KR20130011696A - 태양전지 전극 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20130011696A
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Abstract

본 발명은 태양전지 전극 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 태양전지 전극(200)은 광전소자층(100) 상에 형성된 금속 페이스트층(210)이 소결(sintering)되어 형성된 전극 씨드층(220); 및 상기 전극 씨드층(220) 상에 도금되는 전극 커버층(230)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양전지 전극 및 그 제조방법{ELECTRODE OF SOLAR CELL AND METHOD FOR MENUFACTURE THE SAME}
본 발명은 태양전지 전극 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 금속 페이스트층이 소결되어 형성된 전극 씨드층 상에 전극 커버층을 도금하여 이중층으로 제조되는 태양전지 전극 및 그 제조방법에 관한 것이다.
태양전지는 태양광을 전기로 변환시키는 태양광 발전의 핵심 소자로 그 응용 범위가 매우 넓다. 이러한 태양전지는 광전 변환 효율이 우수한 경우에도 20% 내외에 그치며 그 외 대부분의 빛은 그대로 투과되거나 반사되어 소실된다. 따라서, 많은 양의 전력을 생산하기 위해서는 대면적의 태양전지가 필요하나 이는 태양전지의 설치 장소 등에 제한을 가져오고 비용의 상승도 초래하였다. 결국, 태양전지는 향후 이러한 문제점을 해결하고 광전 변환 효율을 향상시키는 것이 핵심 과제이다. 태양전지의 광전 변환 효율을 향상시키기 위한 반도체 기판 및 전극에서의 저항을 낮추는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 특히 전극 형성 기술에 있어서는 종횡비(aspect ratio), 전극 밀도, 전극 면 저항 등을 제어하는 것이 중요한 과제로 부각되고 있다.
태양전지의 전극 형성 방법은 PVD나 CVD를 이용할 수도 있지만, 스크린 프린팅(screen printing)을 이용하여 전극 형성용 페이스트를 반도체 기판 또는 반사 방지막 상에 소정의 패턴을 가지도록 도포한 후 고온 상태에서 건조, 소성 공정을 거치는 것이 일반적이다. 따라서, 스크린 프린팅 방법은 소성 공정을 위하여 고온 공정 환경을 설정해야 하고, 전극 형성용 페이스트 고가의 은 페이스트를 사용해야 함에 따라 태양전지의 제조 비용이 증가하는 문제점이 있었다. 또한, 전극 형성용 페이스트는 글래스 플릿(glass frit), 유기 물질 등이 다량 함유되어 있어 전극의 내부 저항 및 면 저항을 높이게 되는 문제점이 있었다. 또한, 스크린 프린팅을 이용하여 형성된 태양전지 전극이 불량일 경우에 이를 리페어할 수 있는 수단이 부족한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 저온의 도금 공정을 통해 제조할 수 있는 태양전지 전극을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 저온의 공정 환경에서 수행되고, 전극 형성용 페이스트 사용량을 감소시켜 태양전지의 제조 비용을 감소시킬 수 있는 태양전지 전극을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 태양전지 전극의 종횡비(aspect ratio)를 증가시키고, 전극의 내부 저항 및 면 저항을 감소시켜 우수한 광전 변환 효율을 가질 수 있는 태양전지 전극을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 태양전지 전극의 불량을 용이하게 리페어할 수 있는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 상기의 목적은 광전소자층 상에 형성된 금속 페이스트층이 소결(sintering)되어 형성된 전극 씨드층; 및 상기 전극 씨드층 상에 도금되는 전극 커버층을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극에 의해 달성된다.
상기 전극 커버층은 광야기 무전해 도금(light-induced electroless plating)을 이용하여 도금될 수 있다.
상기 금속 페이스트층은 스크린 프린팅을 이용하여 상기 광전소자층 상에 형성될 수 있다.
상기 금속 페이스트층은 은(Ag)을 포함할 수 있다.
