KR20120097151A - 스크린 마스크와 그 스크린 마스크를 이용하여 태양전지를 제조하는 방법 - Google Patents

스크린 마스크와 그 스크린 마스크를 이용하여 태양전지를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

피인쇄체에 미세 패턴을 형성시키기 위한 스크린 마스크는 망사, 프레임, 및 적어도 하나의 유제 패턴을 가진다. 망사는 스퀴지에 눌리는 스퀴지 면과 페이스트를 토출시키는 토출면을 가진다. 프레임은 망사의 가장자리를 고정한다. 유제 패턴은 토출면에 형성되고, 주 패턴 및 주 패턴과 이격된 보조 패턴을 포함한다.

Description

스크린 마스크와 그 스크린 마스크를 이용하여 태양전지를 제조하는 방법 {SCREEN MASK AND MANURACTURING METHOD OF SOLAR CELL USING THE SCREEN MASK}
본 발명은 스크린 마스크 및 그것을 이용하는 스크린 인쇄 프로세스에 관한 것으로, 특히 패턴이 형성되는 태양전지를 제조하는 방법에 대한 것이다.
태양전지는 실리콘 기판에 p-도프된 그리고 n-도프된 영역들에 의해 제조될 수 있다. 태양광이 p-n 접합에 조사될 때, 전자-정공 쌍들이 생성되고, 생성된 전자들은 n-도프된 영역에 모이고, 생성된 정공들은 p-도프된 영역에 모인다. 상기 전자들과 정공들의 이동에 의해 발생된 광기전력 효과(photovoltaic effect)로, p-n 접합의 양단에 전위차가 발생한다. 또한, 태양광에 의해 생성된 전자들과 정공들은 각각 n-도프된 그리고 p-도프된 영역들로 이동하고, 전류가 발생된다. 전위차와 전류에 의해 발생된 전력이 태양전지에 연결된 부하회로에 공급되고, 결국 태양에너지가 전기에너지로 변환된다.
도 1a는 통상의 후면 접촉 태양전지(Back Contact Solar Cell)의 개략적인 사시도를 나타내고, 도 1b는 도 1a의 라인 I-I' 에서 취해진 개략적인 단면도를 나타낸다. 태양전지(10)는 기판(410), 광 흡수층(412), p-도프된 영역(422), n-도프된 영역(424), 보호막(428), 및 접촉 전극(429)들을 포함한다. 기판(410)은 단결정 실리콘(Single Crystal Silicon) 또는 다결정 실리콘(Poly Crystal Silicon)의 웨이퍼 또는 기판이고, 전자와 정공의 통로로 작용한다. 기판의 전면(413)에는 조직화된(textured) 표면상에 질화실리콘 또는 실리콘 산화물의 광 흡수층(412)이 형성되고, 기판의 후면(414) 내에는 p-도프된 영역들(422)과 n-도프된 영역(424)들이 교대로 배치된다. 기판의 후면(424) 상에는 산화 실리콘과 같은 보호막(428)이 도포된다. 보호막은 그것의 부분이 제거된 비아 홀들(Via Holes, 440)을 가지며, 상기 비아 홀들(440)을 통하여 도프된 영역들(422, 424)과 접촉 전극들(429)이 서로 연결된다. 이 종래 기술들은 David D. Smith 등에게 2006년 2월 14일자로 발행된 미국특허 번호 6,998,288과 William P. Mulligan 등에게 2008년 1월 17일자로 발행된 미국특허 번호 7,388,147에 개시되어 있다.
상기 도프된 영역들(422, 424)과 비아 홀들(440)은 포토리쏘그라피(Photolighography) 프로세스, 화학적 증착 (Chemical Vapor Deposition; CVD) 프로세스 또는 스크린 인쇄(Screen printing) 프로세스 등으로 만들어질 수 있다. 그러나, 상기의 포코리쏘그라피와 화학적 증착 프로세스들은 그것들의 공정들이 복잡하고, 소요되는 비용이 높은 문제점이 있다. 따라서, 도프된 영역들과 비아 홀들이 단순한 공정과 저비용으로 제조되는 것이 요망된다.
스크린 인쇄 프로세스는, 도프된 영역들, 비아 홀들 또는 접촉 전극들과 같은 배선들이나 패턴들을 단순한 공정과 저렴한 비용으로 만들 수 있는 방법이다. 그러나, 스크린 인쇄 프로세스는, 그것의 공정에 사용되는 페이스트(paste)의 번짐(spread) 때문에 피인쇄체에 형성되는 목적 패턴(desired pattern)인 원형 또는 선형의 패턴들의 폭을 줄이는 것에 한계가 있다. 예를 들어, 상기 비아 홀의 폭이 200 ㎛ 이하로 형성되는 것에 곤란함이 있다.
태양전지는, 도프된 영역들 또는 비아 홀들의 폭들 또는 그것들 사이의 간격이 좁으면 전자-정공의 재결합(recombination)이나 벌크 리지스턴스(bulk resistance)가 감소하므로 그것의 효율이 높다. 상기 폭들이나 간격들을 좁히기 위하여, 스크린 마스크(screen mask)에 전기를 인가하여 그것의 온도가 피인쇄체인 기판의 온도보다 높도록 공정 조건을 설정한 후, 페이스트가 스크린 마스크에서 기판으로 토출되도록 하는 핫 멜트법(hot melt method)이 도입되었다. 그러나, 핫 멜트법의 스크린 마스크에 전기를 가하는 공정은 그것을 위한 별도의 장치를 필요로 하고, 그것의 안전성이 낮고, 그것에 적용되는 고가의 특별한 페이스트가 개발되어야 하는 문제점을 갖는다. 따라서, 스크린 인쇄를 단순한 설비를 이용하여 안전하고 저렴하게 진행하는 것이 요망된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 공정이 단순하고 제조 비용이 낮은 태양전지의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 폭이 좁은 배선들이나 패턴들을 가지는 태양전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 폭이 좁은 배선들이나 패턴들을 가지는 태양전지가 제조되는데 이용되는 스크린 마스크를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 마스크는 스퀴지에 의해 눌리는 스퀴지 면과 상기 스퀴지 면에 대향하고 페이스트를 토출시키는 토출면을 가지는 망사, 망사의 가장자리들을 고정하는 프레임 및 망사의 토출면에 형성된 적어도 하나의 유제 패턴을 가진다. 적어도 하나의 유제 패턴은 피인쇄체에 형성되는 목적 패턴의 형상과 실질적으로 유사한 주 패턴 및 주 패턴과 이격된 보조 패턴을 포함하고, 보조 패턴은 페이스트가 피인쇄체에 도포되는 면적이 조정되도록 한다.
망사는 가로 방향으로 신장되는 복수의 가로 와이어들, 가로 와이어들과 수직으로 신장되고 가로 와이어들과 꼬이며 교차되는 복수의 세로 와이어들, 가로 와이어들의 한 쌍과 세로 와이어들의 한 쌍에 의해 형성되는 틈을 가지고, 유제 패턴의 패턴 간격은 주 패턴과 보조 패턴의 사이의 길이인 패턴 간격의 폭을 가지고, 패턴 간격의 폭은 틈의 대각선의 길이보다 짧다.
