KR20110055007A - Solar cell and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A solar cell and a manufacturing method thereof are provided to improve energy conversion efficiency by preventing the penetration of metal materials on a semiconductor layer or damages to the semiconductor layer. CONSTITUTION: A first electrode layer(300) is formed on a substrate and is made of transparent conductive materials. A semiconductor layer is formed on the first electrode layer. A second electrode layer(500) is formed on the semiconductor layer. A light reflection layer(200) is formed on the substrate and reflects incident light and is made of non-conductive transparent materials.

Description

태양전지 및 그 제조방법{Solar Cell and method of manufacturing the same}Solar cell and method of manufacturing the same

본 발명은 태양전지(Solar Cell)에 관한 것이다. The present invention relates to a solar cell.

태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. Solar cells are devices that convert light energy into electrical energy using the properties of semiconductors.

태양전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공(+)는 P형 반도체쪽으로 이동하고 상기 전자(-)는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생하게 됨으로써 전력을 생산할 수 있게 된다. The solar cell has a PN junction structure in which a P (positive) type semiconductor and an N (negative) type semiconductor are bonded together. Holes and electrons are generated therein. At this time, the holes (+) move toward the P-type semiconductor and the electrons (-) move toward the N-type semiconductor due to the electric field generated in the PN junction. Can be generated to produce power.

이와 같은 태양전지는 일반적으로 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다. Such solar cells are generally classified into substrate type solar cells and thin film type solar cells.

상기 기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 상기 박막형 태양전지는 유리나 플라스틱 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다. The substrate type solar cell is a solar cell manufactured using a semiconductor material such as silicon as a substrate, and the thin film type solar cell is a solar cell manufactured by forming a semiconductor in the form of a thin film on a substrate such as glass or plastic. .

상기 기판형 태양전지는 상기 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수한 장점이 있고, 상기 박막형 태양전지는 상기 기판형 태양전지에 비하여 제조비용이 감소되는 장점이 있다. The substrate-type solar cell has an advantage that the efficiency is somewhat superior to the thin-film solar cell, the thin-film solar cell has the advantage that the manufacturing cost is reduced compared to the substrate-type solar cell.

이하 도면을 참조로 종래의 태양전지에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a conventional solar cell will be described with reference to the drawings.

도 1은 종래의 태양전지의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional solar cell.

도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 태양전지는, 기판(10), 상기 기판(10) 상에 형성된 하부 전극층(30), 상기 하부 전극층(30) 상에 형성된 반도체층(50), 및 상기 반도체층(50) 상에 형성된 상부 전극층(70)으로 이루어진다. As can be seen in FIG. 1, a conventional solar cell includes a substrate 10, a lower electrode layer 30 formed on the substrate 10, a semiconductor layer 50 formed on the lower electrode layer 30, and the semiconductor. The upper electrode layer 70 formed on the layer 50.

이때, 상기 하부 전극층(30)은 금속(Metal) 재료로 이루어지고, 상기 반도체층(50)은 실리콘계 재료로 이루어지고, 상기 상부 전극층(70)은 태양광이 입사되는 면이므로 투명한 도전 재료로 이루어진다. In this case, the lower electrode layer 30 is made of a metal material, the semiconductor layer 50 is made of a silicon-based material, and the upper electrode layer 70 is made of a transparent conductive material because it is a surface on which sunlight is incident. .

그러나, 이와 같은 종래의 태양전지는 다음과 같은 문제점이 있다. However, such a conventional solar cell has the following problems.

첫째, 상기 하부 전극층(30)을 구성하는 금속재료와 상기 반도체층(50)을 구성하는 실리콘계 재료는 열팽창계수 차가 크기 때문에, 상기 하부 전극층(30) 상에 상기 반도체층(50)을 적층하는 공정 중에 상기 반도체층(50)에 스트레스(stress)가 많이 가해져 상기 반도체층(50)이 손상되는 문제가 있다. First, a process of stacking the semiconductor layer 50 on the lower electrode layer 30 because the metal material constituting the lower electrode layer 30 and the silicon-based material constituting the semiconductor layer 50 have a large thermal expansion coefficient difference. The stress is applied to the semiconductor layer 50 a lot, there is a problem that the semiconductor layer 50 is damaged.

둘째, 상기 반도체층(50)은 고온하에서 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 방법으로 적층되는데, 이때 상기 하부 전극층(30)을 구성하는 금속재료가 상기 반도체층(50)으로 침투하는 문제가 있다. Second, the semiconductor layer 50 is laminated by a method such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) at a high temperature, wherein the metal material constituting the lower electrode layer 30 penetrates into the semiconductor layer 50. have.

이와 같이, 종래의 태양전지는 상기 반도체층(50)이 손상되거나 상기 반도체층(50)으로 금속재료가 침투함으로써, 태양전지의 단락전류가 떨어져 결국 에너지 변환효율이 저하되는 문제점이 있다. As described above, in the conventional solar cell, when the semiconductor layer 50 is damaged or a metal material penetrates into the semiconductor layer 50, the short-circuit current of the solar cell is dropped, resulting in a decrease in energy conversion efficiency.

