KR20110071375A - 후면전계형 이종접합 태양전지 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이종접합형 태양전지와 후면전계형 태양전지를 접목시켜 태양전지의 광전변환효율을 극대화시킬 수 있는 후면전계형 이종접합 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 후면전계형 이종접합 태양전지는 제 1 도전형의 결정질 실리콘 기판과, 상기 기판의 상층부에 구비된 제 1 도전형의 반도체층과, 상기 기판 전면 상에 구비된 반사방지막과, 상기 기판 후면 상에 구비된 진성층과, 상기 진성층 상에 교번하여 반복 배치되는 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 2 도전형의 비정질 반도체층 및 상기 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 2 도전형의 비정질 반도체층 상에 각각 구비되는 제 1 도전형 전극과 제 2 도전형 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
후면전계, 이종접합

Description

후면전계형 이종접합 태양전지 및 그 제조방법{Back contact type hetero-junction solar cell and method of fabricating the same}
본 발명은 후면전계형 이종접합 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이종접합형 태양전지와 후면전계형 태양전지를 접목시켜 태양전지의 광전변환효율을 극대화시킬 수 있는 후면전계형 이종접합 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
태양전지는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 태양광 발전의 핵심소자로서, 기본적으로 p-n 접합으로 이루어진 다이오드(diode)라 할 수 있다. 태양광이 태양전지에 의해 전기로 변환되는 과정을 살펴보면, 태양전지의 p-n 접합부에 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성되고, 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 이동하게 되어 p-n 접합부 사이에 광기전력이 발생되며, 태양전지의 양단에 부하나 시스템을 연결하면 전류가 흐르게 되어 전력을 생산할 수 있게 된다.
일반적인 태양전지는 전면과 후면에 각각 전면전극과 후면전극이 구비되는 구조를 갖는다. 수광면인 전면에 전면전극이 구비됨에 따라, 전면전극의 면적만큼 수광면적이 줄어들게 된다. 이와 같은 수광면적이 축소되는 문제를 해결하기 위해 후면전계형 태양전지가 제안되었다. 후면전계형 태양전지는 태양전지의 후면 상에 (+)전극과 (-)전극을 구비시켜 태양전지 전면의 수광면적을 극대화하는 것을 특징으로 한다.
한편, 전술한 바와 같이 태양전지는 p-n 접합으로 이루어진 다이오드라 할 수 있는데, 이는 p형 반도체층과 n형 반도체층의 접합 구조로 이루어진다. 통상, p형 기판에 p형 불순물 이온을 주입하여 p형 반도체층을 형성하여(또는 그 반대) p-n 접합을 구현한다. 이와 같이, 태양전지의 p-n 접합을 구성하기 위해서는 필연적으로 불순물 이온이 주입된 반도체층이 요구된다.
그러나, 광전변환에 의해 생성된 전하가 이동 중에 태양전지의 반도체층에 존재하는 침입형 사이트(interstitial sites) 또는 대체형 사이트(substitutional sites)에 포집되어 재결합되는 경우가 발생하며, 이는 태양전지의 광전변환효율에 악영향을 끼친다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, p형 반도체층과 n형 반도체층 사이에 진성층(intrinsic layer)을 구비시키는 이른바, 이종접합형(hetero-junction) 태양전지가 제시되었으며 이를 통해 캐리어(carrier)의 재결합률을 저하시킬 수 있다.