패턴 간격의 폭은 망사의 틈의 대각선의 32 % 이상이다.
패턴 간격의 폭은 망사의 틈의 대각선의 43 % 이하이다.
유제 패턴의 주 패턴과 보조 패턴은 원형이고, 주 패턴의 폭은 패턴 간격의 폭보다 크다.
유제 패턴은 중간부분과 끝부분을 가지는 일방향으로 신장된 선형 패턴이고, 중간 부분에서의 패턴 간격의 폭은 끝부분에서의 패턴 간격의 폭보다 넓다.
선형 유제 패턴은 일방향과 교차되는 방향으로 신장되는 줄기, 일방향과 나란한 방향으로 신장되는 가지, 줄기와 가지가 만나는 코너부분을 더 가지고, 코너 부분의 패턴 간격의 폭은 중간 부분의 패턴 간격의 폭보다 넓다.
유제 패턴은 원형인 원형 유제 패턴과 일방향으로 신장되는 선형 유제 패턴을 가지고, 원형 유제 패턴의 패턴 간격의 폭은 선형 유제 패턴의 유제 패턴의 폭보다 좁다.
주 패턴의 폭은 목적 패턴의 주 패턴과 대응하는 부분의 폭보다 넓다.
주 패턴의 폭은 약 170 ㎛ 이하이다.
유제 패턴은 중간 부분과 끝 부분을 가지는 일방향으로 신장된 선형 패턴이고, 보조 패턴은 끝 부분에 형성된다.
유제 패턴의 보조 패턴은 중간 부분에 더 형성된다.
중간 부분에 형성된 보조 패턴은 부분적으로 끊어진다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 제조 방법은, 스퀴징 면에 페이스트가 도포되고, 토출면에 적어도 하나의 유제 패턴이 형성되고, 복수의 가로 와이어와 가로와이어들과 교차하도록 꼬인 복수의 세로 와이어의 사이로 복수의 망사 틈들이 형성된 스크린 마스크를 목적 패턴이 형성되어야 하는 실리콘 기판의 패턴 형성 면 상에, 실리콘 기판과 이격되도록 배치되는 단계, 및 스크린 마스크의 일방향을 따라 스퀴지를 이동시켜 페이스트가 스크린 마스크의 틈을 통과하여 실리콘 기판의 상에 도포되는 단계를 포함한다. 유제 패턴은 주 패턴과 주 패턴과 패턴 간격의 폭만큼 이격된 보조 패턴을 가지고, 망사 틈은 유제 패턴 밖에 위치한 망사 틈과 패턴 간격 내의 망사 틈으로 구분되고, 단위 면적당 토출되는 페이스트의 양은 유제 패턴 밖 망사 틈을 통과한 것이 유제 패턴 간격 내의 틈을 통과한 것보다 많다.
실리콘 기판에는 적어도 하나의 선형 도프된 영역들이 형성되어 있고, 유제 패턴은 선형 도프된 영역의 상에 배치된다.
실리콘 기판의 도프된 영역은, 선형 유제 패턴이 형성된 스크린 마스크가 이용된 스크린 인쇄 프로세스에 의해 만들어진 것이고, 선형 유제 패턴은 일방향으로 신장된 제1 주 패턴, 제1 주 패턴과 제1 패턴 간격의 폭만큼 이격된 제1 보조 패턴을 갖는다.
도프된 영역의 상에 배치되는 유제 패턴은 제2 유제 패턴이고, 제2 유제 패턴은 원형의 제2 주 패턴, 제2 주 패턴과 제2 패턴 간격의 폭만큼 이격된 제2 보조 패턴을 갖는다.
제1 패턴 간격의 폭은 제2 패턴 간격의 폭보다 더 넓다.
유제 패턴에 의하여 도프된 영역에는, 도프된 영역의 부분을 접촉 전극에 연결시키는 비아 홀이 형성되고, 비아홀의 폭은 약 150 ㎛보다 좁다.
유제 패턴의 패턴 간격의 폭은 비아홀의 폭보다 크다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린 인쇄 프로세스는 페이스트가 도포된 스퀴징 면과 적어도 하나의 유제 패턴을 가지는 토출면을 가지는 스크린 마스크가 피인쇄체의 목적 패턴 형성 면을 바라보도록 배치시키는 단계, 및 페이스트를 압착하여 토출면에서 목적 패턴 형성 면으로 토출시키는 단계를 포함한다. 유제 패턴은 주 패턴, 주 패턴과 이격되어 배치된 보조 패턴을 가지고, 페이스트는 주 패턴과 보조 패턴의 사이의 패턴 간격을 통과하여 보조 패턴의 아래로 번진다.
페이스트는 주 패턴의 부분의 아래로 번진다.
페이스트는 보조 패턴의 전체의 아래로 번진다.
본 발명에 따른 보조 패턴이 적용된 유제 패턴을 가지는 스크린 마스크가 이용되면, 태양전지의 도프된 영역들과 비아 홀들이 미세하게 제조되는 것이 가능하다. 간단하게 제조된 스크린 마스크가 이용되므로, 태양전지는 단순한 공정과 낮은 제조비용으로 제조될 수 있다.
도 1a는 후면 접촉 태양전지의 개략적인 사시도이고,
도 1b는 도 1a의 절단선 I-I' 을 따라 절단한 태양전지의 개략적인 단면도이고,
도 2a는 스크린 마스크의 개략적인 사시도이고,
도 2b는 스크린 마스크와 그것의 유제 패턴의 개략적인 확대된 부분 평면도이고,
도 3은 스크린 프린트 공정의 피인쇄체와 스크린 마스크의 개략적인 확대된 부분 단면도이고,
도 4a는 스크린 마스크의 망사의 개략적인 확대된 부분 평면도이고,
도 4b는 스크린 마스크의 유제 패턴의 개략적인 확대된 부분 평면도이고,
도 4c는 실험에 사용된, 유제 패턴들의 여러 패턴들의 폭을 나타내는 표이고,
도 4d는 스크린 인쇄 공정으로 제조된 홈들의 확대된 사진이고,
도 4e는 도 4d의 홈들의 직경들을 보이는 표이고,
도 5는 선형 유제 패턴의 평면도이고,
도 6a와 6b는 태양전지의 도프된 영역이 형성되는 단계의 태양전지와 스크린 마스크의 개략적인 확대된 단면도와 평면도이고,
도 6c와 6d는 태양전지의 비아 홀 들이 형성되는 단계의 태양전지와 스크린 마스크의 개략적인 확대된 단면도와 평면도이고,
도 7a 내지 7c는 보조 패턴이 주 패턴의 주위의 부분에만 배치된 유제 패턴들이고,
도 8은 패턴 간격의 부분이 연결부로 가려진 원형 패턴이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여, 스크린 마스크와 태양전지에 포함되는 여러 층들의 부분적인 형상들이 만들어지는 본 발명의 다양한 실시예들이 설명된다. 본 명세서의 도면들과 상세한 설명에서 동일한 참조 번호들은 동일한 부품들 또는 구성원들이라는 것을 유의하여야 한다. 또한, 본 명세서의 실시예들에 여러 수치들이 개시되고 있지만, 그러한 수치들이 청구범위들에 기재되지 않는 한, 그러한 수치들은 청구범위들을 한정하지 않는다는 것을 유의하여야 한다.
