KR20120078933A - 태양 전지 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

복수의 오목부 및 복수의 편평부를 포함하는 표면 조직화된 일면을 가지는 반도체 기판, 상기 반도체 기판의 표면 조직화된 일면 위에 위치하는 절연막, 그리고 상기 반도체 기판의 편평부 위에 위치하는 전극을 포함하고, 상기 반도체 기판의 오목부 위에 위치하는 절연막은 상기 반도체 기판의 편평부 위에 위치하는 절연막보다 얇게 형성되어 있는 태양 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Description

태양 전지 및 그 제조 방법{SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
태양 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
태양 전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전 변환 소자로서, 무한정 무공해의 차세대 에너지 자원으로 각광받고 있다.
태양 전지는 광 활성층에서 태양 에너지를 흡수하면 반도체 내부에서 전자-정공 쌍(electron-hole pair, EHP)이 생성되고, 여기서 생성된 전자 및 정공이 n형 반도체 및 p형 반도체로 각각 이동하고 이들이 전극에 수집됨으로써 외부에서 전기 에너지로 이용할 수 있다.
태양 전지는 많은 전기 에너지를 생산하기 위해서, 태양 전지로 입사되는 광을 효과적으로 포획하고, 포획된 빛에 의해 생성된 전하를 효과적으로 수집하는 것이 중요하다.
본 발명의 일 측면은 광 흡수율을 높여 효율을 개선할 수 있는 태양 전지를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 상기 태양 전지의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 오목부 및 복수의 편평부를 포함하는 표면 조직화된 일면을 가지는 반도체 기판, 상기 반도체 기판의 표면 조직화된 일면 위에 위치하는 절연막, 그리고 상기 반도체 기판의 편평부 위에 위치하는 전극을 포함하고, 상기 반도체 기판의 오목부 위에 위치하는 절연막은 상기 반도체 기판의 편평부 위에 위치하는 절연막보다 얇게 형성되어 있는 태양 전지를 제공한다.
상기 반도체 기판의 오목부 위에 위치하는 절연막과 상기 반도체 기판의 편평부 위에 위치하는 절연막은 약 185:300의 두께 비율로 형성될 수 있다.
상기 절연막은 상기 반도체 기판의 편평부 위에만 위치하는 제1 절연막, 그리고 상기 편평부 및 상기 오목부를 포함한 상기 반도체 기판의 전면에 위치하는 제2 절연막을 포함할 수 있고, 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 산화규소를 포함할 수 있다.
상기 절연막은 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막과 다른 물질을 포함하는 제3 절연막을 더 포함할 수 있다.
상기 제3 절연막은 질화규소를 포함할 수 있다.
상기 반도체 기판의 오목부 위에 위치하는 제3 절연막은 상기 반도체 기판의 편평부 위에 위치하는 제3 절연막보다 얇게 형성될 수 있다.
상기 반도체 기판의 오목부는 역 피라미드 모양으로 형성될 수 있고, 상기 오목부 위에 위치하는 절연막은 상기 역 피라미드 모양의 오목부 측벽을 따라 형성될 수 있다.
상기 태양 전지는 상기 역 피라미드 모양의 오목부 위에 형성되어 있으며 상기 절연막 하부에 위치하는 이미터 층을 더 포함할 수 있다.
상기 반도체 기판은 실리콘웨이퍼일 수 있고, 상기 반도체 기판의 오목부 및 상기 반도체 기판의 편평부는 상기 실리콘웨이퍼의 결정 성장 방향이 각각 (111) 및 (100)일 수 있다.
상기 반도체 기판은 p형 불순물로 도핑된 영역 및 n형 불순물로 도핑된 영역을 포함할 수 있고, 상기 전극은 상기 p형 불순물로 도핑된 영역에 전기적으로 연결되어 있는 제1 전극, 그리고 상기 n형 불순물로 도핑된 영역에 전기적으로 연결되어 있는 제2 전극을 포함할 수 있으며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 반도체 기판의 동일한 면에 위치할 수 있다.
