KR20120087944A - 산소를 함유한 계면을 가진 분극 저항성 태양 전지 - Google Patents

산소를 함유한 계면을 가진 분극 저항성 태양 전지 Download PDF

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Abstract

산소를 함유한 계면 층을 가진 분극 저항성 태양 전지를 제공한다. 산소를 함유한 계면 층은 SiOxNy로 이루어질 수 있으며, 태양 전지에 근접할수록 산소가 많고 멀수록 질소가 많도록 된 경사 프로파일을 가질 수 있다. 실리콘 산화물 패시베이션 층은 태양 전지와 SiOxNy 경사 유전체 층 사이에 배치될 수 있다. SiOxNy 경사 유전체 층은 비경사 SiOxNy 유전체 층과 SiN AR 코팅으로 대체될 수 있다.

Description

산소를 함유한 계면을 가진 분극 저항성 태양 전지{POLARIZATION RESISTANT SOLAR CELL WITH OXYGEN RICH INTERFACE}
본 발명은 태양 전지에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 분극에 대해 저항성을 갖는 태양 전지에 관한 것이다.
태양 전지라고도 불리는 광전지(photovoltaic cell)는 광자를 전기적 에너지로 변환하는 반도체 소자로서 잘 알려져 있다. 도 1은 종래의 태양 전지(100)의 단면을 나타낸다. 이 태양 전지(100)는 일반적으로 실리콘으로 이루어지는 제1 전도형의 기판(101), 및 이 기판상에 형성되는 제2 전도형의 층(103)을 포함하며, 이들은 계면에서 p-n 접합을 형성한다. 태양 전지(100)는 기판(101)의 적어도 일부와 접하는 뒷면 전극(105)과 층(103)의 적어도 일부와 접하는 앞면 전극(107)을 더 포함한다. 태양 전지(100)에 빛이 도달하면, 전자-정공 쌍이 생성되고, 태양 전지에 의해 전기적 에너지로 변환된다.
종래의 태양 전지의 성능을 향상시키기 위해, 통상적으로 태양 전지의 앞면 위에 유전체 층(109)을 배치한다. 이 유전체 층(109)은 2가지 기능을 갖는다. 첫 번째로, 반사방지(AR) 코팅으로 작용하여, 태양 전지(100)로 들어가는 입사 광의 비율을 증가시켜서 변환 효율을 향상시킨다. 두 번째로, 층(103)의 표면상에서 패시베이션(passivation) 층을 형성한다. 일부 태양 전지에서는, 유전체 층(109)이 안쪽 패시베이션 층과 바깥 쪽 AR 층의 한 쌍의 층으로 이루어진다.
태양 전지는 널리 사용되고 있는데, 에너지 비용의 증가와 통상적인 에너지원과 관련된 환경적 관심 사항이 증가함에 기인한 것이다. 태양 에너지로의 전환은 태양 전지의 성능이 점차 향상되고 전지 비용이 꾸준히 감소하는 것에 의한 영향이 크다. 예를 들어, 주거용 또는 상업용의 지붕 설치형 또는 솔라 팜(solar farm)에서 사용하기 위한 태양 전지판의 전형적인 용도에서는, 다수의 태양 패널을 서로 전기적으로 연결하는데, 각각의 태양 전지 패널은 다수의 태양 전지 어레이로 이루어진다.
태양 전지 패널 또는 태양 전지 패널의 어레이를 동작시키면, 100V를 초과하는 높은 전압이 개별 소자의 하나 이상의 단자와 패널 프레임 또는 외부 접지 사이에 존재하게 될 수 있다. 그 결과, 도 1의 패시베이션 층 및 AR 층(109)과 같은 전지의 제조에 사용되는 유전체 층에 전하를 생성할 수 있는 전계가 만들어진다. 시간이 지나면, 유전체 층상에 전하가 축적되어 표면 분극이 생기고, 전지의 p-n 접합에서 전계가 유도된다. 그 결과, 션트 저항 및 p-n 접합 특성이 크게 열화되어 전지 변환 효율이 크게 감소하고, 전지 파워 출력이 완전히 정지될 수 있다. 따라서, 표면 분극을 방지하면서, 제조 공정, 전체적인 전지 제조 비용, 또는 전지의 성능에는 크게 영향을 미치지 않는 태양 전지가 필요하다. 본 발명은 이러한 구성을 제공한다.