실시예 들에서 설명되는 피인쇄체는 스크린 인쇄가 되는 대상물을 의미하고, 태양전지를 비롯한 타의 장치나 물건일 수 있다. 목적패턴은 피인쇄체에 형성되어야 하는 선들, 홈들, 또는 구멍들일 수 있다.
도 2a는, 본 발명의 한 실시예에 따라 태양전지의 한 층의 홈들이 만들어지는, 스크린 인쇄 공정에 사용되는 스크린 마스크의 개략적 사시도를 나타내고, 도 2b는 도 2a의 부분 II를 확대한 확대 평면도를 각각 도시한다. 상기 한 층의 홈들은 도 1b에 도시된 비아 홀들일 수 있다. 본 발명의 특징에 따라, 스크린 마스크(screen mask)는, 피인쇄물에 형성되는 목적 패턴과 실질적으로 유사한 크기와 모양을 가지는 주 패턴(main pattern)과 상기 주 패턴과 분리되고 일정거리 떨어져서 배치되는 보조 패턴(auxiliary pattern)으로 구성되는 유제 패턴(emulsion pattern)을 가진다.
도 2a를 참조하면, 망사(mesh, 110), 유제 패턴(emulsion pattern, 140) 및 프레임(frame, 130)으로 구성되는 스크린 마스크(100)가 도시된다. 망사(110)는 후술되는 스크린 인쇄 공정에 사용되는 페이스트(도시되지 않음)가 통과하는 틈(120)이 만들어지도록, 가로 방향과 세로 방향으로 각각 신장되고 서로 대체로 직각으로 꼬이는 가로 와이어들(112)과 세로 와이어들(114)로 구성된다. 와이어들(112, 114)은 스퀴지(도시되지 않음)에 의해 눌리거나 복원되는 탄성력 특성을 가지는 스테인레스 스틸(stainless steel) 또는 폴리에스터(polyester) 등으로 제조될 수 있다.
망사(110)의 토출면(124)에는 유제 패턴들(140)이 형성된다. 유제 패턴들은, 망사의 토출면(124)에 폴리비닐 알코올 (PVA, Polyvinyl Alcohol); 폴리비닐 아세테이트(PVAC, Polyvinyl acetate); 디아조 화합물(Diazo compound) 및 물의 혼합물인 유제(emulsion)층을 망사에 전체적으로 도포하는 단계, 상기 도포된 유제층이 미리 정해진 형태대로 노광되는 단계, 노광된 부분이 식각되는 단계, 식각되지 않은 유제의 부분들이 큐어링(curing)되는 단계가 순차적으로 적용된 제조 공정에 의하여 제조된다. 유제 패턴들은, 스크린 인쇄 공정에서 그것들에 대응하는 영역에 위치된 망사의 틈으로 페이스트(도시되지 않음)가 통과되지 않도록 하여, 피인쇄물(도시되지 않음)에 도포되는 페이스트의 양과 면적이 조절되도록 한다. 망사(110)의 가장자리들 부근에는 망사가 일정한 장력을 유지할 수 있도록 하는 프레임(130)이 배치된다.
도 2b를 참조하면, 도 2a에 있는 부분 II의 확대된 평면도 즉 하나의 유제 패턴과 유제 패턴 부근의 망사의 구체적인 형태들이 도시된 확대한 평면도가 도시된다. 유제 패턴(140)은 피인쇄물(도시되지 않음)에 형성되어야 하는 목적 패턴과 실질적으로 유사한 모양과 크기로 만들어지는 주 패턴(main pattern, 142), 주 패턴의 주위에 주 패턴과 일정거리 떨어져서 형성되는 보조 패턴(auxiliary pattern, 144) 및 주 패턴과 보조 패턴의 사이 공간인 패턴 간격(pattern gap, 146)으로 구성된다.
유제 패턴(140)은, 망사(110)의 토출면(124)에 배치되고, 그것의 주 패턴(142)과 보조 패턴(144)은 망사의 가로 와이어(112)와 세로 와이어(114) 및 틈(120)의 부분을 가린다. 피인쇄물(도시되지 않음)에 도포되는 페이스트(도시되지 않음)는, 망사의 스퀴즈 면(도시되지 않음)으로부터 망사의 틈(120)을 통과하여 토출면(124)으로 이동한다. 이 때, 페이스트의 부분은 유제 패턴(140)에 의해 가려진 틈(121)을 통과하지 못한다. 페이스트는 망사의 틈을 원활히 이동하여 통과하기 위한 점도 특성을 가진다. 그러한 점도 특성으로 인해, 피인쇄체에 도포된 페이스트에는 그것이 도포된 위치로부터 주변으로 흐르는 '번짐(spread)' 현상이 나타난다. 이러한 번짐 현상 때문에, 페이스트의 부분은 유제 패턴(140)의 주 패턴(142)과 보조 패턴(144)의 모서리들 아래에 도포된다.
번짐 현상의 세기는 피인쇄체로 토출된 페이스트의 양과 점도에 비례한다. 토출된 페이스트의 양은 개방된 망사의 틈의 면적의 크기에 비례하므로, 개방된 망사의 틈의 면적이 조절되면, 페이스트가 번지는 면적이 조절될 수 있다. 도 2b를 참조하면, 유제 패턴(140)의 패턴간격(146) 내 망사의 틈(122) 은 유제 패턴 밖의 틈(123)보다 좁기 때문에, 페이스트가 피인쇄체에 도포되는 면적은 패턴간격(146) 내 망사의 틈(122)을 통과한 것이, 유제 패턴(140) 밖의 틈(123)을 통과한 것보다 좁다.
도 3을 참조하면, 페이스트가 망사의 유제 패턴의 패턴 간격 내의 틈과 유제 패턴 밖의 틈을 통과하여 피인쇄물로 토출되는 공정을 나타내는 도 2b의 절단선 III-III' 을 따라 나타낸 단면도가 도시된다. 스크린 인쇄 공정은 페이스트 도포 단계와 스퀴징 단계로 구분된다. 페이스트 도포 단계는 페이스트(160)를 망사(110)의 스퀴지 면(126)에 균일하게 도포하는 단계이다. 스퀴징 단계는, 페이스트(160)가 도포된 스퀴지 면(126)이 일방향(FW)으로 이동하는 스퀴지(squeegee, 300) 또는 롤러(roller)에 의해 피인쇄체(200) 쪽으로 눌리는 단계이다.