상기 반도체 기판은 p형 불순물로 도핑된 영역 및 n형 불순물로 도핑된 영역을 포함할 수 있고, 상기 전극은 상기 p형 불순물로 도핑된 영역에 전기적으로 연결되어 있는 제1 전극, 그리고 상기 n형 불순물로 도핑된 영역에 전기적으로 연결되어 있는 제2 전극을 포함할 수 있으며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 반도체 기판의 서로 다른 면에 위치할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 반도체 기판을 준비하는 단계, 상기 반도체 기판의 일면을 표면 조직화하여 복수의 오목부 및 복수의 편평부를 형성하는 단계, 상기 표면 조직화된 반도체 기판의 일면 위에 절연막을 형성하는 단계, 그리고 상기 반도체 기판의 편평부 위에 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 반도체 기판의 오목부 위에 위치하는 절연막은 상기 반도체 기판의 편평부 위에 위치하는 절연막보다 얇게 형성하는 태양 전지의 제조 방법을 제공한다.
상기 반도체 기판의 오목부 위에 위치하는 절연막과 상기 반도체 기판의 편평부 위에 위치하는 절연막은 약 185:300의 두께 비율로 형성할 수 있다.
상기 반도체 기판의 일면을 표면 조직화하는 단계는 상기 반도체 기판의 일면에 제1 절연막을 형성하는 단계, 상기 제1 절연막을 패터닝하는 단계, 그리고 상기 패터닝된 제1 절연막을 마스크로 하여 상기 반도체 기판을 식각하여 상기 오목부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 절연막을 형성하는 단계는 상기 오목부 및 상기 제1 절연막을 포함한 전면에 상기 제1 절연막과 동일한 물질을 포함하는 상기 제2 절연막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 산화규소로 형성할 수 있다.
상기 제조 방법은 상기 제2 절연막 위에 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막과 다른 물질을 포함하는 제3 절연막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 절연막은 질화규소로 형성할 수 있다.
상기 제조 방법은 상기 반도체 기판의 일면을 표면 조직화하는 단계 후에 상기 반도체 기판의 오목부에 이미터 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
태양 광을 효과적으로 반사방지하여 광 흡수율을 높임으로써 태양 전지의 효율을 개선할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 태양 전지를 도시한 평면도이고,
도 2는 도 1의 태양 전지를 II-II 선을 따라 자른 단면도이고,
도 3은 도 2의 태양 전지의 일 부분을 확대하여 도시한 개략도이고,
도 4 내지 도 8은 일 구현예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 차례로 보여주는 단면도이고,
도 9는 다른 구현예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하에서는 설명의 편의상 반도체 기판(110)을 중심으로 상하의 위치 관계를 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 반도체 기판(110) 중 태양 에너지를 받는 면을 전면(front side)이라 하고 전면의 반대면을 후면(rear side)이라 한다.
먼저 도 1 및 도 2를 참고하여 일 구현예에 따른 태양 전지를 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 태양 전지를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 태양 전지를 II-II 선을 따라 자른 단면도이다.
일 구현예에 따른 태양 전지는 반도체 기판(110), 이미터 층(130), 제1 도핑 영역(112), 제2 도핑 영역(114), 절연막(115), 제1 전극(120) 및 제2 전극(140)을 포함한다.
반도체 기판(110)은 결정질 규소 또는 화합물 반도체로 만들어질 수 있으며, 결정질 규소인 경우 예컨대 실리콘 웨이퍼가 사용될 수 있다. 반도체 기판(110)은 p형 또는 n형 불순물로 도핑되어 있을 수 있다. 이 때 p형 불순물은 붕소(B)와 같은 III족 화합물일 수 있고, n형 불순물은 인(P)과 같은 V족 화합물일 수 있다.
반도체 기판(110)의 전면(front side)은 표면 조직화되어 있다. 표면 조직화된 반도체 기판(110)은 빛을 받는 표면적을 넓혀 빛의 흡수율을 높이고 반사율을 줄여 태양 전지의 효율을 개선할 수 있다.