본 발명은 분극 효과에 대해 저항성을 갖는 태양 전지를 제공한다. 태양 전지는 산소가 함유된 계면 층을 사용한다.
일례로, 산소를 함유한 계면 층은 SiOxNy 층이며, 산소가 함유된 태양 전지 기판에 가까운 쪽과 질소를 함유한 태양 전지 기판으로부터 먼 쪽 사이에서 변화하는 경사 조성 프로파일(graded compositional profile)을 갖는다. SiOxNy 층은 선형의 경사 프로파일을 사용할 수 있으며, 이와 달리 SiOxNy 층은 비선형의 경사 프로파일을 사용할 수도 있고, SiOxNy 층은 계단형의 경사 프로파일을 사용할 수도 있다. 태양 전지는 태양 전지와 SiOxNy 경사 층 사이에 위치하는 실리콘 산화물(SiOx) 패시베이션 층을 더 포함할 수 있다.
일례로, 태양 전지의 앞면에는, 계면 층의 유전체 스택이 배치되며, 이 유전체 스택은 SiOx 층(안쪽 층), SiOxNy 층(중간 스택 층), 및 SiN 층(바깥 층)을 포함하여 이루어진다.
본 발명의 대해서는 발명의 상세한 설명과 도면을 참조하면 그 특징과 장점에 대하여 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 실리콘 태양 전지의 단면도이다.
도 2는 SiOxNy으로 된 경사 유전체를 사용하는, 본 발명의 실시예에 의한 소자 구조체의 단면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 소자에서 사용하기 위한 선형 조성 프로파일을 나타낸다.
도 4는 도 2에 나타낸 소자에서 사용하기 위한 비선형 조성 프로파일을 나타낸다.
도 5는 도 2에 나타낸 소자에서 사용하기 위한 계단형 조성 프로파일을 나타낸다.
도 6은 기판과 경사 실리콘 옥시나이트라이드 층 사이에 실리콘 산화물 층이 위치하는, 도 2에 나타낸 소자의 변형예를 나타낸다.
도 7은 경사 실리콘 옥시나이트라이드 층을 비경사 실리콘 옥시나이트라이드 및 별개의 AR 코팅으로 대체한, 도 6에 나타낸 소자의 변형예를 나타낸다.
본 발명에 관한 이하의 상세한 설명에서는, 본 발명을 실시하는 구체적인 실시예를 예시에 의해 도시하고 그 일부를 형성하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있을 정도로 충분히 설명되어 있다. 다른 실시예도 가능하며, 구조적, 논리적 및 전기적 변경도 가능하다.
본 발명자들은 태양 전지의 산소를 함유한 계면 층을 사용함으로써, 유전체 층 양단에 큰 전계가 걸리는 종래의 태양 전지에서 통상적으로 발생하는 소자의 열화를, 모두 제거하지는 못하지만, 실질적으로 감소시킬 수 있다는 것을 알게 되었다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시에에 의한 태양 전지 소자 구조체(200)의 단면을 나타낸다. 실리콘 기판(201)은 p형 또는 n형이 될 수 있다. 종래의 태양 전지와 같이, 제2 전도형의 실리콘 층(203)이 기판(201) 상에 형성되어, 전지의 p-n 접합을 구성한다. 예를 들어, 알루미늄으로 이루어지는 뒷면 전극(205)은 기판(201)의 적어도 일부와 접하거나, 도시한 바와 같이 기판의 뒷면 전체와 접한다. 소자의 앞면, 더 구체적으로는 층(203)과 접하도록 하기 위해, 바람직하게는 은(silver)으로 이루어진 앞면 전극(207)이, 당업자에게 잘 알려진, 예를 들어 손가락/버스바 구성을 사용하여 소자의 앞면에 형성된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 경사 유전체 층(graded dielectric layer)(209)을 전지(200)의 앞면에 도포하여 형성한다. 유전체 층(209)은 SiOxNy 를 포함하여 이루어지며 경사져 있어서, 전기화학적 전위가 전지(200)의 표면 부근에서 가장 크게 되고, 기판으로부터 멀어짐에 따라 감소한다. 따라서, 경사 유전체 층(209)은 기판의 표면 부근에서 산소가 풍부하고, 층의 바깥쪽 표면 부근에서 질소가 풍부하다. 도 3 내지 도 5는 층(209)에 대한 3개의 조성 프로파일을 나타낸다. 이들 프로파일은 기판으로부터의 거리가 증가함에 따라 감소하는 높은 산소 농도를 가진 기판 부근에서 시작한다. 도 3은 선형의 예를 나타내며, 도 4는 포물선 감소 등의 예를 나타내며, 도 5는 계산형 프로파일을 나타낸다.