본 발명은 이종접합형 태양전지와 후면전계형 태양전지를 접목시켜 태양전지의 광전변환효율을 극대화시킬 수 있는 후면전계형 이종접합 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 후면전계형 이종접합 태양전지는 제 1 도전형의 결정질 실리콘 기판과, 상기 기판의 상층부에 구비된 제 1 도전형의 반도체층과, 상기 기판 전면 상에 구비된 반사방지막과, 상기 기판 후면 상에 구비된 진성층과, 상기 진성층 상에 교번하여 반복 배치되는 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 2 도전형의 비정질 반도체층 및 상기 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 2 도전형의 비정질 반도체층 상에 각각 구비되는 제 1 도전형 전극과 제 2 도전형 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 후면전계형 이종접합 태양전지의 제조방법은 제 1 도전형의 결정질 실리콘 기판을 준비하는 단계와, 상기 기판의 상층부에 제 1 도전형의 반도체층을 형성하는 단계와, 상기 기판의 후면 상에 진성층을 형성하는 단계와, 상기 진성층 상에 교번, 배치되는 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 2 도전형의 비정질 반도체층을 형성하는 단계 및 상기 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 2 도전형의 비정질 반도체층 상에 각각 제 1 도전형 전극과 제 2 도전형 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 2 도전형의 비정질 반도체층을 형성하는 단계는, 상기 진성층 상에 비정질 실리콘층을 적층하는 과정과, 상기 비정질 실리콘층의 제 1 영역을 노출시키는 새도우 마스크를 이용하여 상기 비정질 실리콘층의 제 1 영역에 제 1 도전형의 불순물 이온을 주입하여 제 1 도전형의 비정질 반도체층을 형성하는 과정과, 상기 비정질 실리콘층의 제 2 영역을 노출시키는 새도우 마스크를 이용하여 상기 비정질 실리콘층의 제 2 영역에 제 2 도전형의 불순물 이온을 주입하여 제 2 도전형의 비정질 반도체층을 형성하는 과정과, 상기 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 2 도전형의 비정질 반도체층 사이의 불순물 이온이 주입되지 않은 비정질 실리콘층을 제거하는 과정을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1 도전형 전극과 제 2 도전형 전극의 형성 전에, 상기 p형 비정질 반도체층 및 n형 비정질 반도체층 상에 시드층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 시드층, 제 1 도전형 전극 및 제 2 도전형 전극은 전해 도금 또는 비전해 도금 방법을 통해 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 후면전계형 이종접합 태양전지 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
태양전지의 후면 상에 (+) 전극과 (-) 전극이 모두 구비됨에 따라 수광면적을 극대화할 수 있으며, 불순물 이온이 주입되지 않은 진성층이 구비됨으로 인해 캐리어의 재결합률을 최소화하여 태양전지의 광전변환효율을 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전계형 이종접합 태양전지 및 그 제조방법을 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전계형 이종접합 태양전지의 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전계형 이종접합 태양전지는 제 1 도전형의 결정질 실리콘 기판(101)을 구비한다. 상기 제 1 도전형은 p형 또는 n형일 수 있으며, 제 2 도전형은 제 1 도전형의 반대이다. 이하의 설명에서는 제 1 도전형이 n형, 제 2 도전형이 p형인 것을 중심으로 설명하기로 한다.
상기 n형 기판(101)(n-)의 후면 상에는 불순물 이온이 주입되지 않은 비정질 실리콘 재질의 진성층(104)(intrinsic layer)이 구비되며, 상기 진성층(104) 상에는 p형 비정질 반도체층(106)(p)과 n형 비정질 반도체층(107)(n)이 교번하여 배치된다. 또한, 상기 p형 비정질 반도체층(106)과 n형 비정질 반도체층(107) 상에는 각각 외부 회로와 연결되는 p 전극(110), n 전극(111)이 구비된다. 이 때, 상기 p형 비정질 반도체층(106)과 p 전극(110) 사이, n형 비정질 반도체층(107)과 n 전극(111) 사이에 각각 시드층(109)이 더 구비될 수 있으며, 상기 시드층(109)은 비정질 반도체층과 전극 사이의 접촉 저항을 줄임과 함께 p 전극(110)과 n 전극(111) 의 비저항을 감소시키는 역할을 한다. 상기 p 전극(110)과 n 전극(111)은 구리(Cu), 니켈(Ni), 주석 등으로 구성될 수 있고, 상기 시드층(109)은 알루미늄(Al) 등으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 n형 기판(101) 상부에는 n형 반도체층(103)이 구비되는데, 상기 n형 반도체층(103)은 상기 기판(101) 상부에 n형 불순물 이온을 주입, 확산시켜 형성할 수 있다. 또한, 상기 기판(101) 전면 상에는 실리콘 질화막 재질의 반사방지막(108)이 형성된다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전계형 이종접합 태양전지의 제조방법을 설명하기로 한다. 도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전계형 이종접합 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이 제 1 도전형 예를 들어, n형의 결정질 실리콘 기판(101)을 준비한다. 그런 다음, 상기 기판(101)의 표면에 요철(102)이 형성되도록 텍스쳐링(texturing) 공정을 진행한다. 상기 텍스쳐링 공정은 광흡수를 극대화하기 위한 것이며, 습식 식각 또는 반응성 이온 식각(reactive ion etching) 등의 건식 식각 방법을 이용하여 진행할 수 있다.
