기 때문에, 최근에는 특히 주목을 받고 있다. 이 태양전지(1)는 도 11, 12에 도시하는 바와 같이, 태양광 발전 소자 기판(2)과, 태양광 발전 소자 기판(2)을 사이에 두도록 하여 표리면에 장착된 한 쌍의 이면 전극(3a) 및 표면 전극(3b)으로 구성되고, 서로 인접하여 배치된 태양전지(1)끼리는 하나의 태양전지(1)의 이면 전극(3a)과 상기 태양전지(1)에 인접하여 배치된 다른 태양전지(1)의 표면 전극(3b)이 리드선(4; 인터커넥터)으로 서로 전기적으로 직렬 접속되어 태양광 발전 모듈(M)을 구성하고, 이것이 패키징되어 태양광 발전 장치가 된다.
태양전지(1)의 주요 부분을 구성하는 태양광 발전 소자 기판(2)은 보론(붕소) 또는 인을 미량 첨가한 단결정 또는 다결정 실리콘 재료를 약 250㎛의 두께로 박판 가공한 것이며, 보론을 포함한 상기 실리콘 재료는 p형 반도체 특성을, 인을 포함한 실리콘 재료는 n형 반도체 특성을 구비하고 있다. 상기 p형 실리콘 기판의 표면 전체면에 극히 소량의 인을 열 확산시켜, 상기 기판(2)에 존재하는 보론 농도보다 인 농도가 높으면 그 부위, 즉 표면 박층(2b)은 n형 반도체 특성(n층)이 되고, 그 경계면에 pn 접합부(S)가 형성된다. 반대로 상기 n형 실리콘 기판(2)의 표면에 극히 소량의 보론을 열 확산시켜, 상기 기판(2)에 존재하는 인 농도보다 보론 농도가 높으면 그 부위, 즉 표면 박층(2b)은 p형 반도체 특성이 되고 그 경계면에 pn 접합부(S)가 형성된다. 그리고, 이 기판(2)에 태양광 등이 조사되면, pn 접합부(S)를 경계로 하여 p형 반도체측이 플러스극, n형 반도체측이 마이너스극이 되고, 부하를 개재하여 양자를 접속하는 것으로 전류가 흐른다.
이 발전 구조를 만들기 위해서는 p(또는 n)형 실리콘 기판(2)의 표면에 열 확산으로 표면에서 약 0.2㎛ 깊이까지 인(또는 보론)을 포함한 층을 형성할 필요가 있다. 인 확산을 행하는 방법으로서 인을 포함하는 불순물 가스 또는 액체(예를 들면, POCl3[옥시산화인]이나 PH3[포스핀], 오산화인[P2O5], 인산[H3PO4])를 사용하고, 인을 기판(2)의 표면에 부착시킨 후, 약 900도로 가열하여 상기 실리콘 기판(2)의 표면에 인의 표면 박층(2b)을 형성한다. 보론을 열 확산하는 경우도 마찬가지이며, 보론을 포함하는 불순물 가스 또는 액체를 사용하게 된다.
여기서 기판(2)의 표면에 확산원을 도포 또는 부착시켜 열 확산법으로 인(또는 보론)을 기판(2)의 내부에 확산시킬 때, 표면에 도포 또는 부착시킨 인(또는 보론)이 증발하여 표면 박층(2b) 형성의 필요 구역 외인 기판(2)의 측벽 및 기판(2)의 이면의 전체 또는 이면 주변부에도 인(또는 보론)이 확산되는 현상이 일어나, 인(또는 보론)의 확산층(즉, 「필요 구역 외에 있어서의 표면 박층(도시하지 않음)」)이 형성되어 버린다. 그래서, 이면 전극(3a)의 형성 전에 「필요 구성 외의 표면 박층」을 제거하여 모상(2a; 母相)을 이면 전극 형성 영역(R)에 노출시켜 「필요 구역」, 즉 기판(2)의 표면의 표면 박층(2b)과 전기 회로적으로 분리할 필요가 있다.
그 하나의 방법으로서 처리 완료 실리콘 기판의 측면의 표면 박층(2b; n층)을 샌드블라스트 또는 플라즈마 에칭으로 일괄로 제거하는 방법이 있다. 이 방법은 처리 효율을 올리기 위해서, 처리 완료 실리콘 기판을 300 내지 500장 겹쳐서 1개의 블록으로 한 후, 샌드블라스트법 또는 플라즈마 에칭법에 의해, 이 블록의 측면(즉, 처리 완료 실리콘 기판의 측면)에 형성된 표면 박층(2b)을 일괄로 제거하는 것이다.
그런데, 이러한 샌드블라스트법 또는 플라즈마 에칭법을 행하기 위해서는 사전준비로서 처리 완료 실리콘 기판을 겹쳐서 가압하고, 서로 대향하는 실리콘 기판간(특히 가장자리 단부)에 틈이 생기지 않도록 할 필요가 있다. 그런데, 태양광 발전 소자 기판(2)은 대단히 얇고, 또한 완전한 평면이 아니라, 표리면이 서로 평행하지 않거나, 판 두께가 불균일하거나 하기 때문에, 상기 가압력에 의한 약간의 기계적 왜곡 충격으로 파손된다는 문제가 있다. 또한, 이 프로세스의 전후에는 인라인의 매엽(枚葉) 연속 처리가 가능하지만, 이 프로세스 자체는 배치(batch) 처리이기 때문에 연속 처리를 할 수 없고, 생산성에 지장을 초래하는 것이 현상이다.
다른 방법으로서, 처리 완료 실리콘 기판의 이면(이면 전극(3a)을 장착하는 면)을 위로 향해서 스피너의 스핀 척에 흡착시켜, 스핀 척을 회전시키면서 처리 완료 실리콘 기판의 이면 중앙에 종래의 물 같은 저점성 에칭액을 적하하고, 처리 완료 실리콘 기판의 이면 전체에 그 원심력으로 물 같은 에칭액의 스핀 코트를 행하고, 처리 완료 실리콘 기판의 이면 전체로부터 표면 박층(2b)을 제거한 후, 세정, 건조하는 웨트 에칭이 있다(예를 들면, 특허문헌 1).