층(209)에서의 산소 및 질소의 양은 층 내의 산소의 비율에 의해 정해진다. 즉, 즉 산소와 산소 및 질소의 합과의 비율(즉, O/(O+N))에 의해 정해진다. 앞서 언급한 바와 같이, 층(209)에서의 산소의 비율은 원하는 수준의 전기화학적 전위를 얻기 위해 기판(201)/층(203) 부근에서 높다. 따라서, 층(209)의 기판(201)/층(203) 부근의 영역에서, 산소 비율은 0.5 내지 0.99의 범위를 가지며, 바람직하게는 0.6 내지 0.99의 범위를 가진다. 기판(201)/층(203)으로부터 멀어짐에 따라, 산소 비율은, 앞서 설명한 바와 같이, 층(209)의 가장 바깥쪽에서의 산소 비율이 0.01 내지 0.5의 범위, 바람직하게는 0.01 내지 0.4의 범위에 있게 될 때까지 감소한다. 통상적으로, 층(209)은 30 내지 200 나노미터 범위의 두께, 바람직하게는 50 내지 140 나노미터 범위의 두께를 갖는다. 층(209)의 굴절률은 1.5 내지 2.4의 범위이기 때문에, 표면 반사특성이 감소하고, 태양 전지의 변환 효율은 증가한다.
상기 설명한 실시예의 변형예로서, 경사진 SiOxNy 층(209)과 기판(201)/층(203) 사이에, 실리콘 산화물(SiOx) 패시베이션 층(601, 도 6)이 위치한다. 일반적으로, 본 실시예는 경사진 층이 산소 비율이 1이고 질소 함량이 제로인 위치에서 시작한다는 점을 제외하고는, 앞서 설명한 실시예와 동일하다. 질소 함량이 제로인 개시 영역 다음에, 질소 함량이 증가하게 되는데, 산소 함량은 앞서 설명한 것과 같이 감소하고, 그 다음에는,예를 들어 선형, 비선형 또는 계단형의 프로파일이 된다. 이러한 구성에서, 결합된 층(209, 601)의 두께는 30 내지 200 나노미터의 범위, 바람직하게는 50 내지 140 나노미터의 범위에 있게 된다. 결합된 층(601, 209)의 굴절률은 1.5 내지 2.4의 범위에 있게 된다.
소자(600)의 변형예에서는, 경사진 SiOxNy 층(209)을 단일 조성의 SiOxNy 층(701, 도 7)으로 대체하고 있다. 다음으로, 바람직하게는 SiN을 포함하여 이루어진 반사방지(AR) 층이 층(701)에 도포되어 형성된다. 유전체 스택의 결합된 두께는 3 내지 260 나노미터의 범위를 가지며, 굴절률은 1.5 내지 2.4의 범위를 가진다.
SiOx 층(601)은 1 내지 60 나노미터 범위의 두께, 바람직하게는 1 내지 30 나노미터 범위의 두께, 더 바람직하게는 5 내지 20 나노미터 범위의 두께를 갖는다. SiOxNy 층(701)은 1 내지 100 나노미터 범위의 두께, 바람직하게는 1 내지 30 나노미터 범위의 두께, 더 바람직하게는 1 내지 20 나노미터 범위의 두께를 갖는다. SiOxNy 층(701)의 산소 비율은 0.01 내지 0.99의 범위, 바람직하게는 0.1 내지 0.9 범위에 있다. SiN 층(703)은 1 내지 100 나노미터의 범위, 바람직하게는 10 내지 90 나노미터의 범위, 더 바람직하게는 40 내지 90 나노미터 범위의 두께를 갖는다.