스퀴지(300)에 눌리기 전의 토출 전 페이스트(169)는, 스퀴지(300)에 의해 눌리면서 그것의 부분이 망사의 틈(120)을 통과하여 피인쇄체의 인쇄면으로 토출된다. 전술한 바와 같이, 망사의 틈(120)의 일부는 유제 패턴에 의해 가려진 틈(121)이다. 페이스트는 가려진 틈(121)으로는 통과하지 않고, 유제 패턴(140)의 상부에 남는다. 하나의 틈이 부분적으로 유제 패턴(140)에 의해 가려지면, 가려지지 않은 틈의 부분으로 페이스트가 토출되고, 이러한 틈은 주로 유제 패턴의 패턴 간격에 있는 페이스트가 통과되는 틈(122)이다.
도 3을 참조하면, 유제 패턴(140) 밖의 틈(123)의 폭(w(out))은 패턴 간격의 개구되고 부분적으로 페이스트가 통과되는 틈(122)의 폭(w(in))보다 넓다. 따라서, 유제 패턴 밖에서 토출된 페이스트(164)의 양은, 패턴 간격(146)에서 토출된 페이스트(166)의 양보다 많고, 토출된 페이스트(164)의 가장자리가 보조 패턴(144) 아래의 부분까지 번진다. 상대적으로 적은 양인 패턴 간격(146)에서 토출된 페이스트(166)는, 상기 유제 패턴 밖에서 토출된 페이스트(164)보다 번지는 면적이 좁기 때문에, 패턴 간격(146)에 인접한 주 패턴(142)이나 보조 패턴(144)의 좁은 영역으로 번진다. 주 패턴(142)은 목적 패턴과 실질적으로 유사한 모양과 크기를 가지므로, 상기 패턴 간격(146)에서 적은 양으로 토출된 페이스트(166)는 주 패턴(142)의 아래로 과도하게 번지지 않는다. 그러나, 패턴 간격(146)에서 토출된 페이스트(166)가 너무 좁은 면적으로 번지면 보조 패턴(144) 아래에 페이스트가 도포되지 않을 수 있으므로, 보조 패턴(144)의 폭은 토출된 페이스트들(164와 166)이 보조 패턴(144)의 아래의 전체에 번지도록 조절되는 것이 필요하다. 그리고, 패턴 간격(146)에서 토출된 페이스트(166)가 목적 패턴의 크기(desired size)의 악화 없이 주 패턴(142)의 가장자리 안쪽으로 적게 번지도록, 망사(110)의 틈(120)?패턴 간격(146)?보조 패턴(144)의 폭을 적절하게 조절되는 것이 필요하다.
만약, 패턴 간격(146)의 폭(w(gap))이 망사의 틈(120)의 폭보다 커서, 유제 패턴(140)에 가려진 틈(121)의 면적이 좁아지면, 패턴 간격 내 망사 틈(122)을 통과하는 페이스트(166)의 양이 많아지고, 주 패턴(142)의 아래로 번지기 때문에 피인쇄체(200)의 인쇄 형태가 목적 패턴과 달라지고, 그것에 의해 선이 끊기거나 홈이 메워지는 등의 오류가 생길 수 있다. 따라서, 패턴 간격(146)은 망사의 틈(120)의 폭보다 좁은 것이 바람직하다.
다른 측면에서, 패턴 간격(146) 내 틈의 일부는 주 패턴(142)이나 보조 패턴(144)에 의하여 가려지므로, 주 및 보조 패턴들(142, 144)에 의하여 가려지는 면적이 없는 유제 패턴 밖의 틈(123)보다 개구율(open ratio)이 낮다. 개구율은, 틈이 차지하는 면적을 유제 패턴 간격의 면적이나 유제 패턴 밖의 면적과 같은 기준 면적으로 나눈 백분율 값이다.
전술된 임계적 또는 적절한 패턴 간격을 찾기 위하여, 패턴 간격이 여러 폭들을 가지는 경우에, 피인쇄물에 형성되는 홈들의 크기를 측정하는 실험이 이루어졌다. 도 4a를 참조하면, 실험에 사용된 스크린 마스크의 망사의 확대된 부분 평면도가 도시된다. 망사는 스테인레스 스틸 와이어로 만들어진 삼본스크린(Samborn Screen)사의 모델번호 SUS280-25가 사용되었다. 상기 망사는, 25㎛ 직경의 가로 및 세로 와이어들(112, 114)이 가로 방향 또는 세로 방향의 1인치 내에 280개 배치되는 밀도로, 전체 망사에 대하여 균일하게 분포된 것이다. 따라서, 인접 와이어들 사이의 간격은 1인치를 280으로 나누고, 와이어 하나의 두께를 뺀 (((2.54 cm) / 280) - 25 ㎛) 값인 66 ㎛ 이다. 그리고, 망사의 개구율은, 한 쌍의 수직 와이어들(114)과 한 쌍의 수평 와이어들(112)에 의해 정의되고 점선으로 표시된 단위 망사(111, unit mesh)에서, 틈(120)이 차지하는 면적의 비율((66 ㎛)2/(91 ㎛)2 X 100)이고, 그것의 값은 53 퍼센트이다..
도 4b를 참조하면, 실험에 사용된 스크린 마스크의 유제 패턴의 확대된 평면도가 도시된다. 유제 패턴은, 전술된 바와 같이 통상 폴리비닐 알코올; 폴리비닐 아세테이트; 디아조 화합물 및 물의 혼합물인 유제가 도포; 노광; 식각 및 큐어링 의 단계들으로 망사의 토출면에 형성된 것이다. 통상, 후면 접촉 태양전지에 적용되는 비아 홀의 폭은 200 ㎛이므로, 목적 패턴의 비아 홀의 폭은 150 ㎛였다. 이에 따라, 유제 패턴의 주 패턴(142)은 직경(a)이 150㎛ 인 원이다. 그리고, 패턴 간격들(146)은 세 가지의 다른 폭들(b)을 가지도록 설계되었다. 도 4c는 도 4b의 유제 패턴들 각각의 주 패턴의 직경(a), 패턴간격의 폭(b), 보조 패턴의 폭(c)들의 값을 나타내는 표이다. 각 유제 패턴의 주 패턴의 직경(a)과 보조 패턴의 폭(c)은 각각 150 ㎛와 50 ㎛로 일정한 반면, 패턴 간격의 폭들(b)은 30 ㎛, 40 ㎛ 와 50 ㎛의 변경값들을 가짐을 유의하여야 한다.
도 4d를 참조하면, 도 4a 내지 4c에 도시된 망사와 유제 패턴들이 적용된 스크린 마스크가 이용된 스크린 인쇄 공정에 의하여, 페이스트가 피인쇄물에 도포되고, 홈들이 형성된 것을 촬영한 사진이 도시된다. 도 4e를 참조하면, 도 4d의 홈들의 직경들이 기록된 표가 도시된다. 패턴 간격의 폭들이 홈들의 크기에 끼치는 영향을 알아보는 실험에는 아래 <표 1>에 나열된 조건들을 가지는 것이 이용되었음에 유의하여야 한다.