또, 종래의 웨트 에칭에서 사용되는 에칭 약액(5)의 농도는 상기한 바와 같이 물과 같은 정도이며, 이것을 스핀 코트하면, 에칭 약액(5)이 원하지 않게 태양광 발전 소자 기판(2)의 필요 구역인 표면(표면 전극(3b)을 장착하는 면)에까지 들어가, 태양광 발전 소자 기판(2)의 표면측에 형성된 표면 박층(2b)의 주변부까지 제거되어 버린다는 문제가 있었다.
또, 이 문제는 태양광 발전 소자 기판(2)에 에칭 약액(5)을 스핀 코트하기 전에, 에칭 약액(5)에 침투하지 않는 재료로 태양광 발전 소자 기판(2)의 표면을 마스킹함으로써 해결할 수 있지만, 마스킹에 손이 많이 가기 때문에, 태양전지(1)의 제조 가격이 상승하는 원인이 된다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제를 감안하여 개발된 것이다. 그러므로 본 발명의 주된 과제는 태양전지에 사용되는 태양광 발전 소자 기판의 측면에 대미지층을 형성하지도 않으면, 표면 전극을 장착하는 필요 구역인 표면측에 에칭 약액이 원하지 않게 들어가는 일도 없고, 소정의 깊이까지 그리고 본 발명의 에칭액 도착(塗着) 부분만을 확실하게 에칭할 수 있는 증점 에칭 도포액 및 이것을 사용한 태양광 발전 소자 기판의 선택 에칭 방법(소정의 영역만을 선택적으로 에칭하는 방법)을 제공하는 것이다.
청구의 범위 제 1 항에 기재된 발명은 「pn 접합부(S)를 가지는 태양광 발전 소자 기판(12)으로부터 pn 접합부(S)에 관계되는 표면 박층(18)의 일부를 제거하여 모상(17)을 노출시키는 알칼리 수용액의 에칭 약액에 상기 에칭 약액의 점도를 증가시키는 식물 유래의 점성 증가제를 첨가하여 형성된」 것을 특징으로 하는 증점 에칭 도포액(EL)이다.
본 발명에 관계되는 증점 에칭 도포액(EL)에는 점성 증가제가 첨가되어 있다. 이 때문에, 증점 에칭 도포액(EL)의 점도는 높아지고, 증점 에칭 도포액(EL)은 태양광 발전 소자 기판(12)에 도포했을 때나 한참 에칭 중에 도착 부분으로부터 원하지 않게 퍼지거나 분산, 응집하지 않고, 도착 부분만이 정확하게 에칭된다. 이 때문에, 상술한 바와 같이 증점 에칭 도포액(EL)을 도포하기 전의 마스킹도 불필요하다.
또, 증점 에칭 도포액의 도착(塗着) 후, 에칭 반응 촉진을 위해서 가온(加溫)을 행하는 경우, 한참 에칭 중에 증점 에칭 도포액(EL)의 표면으로부터 수분이 증발하여 에칭이 중단되는 경우도 생각되지만, 이 경우에는 수분이 증발함으로써, 풀(糊)상이 된 식물 유래의 점성 증가제만이 그 표면에 잔존하여 상기 증점 에칭 도포액(EL)의 표면에 점성 증가제에 의한 막(T)이 형성되고, 액상(즉, 아직 수분이 증발하지 않음)의 증점 에칭 도포액(EL)이 점성 증가제에 의한 막(T)에 싸이게 되고, 이것에 의해 내포된 증점 에칭 도포액(EL)의 수분 증발을 억제할 수 있고, 에칭이 목표 깊이(태양전지의 기술분야에서는 0.5㎛ 이하가 일반적임)까지 계속되게 된다. 또한, 막(T)이 형성된 후에는 에칭시의 반응에 의한 에칭 약액의 비산의 저감 또는 해소를 도모할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 에칭 약액은 수산화나트륨(NaOH)이나 수산화칼륨(KOH) 등과 같은 실리콘 에칭용 알칼리 수용액이며, 또한, 점성 증가제는 소맥분, 녹말분 또는 옥수수녹말분 등의 식물 유래의 물질을 물로 개고, 가열하여 만들어진 수용성 풀제이다. 또, 태양광 발전 소자 기판(12)은 그 표면에 pn 접합부(S)에 관계되는 표면 박층(18)이 형성되고, 또한, pn 접합부(S)를 가지는 것이면 전체를 포함한다. 이 점은 본 발명에 있어서 공통적이다.
청구의 범위 제 2 항에 기재된 발명은
「(A) pn 접합부(S)를 가지는 태양광 발전 소자 기판(12)으로부터 pn 접합부(S)에 관계되는 표면 박층(18)의 일부를 제거하여 모상(17)을 노출시키는 태양전지용 태양광 발전 소자 기판(12)의 선택 에칭 방법이며,
(B) 태양광 발전 소자 기판(12)의 이면에 형성되는 이면 전극 형성 영역(R)의 전체 주위 또는 상기 기판(12)의 측면(I) 전체 둘레 또는 그 양쪽에 청구항 1에 기재된 증점 에칭 도포액(EL)을 도포하고,
(C) 태양광 발전 소자 기판(12)을 가온하여 증점 에칭 도포액(EL)의 도착 부분의 태양광 발전 소자 기판(12)과 증점 에칭 도포액(EL)을 반응시켜 표면 박층(18)과 이면 전극 형성 영역(R)을 전기 회로적으로 분리하고,
(D) 태양광 발전 소자 기판(12)을 순수(純水)로 세정하여 도착된 증점 에칭 도포액(EL)을 제거하는 것을 특징으로 하는
(E) 태양전지용 태양광 발전 소자 기판의 에칭 방법」, 즉, 이 공정은 매엽 택트 반송에 의한 연속 처리가 가능한 태양전지 소자 기판의 선택 에칭 방법이다.