유전체 층(예를 들어, 층(209, 601, 701, 703)으로부터 층(203)을 형성하고, 콘택(205, 207)을 형성하기 위해 다양한 기술을 사용할 수 있으며, 본 발명의 구성은 구체적인 제조 방법에 제한되지 않는다. 예를 들어, SiOxNy 층은 인시추(in-situ) 실리콘 옥시나이트라이드 증착 공정(예를 들어, SiOxNy의 CVD 증착)을 사용하여 증착된다. 다른 공정으로서, SiOxNy 층은 열적 산화, 화학적 산화 또는 CVD 산화물 증착을 이용하여, 바람직하게는 4 나노미터를 넘는 두께로 산화물 층을 제조하여 형성된다. 다음으로, 제조된 실리콘 산화물의 전부 또는 일부가 원하는 두께와 경사 조성을 갖는 실리콘 옥시나이트라이드로 변환하는 방식으로 질화물 층이 증착된다. 이와 달리, 앞서 제조된 산화물 층이 질소 환경에서 어닐링되어, 실리콘 산화물을 원하는 실리콘 옥시나이트라이드로 변환할 수 있다.
태양 전지의 예
A. 제1 전도형의 실리콘을 포함하여 이루어진 기판;
상기 기판상에 배치되는, 제2 전도형의 실리콘을 포함하여 이루어진 실리콘 층;
상기 실리콘 층 상에 배치되며, SiOxNy로 이루어진 경사 층(graded layer)
을 포함하며,
상기 경사 층은 상기 실리콘 층에 근접할수록 산소가 많고 상기 실리콘 층으로부터 멀어질수록 질소가 많아지도록 된 태양 전지.
B. 상기 실시예들 중의 하나의 태양 전지에서, SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소 및 질소의 합계에 대한 SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소의 비율은 경사 층의 제1 영역 내의 제1 범위와 경사 층의 제2 영역 내의 제2 범위 사이에서 변화하고, 경사 층의 제1 영역은 실리콘 층에 근접해 위치하고, 경사 층의 제2 영역은 실리콘 층으로부터 멀리 위치하며, 제1 범위는 0.5 내지 0.99의 범위를 가지며, 제2 범위는 0.01 내지 0.5의 범위를 갖는다.
C. 상기 실시예 A-B 중의 하나의 태양 전지에서, SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소 및 질소의 합계에 대한 SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소의 비율은 경사 층의 제1 영역 내의 제1 범위와 경사 층의 제2 영역 내의 제2 범위 사이에서 변화하고, 경사 층의 제1 영역은 실리콘 층에 근접해 위치하고, 경사 층의 제2 영역은 실리콘 층으로부터 멀리 위치하며, 제1 범위는 0.6 내지 0.99의 범위를 가지며, 제2 범위는 0.01 내지 0.4의 범위를 갖는다.
D. 상기 실시예 A-C 중의 하나의 태양 전지에서, SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소 및 질소의 합계에 대한 SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소의 비율은 경사 층의 제1 영역 내의 제1 범위와 경사 층의 제2 영역 내의 제2 범위 사이의 선형 프로파일(linear profile)을 따르며, 경사 층의 제1 영역은 실리콘 층에 근접해 위치하고, 경사 층의 제2 영역은 실리콘 층으로부터 멀리 위치한다.
E. 상기 실시예 A-D 중의 하나의 태양 전지에서, SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소 및 질소의 합계에 대한 SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소의 비율은 경사 층의 제1 영역 내의 제1 범위와 경사 층의 제2 영역 내의 제2 범위 사이의 비선형 프로파일(non-linear profile)을 따르며, 경사 층의 제1 영역은 실리콘 층에 근접해 위치하고, 경사 층의 제2 영역은 실리콘 층으로부터 멀리 위치한다.
F. 상기 실시예 A-E 중의 하나의 태양 전지에서, SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소 및 질소의 합계에 대한 SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소의 비율은 경사 층의 제1 영역 내의 제1 범위와 경사 층의 제2 영역 내의 제2 범위 사이의 계단형 프로파일(stepped profile)을 따르며, 경사 층의 제1 영역은 실리콘 층에 근접해 위치하고, 경사 층의 제2 영역은 실리콘 층으로부터 멀리 위치한다.