상기 전극 커버층은 은(Ag)을 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 상기의 목적은 (a) 스크링 프린팅으로 금속 페이스트층을 형성하는 단계; (b) 상기 금속 페이스트층을 소결(sintering)하여 전극 씨드층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 전극 씨드층 상에 전극 커버층을 도금하여 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극의 제조방법에 의해 달성된다.
그리고, 본 발명의 상기의 목적은 광전 변환이 이루어지는 광전소자층; 상기 광전소자층 상에 형성된 절연층; 상기 절연층 상에 형성된 전면 전극층; 상기 광전소자층 하부에 형성된 후면 전계층; 및 상기 후면 전계층 하부에 형성된 후면 전극층을 포함하고, 상기 전면 전극층은 금속 페이스트층이 소결(sintering)되어 형성된 전극 씨드층 및 상기 전극 씨드층 상에 도금되는 전극 커버층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 저온의 도금 공정을 통해 제조할 수 있는 태양전지 전극을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 저온의 공정 환경에서 수행되고, 전극 형성용 페이스트 사용량을 감소시켜 태양전지의 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 태양전지 전극의 종횡비(aspect ratio)를 증가시키고, 전극의 내부 저항 및 면 저항을 감소시켜 우수한 광전 변환 효율을 가질 수 있는 태양전지 전극을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 태양전지 전극의 불량을 용이하게 리페어할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전극의 제조 과정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실험예에 따른 태양전지 전극을 포함하는 태양전지의 광전 변환 효율 및 전극의 면 저항을 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전극을 포함하는 태양전지의 제조 과정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
이하의 상세한 설명에서는 설명의 편의를 위해 태양전지 중 일부만을 단면으로 도시하여 설명하도록 한다.
태양전지 전극의 구성
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전극의 제조 과정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 광전소자층(100) 상에 금속 페이스트층(210)을 형성한다.
본 명세서의 도 1 내지 도 3에 도시되는 광전소자층(100)은 기판형(벌크형)[단결정(single crystalline), 다결정(poly crystalline)] 태양전지, 박막형[비정질(amorphous), 다결정(poly crystalline)] 태양전지, CdTe나 CIS(CuInSe2) 등의 화합물 박막 태양전지, III-V족 태양전지, 염료 감응형 태양전지 및 유기 태양전지 등에서 빛을 수광하여 실질적으로 태양전지의 광전 변환이 이루어지는 광전 변환 소자를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
금속 페이스트층(210)은 스크린 프린팅(screen printing)을 이용하여 형성할 수 있다. 스크린 프린팅은 페이스트가 도포될 영역에 관통 구멍이 형성된 마스크(mask)를 기판 위에 배치하고 스퀴징(squeegeeing) 수단으로 페이스트를 마스크의 관통 구멍에 밀어 넣는 방식이다. 스크린 프린팅은 전극의 두께 및 형상의 제어가 용이한 장점이 있다.
금속 페이스트층(210)에 사용되는 페이스트는 전극을 구성할 수 있는 물질로서 은(Ag)을 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 알루미늄(Al), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn), 티타늄(Ti) 등의 금속 및 이들의 합금을 더 포함할 수 있다.
금속 페이스트층(210)은 광전 소자층(100)의 일부에 형성될 수 있다. 임의의 금속 페이스트층(210)과 이웃하는 다른 금속 페이스트층(210)과의 간격은 태양전지의 광전 변환 효율이 감소하지 않는 범위에서 제어될 수 있다. 후술할 전극 씨드층(220) 상에 전극 커버층(230)을 더 형성하여 태양전지의 전면 전극층(200)이 될 수 있으므로, 금속 페이스트층(210)의 부피는 종래의 스크린 프린팅만을 이용하여 형성하는 태양전지 전극의 금속 페이스트층보다는 작도록 소량의 금속 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다.