텍스쳐링 공정이 완료된 상태에서, 확산공정을 실시하여 상기 n형 기판(101) 상부에 n형 반도체층(103)(n+)을 형성한다. 구체적으로, 챔버 내에 상기 실리콘 기판(101)(301)을 구비시키고 상기 챔버 내에 n형 불순물 이온을 포함하는 가스(예를 들어, POCl3)를 공급하여 인(P) 이온이 확산(diffusion)되도록 한다. 이를 통해, 상기 기판(101)의 상층부에 n형 반도체층(103)이 형성된다. 상술한 방법 이외에 n형 불순물 이온을 상기 기판(101) 상층부에 이온 주입(ion implanting)하여 n형 반도체층(103)을 형성할 수도 있다.
상기 기판(101) 상부에 n형 반도체층(103)이 형성된 상태에서, 도 2b에 도시한 바와 같이 상기 기판(101)의 후면 상에 비정질 실리콘 재질의 진성층(104)(intrinsic layer)을 적층한다. 상기 진성층(104)은 불순물 이온이 주입되지 않은 것으로서, 플라즈마 강화 화학기상증착법(PECVD, plasma enhanced chemical vapor deposition) 등을 이용하여 형성할 수 있다.
이와 같은 상태에서, 상기 진성층(104) 상에 p형 비정질 반도체층(106)(p)과 n형 비정질 반도체층(107)(n)을 형성한다. 구체적으로, 먼저 상기 진성층(104) 상에 비정질 실리콘층(105)을 적층한다. 그런 다음, 상기 비정질 실리콘층(105)으로부터 일정 이격된 위치에 p형 비정질 반도체층(106)이 형성될 부위의 비정질 실리콘층(105)을 선택적으로 노출시키는 새도우 마스크(120)를 위치시킨 다음, 노출된 비정질 실리콘층(105)에 p형 불순물 이온을 주입하여 p형 비정질 반도체층(106)을 형성한다. 이어, 도 2c에 도시한 바와 같이 상기 비정질 실리콘층(105)으로부터 일정 이격된 위치에 n형 비정질 반도체층(107)이 형성될 부위의 비정질 실리콘층(105)을 선택적으로 노출시키는 새도우 마스크(130)를 위치시킨 다음, 노출된 비정질 실리콘층(105)에 n형 불순물 이온을 주입하여 p형 비정질 반도체층(106)을 형 성한다. 이와 같은 방법을 통해 p형 비정질 반도체층(106)과 n형 비정질 반도체층(107)을 교번, 배치되도록 형성할 수 있다. 최종적으로, 상기 p형 비정질 반도체층(106)과 n형 비정질 반도체층(107) 사이의 불순물 이온이 주입되지 않은 비정질 실리콘층(105)을 제거하면 p형 비정질 반도체층(106)과 n형 비정질 반도체층(107)의 형성공정은 완료된다.
상기 p형 비정질 반도체층(106)과 n형 비정질 반도체층(107)이 형성된 상태에서, 도 2d에 도시한 바와 같이 상기 기판(101)의 전면 상에 반사방지막(108)을 형성한다. 그런 다음, 상기 기판(101)의 후면 상에 도금용 마스크를 형성한다. 상기 도금용 마스크는 상기 p형 비정질 반도체층(106)과 n형 비정질 반도체층(107)이 구비된 영역을 선택적으로 노출시킨다.