본 발명에 관계되는 선택 에칭 방법은 청구항 1에 기재된 증점 에칭 도포액(EL)을, 태양광 발전 소자 기판(12)의 이면에 있어서의 이면 전극 형성 영역(R)의 주위에 도포하여 증점 에칭 도포액(EL)의 도착 부분만을 정확하게 에칭하고, 또는 동일하게 도착한 측면(I) 전체 둘레를 정확하게 에칭하고, 표면의 표면 박층(18)과 이면 전극 형성 영역(R)을 확실하게 전기 회로적으로 분리하는 방법이다.
증점 에칭 도포액(EL)은 상술한 바와 같이, 태양광 발전 소자 기판(12)에 도포할 때나 한참 에칭 중에 원하지 않게 도착 부분으로부터 퍼지거나, 응집하거나 하지 않고, 모상(17; 후술하는 본 실시예에서는 내부의 p층)이 노출되는 깊이까지 확실하게 태양광 발전 소자 기판(12)을 에칭할 수 있다. 이 때문에, 종래의 샌드블라스트법과 같이 대미지층이 형성되지 않으면, 스피너에 의한 웨트 에칭과 같이 이면 전체를 에칭할 필요도 없고, 따라서 대량인 에칭액을 사용하거나, 또한, 마스킹을 하거나 할 필요가 없고, 소량의 증점 에칭 도포액(EL)으로 이면 전극 형성 영역(R)의 주위에 있어서의 모상(17)을 노출시키고(도 2 중의 X부로 나타낸다. X부는 증점 에칭 도포액(EL)의 도착 부분과 같다), 표면 박층(18; 후술하는 본 실시예에서는 n층)과 이면 전극 형성 영역(R)을 확실하게 전기 회로적으로 분리할 수 있다.
청구의 범위 제 3 항에 기재된 발명은 청구의 범위 제 2 항에 기재된 선택 에칭 방법을 한정한 것이며, 태양광 발전 소자 기판(12)과 증점 에칭 도포액(EL)을 반응시킬 때에, 「태양광 발전 소자 기판(12)의 이면을 하향으로 유지하고, 상기 기판(12)의 이면 전극 형성 영역(R)의 전체 주위에 도착된 증점 에칭 도포액(EL)의 도착 부분(X)에 있어서의 태양광 발전 소자 기판(12)과 증점 에칭 도포액(EL)을 반응시키는」 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 태양광 발전 소자 기판(12)과 증점 에칭 도포액(EL)을 반응시킬 때, 증점 에칭 도포액(EL)이 도포된 태양광 발전 소자 기판(12)의 이면을 하향으로 함으로써, 도포된 증점 에칭 도포액(EL)은 가는 선형으로 도착된 도착 부분(X)에 있어서 중력 및 표면 장력에 의해 아래를 향해서 아래로 드리워져서 어묵형(점의 경우는 방울이 부착된 듯한 상태)의 외관을 나타내고, 도착 부분(X)으로부터 퍼지지 않고, 또한, 증점 에칭 도포액(EL)의 표면에 있어서의 막(T)의 형성 전의 에칭 초기에 에칭 반응에 의해 발생한 반응 생성 가스에 의한 분사로 증점 에칭 도포액(EL)의 미세 액적이 비산한다고 해도 비산한 미세 액적은 그대로 낙하하여 태양광 발전 소자 기판(12) 위에 부착되지 않기 때문에, 증점 에칭 도포액(EL)의 도포 부분 이외의 부분에 있어서의 원하지 않는 에칭을 억제 저감 또는 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 도포 부분에 머물러 태양광 발전 소자 기판의 이면 전극 형성 영역의 전체 주위 또는 그 측면 전체 둘레 또는 그 양쪽에 도포했을 때, 그 높은 점성에 의해 태양광 발전에 기여하는 태양광 발전 소자 기판의 표면측으로 들어가지 않고, 필요 구역인 표면측의 표면 박층을 손상시키지 않는 증점 에칭 도포액을 제공할 수 있다.
또, 가온 반응 촉진시에 형성되는 점성 증가제의 막에 의해, 증점 에칭 도포액으로부터 수분이 증발하기 어려워지기 때문에, 태양광 발전 소자 기판의 도착 부분에서 반응하는 에칭 약액이 건조되지 않고, 모상이 노출되는 깊이까지 확실하게 상기 도착 부분을 선택 에칭할 수 있다. 게다가 이러한 처리를 기계에 의해 연속적으로 처리할 수 있고, 태양전지의 제조 가격을 저감할 수 있는 동시에, 태양광 발전 소자 기판의 파손율을 저감할 수 있다.
도 1은 태양광 발전 모듈을 도시하는 사시도.
도 2는 도 1의 II-II 방향에서 본 단면도.
도 3은 도 1의 III-III 방향에서 본 단면도.
도 4는 표리면 및 측면이 n층(표면 박층)으로 덮인 태양광 발전 소자 기판을 도시하는 도면.
도 5는 웨트 에칭의 플로차트.
도 6은 증점 에칭 도포액을 도포한 상태를 도시하는 태양광 발전 소자 기판의 이면도.
도 7은 증점 에칭 도포액의 도포 공정을 도시하는 개략 단면도.
도 8은 가온 반응 건조 공정을 도시하는 개략 단면도.
도 9는 증점 에칭 도포액의 도포 부분의 확대 단면도.
도 10은 세정 공정을 도시하는 개략 부분 단면도.
도 11은 종래 기술을 도시하는 도면.
도 12는 도 11의 XII-XII 방향에서 본 도면.
도 2는 도 1의 II-II 방향에서 본 단면도.
도 3은 도 1의 III-III 방향에서 본 단면도.
도 4는 표리면 및 측면이 n층(표면 박층)으로 덮인 태양광 발전 소자 기판을 도시하는 도면.
도 5는 웨트 에칭의 플로차트.
도 6은 증점 에칭 도포액을 도포한 상태를 도시하는 태양광 발전 소자 기판의 이면도.
도 7은 증점 에칭 도포액의 도포 공정을 도시하는 개략 단면도.
도 8은 가온 반응 건조 공정을 도시하는 개략 단면도.
도 9는 증점 에칭 도포액의 도포 부분의 확대 단면도.
도 10은 세정 공정을 도시하는 개략 부분 단면도.
도 11은 종래 기술을 도시하는 도면.
도 12는 도 11의 XII-XII 방향에서 본 도면.