G. 상기 실시예 A-F 중의 하나의 태양 전지에서, 상기 경사 층은 30 내지 200 나노미터 사이의 두께를 갖는다.
H. 상기 실시예 A-G 중의 하나의 태양 전지에서, 상기 경사 층은 50 내지 140 나노미터 사이의 두께를 갖는다.
I. 상기 실시예 A-H 중의 하나의 태양 전지에서, 상기 경사 층은 1.5 내지 2.4 범위의 굴절률(refractive index)을 갖는다.
J. 상기 실시예 A-I 중의 하나의 태양 전지에서, 상기 패시베이션 층과 결합된 상기 경사 층에 대응하는 두께는 30 내지 200 나노미터의 범위이다.
K. 상기 실시예 A-J 중의 하나의 태양 전지에서, 상기 패시베이션 층과 결합된 상기 경사 층에 대응하는 두께는 50 내지 140 나노미터의 범위이다.
L. 상기 실시예 A-K 중의 하나의 태양 전지에서, 상기 패시베이션 층 및 상기 경사 층에 대응하는 굴절률은 1.5 내지 2.4의 범위이다.
M. 상기 실시예 A-B 중의 하나의 태양 전지는 상기 실리콘 층과 상기 경사 층 사이에 실리콘 산화물(SiOx) 패시베이션 층을 더 포함한다.
N. 상기 실시예 M의 태양 전지에서, 상기 태양 전지는 상기 경사 층 위에 형성되는 SiN 층을 더 포함하며, 상기 SiOx 층, 상기 경사 층, 및 상기 SiN 층은 상기 실리콘 층 상에 배치되는 유전체 스택(dielectric stack)을 형성한다.
O. 상기 실시예 N의 태양 전지에서, 상기 유전체 스택은 1.5 내지 2.4 범위의 굴절률을 갖는다.
P. 상기 실시예 N-O 중의 하나의 태양 전지에서, 상기 유전체 스택은 3 내지 260 나노미터의 두께를 갖는다.
Q. 상기 실시예 N-P 중의 하나의 태양 전지에서, 상기 SiOx 층은 1 내지 60 나노미터의 두께를 가지며, 상기 경사 층은 1 내지 100 나노미터의 두께를 가지며, 상기 SiN 층은 1 내지 100 나노미터의 두께를 갖는다.
R. 상기 실시예 N-Q 중의 하나의 태양 전지에서, 상기 SiOx 층은 1 내지 30 나노미터의 두께를 가지며, 상기 경사 층은 1 내지 30 나노미터의 두께를 가지며, 상기 SiN 층은 10 내지 90 나노미터의 두께를 갖는다.
S. 상기 실시예 N-R 중의 하나의 태양 전지에서, 상기 SiOx 층은 5 내지 20 나노미터의 두께를 가지며, 상기 경사 층은 1 내지 20 나노미터의 두께를 가지며, 상기 SiN 층은 40 내지 90 나노미터의 두께를 갖는다.
T. 상기 실시예 N-S 중의 하나의 태양 전지에서, 상기 경사 층 내의 산소 및 질소의 합계에 대한 상기 경사 층 내의 산소의 비율은 0.01 내지 0.99의 범위이다.
U. 상기 실시예 N-T 중의 하나의 태양 전지에서, 상기 경사 층 내의 산소 및 질소의 합계에 대한 상기 경사 층 내의 산소의 비율은 0.1 내지 0.9의 범위이다.
여러 도면에서 사용되는 동일한 요소의 부호는 동일한 구성 또는 동일한 기능을 갖는 구조체를 의미한다는 것으로 해석하여야 한다. 또한, 도면은 예시에 불과하며 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니며 실측으로 되어 있지 않다.
본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였지만, 상기 설명이 전부를 나타내는 것으로 해석되어서는 안 된다. 구체적인 실시예 본원에 설명하고 예시하고 있지만, 당업자라면, 이러한 구체적인 실시예를 대신하여 동일한 목적을 달성할 수 있는 임의의 구성이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본원은 본 발명의 임의의 변경이나 변형을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 상기 실시예의 조합 및 다른 실시예는 상기 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다.
본 출원은 2009년 12월 24일에 제출된 미국 출원번호 12/647,201호와 2009년 10월 27일에 제출된 미국 가 출원번호 61/279,842호에 대하여 우선권을 주장하며, 본원에 참조에 의해 원용한다.