페이스트 물질 XZ-77
('썬 케미칼' 의 모델명)
페이스트 점도 50 dPa.s. (Decipascal second)
페이스트 도포된 두께 20 ㎛
유제 패턴막의 두께 10 ㎛
스크린 판 프레임 크기 450 X 450 mm2
클리어런스 1.8 mm
스퀴지 각도 70 도
스퀴지 속도 100 mm/sec
온도 상온
홈들 중에는 찌그러진 원 또는 타원 모양인 경우가 있었으므로, 홈들의 직경들은 도 4d의 수직방향에 대하여 측정되었다. 도 4d의 각 행에는, 위에서부터 도 4c의 '유제 패턴 1', '유제 패턴 2', 그리고 '유제 패턴 3'이 각각 3개씩 형성된 스크린 마스크를 이용하여 만들어진 홀들이 보여진다.
첫째 행의 홈들은, 가장 넓은 패턴 간격(50 ㎛)을 가지는 유제 패턴들을 통과한 페이스트에 의하여 만들어진 것들이다. 이 경우, 도 3에서 전술된 패턴 간격 내 망사틈(122)의 열린 폭(w(in))이 가장 넓기 때문에, 과도한 양의 페이스트가 패턴 간격 내 망사 틈(122)을 통과하여 피인쇄체로 토출되었다. 과도한 양의 페이스트는 주 패턴의 아래로 번지게 되므로, 홈이 형성되지 않는 것이 있었다. 상세하게는, 주 패턴의 가장자리의 모든 위치로부터 주 패턴의 중앙쪽으로 페이스트가 45 내지 75 ㎛ 가량 번지기 때문에 홈의 빈 공간이 쉽게 메워진다고 발명자들은 판단하였다.
둘째 행의 홈들은, 패턴 간격이 40 ㎛인 유제 패턴을 통과한 페이스트에 의하여 만들어진 것들이다. 이 경우, 토출된 페이스트의 양은, 패턴 간격이 50 ㎛인 유제 패턴을 통과한 페이스트의 양보다 더 적기 때문에, 페이스트가 도포되지 않은 홈들의 폭들이 첫째 행의 홈들의 폭들보다 더 넓은 것이 관찰되었다. 상세하게는, 주 패턴의 가장자리의 모든 위치로부터 주 패턴의 중앙쪽으로 페이스트가 약 30 내지 40 ㎛ 번졌다고 발명자들은 판단하였다. 측정된 3개 홈들의 폭들은 57 내지 68 ㎛ 이고, 홈들의 폭들의 변화량이 적었다. 따라서, 40 ㎛의 패턴 간격은, 상기의 실험 조건 하에서 임계적 의미를 가지는 것을 발명자들은 알 수 있었다.
셋째 행의 홈들은, 패턴 간격이 30㎛ 인 유제 패턴을 통과한 페이스트에 의하여 만들어진 것들이다. 이 경우, 패턴 간격 내 망사 틈(122)은 실험에 사용된 패턴 간격 내 망사 틈들(122) 중 가장 작았다. 페이스트는 주 패턴의 가장자리의 모든 위치로부터 주 패턴의 중앙쪽으로 약 0~20 ㎛ 번졌다고 발명자들은 판단하였다.
그러므로, 홈이 목적 패턴과 유사한 모양과 크기를 갖도록 만들어지기 위해서는, 이제까지의 설명과 달리, 페이스트가 보조 패턴의 아래로 충분히 번지는 것도 고려되어야 하였다. 달리 말하면, 페이스트가 패턴 간격의 가장자리에서 보조 패턴 방향으로도 충분히 번져야, 보조 패턴의 아래에 페이스트가 도포되지 않은 면적이 생기지 않아 목적패턴과 유사한 홈이 만들어 질 수 있었다. 예를 들어, 도 4e에 도시된 147 ㎛의 홈의 폭은 목적 패턴의 폭과 거의 같은 것으로서, 페이스트의 번짐이 제한적이었었다. 페이스트의 번짐은 보조 패턴의 방향으로도 크지 않았었다. 만약, 패턴 간격이 30 ㎛보다 작았다면, 보조 패턴 아래로 페이스트가 번지지 않음으로 인해, 홈 주위에 원치 않았던 빈 공간이 만들어질 수 있었다. 따라서, 상기의 실험 조건 하에서 또 다른 임계적 의미를 지니는 것을 알 수 있었다.
달리 취한 방식으로, 페이스트가 주 패턴의 가장자리로부터 주 패턴의 중앙쪽으로 번짐을 고려할 시, 주 패턴의 폭은 목적 패턴의 폭보다 크게 설계될 수 있다. 예를 들어, 도 4e의 3행의 설명에서 전술한 바와 같이, 패턴 간격이 30 ㎛일 때의 페이스트의 번짐이 약 0 ~ 20 ㎛인 경우, 약 150 ㎛의 폭을 가지는 목적 패턴이 제조되기 위하여, 주 패턴의 폭은 약 170 ㎛로 설계될 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
도 4a의 설명에서 전술한 바와 같이, 스크린 마스크의 망사 틈(120)의 폭은 66 ㎛이었다. 그리고, 임계적으로 의미 있는 패턴 간격은 30 ㎛ 이상이고 40 ㎛ 이하였다. 도 2b와 도 3을 참조하면, 패턴 간격 내 망사 틈(122)의 폭(w(in))은, 스크린 마스크의 망사 틈(122)의 변의 길이보다는 대각선(125)의 길이에 더 의존한다. 상기 망사 틈(120)의 대각선(125)의 길이는 93 ㎛ (= 66 X 21/2 ㎛)이므로, 패턴 간격은 망사 틈 대각선(125)의 32 % (=(30 ㎛ / 93 ㎛) X 100) 보다 크고, 43 % (= (40 ㎛ / 93 ㎛) X 100)보다 작은 것이 적절하다는 것을 알 수 있었다.
상기에서, 본 발명의 특징인 보조 패턴은 원형 유제 패턴에 관하여 설명되었지만, 보조 패턴은 선형 유제 패턴에도 적용될 수 있다. 도 5를 참조하면, 선형 목적 패턴을 형성하기 위한 보조 패턴을 갖는 선형 유제 패턴이 도시된다. 선형 유제 패턴(190)은 줄기(191)와 줄기로부터 돌출되고 신장되는 가지(192)를 가질 수 있다. 본 발명의 특징에 따라, 피인쇄체에 선모양의 목적 패턴을 만들기 위해서, 선형 유제 패턴(190)은 길게 신장되는 선 또는 선들의 집합 형상을 가지는 목적패턴과 실질적으로 유사한 형태와 크기로 만들어지는 주 패턴(142), 주 패턴과 패턴 간격(146)만큼 이격되어 배치된 보조 패턴(144)을 가진다.