도 2를 참조하면, 광전 소자층(100) 상에 형성된 금속 페이스트층(210)을 소결(sintering)한다. 소결은 100 ~ 200 ℃에서 이루어지는 것이 바람직하며, 소결 공정을 통해 금속 페이스트층(210)이 건조되면서 금속 페이스트에 포함된 글래스 플릿 및 유기 물질이 배출된다. 금속 페이스트층(210)의 소결 공정을 마치면 후술할 전극 커버층(230)의 씨드 역할을 할 수 있는 전극 씨드층(220)이 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 전극 씨드층(220) 상에 도금 공정을 통해 전극 커버층(230)을 형성한다. 전극 커버층(230)은 전극 씨드층(220)의 물질과 동일한 물질인 것이 바람직하다. 따라서, 은(Ag)을 포함할 수 있고, 알루미늄(Al), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn), 티타늄(Ti) 등의 금속 및 이들의 합금을 더 포함할 수 있다.
전극 커버층(230)은 공지된 여러 방법을 이용하여 도금할 수 있으나, 광야기 무전해 도금(light-induced electroless plating, LIEP)을 이용하여 도금하는 것이 바람직하다. 광야기 무전해 도금은 도금하고자 하는 물질(예를 들어, 은)을 포함한 수용액에 도금의 대상이 되는 태양전지를 담그고 태양전지의 전면에 광을 조사하면, 광에 의해 태양전지에서 형성된 전자들이 태양전지의 전면 전극으로 모여 전면 전극에 도금이 되는 것으로 광기전력 효과의 원리를 이용한 방법이다. 광야기 무전해 도금은 공정 과정에서 고가의 장비가 필요하지 않고, 대량 생산이 용이하며, 도금되는 금속의 순도를 높일 수 있는 장점이 있다.
이와 같이, 전극 씨드층(220) 상에 전극 커버층(230)이 형성되어 태양전지의 전면 전극층(200)을 구성할 수 있으므로, 전극 커버층(230)은 적절한 두께로 전극 씨드층(220) 상에 도금되는 것이 바람직하다. 전극 커버층(230)의 두께는 도금 시간, 도금액의 온도, pH, 및 농도, 광 조사량, 킬레이트 화합물(chelator) 농도 등을 제어하여 조절할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3의 순차적인 과정을 통해 본 발명의 태양전지 전극을 제조할 수도 있으나, 도 3의 전극 커버층(230)을 도금하는 공정만을 적용하여 본 발명의 태양전지 전극을 형성할 수도 있다. 구체적으로, 종래의 스크린 프린팅만을 이용하여 형성하는 태양전지 전극이 목표로 한 크기로 형성되지 못하거나, 열처리나 오염 물질에 의한 손상 등 불량이 발생한 경우, 그 태양전지 전극 자체를 전극 씨드층(220)으로 이용하고, 상부에 전극 커버층(230)을 도금하여 목표로 한 크기로 형성하거나, 손상된 부분을 리페어 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 태양전지 전극을 통해 고가의 금속 페이스트(특히, 은 페이스트)를 전극 씨드층(220)의 크기만큼 소량만을 사용하고, 도금 공정을 저온으로 수행함에 따라 태양전지의 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 저온의 도금 공정을 통해 높은 순도를 가진 태양전지 전극을 형성하여 전극의 내부 저항 및 면 저항이 감소됨에 따라 전기 전도도가 증가하여 우수한 광전 변환 효율을 가지는 태양전지를 구현할 수 있다. 또한, 태양전지 전극의 불량을 간단한 도금 공정만으로 용이하게 리페어 할 수 있다.
(실험예)
이하에서는, 본 발명의 일 실험예에 따른 태양전지의 광전 변환 효율 및 전극의 면 저항(Rs)의 변화를 살펴보도록 한다.
본 실험예에 따른 태양전지의 전면 전극층(200)을 형성하기 위해, 표 1의 공정 조건 하에서 은(Ag) 페이스트(210)로 스크린 프린팅을 한 후 100 ~ 200 ℃의 온도에서 소결을 하여 전극 씨드층(220)을 형성하였다. 이어서, 표 2의 공정 조건 하에서 은(Ag)을 전극 씨드층(220) 상에 광야기 무전해 도금(LIEP)하여 전극 커버층(230)을 형성하였다. 각각의 실험은 표 1과 표 2의 공정 조건 범위 내에서 26개의 시편에 대해 수행되었다.