이하, 본 발명을 도시하는 실시예를 따라서 설명한다. 태양광 발전 소자 기판(12)은 상술한 바와 같이 도핑 방법에 의해 태양광 발전 소자 기판(12)의 외표면 전체 또는 태양광 발전 소자 기판(12)의 편면인 표면 전체에만 한하려고 해도, 태양광 발전 소자 기판(12)의 측면, 또는 더욱 들어가 이면의 외주 부분에까지 표면 박층(18)이 형성되어 버린다. 여기서 필요 구역인 표면측의 pn 접합부(S)를 형성하는 표면 박층(18)과 이면 전극 형성 영역(R)의 전기 회로적으로 분리할 필요가 있고, 본 실시예에서는 필요 구역 외인 측면으로부터 이면 전체에까지 표면 박층(이것을 18'로 나타냄)이 형성되어 있는 경우를 대표적인 예로서 설명한다. 또한, 상술한 바와 같이 태양광 발전 소자 기판(12)은 그 표면에 pn 접합부(S)에 관계되는 표면 박층(18)이 형성되어 있는 것이며 pn 접합부(S)를 가지는 것이면 모두를 포함하지만, 본 실시예에서는 표면 박층(18, 18')이 n층, 모상(17)이 p형인 경우를 그 대표적인 예로서 설명한다.
본 발명에 관계되는 태양전지(10) 및 태양광 발전 모듈(M)은 기본적으로 배경기술에 기재한 구조이며, 상위하는 점은 태양광 발전 소자 기판(12)의 측면 및 이면에 원하지 않게 형성된 표면 박층(18') 전체를 제거하지 않고, 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이 태양광 발전 소자 기판(12)의 이면의 외주 가장자리를 따라 가늘게 띠형으로 선택 에칭하여 이면 전극 형성 영역(R)에 표면에 같은 표면 박층(18')을 남기도록 한 점이다. 물론, 도시하지 않고, 설명도 생략하지만, 태양광 발전 소자 기판(12)의 측면 전체 둘레만을 선택 에칭하여도 좋고, 태양광 발전 소자 기판(12)의 측면 전체 둘레와 이면의 외주 가장자리를 선택 에칭해도 좋다.
본 실시예에 사용되는 태양광 발전 소자 기판(12)은 그 두께가 50㎛ 내지 300㎛이며, 그 표면에 극히 소량의 인(P)을 열 확산하여 그 전체 표면에 극히 얕은 n층(표면 박층(18))이 형성되어 있는 것이다. 또, 이 극히 얕은 n층의 표면에 극히 얇은 반사 방지막(SiNx막; 약 70nm)층을 성막한 후(도시하지 않음), 후술하는 바와 같이 표면 전극(15)을 형성한다.
또, 알칼리에 의해 에칭되는 것이면 표면 박층(18)에 포함하는 것으로 한다. 또한, 특히 pn 접합부(S)에 관계되는 표면측의 표면 박층(18)과 이면측의 것을 구별할 필요가 있을 때에는 이면측의 표면 박층을 18'로 표시한다.
이 태양광 발전 소자 기판(12)에 있어서, 이면 전극(14)이 장착되는 이면 전극 형성 영역(R)을 둘러싸는 X부의 표면 박층(18')이 후술하는 웨트 에칭에 의해 제거되고, 이면 전극 형성 영역(R) 내의 표면 박층(18')과 태양광 발전에 기여하는 표면측의 표면 박층(18)이 서로 전기 회로적으로 분리되고, 이 후, 이면 전극(14)과 표면 전극(15)이 각각 형성되어 태양전지(10)가 형성된다. 표면 박층(18)인 n층은 후술하는 바와 같이, 발전에 기여할 수 있는 스펙트럼을 포함하는 광(예를 들면, 태양광이나 수은등광 등. 이하, 이것을 「유효광」이라고 함)이 투과할 수 있을 정도의 두께(0.1 내지 0.5㎛)이며, 모상(17)을 구성하는 p층과 표면 박층(18)을 구성하는 n층이 서로 접합하여 pn 접합부(S)를 형성한다.
태양광 발전 소자 기판(12)은 그 표면 박층(18)인 n층의 표면이 유효광의 수광면으로 되어 있고, 도 3에 도시하는 바와 같이, 표면 박층(18)의 표면이 받은 유효광이 표면 박층(18)을 투과하여 pn 접합부(S)에 도달함으로써, 모상(17)과 표면 박층(18)의 사이에 전위차가 생기고, 이면 전극(14)과 표면 전극(15)을 부하를 개재하여 단락시키면 양자간에 전류가 흐른다.
이면 전극(14)은 모상(17)과 전기적으로 접속되는 알루미늄(20; Al)층과, 알루미늄층(20) 위에 적층되고, 땜납 접속이 가능한 은(22; Ag)층으로 구성되어 있고, 본 발명에 의한 선택 에칭에 의해 필요 구역인 표면측의 pn 접합부(S)를 형성하는 표면 박층(18)으로부터 전기적으로 분리된 이면 전극 형성 영역(R)의 표면 박층(18')에 대하여, 전기적인 저항 성분만으로 접속(오믹 콘택트)되어 있다(즉, 정전용량 성분이나 인덕턴트 성분이 없음).
표면 전극(15)은 은으로 형성된 가늘고 긴 평판 띠형의 전극이며, 400 내지 500℃에서 표면 전극(15)의 은이 상술한 반사 방지막(도시하지 않음)을 관통하여 실리콘과 소결함으로써, 표면 전극(15)은 표면 박층(18)에 대하여 전기적으로 접속된다. 또, 표면 전극(15)에 띠형의 전극이 사용되는 것은 표면 박층(18)에 입광하는 유효광을 될 수 있는 한 차단하지 않도록 하기 위해서이다.
이렇게 하여 형성된 복수의 태양광 발전 소자 기판(12)은 서로 약간 간격을 형성하여 인접하여 1열 또는 다수열로 나열되고, 리드선(16)으로 서로 전기적으로 직렬 접속된 후, 유리판과 플라스틱 필름으로 고정, 조립되어 태양광 발전 모듈(M)을 구성하고, 이것이 패키징되어 태양광 발전 장치가 된다.