Claims (21)

  1. 제1 전도형의 실리콘을 포함하여 이루어진 기판;
    상기 기판상에 배치되는, 제2 전도형의 실리콘을 포함하여 이루어진 실리콘 층;
    상기 실리콘 층 상에 배치되며, SiOxNy로 이루어진 경사 층(graded layer)
    을 포함하며,
    상기 경사 층은 상기 실리콘 층에 근접할수록 산소가 많고 상기 실리콘 층으로부터 멀어질수록 질소가 많아지도록 된 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    SiOxNy로 된 상기 경사 층 내의 산소 및 질소의 합계에 대한 상기 SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소의 비율은 상기 경사 층의 제1 영역 내의 제1 범위와 상기 경사 층의 제2 영역 내의 제2 범위 사이에서 변화하고, 상기 경사 층의 제1 영역은 상기 실리콘 층에 근접해 위치하고, 상기 경사 층의 제2 영역은 상기 실리콘 층으로부터 멀리 위치하며, 상기 제1 범위는 0.5 내지 0.99의 범위를 가지며, 상기 제2 범위는 0.01 내지 0.5의 범위를 갖는, 태양 전지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    SiOxNy로 된 상기 경사 층 내의 산소 및 질소의 합계에 대한 상기 SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소의 비율은 상기 경사 층의 제1 영역 내의 제1 범위와 상기 경사 층의 제2 영역 내의 제2 범위 사이에서 변화하고, 상기 경사 층의 제1 영역은 상기 실리콘 층에 근접해 위치하고, 상기 경사 층의 제2 영역은 상기 실리콘 층으로부터 멀리 위치하며, 상기 제1 범위는 0.6 내지 0.99의 범위를 가지며, 상기 제2 범위는 0.01 내지 0.4의 범위를 갖는, 태양 전지.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    SiOxNy로 된 상기 경사 층 내의 산소 및 질소의 합계에 대한 상기 SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소의 비율은 상기 경사 층의 제1 영역 내의 제1 범위와 상기 경사 층의 제2 영역 내의 제2 범위 사이의 선형 프로파일(linear profile)을 따르며, 상기 경사 층의 제1 영역은 상기 실리콘 층에 근접해 위치하고, 상기 경사 층의 제2 영역은 상기 실리콘 층으로부터 멀리 위치하는, 태양 전지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    SiOxNy로 된 상기 경사 층 내의 산소 및 질소의 합계에 대한 상기 SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소의 비율은 상기 경사 층의 제1 영역 내의 제1 범위와 상기 경사 층의 제2 영역 내의 제2 범위 사이의 비선형 프로파일(non-linear profile)을 따르며, 상기 경사 층의 제1 영역은 상기 실리콘 층에 근접해 위치하고, 상기 경사 층의 제2 영역은 상기 실리콘 층으로부터 멀리 위치하는, 태양 전지.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    SiOxNy로 된 상기 경사 층 내의 산소 및 질소의 합계에 대한 상기 SiOxNy로 된 경사 층 내의 산소의 비율은 상기 경사 층의 제1 영역 내의 제1 범위와 상기 경사 층의 제2 영역 내의 제2 범위 사이의 계단형 프로파일(stepped profile)을 따르며, 상기 경사 층의 제1 영역은 상기 실리콘 층에 근접해 위치하고, 상기 경사 층의 제2 영역은 상기 실리콘 층으로부터 멀리 위치하는, 태양 전지.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경사 층은 30 내지 200 나노미터 사이의 두께를 갖는, 태양 전지.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경사 층은 50 내지 140 나노미터 사이의 두께를 갖는, 태양 전지.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경사 층은 1.5 내지 2.4 범위의 굴절률(refractive index)을 갖는, 태양 전지.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패시베이션 층과 결합된 상기 경사 층에 대응하는 두께는 30 내지 200 나노미터의 범위인 것인, 태양 전지.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패시베이션 층과 결합된 상기 경사 층에 대응하는 두께는 50 내지 140 나노미터의 범위인 것인, 태양 전지.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패시베이션 층 및 상기 경사 층에 대응하는 굴절률은 1.5 내지 2.4의 범위인 것인, 태양 전지.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 층과 상기 경사 층 사이에 실리콘 산화물(SiOx) 패시베이션 층을 더 포함하는 태양 전지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 태양 전지는 상기 경사 층 위에 형성되는 SiN 층을 더 포함하며,
    상기 SiOx 층, 상기 경사 층, 및 상기 SiN 층은 상기 실리콘 층 상에 배치되는 유전체 스택(dielectric stack)을 형성하는, 태양 전지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 유전체 스택은 1.5 내지 2.4 범위의 굴절률을 갖는, 태양 전지.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 유전체 스택은 3 내지 260 나노미터의 두께를 갖는, 태양 전지.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 SiOx 층은 1 내지 60 나노미터의 두께를 가지며, 상기 경사 층은 1 내지 100 나노미터의 두께를 가지며, 상기 SiN 층은 1 내지 100 나노미터의 두께를 갖는, 태양 전지.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 SiOx 층은 1 내지 30 나노미터의 두께를 가지며, 상기 경사 층은 1 내지 30 나노미터의 두께를 가지며, 상기 SiN 층은 10 내지 90 나노미터의 두께를 갖는, 태양 전지.