본 발명은 전술한 종래의 태양전지의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, The present invention is designed to solve the problems of the conventional solar cell described above,

본 발명은 하부전극층 상에 반도체층을 형성하는 공정에서 반도체층이 손상되거나 반도체층에 금속재료가 침투하는 것을 차단함으로써, 태양전지의 단락전류 감소를 방지하여 에너지 변환효율이 증진된 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to prevent the short circuit current of the solar cell by reducing the damage to the semiconductor layer or the penetration of a metal material in the semiconductor layer in the process of forming a semiconductor layer on the lower electrode layer, and a solar cell having improved energy conversion efficiency It is an object to provide a manufacturing method.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판; 상기 기판 위에 형성되며, 투명도전물로 이루어진 제1 전극층; 상기 제1 전극층 상에 형성된 반도체층; 상기 반도체층 상에 형성된 제2 전극층; 및 상기 기판 상에 형성되어 입사되는 광을 반사시키는 광반사층을 포함하여 이루어진 태양전지를 제공한다.The present invention, in order to achieve the above object; A first electrode layer formed on the substrate and made of a transparent conductive material; A semiconductor layer formed on the first electrode layer; A second electrode layer formed on the semiconductor layer; And a light reflection layer formed on the substrate and reflecting the incident light.

상기 광반사층은 비도전성 투명물질로 이루어지고, 상기 제1 전극층은 상기 광반사층을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투명도전물로 이루어질 수 있고, 이때, 상기 광반사층은 ZnO로 이루어지고, 상기 제1 전극층은 ZnO:B로 이루어질 수 있다. The light reflection layer may be made of a non-conductive transparent material, and the first electrode layer may be made of a transparent conductive material that is conductive by doping a transparent material constituting the light reflection layer, wherein the light reflection layer is made of ZnO. The first electrode layer may be formed of ZnO: B.

상기 광반사층은 상기 기판과 상기 제1 전극층 사이에 형성될 수 있다. The light reflection layer may be formed between the substrate and the first electrode layer.

상기 광반사층은 상기 제1 전극층이 형성되지 않은 기판의 타면에 형성될 수 있다. The light reflection layer may be formed on the other surface of the substrate on which the first electrode layer is not formed.

상기 반도체층은 상기 제1 전극층 상에 형성된 N형 반도체층, 상기 N형 반도체층 상에 형성된 I형 반도체층, 및 상기 I형 반도체층 상에 형성된 P형 반도체층으로 이루어질 수 있다. The semiconductor layer may include an N-type semiconductor layer formed on the first electrode layer, an I-type semiconductor layer formed on the N-type semiconductor layer, and a P-type semiconductor layer formed on the I-type semiconductor layer.

상기 제2 전극층은 투명도전물로 이루어질 수 있다. The second electrode layer may be made of a transparent conductive material.

본 발명은 또한, 기판 상에 광반사층을 형성하는 공정; 상기 광반사층 상에, 투명도전물로 이루어진 제1 전극층을 형성하는 공정; 상기 제1 전극층 상에 반도체층을 형성하는 공정; 및 상기 반도체층 상에 제2 전극층을 형성하는 공정을 포함하는 태양전지의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a process for forming a light reflection layer on a substrate; Forming a first electrode layer made of a transparent conductive material on the light reflection layer; Forming a semiconductor layer on the first electrode layer; And it provides a method of manufacturing a solar cell comprising the step of forming a second electrode layer on the semiconductor layer.

이때, 상기 광반사층을 형성하는 공정 및 상기 제1 전극층을 형성하는 공정은, 상기 기판 상에 광반사층 및 제1 전극층용 물질층을 형성하는 공정; 및 상기 물질층의 상부 영역에 도펀트를 도핑하여, 상기 도펀트가 도핑되지 않은 상기 물질층의 하부 영역에 광반사층을 형성함과 동시에 상기 도펀트가 도핑된 상기 물질층의 상부 영역에 제1 전극층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. In this case, the forming of the light reflection layer and the forming of the first electrode layer may include forming a light reflection layer and a material layer for the first electrode layer on the substrate; And doping the upper region of the material layer to form a light reflection layer in the lower region of the material layer not doped with the dopant, and simultaneously forming a first electrode layer in the upper region of the material layer doped with the dopant. It can be made to the process.

본 발명은 또한 기판의 일면에 광반사층을 형성하는 공정; 상기 광반사층이 형성되지 않은 기판의 타면에 투명도전물로 이루어진 제1 전극층을 형성하는 공정; 상기 제1 전극층 상에 반도체층을 형성하는 공정; 및 상기 반도체층 상에 제2 전극층을 형성하는 공정을 포함하는 태양전지의 제조방법을 제공한다. The present invention also provides a process for forming a light reflection layer on one surface of a substrate; Forming a first electrode layer made of a transparent conductive material on the other surface of the substrate on which the light reflection layer is not formed; Forming a semiconductor layer on the first electrode layer; And it provides a method of manufacturing a solar cell comprising the step of forming a second electrode layer on the semiconductor layer.

이때, 상기 기판의 타면에 상기 제1 전극층, 반도체층 및 제2 전극층을 차례로 형성하고, 그 후에 상기 기판의 일면에 상기 광반사층을 형성할 수도 있다. In this case, the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer may be sequentially formed on the other surface of the substrate, and then the light reflection layer may be formed on one surface of the substrate.