다음에, 태양전지(10)의 태양광 발전 소자 기판(12)을 제조하는 기본적인 순서에 대해서 설명한다. 우선, 보론을 미량 포함한 고순도의 실리콘 잉곳을 슬라이스하여 얻어진 태양광 발전 소자 기판(12)에 알칼리 에칭 공법에 의한 텍스처 에칭을 실시하고, 태양광 발전 소자 기판(12)의 표면을 미소 피라미드 요철면 형상의 거친 면으로 한다. 이 가공에 의해 태양광 발전 소자 기판(12)의 표면 면적이 대폭적으로 증가하여 유효광의 수광 면적이 증가함으로써, 발전량도 증가하는 효과가 있다. 다음에, 인을 포함하는 도핑 재료(기체 또는 액체)를 태양광 발전 소자 기판(12)의 표면에 부착 또는 도포하고, 질소 가스 분위기하에서 약 900℃로 20분간 가열한다. 이 공정에 의해 태양광 발전 소자 기판(12)의 표면, 측벽 및 이면 전체면에 인 확산층(표면 박층(18))이 형성된다(도 4 참조).
이 인 열 확산 공정시, 노(爐) 내의 분위기는 질소 분위기이기 때문에, 상기 인을 포함하는 도핑 재료가 함유하는 산소에 의해 실리콘 표면에 산화막이 형성되고, 동시에 그 막에는 인이 산화된 형태로 받아들여져 인규산 유리막(PSG)으로 되어 있다. 이것은 절연체이기 때문에, 통상은 플루오르화 수소산 용액에 담그어 에칭 제거하고, 수세(水洗) 처리를 한다.
계속해서 광 발전의 주체가 되는 태양광 발전 소자 기판(12)의 표면의 표면 박층(18)과 이면 전극 형성 영역(R)을 서로 전기 회로적으로 분리하기 위해서, 도 5에 도시하는 바와 같은 웨트 에칭(본 발명의 에칭액 및 공법으로, 태양광 발전 소자 기판(12)의 이면에 있어서 「도포 공정 S1」 「가온 반응 공정 S2」 및 「세정 공정 S3」으로 구성되고, 「검사 공정 S4」가 이것에 이어짐)이 이루어진다.
「도포 공정 S1」은 태양광 발전 소자 기판(12)의 이면 전극 형성 영역(R)의 주위에 있어서의 표면 박층(18')의 태양광 발전 소자 기판(12)의 외주 가장자리로부터 소정의 길이(L)만큼 내측의 위치에서, 소정의 폭(W)을 갖고 대략 사각형상으로 증점 에칭 도포액(EL)을 도포하는 공정이다(도 6 참조). 본 실시예에서는 태양광 발전 소자 기판(12)의 가장자리로부터 1mm(길이(L))만큼 내측에서, 2 내지 3mm의 폭(W)으로 증점 에칭 도포액(EL)이 도포된다. 증점 에칭 도포액(EL)의 도착 부분을 X로 나타낸다. 물론, 이것에 한정되는 것은 아니고, 이면 전극(14)의 크기 등의 조건에 따라서 길이(L)나 폭(W)을 설정하면 좋다.
본 실시예에서는 도 7에 도시하는 바와 같이, 수평으로 배치된 태양광 발전 소자 기판(12)의 이면에 있어서의 도착 부분(X)에 증점 에칭 도포액(EL)을 도착하는 수단으로서, 스탬프(50)가 사용된다. 스탬프(50)는 태양광 발전 소자 기판(12)의 이면에 가압됨으로써, 소정의 위치에 증점 에칭 도포액(EL)을 도포하는 증점 에칭 도포액 도포부(52)와, 증점 에칭 도포액(EL)을 증점 에칭 도포액 도포부(52)에, 예를 들면 모세관 현상 등으로, 순차 공급하는 증점 에칭 도포액 공급부(54)로 구성되어 있다. 또, 스탬프(50) 대신에 잉크젯이나 디스펜서(주사바늘형의 가늘고 긴 관체)를 사용해도 좋다.
증점 에칭 도포액 도포부(52)는 털실이 긴 모헤어(mohair)형의 고분자 재료제의 섬유(A)를 다수 묶어서 형성되어 있고, 대단히 수분 보유율이 높다. 이 때문에, 증점 에칭 도포액 도포부(52)의 섬유(A)끼리의 사이에 있어서 다량의 증점 에칭 도포액(EL)을 포함시킬 수 있다.
증점 에칭 도포액(EL)의 에칭 약액은 수산화나트륨(NaOH)이나 수산화칼륨(KOH) 등과 같은 실리콘 에칭용 알칼리 수용액이며, 또한, 점성 증가제는 소맥분, 녹말분 또는 옥수수 녹말분 등의 식물 유래의 물질을 물로 개고, 가열하여 만든 수용성 풀제이다. 본 발명에 관계되는 증점 에칭 도포액(EL)에 첨가되어 있는 점성 증가제는 식물 유래의 것이므로, 실리콘 에칭용 알칼리 수용액에 첨가해도, 동물 유래의 점성 증가제와 같이 증점 에칭 도포액(EL)의 점도 저하가 생길 우려는 없다.
증점 에칭 도포액(EL)의 점도는 약 3,000 내지 4,000cp(센티포아즈)로 조정되어 있고, 수도물의 점도와 같은 정도(수cp)였던 종래의 증점 에칭 도포액(즉, 수산화나트륨 50% 용액)과 비교하여 충분히 높은 점도로 설정되어 있다. 일반적으로 에칭 도포액이 원하지 않게 퍼지면, 에칭 도포액의 두께가 원하지 않게 얇아지고, 에칭 깊이가 불충분해지므로 점도 조정은 중요하다. 이 점에서, 본 발명에 관계되는 증점 에칭 도포액(EL)은 태양광 발전 소자 기판(12)의 표면에서 원하지 않게 퍼지지 않기 때문에, 태양광 발전 소자 기판(12)의 측면(I) 또는 이면 외주 단부에 또는 그 양쪽에 도포하여 선택 에칭을 행할 수 있다.