전술한 바와 같이, 스크린 인쇄 공정에서 페이스트는 패턴 간격을 통과하여 주 패턴 또는 보조 패턴의 아래쪽으로 이동한다. 도 2b와 3b에 도시된 원형 유제 패턴이 이용되는 경우, 페이스트는 주 패턴(142)의 가장자리의 모든 위치로부터, 제한된 면적을 가지는 주 패턴의 중앙쪽으로 집중되어 이동한다. 반면, 선형 유제 패턴(190)이 이용되는 경우, 페이스트는 주 패턴(142)의 가장자리의 모든 위치로부터, 길게 신장된 선패턴의 주 패턴 내부쪽으로 분산되어 이동한다. 따라서, 선형 유제 패턴과 원형 유제 패턴이 한 스크린 마스크에 공존하는 경우, 선형 유제 패턴의 패턴 간격의 폭은 원형 유제 패턴의 패턴 간격의 폭보다 넓을 수 있다.
선형 유제 패턴(190)의 패턴 간격(146)은, 선형 유제 패턴에의 위치에 따라 그것의 폭이 달라질 수 있다. 위치에 따른 패턴 간격들(146)의 폭들은, 선형 패턴 끝부분(196)의 패턴 간격(153)에서 가장 좁고, 선형 패턴 코너부분(198)의 패턴 간격(155)에서 가장 넓으며, 선형 패턴 중간부분(194)의 패턴 간격(151)에서 타의 두 값들의 중간 값을 가질 수 있다.
구체적으로, 선형 패턴 중간부분(194)의 주 패턴은, 그것의 주변의 두 중간 패턴 간격들(151)을 통과한 페이스트가 그것의 아래쪽으로 번짐(171)이 생긴다. 반면, 선형 패턴 끝부분(196)은, 그것의 주변의 두 중간 패턴 간격들(151)을 통과한 페이스트의 번짐(171)과 한 끝 패턴 간격(153)을 통과한 페이스트의 번짐(173)이 주 패턴 아래쪽으로 생긴다. 만약, 두 패턴 간격들(151, 153)의 폭들(w(mid), w(end))이 같다면, 패턴 끝부분(196)의 주 패턴 아래로 페이스트가 과다하게 번져서, 피인쇄체에 형성되는 패턴의 모양과 크기가 목적패턴과 상이하게 되는 오류가 생길 수 있다. 따라서, 선형 패턴 끝부분(196)에서의 패턴 간격(153)의 폭(w(end))은 선형 패턴 중간부분(194)에서의 패턴 간격(151)의 폭(w(mid))보다 좁을 수 있다.
선형 패턴의 중간부분(194) 또는 끝부분(196)의 패턴 간격들(151, 153)을 통과한 페이스트와 달리, 선형 패턴 코너부분(198)의 패턴 간격을 통과한 페이스트는, 선형 패턴의 줄기(191)와 가지(192)의 주 패턴 아래들로 나뉘어 이동할 수 있다. 적정량의 페이스트가 줄기(191)와 가지(192)의 주 패턴 아래로 이동하게 하려면, 코너부분(198)의 패턴 간격(155)의 폭을 넓히는 것이 좋다. 따라서, 코너부분(198)에서의 패턴 간격의 폭(w(cor))은 중간부분(194)이나 끝부분(196)의 패턴 간격의 폭들(w(mid), w(end))보다 넓을 수 있다.
달리 취한 방식으로, 페이스트가 주 패턴의 가장자리로부터 주 패턴의 가운데로 번짐을 고려 시, 주 패턴의 폭은 상기 목적 패턴의 상기 주 패턴과 대응하는 부분의 폭보다 넓게 설계 될 수 있다.
도 6a 내지 6d를 참조하면, 후면 접촉 태양전지의 도프된 영역들과 도프된 영역들 위의 비아 홀들이 만들어 질 때, 보조 패턴들을 가지는 유제 패턴들이 이용되는 것들을 보이는, 태양전지의 절단된 개략적 확대된 단면도들과 단면도 부근 영역들의 평면도들이 개시된다. 후면 접촉 태양전지의 보다 상세한 제조 단계들, 예를 들어, 인 도프된 또는 포스퍼실리케이트 글래스(PSG, phosporsilicate glass)로부터 확산된 n-도프된 영역들과 붕소 도프된 또는 보로실시케이스 글래스(BSG, borosilicate glass)로부터 확산된 p-도프된 영역들의 제조 방법들과 배선 방법들은 전술된 2006년 2월 14일 발행된 Smith 등의 미국특허 번호 6,998,288과 2008년 1월 17일 발행된 Mulligan 등의 미국특허 번호 7,388,147에 개시되어 있다.
전술한 바와 같이, n-도프된 영역과 p-도프된 영역은, 실리콘 기판의 바닥면에 길게 신장된 형상으로 교대로 형성된다. 태양전지의 효율을 향상시키기 위해, n와 p 도프된 영역들은 좁은 폭으로 형성되는 것이 좋다. 비아 홀들은 그것의 폭이 최소화되고, 하나의 도프된 영역에 최대한의 숫자들로 분포되는 것이 좋다. 따라서, 본 발명의 특징인 보조 패턴을 적용한 유제 패턴은, 좁은 폭의 도프된 영역들이나 비아 홀들을 제조하는 것에 효과적으로 이용될 수 있다.
도 6a는, 보로실리케이트 글라스(432)가 미리 도포된 실리콘 기판의 후면(414)에, 제1 유제 패턴(240)을 통과한 페이스트가 도포되어, 태양전지의 후면에 도프된 영역이 만들어지는 단계의 태양전지(10)와 스크린 마스크(100)의 단면도이다. 도 6b는 도 6a의 단면 부근의 스크린 마스크(100)를 위에서 바라 본 개략적 확대된 평면도이다. 제1 유제 패턴(240)은 제1 주 패턴(242), 제1 보조 패턴(244)과 제1 패턴 간격(246)을 가진다. 제1 유제 패턴(240)은, 전술한 도 5에 도시된 것과 같은, 일방향으로 신장된 줄기와 가지를 가질 수 있고, 상기 줄기 또는 가지의 중간부분의 패턴간격은 끝 부분의 패턴간격의 폭보다 넓을 수 있다. 도 6a와 6b에 도시된 스크린 마스크는 선형 유제 패턴의 중간부분의 것이며, 그것의 제1 유제 패턴(240)의 제1 패턴 간격(246)의 폭은 w1이다. W1은 주 패턴(242)의 변들(193) 밖의 패턴 간격(246)들을 통과한 페이스트(166)가 주 패턴(242)의 아래로 번지는 것이 제한될 정도의 폭으로 정해진다. 스크린 인쇄 단계의 보다 더 상세한 내용은 도 3의 설명에서 전술된 바와 같다.