이와 같은 상태에서, 도 2e에 도시한 바와 같이 전해 도금 또는 비전해 도금 방법을 통해 상기 p형 비정질 반도체층(106)과 n형 비정질 반도체층(107) 상에 시드층(109)을 형성한다. 이어, 상기 시드층(109) 상에 도금 공정을 통해 p 전극(110)과 n 전극(111)을 형성하면 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전계형 이종접합 태양전지의 제조방법은 완료된다. 이 때, 상기 시드층(109)과 전극은 도금 공정 이외에 물리기상증착법(physical vapor deposition)을 이용하여 형성할 수도 있다. 즉, 상기 기판(101) 후면 상에 시드층(109) 물질과 전극 물질을 스퍼터링(sputtering) 방법 등의 물리기상증착법을 통해 순차적으로 적층한 다음, 선택적으로 패터닝하여 시드층(109), p 전극(110) 및 n 전극(111)을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전계형 이종접합 태양전지의 단면도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 후면전계형 이종접합 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
101 : 기판 102 : 요철
103 : n형 반도체층 104 : 진성층
105 : 비정질 실리콘층 106 : p형 비정질 반도체층
107 : n형 비정질 실리콘층 108 : 반사방지막
109 : 시드층 110 : p 전극
111 : n 전극

Claims (6)

  1. 제 1 도전형의 결정질 실리콘 기판;
    상기 기판의 상층부에 구비된 제 1 도전형의 반도체층;
    상기 기판 전면 상에 구비된 반사방지막;
    상기 기판 후면 상에 구비된 진성층;
    상기 진성층 상에 교번하여 반복 배치되는 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 2 도전형의 비정질 반도체층; 및
    상기 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 2 도전형의 비정질 반도체층 상에 각각 구비되는 제 1 도전형 전극과 제 2 도전형 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 후면전계형 이종접합 태양전지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 1 도전형 전극 사이, 상기 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 1 도전형 전극 사이에 각각 시드층이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 후면전계형 이종접합 태양전지.
  3. 제 1 도전형의 결정질 실리콘 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판의 상층부에 제 1 도전형의 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 기판의 후면 상에 진성층을 형성하는 단계;
    상기 진성층 상에 교번, 배치되는 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 2 도전형의 비정질 반도체층을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 2 도전형의 비정질 반도체층 상에 각각 제 1 도전형 전극과 제 2 도전형 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 후면전계형 이종접합 태양전지의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 2 도전형의 비정질 반도체층을 형성하는 단계는,
    상기 진성층 상에 비정질 실리콘층을 적층하는 과정과,
    상기 비정질 실리콘층의 제 1 영역을 노출시키는 새도우 마스크를 이용하여 상기 비정질 실리콘층의 제 1 영역에 제 1 도전형의 불순물 이온을 주입하여 제 1 도전형의 비정질 반도체층을 형성하는 과정과,
    상기 비정질 실리콘층의 제 2 영역을 노출시키는 새도우 마스크를 이용하여 상기 비정질 실리콘층의 제 2 영역에 제 2 도전형의 불순물 이온을 주입하여 제 2 도전형의 비정질 반도체층을 형성하는 과정과,
    상기 제 1 도전형의 비정질 반도체층과 제 2 도전형의 비정질 반도체층 사이의 불순물 이온이 주입되지 않은 비정질 실리콘층을 제거하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 후면전계형 이종접합 태양전지의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 도전형 전극과 제 2 도전형 전극의 형성 전에,
    상기 p형 비정질 반도체층 및 n형 비정질 반도체층 상에 시드층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후면전계형 이종접합 태양전지의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 시드층, 제 1 도전형 전극 및 제 2 도전형 전극은 전해 도금 또는 비전해 도금 방법을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 후면전계형 이종접합 태양전지의 제조방법.