또, 에칭 약액 및 점성 증가제의 종류는 수산화나트륨 및 소맥분에 한정되는 것이 아니라, 점성 증가제에서는 녹말분이나 옥수수녹말분 등의 식물 유래의 것(소맥분도 이것에 포함됨)을 물로 개고, 가열하여 만든 수용성 풀제를 사용할 수 있다. 증점 에칭 도포액(EL)의 점도는 점성 증가제의 첨가 비율을 조정함으로써, 태양광 발전 소자 기판(12)과 증점 에칭 도포액(EL)의 친화성에 따른 값으로 할 수 있다.
「가온 반응 공정 S2」는 에칭 반응 촉진을 위해서 증점 에칭 도포액(EL)이 도포된 태양광 발전 소자 기판(12)을 가온하고, 태양광 발전 소자 기판(12)과 증점 에칭 도포액(EL)을 반응시키는 공정이며, 이 「가온 반응 공정 S2」에서는 도 8에 도시하는 바와 같이, 증점 에칭 도포액(EL)이 도포된 태양광 발전 소자 기판(12)을 가온하는 핫플레이트형의 근접 가온 장치(56)가 사용된다.
근접 가온 장치(56)는 터널형 구조이며, 처리되는 태양광 발전 소자 기판(12)은 그 중앙부가 진공 흡착 척(59)에 의해 흡착된다. 척(59)은 가열 터널(57) 안과 외측을 순환하는 연속 순환 구조로 되어 있고, 가온 처리되는 태양광 발전 소자 기판(12)은 가열 터널(57)을 연속 또는 간헐 이송으로 연속 처리되도록 되어 있다. 또한, 가온 처리되는 태양광 발전 소자 기판(12)은 핫플레이트(58)로부터 약 2mm 이격된 공간 내에서 에칭 처리면을 아래로 하여 통과하고, 통과하고 있는 시간 내에 소정의 에칭이 행하여진다.
이와 같이, 증점 에칭 도포액(EL)이 도포된 태양광 발전 소자 기판(12)을 가온하는 것은 증점 에칭 도포액(EL)의 에칭 약액이 수산화나트륨 등의 알칼리 수용액인 경우, 상온에서는 에칭 약액과 태양광 발전 소자 기판(12)의 반응이 대단히 느리지만, 가온함으로써 상기 반응을 급격하게 빨리 할 수 있기 때문이다. 근접 가온 장치(56)에서 태양광 발전 소자 기판(12)을 60℃ 내지 100℃로 가온함으로써, 태양광 발전 소자 기판(12)의 표면에 있어서의 에칭 약액과 태양광 발전 소자 기판(12)의 표면 박층(18)의 반응이 급속히 진행하고, 30초 또는 1분의 에칭시간에, 약 1㎛의 깊이(모상(17)이 노출되는 깊이)까지 태양광 발전 소자 기판(12)의 에칭이 행하여진다. 이 에칭 레이트는 에칭액의 NaOH나 KOH의 농도와 가열 온도, 점도에 크게 좌우된다.
또, 한참 에칭 중에 증점 에칭 도포액(EL)의 표면으로부터 수분이 증발하면, 도 9에 도시하는 바와 같이, 식물 유래의 점성 증가제만이 그 표면에 잔존하고, 이것이 수분의 증발과 함께 차례로 경화하여 껍데기형의 막(T)이 형성된다. 이렇게 증점 에칭 도포액(EL)의 표면에 점성 증가제의 막(T)이 형성됨으로써, 증점 에칭 도포액(EL)은 점성 증가제의 껍데기형의 막(T)에 싸이게 되고, 껍데기형의 막(T) 형성 후에는 수분의 증발을 억제할 수 있으므로, 증점 에칭 도포액(EL)의 건조가 방지되면서 에칭 반응이 계속되고, 소정의 깊이까지 태양광 발전 소자 기판(12)의 표면을 에칭할 수 있다.
이때, 증점 에칭 도포액(EL)과 태양광 발전 소자 기판(12)의 표면의 반응에 의해 생기는 반응 가스가 증점 에칭 도포액(EL)의 미세 액적을 따라 주위로 비산하여 에칭 흔적을 형성하여, 태양광 발전 소자 기판(12)의 외관이 나빠질 우려가 있지만, 증점 에칭 도포액(EL)의 도포면을 하향으로 함으로써, 비산한 미세 액적은 그대로 낙하하여 태양광 발전 소자 기판(12)에 부착되지 않는다.
또, 이 가온 반응 공정 S2에 있어서, 증점 에칭 도포액(EL)을 도포한 태양광 발전 소자 기판(12)의 표면을 하향으로 함으로써, 도포된 증점 에칭 도포액(EL)은 도 9에 도시하는 바와 같이, 중력 및 표면 장력에 의해 그 단면이 아래를 향해서 반원형 또는 어묵형이 되어 그 표면에 점성 증가제에 의한 막(T)이 형성되고, 상술한 바와 같이 수분이 증발하지 않고 건조하지 않은 내포된 증점 에칭 도포액(EL)에 의해, 에칭 약액 중에 포함되어 있는 수분이 있는 한 에칭이 계속되고, 또한, 에칭시의 반응에 의한 에칭 약액의 비산이 없다.
또, 본 실시예에 관계되는 에칭 방법에서는 증점 에칭 도포액(EL)을 도포한 후에 태양광 발전 소자 기판(12)을 가온하였지만, 먼저 태양광 발전 소자 기판(12)을 가온하고 나서 증점 에칭 도포액(EL)을 도포하도록 해도 좋다. 이 경우, 이미 가온된 태양광 발전 소자 기판(12)에 증점 에칭 도포액(EL)이 도포된 순간부터, 태양광 발전 소자 기판(12)과 증점 에칭 도포액(EL)의 반응이 시작되기 때문에, 에칭에 필요한 시간을 단축할 수 있다.
세정 공정 S3은 태양광 발전 소자 기판(12)을 수세하여, 태양광 발전 소자 기판(12)의 이면에 잔존하는 점성 증가제를 에칭에 의한 반응 생성물과 함께 제거하는 공정이며, 이 세정 공정 S3에서는 도 10에 도시하는 바와 같은 세정 장치(60)를 사용할 수 있다.