상기의 제조방법들에서, 상기 광반사층은 비도전성 투명물질로 형성하고, 상 기 제1 전극층은 상기 광반사층을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투명도전물로 형성할 수 있고, 이때, 상기 광반사층을 형성하는 공정과 상기 제1 전극층을 형성하는 공정은 하나의 장비 내에서 연속공정으로 수행할 수 있다. In the above manufacturing methods, the light reflection layer may be formed of a non-conductive transparent material, and the first electrode layer may be formed of a transparent conductive material having a dopant doped with a transparent material constituting the light reflection layer, In this case, the process of forming the light reflection layer and the process of forming the first electrode layer may be performed in a continuous process in one equipment.

상기의 제조방법들에서, 상기 반도체층을 형성하는 공정은 상기 제1 전극층 상에 N형 반도체층을 형성하고, 상기 N형 반도체층 상에 I형 반도체층을 형성하고, 그리고 상기 I형 반도체층 상에 P형 반도체층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. In the above manufacturing methods, the step of forming the semiconductor layer comprises forming an N-type semiconductor layer on the first electrode layer, forming an I-type semiconductor layer on the N-type semiconductor layer, and the I-type semiconductor layer It can be made in the process of forming a P-type semiconductor layer on.

상기의 제조방법들에서, 상기 제2 전극층은 투명도전물로 형성할 수 있다. 특히, 상기 광반사층은 ZnO로 이루어지고, 상기 제1 전극층은 ZnO:B로 이루어질 수 있다. In the above manufacturing methods, the second electrode layer may be formed of a transparent conductive material. In particular, the light reflection layer may be made of ZnO, and the first electrode layer may be made of ZnO: B.

상기 구성에 의한 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. According to the present invention by the above configuration has the following effects.

본 발명에 따르면, 반도체층 하부에 반도체층과 열팽창계수 차가 크지 않은 투명도전물로 이루어진 제1 전극층을 형성하기 때문에 반도체층 형성 과정에서 반도체층이 손상되거나 반도체층에 금속재료가 침투하는 것이 차단되어 태양전지의 에너지 변환효율이 증진되게 된다. According to the present invention, since the first electrode layer made of a transparent conductive material having a large difference in coefficient of thermal expansion with the semiconductor layer is formed under the semiconductor layer, the semiconductor layer is damaged or a metal material is prevented from penetrating into the semiconductor layer during the formation of the semiconductor layer. The energy conversion efficiency of the solar cell is improved.

또한, 본 발명에 따르면 기판 상에 광반사층을 형성하기 때문에 반도체층으로 재입사되는 광량이 증가되어 태양전지의 에너지 변환효율이 증진되고, 특히, 광반사층 상에 광반사층을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투 명도전물로 이루어진 제1 전극층을 형성할 경우, 상기 광반사층과 상기 제1 전극층을 동일한 장비 내에서 연속공정을 형성할 수 있어 생산성 면에서도 우수한 효과가 있다. In addition, according to the present invention, since the light reflection layer is formed on the substrate, the amount of light that is reincident to the semiconductor layer is increased, thereby improving the energy conversion efficiency of the solar cell. When doped to form a first electrode layer made of a transparent conductive material having conductivity, it is possible to form a continuous process of the light reflection layer and the first electrode layer in the same equipment, there is an excellent effect in terms of productivity.

이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 단면도이다. 2 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지는, 기판(100), 광반사층(200), 제1 전극층(300), 반도체층(400), 및 제2 전극층(500)을 포함하여 이루어진다. As can be seen in Figure 2, the solar cell according to an embodiment of the present invention, the substrate 100, the light reflection layer 200, the first electrode layer 300, the semiconductor layer 400, and the second electrode layer 500 It is made, including.

상기 기판(100)은 다양하게 사용할 수 있다. 특히, 본 발명은 쉽게 휘어질 수 있는 플렉시블(flexible) 기판을 이용하여 휴대용 등으로 용이하게 적용할 수 있는 플렉시블 태양전지(Flexible Solar Cell)에 적용할 수 있으며, 이 경우, 상기 기판(100)의 재료로는 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드(polyamide) 등 휘어지는 물질로서 당업계에 공지된 다양한 물질이 이용될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판(100)이 태양전지의 가장 후면에 위치하기 때문에 상기 기판(100)의 재료로서 투명한 물질 뿐만 아니라 불투명한 물질도 이용할 수 있다. The substrate 100 may be used in various ways. In particular, the present invention can be applied to a flexible solar cell that can be easily applied to a portable using a flexible substrate that can be easily bent, in this case, the substrate 100 As the material, various materials known in the art may be used as materials to bend, such as polyimide and polyamide. In particular, according to an embodiment of the present invention, since the substrate 100 is located at the rear of the solar cell, an opaque material as well as a transparent material may be used as the material of the substrate 100.

상기 광반사층(200)은 상기 기판(100)과 상기 제1 전극층(300) 사이에 형성되며, 입사된 태양광을 반사시켜 상기 반도체층(400)으로 재입사시킴으로써 태양전지의 광전변환율을 증가시키는 역할을 한다. The light reflection layer 200 is formed between the substrate 100 and the first electrode layer 300 to increase the photoelectric conversion rate of the solar cell by reflecting the incident sunlight and re-incident into the semiconductor layer 400. Play a role.