반도체 기판(110)의 전면은 표면 조직화에 의해 형성된 복수의 오목부(50)를 가진다. 복수의 오목부(50)는 소정 간격을 두고 위치하며, 역 피라미드(inverse pyramid) 모양일 수 있다.
인접한 오목부(50) 사이에는 표면이 편평한 부분(이하 '편평부'라고 한다)이 형성되어 있다.
이 때 오목부(50) 및 편평부는 실리콘웨이퍼의 결정 성장 방향이 각각 (111) 및 (100) 일 수 있으며, 오목부(50)는 편평부에 대하여 약 52도 정도 기울어져 있다.
반도체 기판(110)의 오목부(50) 위에는 이미터 층(130)이 형성되어 있다.
이미터 층(130)은 p형 또는 n형 불순물로 도핑되어 있으며, 반도체 기판(110)과는 다른 도전성 타입의 불순물이 도핑되어 있다. 예컨대 반도체 기판(110)이 p형 불순물로 도핑되어 있고 이미터 층(130)이 n형 불순물로 도핑되어 있을 수 있다.
이미터 층(130)은 반도체 기판(110)의 광 활성층에서 생성된 전하를 후술하는 전극까지 이동시키는 통로(path) 역할을 할 수 있다. 예컨대 이미터 층(130)이 n형 불순물로 도핑된 경우, 이미터 층(130)은 광 활성층에서 생성된 전자가 이동하는 통로가 될 수 있다.
이미터 층(130)은 역 피라미드 모양의 오목부(50) 측벽을 따라 형성될 수 있으며, 역 피라미드 모양에 따라 실질적으로 대칭적으로 형성될 수 있다.
반도체 기판(110)의 편평부에는 서로 다른 불순물로 도핑된 제1 도핑 영역(112) 및 제2 도핑 영역(114)이 형성되어 있다. 제1 도핑 영역(112) 및 제2 도핑 영역(114) 중 하나는 p형 불순물로 고농도 도핑되어 있을 수 있으며, 다른 하나는 n형 불순물로 고농도 도핑되어 있을 수 있다.
반도체 기판(110) 위에는 절연막(115)이 형성되어 있다.
절연막(115)은 빛의 반사율을 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시키는 반사방지막(anti-reflective coating, ARC) 역할을 하는 동시에 반도체 기판(110)의 표면에 존재하는 실리콘과의 접촉 특성을 개선하여 태양 전지의 효율을 높일 수 있다.
이 때, 오목부(50) 위에 위치하는 절연막(115)은 편평부 위에 위치하는 절연막(115)보다 얇게 형성되어 있다.
이에 대하여 도 3을 도 2와 함께 참고하여 설명한다.
도 3은 도 2의 태양 전지의 일 부분을 확대하여 도시한 개략도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 절연막(115)은 제1 절연막(115p) 및 제2 절연막(115q)을 포함한다. 제1 절연막(115p)은 반도체 기판(110)의 편평부 위에만 형성되어 있고, 제2 절연막(115q)은 반도체 기판(110)의 편평부 및 오목부(50)를 포함한 표면 조직화된 전면에 형성되어 있다.
이에 따라, 오목부(50) 위에는 제2 절연막(115q) 두께(d1)의 절연막(115)이 형성되어 있고 편평부 위에는 제1 절연막(115p) 및 제2 절연막 두께 합(d2)의 절연막(115)이 형성되므로, 오목부(50) 위에 위치하는 절연막(115)이 편평부 위에 위치하는 절연막(115)보다 얇다.
이 때, 오목부(50) 위에 위치하는 절연막(115)과 편평부 위에 위치하는 절연막(115)의 두께 비율(d1: d2)은 약 185:300의 두께 비율로 형성될 수 있다.
절연막(115)이 오목부(50) 및 편평부 위에서 상기 두께 비율(d1:d2)로 형성됨으로써 반도체 기판(110)의 전면으로부터 태양 광이 입사될 때 편평부 및 오목부로 진입하는 태양 광의 입사 경로(path)를 실질적으로 동일하게 조절할 수 있다.