도 6c는 n-도프된 영역들과 p-도프된 영역들이 형성된 실리콘 기판의 후면의 위에, 제2 유제 패턴(250)이 이용되어, 언도프드 실리케이트 글라스(USG, Undoped Silicate Glass, 430)가 미리 도포된 실리콘 기판의 후면(414)에 페이스트(160)가 도포되는 단계의 태양전지(10)와 스크린 마스크(100)의 단면도이다. 도 6d는 도 6c에 도시된 단면 부근의 스크린 마스크(100)를 위에서 바라 본 확대된 개략적 평면도이다. 비아 홀 형성 단계에 사용되는 페이스트는 도프된 영역들(422, 424) 형성에 사용되는 페이스트와 같은 것이 이용될 수 있다. 제2 유제 패턴(250)은 제1 주 패턴(252), 제2 보조 패턴(254)과 제2 패턴 간격(256)을 가진다. 제2 유제 패턴(250)은, 전술한 도 2b에 도시된 것과 같은, 원형 패턴이고, 패턴 간격의 폭은 w2이다. 도프된 영역 형성 공정에서의 페이스트의 번짐과 다르게, 패턴 간격을 통과한 페이스트(166)의 번짐은, 주 패턴 가장자리의 모든 위치에서 주 패턴의 중앙쪽으로 번지는 현상이므로, 토출되는 페이스트(166)의 양이 작도록 w2의 폭이 정해져야 한다. 구체적으로, 원형 유제 패턴의 패턴 간격(246)의 폭인 w2는 선형 유제 패턴의 패턴 간격(256)의 폭인 w1 보다 좁을 수 있다.
도 6a 내지 도 6d에는 후면접촉 태양전지의 홀들, 배선들, 또는 패턴들이 형성되는 것이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 보조 패턴이 이용된 스크린 인쇄 프로세스는 타의 태양 전지의 제조에도 이용될 수 있음에 유의하여야 한다. 예를 들어, 전극들이 실리콘 기판의 전면과 후면에 모두 형성되는, Daryl M. Chapin 등에게 1957년 2월 5일자로 발행된 미국특허 번호 2,780,765에 개시된 벌크 실리콘 태양 전지(bulk silicon solar cell); 또는, 비정질 실리콘 영역들과 전극들이 실리콘 기판의 전면과 후면에 형성되는, Shigeru Noguchi 등에게 1998년 1월 6일자로 발행된 미국특허 번호 5,705,828에 개시된 이종 접합 비정질 박막 태양 전지(heterojunction intrincsic thin layer solar cell) 등의 다양한 태양 전지의 제조에 보조 패턴이 이용될 수 있다는 것은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
상기에서, 본 발명의 특징인 보조 패턴은 주 패턴의 주변 전체에 형성된 것이 설명되었지만, 보조 패턴은 주 패턴의 주변의 부분에만 형성될 수도 있다. 도 7a 내지 7c를 참조하면, 보조 패턴이 주 패턴의 주변의 부분에만 배치된 유제 패턴들이 도시된다. 도 7a에 도시된 선형 패턴(190)은, 그것의 끝 부분(196)에는 보조 패턴(154)이 형성되었지만, 중간 부분(194)의 부분에는 보조 패턴이 형성되지 않는다. 도 5의 설명에서 전술한 바와 같이, 스크린 인쇄 프로세스 중, 선형 패턴(190)의 끝부분(196)에서는 그것의 3개 주변들의 패턴 간격들(151, 153)로부터 피인쇄체로 페이스트가 토출되고, 페이스트의 번짐(171, 173)은 끝 부분(197)의 주 패턴(142)의 중앙부로 집중된다. 그리고, 도 3 내지 4e의 설명에서 전술한 바와 같이, 상기 끝 부분(196)의 패턴 간격들(151, 153)의 폭들은 망사의 틈(도시되지 않음)의 대각선의 길이보다 짧다. 따라서, 주 패턴(142)의 주위에 보조 패턴(154)이 배치되어, 주 패턴(142)의 아래로 번지는 페이스트의 양이 조정되도록 한다.
선형 패턴(190)의 끝 부분(196)의 주 패턴(197)과 달리, 중간 부분(194)의 주 패턴(195)은 두 개의 길게 신장된 변들(193)을 가진다. 스크린 인쇄 프로세스 중, 상기 변들(193)의 주변의 망사 틈을 통하여 토출된 페이스트는, 상기 변들(193)의 전체에서 분산되어 중간 부분의 주 패턴(195)의 아래로 번짐이 발생한다. 따라서, 상기 중간 부분(194)의 주변에서 토출된 페이스트는 보조 패턴 없이도 그것이 주 패턴의 아래로 번지는 양이 조정 될 수 있다.
달리 취한 방식으로, 도 7b에 도시된 것과 같이, 선형 패턴(190)의 중간 부분(194)에는, 부분적으로 끊어진 보조 패턴(154)이 더 형성될 수 있다. 스크린 인쇄 프로세스에서, 상기 중간 부분(194)을 통과하여 피인쇄체에 토출되는 페이스의 양은, 상기 보조 패턴(154)의 끊어진 부분(157)의 위치 또는 길이에 따라 조정될 수 있다. 상기 끊어진 부분(157)이 망사의 하나의 와이어에 의해 그것의 전부가 가려지면, 상기 끊어진 부분을 통과하여 피인쇄체로 토출되는 페이스트가 없으므로, 상기 끊어진 부분(157)의 길이는 망사의 하나의 와이어의 폭보다 넓은 것이 좋다.
달리 취한 방식으로, 도 7c에 도시된 것과 같이, 원형 패턴(180)도 부분적으로 끊어진 보조 패턴(184)을 가질 수 있다. 스크린 인쇄 프로세스에서, 상기 원형 패턴(180)을 통과하여 피인쇄체에 토출되는 페이스트의 양은, 상기 보조 패턴(184)의 끊어진 부분(187)의 위치 또는 길이에 따라 조정될 수 있다. 상기의 끊어진 보조 패턴들(154, 184)은 피인쇄체에 도포되는 페이스트의 양과 면적을 세밀하게 조정하는 것이 가능하도록 한다.
피 인쇄체에 도포되는 페이스트의 양을 조정하기 위해서, 패턴 간격은 상기의 실시예들과 다르게 설계 될 수 있다. 도 8을 참조하면, 패턴 간격의 부분이 연결부로 가려진 원형 패턴이 도시된다. 원형 패턴(180)의 주 패턴(182)과 보조 패턴(184)은 패턴 간격(186) 내에 형성된 연결부(147)에 의해 서로 연결되고, 스크린 인쇄 프로세스에서, 연결부(147)는 페이스트가 피인쇄체로 토출되는 것을 방해한다. 따라서, 원형 패턴(180)을 통과하여 피인쇄체로 토출되는 페이스트의 양은, 상기 연결부(147)의 위치, 폭 또는 면적에 따라 조정될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 도 7a 내지 도 8에 도시되고 설명된, 보조 패턴의 끊어진 부분(154)와 연결부(147)는 하나의 유제 패턴에 함께 적용될 수 있다는 것은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것 이다.