상기 광반사층(200)은 비도전성 투명물질로 이루어질 수 있으며, 특히, 상기 제1 전극층(300)에 포함된 물질을 이용하여 형성함으로써, 상기 광반사층(200)과 상기 제1 전극층(300)을 하나의 장비 내에서 연속공정으로 형성할 수 있어 대량생산시 생산성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 광반사층(200)은 ZnO와 같은 비도전성 투명물질로 형성하고, 상기 제1 전극층(300)은 ZnO:B와 같이 상기 광반사층(200)을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투명도전물로 형성할 경우, 상기 광반사층(200)과 상기 제1 전극층(300)을 동일한 장비 내에서 반응가스만을 변경하여 연속공정을 형성할 수 있는 장점이 있다. 다만, 상기 광반사층(200)은 불투명물질로 형성할 수도 있다. The light reflection layer 200 may be made of a non-conductive transparent material. In particular, the light reflection layer 200 may be formed using a material included in the first electrode layer 300 to form the light reflection layer 200 and the first electrode layer 300. It can be formed in a continuous process in one machine, which can improve productivity in mass production. For example, the light reflection layer 200 is formed of a non-conductive transparent material such as ZnO, and the first electrode layer 300 is doped with a transparent material constituting the light reflection layer 200, such as ZnO: B. When the transparent conductive material is formed, the light reflection layer 200 and the first electrode layer 300 have the advantage of forming a continuous process by changing only the reaction gas in the same equipment. However, the light reflection layer 200 may be formed of an opaque material.

상기 제1 전극층(300)은 상기 광반사층(200) 상에 형성되어, 상기 반도체층(400)에서 생성된 전자(electron)와 같은 캐리어(carrier)를 수집하는 역할을 한다. The first electrode layer 300 is formed on the light reflection layer 200 to collect carriers such as electrons generated in the semiconductor layer 400.

상기 제1 전극층(300)은 ZnO:B와 같은 투명도전물로 이루어지며, 이와 같이 본 발명은 상기 반도체층(400) 하부에 투명도전물로 이루어진 제1 전극층(300)을 형성하기 때문에 반도체층(400) 형성 공정 과정에서 반도체층(400)이 손상되거나 반도체층(400)에 금속재료가 침투하는 것이 차단되어 태양전지의 에너지 변환효율이 증진되게 된다. 즉, 제1 전극층(300)에 이용되는 투명도전물은 반도체층(400)에 적용되는 실리콘 물질과 열팽창계수 차가 크지 않으며, 또한 상기 투명도전물은 반도체층(400) 형성 공정시 반도체층(400)으로 침투하지 않기 때문에, 본 발명과 같이 투명도전물로 이루어진 제1 전극층(300) 상에 반도체층(400)을 형성할 경우, 금 속물질로 이루어진 전극층 상에 반도체층을 형성하는 종래의 경우에 비하여 태양전지의 단락전류 감소를 방지하여 에너지 변환효율이 증진된다. The first electrode layer 300 is made of a transparent conductive material such as ZnO: B. Thus, the present invention forms the first electrode layer 300 made of a transparent conductive material under the semiconductor layer 400, and thus, the semiconductor layer. In the process of forming the 400, the semiconductor layer 400 is damaged or a metal material is prevented from penetrating into the semiconductor layer 400, thereby improving energy conversion efficiency of the solar cell. That is, the transparent conductive material used for the first electrode layer 300 does not have a large difference in coefficient of thermal expansion with a silicon material applied to the semiconductor layer 400, and the transparent conductive material is a semiconductor layer 400 in the process of forming the semiconductor layer 400. In the case of forming the semiconductor layer 400 on the first electrode layer 300 made of a transparent conductive material as in the present invention, the semiconductor layer is formed on the electrode layer made of a metal material. Compared to the reduction of short-circuit current of the solar cell, energy conversion efficiency is improved.

또한, 전술한 바와 같이, 상기 제1 전극층(300)으로서 상기 광반사층(200)을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투명도전물을 이용할 경우, 상기 광반사층(200)과 상기 제1 전극층(300)을 동일한 장비 내에서 연속공정을 형성할 수 있다. As described above, when the dopant is doped with the transparent material constituting the light reflection layer 200 as the first electrode layer 300, a transparent conductive material having conductivity is used. One electrode layer 300 can be formed in a continuous process in the same equipment.

상기 반도체층(400)은 상기 제1 전극층(300) 상에 형성되는데, 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘과 같은 실리콘계 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. The semiconductor layer 400 is formed on the first electrode layer 300, but may be made of a silicon-based material such as amorphous silicon or crystalline silicon, but is not limited thereto.

상기 반도체층(400)은 상기 제1 전극층(300) 상에 형성된 N(negative)형 반도체층, 상기 N형 반도체층 상에 형성된 I(intrinsic)형 반도체층, 및 상기 I형 반도체층 상에 형성된 P(positive)형 반도체층으로 이루어져, NIP구조로 형성될 수 있다. 이와 같이 반도체층(400)이 NIP구조로 형성되면, I형 반도체층이 P형 반도체층과 N형 반도체층에 의해 공핍(depletion)이 되어 내부에 전기장이 발생하게 되고, 태양광에 의해 생성되는 정공 및 전자가 상기 전기장에 의해 드리프트(drift)되어 각각 P형 반도체층 및 N형 반도체층에서 수집되게 된다. The semiconductor layer 400 is formed on an N (negative) type semiconductor layer formed on the first electrode layer 300, an I (intrinsic) type semiconductor layer formed on the N type semiconductor layer, and the I type semiconductor layer. Consists of a P (positive) type semiconductor layer, it may be formed of a NIP structure. When the semiconductor layer 400 is formed as described above, the I-type semiconductor layer is depleted by the P-type semiconductor layer and the N-type semiconductor layer to generate an electric field therein, and is generated by sunlight. Holes and electrons are drift by the electric field and are collected in the P-type semiconductor layer and the N-type semiconductor layer, respectively.