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 SiOx 층은 5 내지 20 나노미터의 두께를 가지며, 상기 경사 층은 1 내지 20 나노미터의 두께를 가지며, 상기 SiN 층은 40 내지 90 나노미터의 두께를 갖는, 태양 전지.
  20. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경사 층 내의 산소 및 질소의 합계에 대한 상기 경사 층 내의 산소의 비율은 0.01 내지 0.99의 범위인 것인, 태양 전지.
  21. 제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경사 층 내의 산소 및 질소의 합계에 대한 상기 경사 층 내의 산소의 비율은 0.1 내지 0.9의 범위인 것인, 태양 전지.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9166071B2 (en) 2009-10-27 2015-10-20 Silicor Materials Inc. Polarization resistant solar cell design using an oxygen-rich interface layer
KR20190025429A (ko) * 2017-09-01 2019-03-11 주식회사 한화 계면 특성이 향상된 perc 솔라셀, 솔라셀 제조 방법 및 제조 장치

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010258043A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池
KR101130200B1 (ko) * 2010-02-03 2012-03-30 엘지전자 주식회사 태양전지
TWI477643B (zh) * 2011-09-20 2015-03-21 Air Prod & Chem 用於光伏打鈍化的含氧前驅物
CN102916058A (zh) * 2012-11-07 2013-02-06 江苏嘉盛光伏科技有限公司 多晶硅太阳能电池用叠层减折射膜
CN102983214B (zh) * 2012-11-19 2015-05-20 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法
CN102969367A (zh) * 2012-12-12 2013-03-13 泰通(泰州)工业有限公司 一种晶体硅太阳能电池p型硅背面钝化膜及其制备方法
US20150000729A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Mh Solar Company Limited Solar cell with passivation layer and manufacturing method thereof
KR101645237B1 (ko) * 2015-03-26 2016-08-03 주식회사 호진플라텍 실리콘 기판과 도금전극간의 밀착력이 향상된결정질 태양전지 제조방법
KR101846444B1 (ko) 2017-01-13 2018-04-06 엘지전자 주식회사 태양 전지
US10443008B2 (en) 2017-06-22 2019-10-15 Exxonmobil Research And Engineering Company Marine lubricating oils and method of making and use thereof
CN107863394B (zh) * 2017-10-18 2019-04-30 三峡大学 一种单晶硅太阳能电池减反钝化膜的制备方法
TWI713229B (zh) * 2019-04-02 2020-12-11 長生太陽能股份有限公司 太陽能電池及其製造方法
CN110444634B (zh) * 2019-08-08 2021-06-29 中建材浚鑫科技有限公司 一种p型单晶perc双面电池及其制作方法
MX2022001458A (es) 2019-08-09 2022-06-08 Leading Edge Equipment Tech Inc Produccion de una cinta u oblea con regiones de baja concentracion de oxigeno.