이 세정 장치(60)는 태양광 발전 소자 기판(12)을 흡착 보유하고 있는 스핀 척(SP)을 회전시키면서, 순수를 분사하여 태양광 발전 소자 기판(12)의 이면에 잔존하는 점성 증가제를 에칭에 의한 반응 생성물과 함께 물 분사로 씻어내는 것이며, 순수를 분사하는 물 분사 장치(62)와, 필요에 따라서 물 분사 장치(62)로부터 분사하는 순수를 가온하는 물 가온 장치(63)를 구비하고 있다.
가온 반응 공정 S2가 행하여진 태양광 발전 소자 기판(12)은 세정 공정 S3의 전단 공정에서 가온한 희염산액(1 내지 3%)이 스프레이되어, 태양광 발전 소자 기판(12)의 표면에 잔존한 증점 에칭 도포액(EL) 중의 알칼리 액이 중화된다. 그리고, 태양광 발전 소자 기판(12)은 물가온 장치(63)에서 가온된 후에 물 분사 장치(62)로부터 분사된 순수에 의해 세정되고, 스핀 척(SP)을 고속회전시킴으로써 상기 순수가 제거된 후, 도시하지 않은 검사 장치로 검사된다(검사 공정 S4). 그리고, 검사 장치에서 「필요 구역의 표면 박층」(18)과 필요 구역 외의 표면 박층」(18')이 완전히 분리되었는지를 전기적으로 검사하여, 「양호」라는 검사 결과가 나온 단계에서 태양광 발전 소자 기판(12)의 웨트 에칭이 완료된다. 만약 에칭량이 부족하여 검사 결과 불량이 된 경우, 상기 태양광 발전 소자 기판(12)을 다시 도포 공정 S1로 되돌아가 추가 에칭을 행한다.
웨트 에칭이 완료된 태양광 발전 소자 기판(12)에서는 도포 공정 S1에 있어서 스탬프(50)로부터 증점 에칭 도포액(EL)이 도포된 대로, 이면 전극 형성 영역(R)의 주위에 있어서 태양광 발전 소자 기판(12)의 주변으로부터 소정의 길이(L)만큼 내측의 위치 또한 소정의 폭(W)으로 표면 박층(18)이 제거되었다(도면 중 X부).
이 태양광 발전 소자 기판(12)에 이면 전극(14) 및 표면 전극(15)을 장착함으로써 태양전지(10)용 태양광 발전 소자 기판(12)이 완성되지만, 이 이면 전극(14), 표면 전극(15)과 태양광 발전 소자 기판(12)의 사이에서는 전류의 흐름을 저해하지 않도록 가능한 한 전기적인 저항을 작게 할 필요가 있기 때문에, 이면 전극(14)과 태양광 발전 소자 기판(12)의 접속에는 상술한 바와 같이, 오믹 접속이 사용되고 있다. 이상으로부터, 태양전지(10)가 완성된다.
1O : 태양전지
12 : 태양광 발전 소자 기판
14 : 이면 전극
15 : 표면 전극
16 : 리드선(인터커넥터)
17 : 모층
12 : 태양광 발전 소자 기판
14 : 이면 전극
15 : 표면 전극
16 : 리드선(인터커넥터)
17 : 모층
Claims (3)
- pn 접합부를 가지는 태양광 발전 소자 기판으로부터 pn 접합부에 관계되는 표면 박층의 일부를 제거하여 모상을 노출시키는 알칼리 수용액의 에칭 약액에 상기 에칭 약액의 점도를 증가시키는 식물 유래의 점성 증가제를 첨가하여 형성된 것을 특징으로 하는, 증점 에칭 도포액.
- (A) pn 접합부를 가지는 태양광 발전 소자 기판으로부터 pn 접합부에 관계되는 표면 박층의 일부를 제거하여 모상을 노출시키는 태양전지용 태양광 발전 소자 기판의 선택 에칭 방법이며,
(B) 상기 태양광 발전 소자 기판의 이면에 형성되는 이면 전극 형성 영역의 전체 주위 또는 상기 기판의 측면 전체 둘레 또는 그 양쪽에 제 1 항에 기재된 증점 에칭 도포액을 도포하고,
(C) 상기 태양광 발전 소자 기판을 가온하여 상기 증점 에칭 도포액의 도착 부분의 상기 태양광 발전 소자 기판과 상기 증점 에칭 도포액을 반응시켜 표면 박층과 이면 전극 형성 영역을 전기 회로적으로 분리하고,
(D) 상기 태양광 발전 소자 기판을 순수로 세정하여 도착된 증점 에칭 도포액을 제거하는 것을 특징으로 하는, 태양전지용 태양광 발전 소자 기판의 선택 에칭방법. - 제 2 항에 있어서, 상기 태양광 발전 소자 기판의 이면을 하향으로 유지하고, 상기 기판의 이면 전극 형성 영역의 전체 주위에 도착된 증점 에칭 도포액의 도착 부분에 있어서의 상기 태양광 발전 소자 기판과 상기 증점 에칭 도포액을 반응시키는 것을 특징으로 하는, 태양전지용 태양광 발전 소자 기판의 선택 에칭방법.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2007/074478 WO2009081453A1 (ja) | 2007-12-20 | 2007-12-20 | 増粘エッチング塗布液およびそれを用いた太陽電池用太陽光発電素子基板の選択エッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100093024A true KR20100093024A (ko) | 2010-08-24 |
Family
ID=40800772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020107002152A KR20100093024A (ko) | 2007-12-20 | 2007-12-20 | 증점（增粘） 에칭 도포액 및 이것을 사용한 태양전지용 태양광 발전 소자 기판의 선택 에칭 방법 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100255626A1 (ko) |
| EP (1) | EP2224471A4 (ko) |
| JP (1) | JP4410312B2 (ko) |
| KR (1) | KR20100093024A (ko) |
| WO (1) | WO2009081453A1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8765002B2 (en) | 2011-03-04 | 2014-07-01 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120112321A1 (en) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | Solarworld Industries America, Inc. | Alkaline etching liquid for texturing a silicon wafer surface |
| JP5725734B2 (ja) | 2010-06-01 | 2015-05-27 | キヤノン株式会社 | ガラスの製造方法 |
| JP5721348B2 (ja) * | 2010-06-01 | 2015-05-20 | キヤノン株式会社 | ガラスの製造方法 |
| WO2012024676A2 (en) | 2010-08-20 | 2012-02-23 | First Solar, Inc. | Anti-reflective photovoltaic module |
| JP2022023730A (ja) * | 2020-07-27 | 2022-02-08 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 基板処理方法および基板処理装置 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5785976A (en) * | 1980-11-18 | 1982-05-28 | Ricoh Co Ltd | Etching device |
| US5271766A (en) * | 1991-01-11 | 1993-12-21 | Adm Agri-Industries, Ltd. | Starch-based adhesive coating |
| US5618341A (en) * | 1992-08-11 | 1997-04-08 | E. Khashoggi Industries | Methods for uniformly dispersing fibers within starch-based compositions |
| JPH06277015A (ja) * | 1993-03-22 | 1994-10-04 | Toshihiko Kita | 澱粉に因る粘性を持った飲料 |
| WO1997037847A1 (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-16 | Kuhlmann Wilsdorf Doris | Continuous metal fiber brushes |