상기 반도체층(400)이 NIP구조로 형성되는 이유는 일반적으로 정공의 드리프트 이동도(drift mobility)가 전자의 드리프트 이동도에 의해 낮기 때문에 입사광에 의한 수집효율을 극대화하기 위해서 P형 반도체층을 태양광이 입사되는 면에 가깝게 형성하기 위함이다. The reason why the semiconductor layer 400 is formed in the NIP structure is that since the drift mobility of holes is generally low due to the drift mobility of electrons, the P-type semiconductor layer is used to maximize the collection efficiency due to incident light. This is to form the surface close to the incident light.

상기 제2 전극층(500)은 상기 반도체층(400) 상에 형성되어, 상기 반도체층(400)에서 생성된 정공(hole)과 같은 캐리어(carrier)를 수집하는 역할을 한다. The second electrode layer 500 is formed on the semiconductor layer 400 to collect carriers such as holes generated in the semiconductor layer 400.

상기 제2 전극층(500)은 태양광이 입사되는 면에 형성되기 때문에 ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F, ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질로 이루어질 수 있으며, 특히 상기 제1 전극층(300)과 동일한 도전물질로 이루어질 수 있다. 다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 제2 전극층(500)을 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 불투명한 금속물질로 형성하되 태양광이 입사될 수 있도록 소정 간격으로 이격되도록 패턴 형성할 수도 있다. Since the second electrode layer 500 is formed on the surface where the sunlight is incident, the second electrode layer 500 may be made of a transparent conductive material such as ZnO: B, ZnO: Al, SnO 2 , SnO 2 : F, ITO (Indium Tin Oxide), and the like. In particular, it may be made of the same conductive material as the first electrode layer 300. However, the present invention is not limited thereto, and the second electrode layer 500 may include Ag, Al, Ag + Al, Ag + Mg, Ag + Mn, Ag + Sb, Ag + Zn, Ag + Mo, Ag + Ni, Ag. The pattern may be formed of an opaque metal material such as + Cu, Ag + Al + Zn, and spaced at predetermined intervals to allow sunlight to be incident thereon.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 단면도로서, 이는 광반사층(200)의 형성 위치가 변경된 것을 제외하고 전술한 도 2에 따른 태양전지와 동일하다. 따라서, 동일한 도면 부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 3 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment of the present invention, which is the same as the solar cell of FIG. 2 except that the formation position of the light reflection layer 200 is changed. Therefore, the same reference numerals are given, and detailed description of the same configuration will be omitted.

도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지는, 기판(100)의 상면에 제1 전극층(300)이 형성되고, 상기 제1 전극층(300) 상에 반도체층(400)이 형성되고, 상기 반도체층(400) 상에 제2 전극층(500)이 형성된다. 또한, 상기 제1 전극층(300)이 형성되지 않은 기판(100)의 하면에 광반사층(200)이 형성된다. As can be seen in Figure 3, in the solar cell according to another embodiment of the present invention, the first electrode layer 300 is formed on the upper surface of the substrate 100, the semiconductor layer 400 on the first electrode layer 300 The second electrode layer 500 is formed on the semiconductor layer 400. In addition, the light reflection layer 200 is formed on the bottom surface of the substrate 100 on which the first electrode layer 300 is not formed.

상기 기판(100), 광반사층(200), 제1 전극층(300), 반도체층(400), 및 제2 전극층(500) 각각의 역할 및 구성물질은 전술한 실시예와 동일하다. 예로서, 상기 광반사층(200)은 ZnO와 같은 비도전성 투명물질로 이루어지고, 상기 제1 전극층(300)은 ZnO:B와 같이 상기 광반사층(200)을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투명도전물로 이루어질 수 있다. The roles and constituents of the substrate 100, the light reflection layer 200, the first electrode layer 300, the semiconductor layer 400, and the second electrode layer 500 are the same as in the above-described embodiment. For example, the light reflection layer 200 is made of a non-conductive transparent material such as ZnO, and the first electrode layer 300 is doped with a dopant to the transparent material constituting the light reflection layer 200, such as ZnO: B. It may be made of a transparent conductive material having conductivity.

다만, 도 3에 도시한 태양전지의 경우, 태양광이 상기 광반사층(200) 까지 입사한 후 반사될 수 있도록 하기 위해서, 상기 기판(100)이 투명한 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. However, in the case of the solar cell shown in FIG. 3, the substrate 100 is preferably made of a transparent material in order to allow sunlight to be reflected after the light is incident to the light reflection layer 200.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 제조공정을 도시한 개략적인 공정 단면도로서, 이는 전술한 도 2에 따른 태양전지의 제조방법에 관한 것이다. 4A to 4D are schematic cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a solar cell according to an embodiment of the present invention, which relates to the manufacturing method of the solar cell according to FIG. 2.