CN111029436B (zh) * 2019-10-14 2021-09-21 中建材浚鑫科技有限公司 可改善LeTID现象的P型单晶PERC电池及其制作方法
CN111668318B (zh) * 2020-05-29 2021-09-24 晶科绿能(上海)管理有限公司 一种光伏组件、太阳能电池及其制备方法
CN112531074A (zh) * 2020-11-20 2021-03-19 浙江爱旭太阳能科技有限公司 背面钝化太阳能电池及其制备方法
CN117766595A (zh) * 2021-08-20 2024-03-26 上海晶科绿能企业管理有限公司 太阳能电池及光伏组件
CN116845115A (zh) * 2021-09-06 2023-10-03 上海晶科绿能企业管理有限公司 太阳能电池及光伏组件
CN114122157B (zh) * 2022-01-28 2022-05-20 浙江晶科能源有限公司 光伏电池及其制造方法、光伏组件

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4524237A (en) * 1984-02-08 1985-06-18 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Increased voltage photovoltaic cell
JPH0691268B2 (ja) 1985-03-28 1994-11-14 松下電子工業株式会社 受光素子
JPS62179164A (ja) 1986-02-03 1987-08-06 Hitachi Ltd 光電変換装置
US4927770A (en) * 1988-11-14 1990-05-22 Electric Power Research Inst. Corp. Of District Of Columbia Method of fabricating back surface point contact solar cells
US6586102B1 (en) 2001-11-30 2003-07-01 Guardian Industries Corp. Coated article with anti-reflective layer(s) system
US7554031B2 (en) * 2005-03-03 2009-06-30 Sunpower Corporation Preventing harmful polarization of solar cells
US8916768B2 (en) * 2005-04-14 2014-12-23 Rec Solar Pte. Ltd. Surface passivation of silicon based wafers
WO2007055484A1 (en) 2005-11-08 2007-05-18 Lg Chem, Ltd. Solar cell of high efficiency and process for preparation of the same
US20070137692A1 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Bp Corporation North America Inc. Back-Contact Photovoltaic Cells
JP2009152222A (ja) * 2006-10-27 2009-07-09 Kyocera Corp 太陽電池素子の製造方法
US8076571B2 (en) * 2006-11-02 2011-12-13 Guardian Industries Corp. Front electrode for use in photovoltaic device and method of making same
JP4864661B2 (ja) * 2006-11-22 2012-02-01 東京エレクトロン株式会社 太陽電池の製造方法及び太陽電池の製造装置
US20100032012A1 (en) 2006-12-01 2010-02-11 Takayuki Isaka Solar cell and method of manufacturing the same
WO2008104059A1 (en) 2007-02-27 2008-09-04 Sixtron Advanced Materials, Inc. Method for forming a film on a substrate
US20080251121A1 (en) * 2007-04-12 2008-10-16 Charles Stone Oxynitride passivation of solar cell
CN101383328B (zh) 2007-09-04 2010-07-14 深圳深爱半导体有限公司 复合型半导体硅器件钝化膜及钝化生成工艺
US8987039B2 (en) 2007-10-12 2015-03-24 Air Products And Chemicals, Inc. Antireflective coatings for photovoltaic applications
US20090223549A1 (en) * 2008-03-10 2009-09-10 Calisolar, Inc. solar cell and fabrication method using crystalline silicon based on lower grade feedstock materials
US20090250108A1 (en) * 2008-04-02 2009-10-08 Applied Materials, Inc. Silicon carbide for crystalline silicon solar cell surface passivation
US8426430B2 (en) 2008-06-30 2013-04-23 Hutchison Medipharma Enterprises Limited Quinazoline derivatives
CA2645474A1 (en) * 2008-08-26 2010-02-26 Sixtron Advanced Materials, Inc. Silicon carbonitride antireflective coating
CN101447532A (zh) 2008-12-22 2009-06-03 上海晶澳太阳能光伏科技有限公司 一种双面钝化晶体硅太阳电池的制备方法
US20110094574A1 (en) 2009-10-27 2011-04-28 Calisolar Inc. Polarization Resistant Solar Cell Design Using SiCN

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9166071B2 (en) 2009-10-27 2015-10-20 Silicor Materials Inc. Polarization resistant solar cell design using an oxygen-rich interface layer
KR20190025429A (ko) * 2017-09-01 2019-03-11 주식회사 한화 계면 특성이 향상된 perc 솔라셀, 솔라셀 제조 방법 및 제조 장치

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Publication number Publication date
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