구체적으로 도 3을 참고하면, 편평부로 입사되는 태양 광은 반도체 기판(110)의 편평부에 대하여 실질적으로 수직하게 입사되므로 절연막(115) 두께(d2)와 실질적으로 동일한 경로(path)(d2')를 통과하여 반도체 기판(110)에 도달한다.
이에 반해, 오목부(50)로 입사되는 태양 광은 반도체 기판(110)에 대하여 소정 각도로 기울어진 각도로 입사되므로 절연막(115)의 두께(d1)보다 긴 경로(d1')를 통과하여 반도체 기판(110)에 도달한다. 이와 같이 반도체 기판(110)의 편평부 및 오목부(50)로 입사되는 태양 광의 경로가 다른 경우 효과적으로 반사방지막(ARC) 역할을 수행할 수 없어서 광 흡수율이 저하될 수 있다.
본 구현예에서는 편평부 및 오목부(50)를 포함하는 표면 조직화된 일면을 가지는 반도체 기판에서, 오목부(50) 위에 위치하는 절연막(115)과 편평부 위에 위치하는 절연막(115)을 상기 두께 비율(d1:d2)로 형성함으로써, 입사되는 태양 광의 경로(d1', d2')를 위치에 관계없이 실질적으로 동일하게 제어할 수 있다. 이에 따라 반도체 기판(110)의 표면에서 효과적으로 반사방지를 수행하여 광 흡수율을 높이고 궁극적으로 태양 전지의 효율을 개선할 수 있다.
예컨대 편평부 위에 위치하는 절연막(115)이 약 300Å 두께로 형성되는 경우, 오목부(50) 위에 위치하는 절연막(115)은 약 185Å 두께로 형성될 수 있다. 이 경우 절연막(115)의 두께를 맞추기 위하여, 편평부 위에 제1 절연막(115p)이 약 115Å 두께로 형성되고, 표면 조직화된 전면에 제2 절연막(115q)이 약 185Å 두께로 형성될 수 있다.
마찬가지로, 예컨대 편평부 위에 위치하는 절연막(115)이 약 1080Å 두께로 형성되는 경우, 오목부(50) 위에 위치하는 절연막(115)은 약 666Å 두께로 형성될 수 있다. 이 때, 제1 절연막(115p) 및 제2 절연막(115q)은 각각 약 414Å 및 약 666Å 두께로 형성될 수 있다.
절연막(115) 위에는 제1 전극(120) 및 제2 전극(140)이 형성되어 있다.
제1 전극(120) 및 제2 전극(140)은 반도체 기판(110)의 편평부 위에 위치하며, 소성에 의해 각각 절연막(115)을 침투하여 제1 도핑 영역(112) 및 제2 도핑 영역(114)과 전기적으로 연결되어 있다.
제1 전극(140) 및 제2 전극(120)은 예컨대 약 1 내지 10㎛의 미세한 폭을 가질 수 있다.
상기 태양 전지는 반도체 기판(110)의 광 활성층에서 태양 에너지를 흡수하면 전자-정공 쌍이 생성되고, 여기서 생성된 정공은 예컨대 제1 도핑 영역(112)을 통하여 제1 전극(120)에 수집될 수 있고 전자는 예컨대 제2 도핑 영역(114)을 통하여 제2 전극(140)에 수집될 수 있다.
이하 도 4 내지 도 8을 도 2와 함께 참고하여 일 구현예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 설명한다.
도 4 내지 도 8은 일 구현예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 차례로 보여주는 단면도이다.
먼저 p형 또는 n형 불순물로 도핑된 반도체 기판(110)을 준비한다.
도 4를 참고하면, 반도체 기판(110) 위에 제1 절연막(111)을 형성한다. 제1 절연막(111)은 예컨대 산화규소를 열산화(thermal oxidation) 방법으로 형성하거나 화학기상증착 방법으로 형성할 수 있다.