| US5827577A (en) * | 1996-11-22 | 1998-10-27 | Engelhard Corporation | Method and apparatus for applying catalytic and/or adsorbent coatings on a substrate |
| US20020009622A1 (en) * | 1999-08-03 | 2002-01-24 | Goodson David M. | Sprayable phosphate cementitious coatings and a method and apparatus for the production thereof |
| KR100812891B1 (ko) * | 2000-04-28 | 2008-03-11 | 메르크 파텐트 게엠베하 | 무기물 표면용 에칭 페이스트 |
| JP2001319908A (ja) * | 2000-05-01 | 2001-11-16 | Sony Corp | 被処理物のウエット処理方法及びその装置 |
| DE10150040A1 (de) * | 2001-10-10 | 2003-04-17 | Merck Patent Gmbh | Kombinierte Ätz- und Dotiermedien |
| EP1378947A1 (en) * | 2002-07-01 | 2004-01-07 | Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw | Semiconductor etching paste and the use thereof for localised etching of semiconductor substrates |
| DE10241300A1 (de) * | 2002-09-04 | 2004-03-18 | Merck Patent Gmbh | Ätzpasten für Siliziumoberflächen und -schichten |
| DE10313127B4 (de) * | 2003-03-24 | 2006-10-12 | Rena Sondermaschinen Gmbh | Verfahren zur Behandlung von Substratoberflächen |
| JP4869654B2 (ja) * | 2005-08-04 | 2012-02-08 | 三菱電機株式会社 | 太陽電池の製造方法 |
| JP5201789B2 (ja) * | 2005-11-14 | 2013-06-05 | シャープ株式会社 | 太陽電池およびその製造方法 |
-
2007
- 2007-12-20 WO PCT/JP2007/074478 patent/WO2009081453A1/ja active Application Filing
- 2007-12-20 KR KR1020107002152A patent/KR20100093024A/ko not_active Application Discontinuation
- 2007-12-20 EP EP07859875A patent/EP2224471A4/en not_active Withdrawn
- 2007-12-20 JP JP2009519731A patent/JP4410312B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-12-20 US US12/743,532 patent/US20100255626A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8765002B2 (en) | 2011-03-04 | 2014-07-01 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
| KR101440185B1 (ko) * | 2011-03-04 | 2014-09-12 | 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤 | 기판처리장치 및 기판처리방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009081453A1 (ja) | 2009-07-02 |
| JP4410312B2 (ja) | 2010-02-03 |
| EP2224471A1 (en) | 2010-09-01 |
| US20100255626A1 (en) | 2010-10-07 |
| JPWO2009081453A1 (ja) | 2011-05-06 |
| EP2224471A4 (en) | 2013-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102077359B (zh) | 太阳能电池单元及其制造方法 | |
| US7196018B2 (en) | Semiconductor etching paste and the use thereof for localized etching of semiconductor substrates | |
| US7910823B2 (en) | Solar cell and manufacturing method thereof | |
| US20050268963A1 (en) | Process for manufacturing photovoltaic cells | |
| CN102593240B (zh) | 太阳能电池及其制造方法 | |
| JP2011503910A (ja) | パターン付きエッチング剤を用いた太陽電池コンタクト形成プロセス | |
| WO2012173203A1 (ja) | 太陽電池およびその製造方法 | |
| KR20100093024A (ko) | 증점（增粘） 에칭 도포액 및 이것을 사용한 태양전지용 태양광 발전 소자 기판의 선택 에칭 방법 | |
| KR20160061369A (ko) | 수분 장벽을 가진 에피택셜 규소 태양 전지 | |
| AU2014309279A1 (en) | Interconnection of solar cells in a solar cell module | |
| US20170236964A1 (en) | Solar cell module | |
| JP6003791B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| KR101649060B1 (ko) | 태양전지 셀의 제조 방법 | |
| CN103477450A (zh) | 在太阳能电池基板中形成p-n结的方法 | |
| WO2017037803A1 (ja) | 太陽電池セルおよび太陽電池セルの製造方法 | |
| CN103348489B (zh) | 太阳能电池元件的制造方法及太阳能电池元件 | |
| US20120178200A1 (en) | Integrated in-line processing system for selective emitter solar cells | |
| US5504015A (en) | Process for preparing photovoltaic modules based on crystalline silicon | |
| JP2928433B2 (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| JP5905966B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| KR101193021B1 (ko) | 도트형 전극을 갖는 저가 양산의 고효율 태양전지 및 그 제조방법 | |
| KR100993846B1 (ko) | 태양전지, 그 제조방법 및 이를 제조하기 위한 태양전지제조장치 | |
| JP2010263015A (ja) | 太陽電池の電極形成方法および太陽電池の製造方法 | |
| JP6270889B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| WO2012118960A2 (en) | Method and apparatus for texturing a sheet wafer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E601 | Decision to refuse application |