우선, 도 4a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 광반사층(200)을 형성한다. First, as shown in FIG. 4A, the light reflection layer 200 is formed on the substrate 100.

상기 광반사층(200)은 비도전성 투명물질로 형성할 수 있으며, 예로서, ZnO와 같은 비도전성 투명물질을 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 형성할 수 있다. The light reflection layer 200 may be formed of a non-conductive transparent material. For example, a non-conductive transparent material such as ZnO may be formed using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.

다음, 도 4b에서 알 수 있듯이, 상기 광반사층(200) 상에 제1 전극층(300)을 형성한다. Next, as can be seen in Figure 4b, to form a first electrode layer 300 on the light reflection layer (200).

상기 제1 전극층(300)은 투명도전물로 형성하며, 예로서, ZnO:B와 같은 투명도전물을 MOCVD법을 이용하여 형성할 수 있다. The first electrode layer 300 may be formed of a transparent conductive material. For example, a transparent conductive material such as ZnO: B may be formed using a MOCVD method.

특히, 상기 광반사층(200)을 ZnO로 형성하고, 상기 제1 전극층(300)을 ZnO:B로 형성하는 것과 같이, 상기 제1 전극층(300)을 상기 광반사층(200)을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투명도전물로 형성할 경우에는, 동일한 MOCVD 장비 내에서 우선 상기 광반사층(200)을 형성한 후 연속하여 B와 같은 도펀트 가스를 추가로 투입하여 상기 제1 전극층(300)을 형성할 수 있다. In particular, as the light reflection layer 200 is formed of ZnO, and the first electrode layer 300 is formed of ZnO: B, the transparent material constituting the light reflection layer 200 is formed of the first electrode layer 300. In the case where the dopant is doped to form a transparent conductive material having conductivity, the light reflection layer 200 is first formed in the same MOCVD apparatus, and then a dopant gas such as B is continuously added to the first electrode layer ( 300) can be formed.

다음, 도 4c에서 알 수 있듯이, 상기 제1 전극층(300) 상에 반도체층(400)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4C, the semiconductor layer 400 is formed on the first electrode layer 300.

상기 반도체층(400)은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 비정질 실리콘과 같은 실리콘 물질로 형성할 수 있다. 구체적으로는, 상기 제1 전극층(300) 상에 SiH4, H2, 및 PH3를 원료가스로 하여 PECVD법으로 N형 반도체층을 형성하고, 상기 N형 반도체층 상에 SiH4 및 H2를 원료가스로 하여 PECVD법으로 I형 반도체층을 형성하고, 상기 I형 반도체층 상에 SiH4, H2, 및 B2H6를 원료가스로 하여 P형 반도체층을 형성하는 공정을 통해 상기 반도체층(400)을 형성할 수 있다. The semiconductor layer 400 may be formed of a silicon material such as amorphous silicon by using plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Specifically, wherein the SiH 4, H 2, and SiH 4 and H 2 the PH 3 on to a raw material gas to form a N-type semiconductor layer by PECVD method, and the N-type semiconductor layer on the first electrode layer 300 Is a raw material gas to form an I-type semiconductor layer by PECVD method, and a P-type semiconductor layer is formed on the I-type semiconductor layer using SiH 4 , H 2 , and B 2 H 6 as a raw material gas. The semiconductor layer 400 may be formed.

다음, 도 4d에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(400) 상에 제2 전극층(500)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4D, the second electrode layer 500 is formed on the semiconductor layer 400.

상기 제2 전극층(500)은 ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F, ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다. The second electrode layer 500 is ZnO: B, ZnO: Al, SnO 2, SnO 2: F, ITO (Indium Tin Oxide) transparent sputtering (Sputtering) method or the MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition), a conductive material such as It can form using a method.

또한, 상기 제2 전극층(500)은 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속물질의 페이스트(Paste)를 스크린인 쇄법(screen printing), 잉크젯인쇄법(inkjet printing), 그라비아인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉인쇄법(microcontact printing) 등과 같은 인쇄법을 이용하여 소정 간격으로 패턴 형성할 수도 있다. In addition, the second electrode layer 500 may include Ag, Al, Ag + Al, Ag + Mg, Ag + Mn, Ag + Sb, Ag + Zn, Ag + Mo, Ag + Ni, Ag + Cu, Ag + Al +. Paste of a metallic material such as Zn may be printed using screen printing, inkjet printing, gravure printing, or microcontact printing. The pattern may be formed at predetermined intervals.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 제조공정을 도시한 개략적인 공정 단면도로서, 이는 전술한 도 2에 따른 태양전지의 제조방법에 관한 것이다. 전술한 실시예와 동일한 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 5A to 5D are schematic cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a solar cell according to another embodiment of the present invention, which relates to the manufacturing method of the solar cell according to FIG. 2 described above. Detailed description of the same parts as in the above-described embodiment will be omitted.

우선, 도 5a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 광반사층 및 제1 전극층용 물질층(250)을 형성한다. First, as shown in FIG. 5A, the light reflection layer and the material layer 250 for the first electrode layer are formed on the substrate 100.

상기 물질층(250)은 비도전성 투명물질로 형성할 수 있다. The material layer 250 may be formed of a non-conductive transparent material.