도 5를 참고하면, 제1 절연막(111)을 패터닝하여 반도체 기판(110)의 일부를 드러내고 패터닝된 제1 절연막(115p)을 형성한다. 이 때 패터닝된 제1 절연막(115p)은 예컨대 행 또는 열을 따라 배열된 복수의 개구부를 가질 수 있다. 상기 개구부는 후술하는 오목부(50)가 형성될 부분에 대응한다.
도 6을 참고하면, 패터닝된 제1 절연막(115p)을 마스크로 하여 반도체 기판(110)을 표면 조직화한다. 상기 표면 조직화에 의해 역 피라미드 모양의 복수의 오목부(50)가 형성될 수 있다.
도 7을 참고하면, 패터닝된 제1 절연막(115p)을 마스크로 하여 역 피라미드 모양의 오목부(50)에 불순물을 주입하여 이미터 층(130)을 형성한다. 이 때 이미터 층(130)은 반도체 기판(110)과는 다른 도전성 타입의 불순물로 도핑될 수 있으며, 예컨대 반도체 기판(110)이 p형 불순물로 도핑한 경우 이미터 층(130)은 n형 불순물로 도핑할 수 있다. 이미터 층(130)은 역 피라미드 모양의 측벽을 따라 실질적으로 대칭적으로 형성될 수 있다.
도 8을 참고하면, 표면 조직화된 반도체 기판(110)의 전면에 제2 절연막(115q)를 형성한다. 제2 절연막(115q)은 제1 절연막(115p)과 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 예컨대 산화규소로 형성될 수 있다.
이에 따라 반도체 기판(110)의 오목부(50) 위에는 제2 절연막(115q)만 형성되고 반도체 기판(110)의 편평부 위에는 제1 절연막(115p) 및 제2 절연막(115q)이 형성되므로, 오목부(50) 위에 위치하는 절연막(115)이 편평부 위에 위치하는 절연막(115)보다 얇게 형성될 수 있다.
만일 표면 조직화된 반도체 기판(110)의 전면에 산화규소와 같은 절연막을 직접 형성하는 경우를 가정하면, 일반적으로 실리콘의 결정 성장 방향이 (100) 및 (111)인 표면의 산화 속도(oxidation rate)의 상대적인 비율이 계면 에너지 차이에 의해 약 0.707 및 1.227 이므로, 산화규소와 같은 절연막은 동일 조건 하에서 실리콘의 결정 성장 방향이 (100)인 편평부 위보다 실리콘의 결정 성장 방향이 (111)인 오목부(50) 위에 더 두껍게 형성될 수 있다.
따라서 본 구현예에서는 이와 같이 절연막(115)이 임의의 두께로 형성되는 것을 방지하고 전술한 바와 같이 효과적인 반사방지막 역할 및 광 흡수를 구현할 수 있는 두께로 형성될 수 있도록, 반도체 기판(110)의 편평부 위에 소정 두께의 제1 절연막(115p)을 먼저 형성한 후 반도체 기판(110)의 전면에 소정 두께의 제2 절연막(115q)을 형성함으로써 오목부(50) 및 편평부에서 절연막(115)의 두께를 조절할 수 있다.
이어서, 반도체 기판(110)의 편평부에 제1 도핑 영역(112) 및 제2 도핑 영역(114)을 형성한다. 제1 도핑 영역(112) 및 제2 도핑 영역(114)은 서로 다른 도전성 타입의 불순물을 차례로 주입하여 형성할 수 있다. 제1 도핑 영역(112) 및 제2 도핑 영역(114)은 절연막(115) 형성 전에 형성할 수도 있다.
도 2를 참고하면, 반도체 기판(110)의 편평부에 제1 전극(120) 및 제2 전극(140)을 차례로 형성한다. 제1 전극(120) 및 제2 전극(140)은 예컨대 도전성 페이스트를 도포하고 소성하는 방법으로 형성될 수 있다. 이 때 소성에 의해 제1 전극(120)은 절연막(115)을 침투하여 제1 도핑 영역(112)과 전기적으로 연결되고 제2 전극(140)은 절연막(115)을 침투하여 제2 도핑 영역(114)과 전기적으로 연결된다.