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US13/516,931 US20120279562A1 (en) 2009-12-21 2010-12-17 Back-surface-field type of heterojunction solar cell and a production method therefor

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110383501A (zh) * 2017-03-29 2019-10-25 松下电器产业株式会社 太阳能电池单元及太阳能电池单元的制造方法
CN115548170A (zh) * 2022-10-27 2022-12-30 隆基绿能科技股份有限公司 Hbc太阳能电池及其制备方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6029023B2 (ja) * 2011-12-02 2016-11-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池、太陽電池モジュール及び太陽電池の製造方法
FR2996059B1 (fr) 2012-09-24 2015-06-26 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'une cellule photovoltaique a heterojonction et cellule photovoltaique ainsi obtenue
US9640699B2 (en) * 2013-02-08 2017-05-02 International Business Machines Corporation Interdigitated back contact heterojunction photovoltaic device
US9859455B2 (en) 2013-02-08 2018-01-02 International Business Machines Corporation Interdigitated back contact heterojunction photovoltaic device with a floating junction front surface field
US11227961B2 (en) 2013-10-25 2022-01-18 Sharp Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device
US9577134B2 (en) * 2013-12-09 2017-02-21 Sunpower Corporation Solar cell emitter region fabrication using self-aligned implant and cap
US9401450B2 (en) * 2013-12-09 2016-07-26 Sunpower Corporation Solar cell emitter region fabrication using ion implantation
JP2015185743A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 シャープ株式会社 光電変換素子
US9231129B2 (en) 2014-03-28 2016-01-05 Sunpower Corporation Foil-based metallization of solar cells
US9263625B2 (en) * 2014-06-30 2016-02-16 Sunpower Corporation Solar cell emitter region fabrication using ion implantation
DE102014218948A1 (de) * 2014-09-19 2016-03-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Solarzelle mit einer amorphen Siliziumschicht und Verfahren zum Herstellen solch einer photovoltaischen Solarzelle
WO2016114371A1 (ja) * 2015-01-16 2016-07-21 シャープ株式会社 光電変換素子、それを備えた太陽電池モジュールおよび太陽光発電システム
FR3042646B1 (fr) * 2015-10-16 2019-07-12 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de fabrication d'une heterojontion pour cellule photovoltaique
FR3042645B1 (fr) * 2015-10-16 2019-07-12 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de fabrication d'une cellule photovoltaique a heterojonction
JP2018046177A (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 株式会社アルバック 太陽電池の製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003298078A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Ebara Corp 光起電力素子
KR100852700B1 (ko) * 2002-04-03 2008-08-19 삼성에스디아이 주식회사 고효율 태양전지 및 그 제조 방법
EP1519422B1 (en) * 2003-09-24 2018-05-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Photovoltaic cell and its fabrication method
KR101039997B1 (ko) * 2004-03-02 2011-06-09 엘지이노텍 주식회사 ｎ-ＺｎＯ/ｐ-ＧａＡｓ 이종접합 포토 다이오드 및 그제조방법
US20070023082A1 (en) * 2005-07-28 2007-02-01 Venkatesan Manivannan Compositionally-graded back contact photovoltaic devices and methods of fabricating such devices
US20070169808A1 (en) * 2006-01-26 2007-07-26 Kherani Nazir P Solar cell
US7737357B2 (en) * 2006-05-04 2010-06-15 Sunpower Corporation Solar cell having doped semiconductor heterojunction contacts
US20080000522A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-03 General Electric Company Photovoltaic device which includes all-back-contact configuration; and related processes
FR2906406B1 (fr) * 2006-09-26 2008-12-19 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation de cellule photovoltaique a heterojonction en face arriere.
US20080173347A1 (en) * 2007-01-23 2008-07-24 General Electric Company Method And Apparatus For A Semiconductor Structure
US20090139868A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-04 Palo Alto Research Center Incorporated Method of Forming Conductive Lines and Similar Features
KR101000064B1 (ko) * 2007-12-18 2010-12-10 엘지전자 주식회사 이종접합 태양전지 및 그 제조방법
KR20090118333A (ko) * 2008-05-13 2009-11-18 삼성전자주식회사 태양전지 및 그 형성방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110383501A (zh) * 2017-03-29 2019-10-25 松下电器产业株式会社 太阳能电池单元及太阳能电池单元的制造方法
CN115548170A (zh) * 2022-10-27 2022-12-30 隆基绿能科技股份有限公司 Hbc太阳能电池及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013513966A (ja) 2013-04-22
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