다음, 도 5b에서 알 수 있듯이, 상기 물질층(250)의 상부 영역에 붕소(B)와 같은 도펀트를 도핑한다. 그리하면, 상기 도펀트가 도핑되지 않은 상기 물질층(250)의 하부 영역은 비도전성 투명물질로 이루어진 광반사층(200)이 되고, 상기 도펀트가 도핑된 상기 물질층(250)의 상부 영역은 도전성 투명물질로 이루어진 제1 전극층(300)이 된다. Next, as shown in FIG. 5B, a dopant such as boron (B) is doped into the upper region of the material layer 250. Then, a lower region of the material layer 250 that is not doped with the dopant becomes a light reflection layer 200 made of a non-conductive transparent material, and an upper region of the material layer 250 that is doped with the dopant is conductive transparent. It becomes the first electrode layer 300 made of a material.

다음, 도 5c에서 알 수 있듯이, 상기 제1 전극층(300) 상에 반도체층(400)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 5C, the semiconductor layer 400 is formed on the first electrode layer 300.

다음, 도 5d에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(400) 상에 제2 전극층(500)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5D, the second electrode layer 500 is formed on the semiconductor layer 400.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지의 제조공정 을 도시한 개략적인 공정 단면도로서, 이는 전술한 도 3에 따른 태양전지의 제조방법에 관한 것이다. 전술한 실시예와 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 6A through 6D are schematic cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a solar cell according to still another embodiment of the present invention, which relates to the manufacturing method of the solar cell according to FIG. 3. Detailed description of the same configuration as the above-described embodiment will be omitted.

우선, 도 6a에서 알 수 있듯이, 기판(100)의 일면에 광반사층(200)을 형성한다. First, as shown in FIG. 6A, the light reflection layer 200 is formed on one surface of the substrate 100.

다음, 도 6b에서 알 수 있듯이, 상기 기판(100)을 뒤집은 후, 상기 광반사층(200)이 형성되지 않은 기판(100)의 타면에 투명 도전물로 이루어진 제1 전극층(300)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 6B, after inverting the substrate 100, the first electrode layer 300 made of a transparent conductive material is formed on the other surface of the substrate 100 on which the light reflection layer 200 is not formed.

다음, 도 6c에서 알 수 있듯이, 상기 제1 전극층(300) 상에 반도체층(400)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 6C, the semiconductor layer 400 is formed on the first electrode layer 300.

다음, 도 6d에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(400) 상에 제2 전극층(500)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 6D, the second electrode layer 500 is formed on the semiconductor layer 400.

이상은 기판(100)의 일면에 광반사층(200)을 형성한 후, 이어서 기판(100)의 타면에 제1 전극층(300), 반도체층(400) 및 제2 전극층(500)을 차례로 형성한 공정의 예에 대해서 설명하였지만, 본 발명에 따른 태양전지의 제조방법은 상기 공정을 다양하게 변경하는 경우도 포함한다. Since the light reflection layer 200 is formed on one surface of the substrate 100, the first electrode layer 300, the semiconductor layer 400, and the second electrode layer 500 are sequentially formed on the other surface of the substrate 100. Although the example of a process was demonstrated, the manufacturing method of the solar cell which concerns on this invention also includes the case where the said process is variously changed.

예로서, 본 발명은 기판(100)의 일면에 제1 전극층(300), 반도체층(400) 및 제2 전극층(500)을 차례로 형성한 후, 그 후에 기판(100)을 뒤집은 후 기판(100)의 타면에 광반사층(200)을 형성하는 경우도 포함한다. For example, according to the present invention, the first electrode layer 300, the semiconductor layer 400, and the second electrode layer 500 are sequentially formed on one surface of the substrate 100, and then the substrate 100 is turned upside down, and then the substrate 100 is formed. It also includes the case of forming the light reflection layer 200 on the other surface of the).

도 1은 종래의 태양전지의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional solar cell.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 단면도이다. 2 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 단면도이다. 3 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 제조공정 단면도이다.4A to 4D are schematic cross-sectional views of a solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 제조공정을 도시한 개략적인 공정 단면도5A to 5D are schematic cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 제조공정 단면도이다.6A to 6D are schematic cross-sectional views of a solar cell according to still another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부의 부호에 대한 설명>DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS OF THE DRAWINGS FIG.

100: 기판 200: 광반사층 100: substrate 200: light reflection layer

250: 광반사층 및 제1 전극층용 물질층 300: 제1 전극층250: material layer for the light reflection layer and the first electrode layer 300: the first electrode layer

400: 반도체층 500: 제2 전극층400: semiconductor layer 500: second electrode layer

Claims (16)