이하 도 9를 참고하여 다른 구현예에 따른 태양 전지에 대하여 설명한다. 전술한 구현예와 중복되는 설명은 생략한다.
도 9는 다른 구현예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
본 구현예에 따른 태양 전지는 전술한 구현예와 마찬가지로, 제1 도핑 영역(112) 및 제2 도핑 영역(114)을 포함하는 반도체 기판(110), 이미터 층(130), 제1 절연막(115p) 및 제2 절연막(115q)을 포함하는 절연막(115), 제1 전극(120) 및 제2 전극(140)을 포함한다.
그러나 본 구현예에 따른 태양 전지는 제1 절연막(115p) 및 제2 절연막(115q)을 포함하는 절연막(115) 위에 제3 절연막(117)을 더 포함한다.
절연막(115)과 제3 절연막(117)은 이중층의 반사방지막(ARC) 역할을 할 수 있다.
이 때 제3 절연막(117)은 절연막(115)과 다른 물질로 만들어질 수 있다. 예컨대 절연막(115)이 산화규소로 형성되는 경우 제3 절연막(117)은 질화규소로 형성될 수 있다.
제3 절연막(117) 또한 절연막(115)과 마찬가지로, 반도체 기판(110)의 오목부(50) 위에 위치하는 제3 절연막(117)이 반도체 기판(110)의 편평부 위에 위치하는 제3 절연막(117)보다 얇게 형성될 수 있다. 이는 절연막(115)과 마찬가지로 오목부(50) 및 편평부에서 태양 광이 입사되는 경로(path)를 실질적으로 동일하게 하기 위함이다. 이 때 반도체 기판(110)의 오목부(50) 위에 위치하는 제3 절연막(117)과 반도체 기판(110)의 편평부 위에 위치하는 제3 절연막(117)의 두께 비율은 전술한 바와 마찬가지로 약 185: 300 일 수 있으며, 예컨대 편평부 위에 약 450Å 두께의 제3 절연막(117)이 형성되는 경우 오목부(50) 위에는 약 277Å 두께의 제3 절연막(117)이 형성될 수 있다.
여기에서는 구현예의 일 예로서 제1 전극(120)과 제2 전극(140)이 반도체 기판의 전면(front side)에 위치하는 전면 접촉(front contact) 구조의 태양 전지를 예를 들어 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 제1 전극(120)과 제2 전극(140)이 반도체 기판의 후면(back side)에 위치하는 후면 접촉(back contact) 구조의 태양 전지에도 동일하게 적용할 수 있고 제1 전극(120)과 제2 전극(140)이 반도체 기판의 서로 다른 면에 위치하는 구조의 태양 전지에도 동일하게 적용할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
110: 반도체 기판 130: 이미터 층
120: 제1 전극 140: 제2 전극
115: 절연막 115p: 제1 절연막
115q: 제2 절연막 117: 제3 절연막
112: 제1 도핑 영역 114: 제2 도핑 영역
50: 오목부

Claims (19)

  1. 복수의 오목부 및 복수의 편평부를 포함하는 표면 조직화된 일면을 가지는 반도체 기판,
    상기 반도체 기판의 표면 조직화된 일면 위에 위치하는 절연막, 그리고
    상기 반도체 기판의 편평부 위에 위치하는 전극
    을 포함하고,
    상기 반도체 기판의 오목부 위에 위치하는 절연막은 상기 반도체 기판의 편평부 위에 위치하는 절연막보다 얇게 형성되어 있는
    태양 전지.
  2. 제1항에서,
    상기 반도체 기판의 오목부 위에 위치하는 절연막과 상기 반도체 기판의 편평부 위에 위치하는 절연막은 185:300 의 두께 비율로 형성되어 있는 태양 전지.