Claims (23)

  1. 피인쇄체에 패턴을 형성시키기 위한 스크린 마스크에 있어서,
    스퀴지에 의해 눌리는 스퀴지 면과 상기 스퀴지 면에 대향하고 페이스트를 토출시키는 토출면을 가지는 망사,
    상기 망사의 가장자리들을 고정하는 프레임, 및
    상기 망사의 토출면에 형성된 적어도 하나의 유제 패턴을 가지고,
    상기 적어도 하나의 유제 패턴은 상기 피인쇄체에 형성되는 목적 패턴의 형상과 실질적으로 유사한 형상을 가지는 주 패턴과 상기 주 패턴과 이격된 보조 패턴을 포함하고, 그것에 의해 상기 보조 패턴 아래의 상기 피인쇄체 상에 상기 페이스트가 번짐을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 망사는 가로 방향으로 신장되는 복수의 가로 와이어들, 상기 가로 와이어들과 수직으로 신장되고 상기 가로 와이어들과 꼬이며 교차되는 복수의 세로 와이어들, 상기 가로 와이어들의 한 쌍과 상기 세로 와이어들의 한 쌍에 의해 형성되는 틈을 가지고,
    상기 유제 패턴의 상기 패턴 간격은 상기 주 패턴과 상기 보조 패턴의 사이의 길이인 패턴 간격의 폭을 가지고, 상기 패턴 간격의 폭은 상기 틈의 대각선의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 패턴 간격의 폭은 상기 망사의 틈의 대각선의 32 % 이상인 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 패턴 간격의 폭은 상기 망사의 틈의 대각선의 43 % 이하인 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 유제 패턴의 상기 주 패턴과 상기 보조 패턴은 원형이고, 상기 주 패턴의 폭은 상기 패턴 간격의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 유제 패턴은 중간부분과 끝부분을 가지는 일방향으로 신장된 선형 패턴이고, 상기 중간부분에서의 상기 패턴 간격의 폭은 상기 끝부분에서의 상기 패턴 간격의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 선형 유제 패턴은 상기 일방향과 교차되는 방향으로 신장되는 줄기, 상기 일방향과 나란한 방향으로 신장되는 가지, 상기 줄기와 상기 가지가 만나는 코너부분을 더 가지고, 상기 코너 부분의 패턴 간격의 폭은 상기 중간 부분의 패턴 간격의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 유제 패턴은 원형인 원형 유제 패턴과 일방향으로 신장되는 선형 유제 패턴을 가지고, 상기 원형 유제 패턴의 패턴 간격의 폭은 상기 선형 유제 패턴의 유제 패턴의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 주 패턴의 폭은 상기 목적 패턴의 상기 주 패턴과 대응하는 부분의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 주 패턴의 폭은 약 170 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 유제 패턴은 중간 부분과 끝 부분을 가지는 일방향으로 신장된 선형 패턴이고, 상기 보조 패턴은 상기 끝 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 유제 패턴의 상기 보조 패턴은 상기 중간 부분에 더 형성된 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 중간 부분에 형성된 상기 보조 패턴은 부분적으로 끊어진 것을 특징으로 하는 스크린 마스크.
  14. 광에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지의 제조 방법에 있어서,
    스퀴징 면에 페이스트가 도포되고, 토출면에 적어도 하나의 유제 패턴이 형성되고, 복수의 가로 와이어와 상기 가로와이어들과 교차하도록 꼬인 복수의 세로 와이어의 사이로 복수의 망사 틈들이 형성된 스크린 마스크를 목적 패턴이 형성되어야 하는 상기 실리콘 기판의 패턴 형성 면 상에, 상기 실리콘 기판과 이격되도록 배치되는 단계, 및
    상기 스크린 마스크의 일방향을 따라 스퀴지를 이동시켜 상기 페이스트가 상기 스크린 마스크의 상기 틈을 통과하여 상기 실리콘 기판의 상에 도포되는 단계를 포함하고,
    상기 유제 패턴은 주 패턴과 상기 주 패턴과 패턴 간격의 폭만큼 이격된 보조 패턴을 가지고, 상기 망사 틈은 상기 유제 패턴 밖에 위치한 망사 틈과 상기 패턴 간격 내의 망사 틈으로 구분되고, 단위 면적당 토출되는 페이스트의 양은 상기 유제 패턴 밖 망사 틈을 통과한 페이스트의 양이 상기 유제 패턴 간격 내의 틈을 통과한 페이스트의 양보다 많도록 조절되고, 그것에 의해 보조 패턴 아래의 상기 패턴 형성 면 상에 상기 페이스트가 도포됨을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 실리콘 기판에는 적어도 하나의 선형 도프된 영역들이 형성되어 있고, 상기 유제 패턴은 상기 선형 도프된 영역의 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 실리콘 기판의 상기 도프된 영역은, 선형 유제 패턴이 형성된 스크린 마스크가 이용된 스크린 인쇄 프로세스에 의해 만들어진 것이고, 상기 선형 유제 패턴은 일방향으로 신장된 제1 주 패턴, 상기 제1 주 패턴과 제1 패턴 간격의 폭만큼 이격된 제1 보조 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 도프된 영역의 상에 배치되는 유제 패턴은 제2 유제 패턴이고, 상기 제2 유제 패턴은 원형의 제2 주 패턴, 상기 제2 주 패턴과 제2 패턴 간격의 폭만큼 이격된 제2 보조 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 제1 패턴 간격의 폭은 상기 제2 패턴 간격의 폭보다 더 넓은 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
  19. 제 15항에 있어서, 상기 유제 패턴에 의하여 상기 도프된 영역에는, 상기 도프된 영역의 부분을 접촉 전극에 연결시키는 비아 홀이 형성되고, 상기 비아홀의 폭은 약 150 ㎛보다 좁은 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 유제 패턴의 상기 패턴 간격의 폭은 상기 비아홀의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.
  21. 피인쇄체에 목적 패턴을 형성하는 스크린 인쇄 프로세스에 있어서,
    페이스트가 도포된 스퀴징 면과 적어도 하나의 유제 패턴을 가지는 토출면을 가지는 스크린 마스크가 상기 피인쇄체의 목적 패턴 형성 면을 바라보도록 배치시키는 단계, 및
    페이스트를 압착하여 상기 토출면에서 상기 목적 패턴 형성 면으로 토출시키는 단계를 포함하고,
    상기 유제 패턴은 주 패턴 및 상기 주 패턴과 이격되어 배치된 보조 패턴을 가지고, 상기 페이스트는 상기 주 패턴과 상기 보조 패턴의 사이의 패턴 간격을 통과하여 상기 보조 패턴의 아래로 번지는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 프로세스.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 페이스트는 상기 주 패턴의 부분의 아래로 번지는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 프로세스.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 페이스트는 상기 보조 패턴의 전부의 아래로 번지는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 프로세스.
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