기판;Board; 상기 기판 위에 형성되며, 투명도전물로 이루어진 제1 전극층;A first electrode layer formed on the substrate and made of a transparent conductive material; 상기 제1 전극층 상에 형성된 반도체층; A semiconductor layer formed on the first electrode layer; 상기 반도체층 상에 형성된 제2 전극층; 및 A second electrode layer formed on the semiconductor layer; And 상기 기판 상에 형성되어 입사되는 광을 반사시키는 광반사층을 포함하여 이루어진 태양전지. And a light reflection layer formed on the substrate to reflect the incident light. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 광반사층은 비도전성 투명물질로 이루어지고, 상기 제1 전극층은 상기 광반사층을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투명도전물로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지. The light reflection layer is made of a non-conductive transparent material, and the first electrode layer is a solar cell, characterized in that the dopant is doped with a transparent material constituting the light reflection layer made of a transparent conductive material having conductivity. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 광반사층은 ZnO로 이루어지고, 상기 제1 전극층은 ZnO:B로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지. The light reflection layer is made of ZnO, the first electrode layer is a solar cell, characterized in that made of ZnO: B. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 광반사층은 상기 기판과 상기 제1 전극층 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지. The light reflection layer is a solar cell, characterized in that formed between the substrate and the first electrode layer. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 광반사층은 상기 제1 전극층이 형성되지 않은 기판의 타면에 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지. The light reflection layer is a solar cell, characterized in that formed on the other surface of the substrate on which the first electrode layer is not formed. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 반도체층은 상기 제1 전극층 상에 형성된 N형 반도체층, 상기 N형 반도체층 상에 형성된 I형 반도체층, 및 상기 I형 반도체층 상에 형성된 P형 반도체층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지. The semiconductor layer comprises an N-type semiconductor layer formed on the first electrode layer, an I-type semiconductor layer formed on the N-type semiconductor layer, and a P-type semiconductor layer formed on the I-type semiconductor layer. . 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제2 전극층은 투명도전물로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지. The second electrode layer is a solar cell, characterized in that made of a transparent conductive material. 기판 상에 광반사층을 형성하는 공정;Forming a light reflection layer on the substrate; 상기 광반사층 상에, 투명도전물로 이루어진 제1 전극층을 형성하는 공정;Forming a first electrode layer made of a transparent conductive material on the light reflection layer; 상기 제1 전극층 상에 반도체층을 형성하는 공정; 및 Forming a semiconductor layer on the first electrode layer; And 상기 반도체층 상에 제2 전극층을 형성하는 공정을 포함하는 태양전지의 제조방법. The method of manufacturing a solar cell comprising the step of forming a second electrode layer on the semiconductor layer. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 광반사층을 형성하는 공정 및 상기 제1 전극층을 형성하는 공정은, The step of forming the light reflection layer and the step of forming the first electrode layer, 상기 기판 상에 광반사층 및 제1 전극층용 물질층을 형성하는 공정; 및Forming a light reflection layer and a material layer for a first electrode layer on the substrate; And 상기 물질층의 상부 영역에 도펀트를 도핑하여, 상기 도펀트가 도핑되지 않은 상기 물질층의 하부 영역에 광반사층을 형성함과 동시에 상기 도펀트가 도핑된 상기 물질층의 상부 영역에 제1 전극층을 형성하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. Doping the upper region of the material layer to form a light reflection layer in the lower region of the material layer that is not doped with the dopant and to form a first electrode layer in the upper region of the material layer doped with the dopant Method for producing a solar cell, characterized in that consisting of a step. 기판의 일면에 광반사층을 형성하는 공정;Forming a light reflection layer on one surface of the substrate; 상기 광반사층이 형성되지 않은 기판의 타면에 투명도전물로 이루어진 제1 전극층을 형성하는 공정;Forming a first electrode layer made of a transparent conductive material on the other surface of the substrate on which the light reflection layer is not formed; 상기 제1 전극층 상에 반도체층을 형성하는 공정; 및 Forming a semiconductor layer on the first electrode layer; And 상기 반도체층 상에 제2 전극층을 형성하는 공정을 포함하는 태양전지의 제조방법. The method of manufacturing a solar cell comprising the step of forming a second electrode layer on the semiconductor layer. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 8 to 10, 상기 광반사층은 비도전성 투명물질로 형성하고, 상기 제1 전극층은 상기 광반사층을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투명도전물로 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The light reflection layer is formed of a non-conductive transparent material, and the first electrode layer is a manufacturing method of a solar cell, characterized in that the dopant is doped with a transparent material constituting the light reflection layer is formed of a transparent conductive material having conductivity. 제11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 광반사층을 형성하는 공정과 상기 제1 전극층을 형성하는 공정은 하나의 장비 내에서 연속공정으로 수행하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The process of forming the light reflection layer and the process of forming the first electrode layer is a solar cell manufacturing method, characterized in that performed in a continuous process in one equipment. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 제1 전극층, 반도체층 및 제2 전극층을 차례로 형성하고, 그 후에 상기 광반사층을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The first electrode layer, the semiconductor layer and the second electrode layer are sequentially formed, and then the light reflection layer is formed. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 8 to 10, 상기 반도체층을 형성하는 공정은 상기 제1 전극층 상에 N형 반도체층을 형성하고, 상기 N형 반도체층 상에 I형 반도체층을 형성하고, 그리고 상기 I형 반도체층 상에 P형 반도체층을 형성하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. In the forming of the semiconductor layer, an N-type semiconductor layer is formed on the first electrode layer, an I-type semiconductor layer is formed on the N-type semiconductor layer, and a P-type semiconductor layer is formed on the I-type semiconductor layer. Method for producing a solar cell, characterized in that consisting of a step of forming. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 8 to 10, 상기 제2 전극층은 투명도전물로 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The second electrode layer is a manufacturing method of a solar cell, characterized in that formed with a transparent conductive material. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 8 to 10, 상기 광반사층은 ZnO로 이루어지고, 상기 제1 전극층은 ZnO:B로 이루어진 것 을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법. The light reflection layer is made of ZnO, the first electrode layer is a manufacturing method of a solar cell, characterized in that made of ZnO: B.
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