  3. 제1항에서,
    상기 절연막은
    상기 반도체 기판의 편평부 위에만 위치하는 제1 절연막, 그리고
    상기 편평부 및 상기 오목부를 포함한 상기 반도체 기판의 전면에 위치하는 제2 절연막
    을 포함하고,
    상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 동일한 물질을 포함하는 태양 전지.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 산화규소를 포함하는 태양 전지.
  5. 제3항에서,
    상기 절연막은
    상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막과 다른 물질을 포함하는 제3 절연막을 더 포함하는 태양 전지.
  6. 제5항에서,
    상기 제3 절연막은 질화규소를 포함하는 태양 전지.
  7. 제5항에서,
    상기 반도체 기판의 오목부 위에 위치하는 제3 절연막은 상기 반도체 기판의 편평부 위에 위치하는 제3 절연막보다 얇게 형성되어 있는
    태양 전지.
  8. 제1항에서,
    상기 반도체 기판의 오목부는 역 피라미드 모양으로 형성되어 있고,
    상기 오목부 위에 위치하는 절연막은 상기 역 피라미드 모양의 오목부 측벽을 따라 형성되어 있는 태양 전지.
  9. 제8항에서,
    상기 역 피라미드 모양의 오목부 위에 형성되어 있으며 상기 절연막 하부에 위치하는 이미터 층을 더 포함하는 태양 전지.
  10. 제1항에서,
    상기 반도체 기판은 실리콘웨이퍼이고,
    상기 반도체 기판의 오목부 및 상기 반도체 기판의 편평부는 상기 실리콘웨이퍼의 결정 성장 방향이 각각 (111) 및 (100)인
    태양 전지.
  11. 제1항에서,
    상기 반도체 기판은 p형 불순물로 도핑된 영역 및 n형 불순물로 도핑된 영역을 포함하고,
    상기 전극은
    상기 p형 불순물로 도핑된 영역에 전기적으로 연결되어 있는 제1 전극, 그리고
    상기 n형 불순물로 도핑된 영역에 전기적으로 연결되어 있는 제2 전극
    을 포함하며,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 반도체 기판의 동일한 면에 위치하거나 상기 반도체 기판의 서로 다른 면에 위치하는
    태양 전지.
  12. 반도체 기판을 준비하는 단계,
    상기 반도체 기판의 일면을 표면 조직화하여 복수의 오목부 및 복수의 편평부를 형성하는 단계,
    상기 표면 조직화된 반도체 기판의 일면 위에 절연막을 형성하는 단계, 그리고
    상기 반도체 기판의 편평부 위에 전극을 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 반도체 기판의 오목부 위에 위치하는 절연막은 상기 반도체 기판의 편평부 위에 위치하는 절연막보다 얇게 형성하는
    태양 전지의 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 반도체 기판의 오목부 위에 위치하는 절연막과 상기 반도체 기판의 편평부 위에 위치하는 절연막은 185:300 의 두께 비율로 형성하는 태양 전지의 제조 방법.
  14. 제12항에서,
    상기 반도체 기판의 일면을 표면 조직화하는 단계는
    상기 반도체 기판의 일면에 제1 절연막을 형성하는 단계,
    상기 제1 절연막을 패터닝하는 단계, 그리고
    상기 패터닝된 제1 절연막을 마스크로 하여 상기 반도체 기판을 식각하여 상기 오목부를 형성하는 단계
    를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 절연막을 형성하는 단계는
    상기 오목부 및 상기 제1 절연막을 포함한 전면에 상기 제1 절연막과 동일한 물질을 포함하는 상기 제2 절연막을 형성하는 단계
    를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막은 산화규소로 형성하는 태양 전지의 제조 방법.
  17. 제15항에서,
    상기 제2 절연막 위에 상기 제1 절연막 및 상기 제2 절연막과 다른 물질을 포함하는 제3 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 제3 절연막은 질화규소로 형성하는 태양 전지의 제조 방법.
  19. 제12항에서,
    상기 반도체 기판의 일면을 표면 조직화하는 단계 후에 상기 반도체 기판의 오목부에 이미터 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
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