전극 간격
(mm)		 스퀴지 압력
(MPa)		 스크래퍼 속도
(mm/min)		 스퀴지 각도
(°)		 페이스트 질량
(g)
1.09 ~ 2.18 0.18 ~ 0.28 7,000 ~ 15,000 65 ~ 70 0.20 ~ 0.35
도금시간 (sec) 온도
(℃)		 pH 은 농도
(g/L)		 킬레이트 농도
(g/L)		 광 조사량
(lux)
210 ~ 450 45 ~ 55 8.80 ~ 9.40 5.0 ~ 8.0 40 ~ 70 7,500 ~ 12,500
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실험예에 따른 태양전지 전극을 포함하는 태양전지의 광전 변환 효율 및 전극의 면 저항을 나타내는 도면이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 스크린 프린팅과 도금을 수행하여 제조된 전극을 포함하는 태양전지의 광전 변환 효율은 평균값이 16.4%로, 도금을 수행하지 않고 스크린 프린팅만을 수행하여 제조된 전극을 포함하는 태양전지의 광전 변환 효율의 평균값인 12.9%보다 3.5% 높은 결과가 나왔다.
또한, 도 4의 (b)를 참조하면, 스크린 프린팅과 도금을 수행하여 제조된 전극의 면 저항은 평균값이 0.0054Ω으로, 도금을 수행하지 않고 스크린 프린팅만을 수행하여 제조된 전극의 면 저항의 평균값인 0.0132Ω보다 0.0078Ω이 낮은 결과가 나왔다.
태양전지의 구성
이하의 상세한 설명에서는 단결정 반도체 기판을 기반으로 하는 태양전지, 특히 가장 널리 사용되는 단결정 실리콘(Si) 웨이퍼를 기반으로 하는 태양전지를 상정하여 설명하지만, 갈륨비소(GaAs) 등과 같이 공지된 다른 재질의 반도체 웨이퍼를 기반으로 하는 태양전지도 포괄적으로 모두 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 이하의 상세한 설명에서는 광전소자층(100)이 p 타입 실리콘 웨이퍼 기판으로부터 본 발명의 태양전지 제조방법을 적용하여 태양전지를 구현하는 것을 상정하여 설명한다.
이하에서는 본 발명의 태양전지 전극을 적용한 태양전지의 제조 과정을 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전극을 포함하는 태양전지의 제조 과정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 5a를 참조하면, 광전소자층(100)을 준비한다. 광전소자층(100)은 빛을 수광하여 전력을 생산할 수 있는 기능을 수행할 수 있다. 광전소자층(100)은 p 타입 반도체층(110)과 n 타입 반도체층(120)이 적층된 구조인 것이 바람직하다.
광전소자층(100)은 다른 도전형의 불순물을 주입하여 p-n 접합을 형성할 수 있다. 예를 들면, p 타입인 광전소자층(100)에 n 타입 불순물인 인(P)을 광전소자층(100)의 상부면에 주입시켜 광전소자층(100)의 하부 영역은 p 타입 반도체층(110)으로, 기판의 상부 영역은 n 타입 반도체층(120)으로 형성할 수 있다.
한편, 불순물 주입 방법으로는 대표적으로 고체 소스(solid source)와 가스 소스(gas source)를 이용하는 방식을 사용할 수 있다. 고체 소스를 사용하는 경우에는, 예를 들면, P2O5의 등과 같은 물질을 기판 상에 증착시킨 후에 약 900℃에서 일정 시간 동안 가열함으로써 기판 내부로 인(P)을 확산시켜서 주입할 수 있다. 또한, 가스 소스를 사용하는 경우에는, 예를 들면, PH3, POCl3 등과 같은 가스를 사용하여 약 850℃ 내지 950℃의 온도에서 일정 시간 동안 인(P)을 기판 내부로 확산시켜서 주입할 수 있다.
다음으로, 도 5b를 참조하면, 광전소자층(100)의 표면은 텍스쳐링(texturing) 구조를 가질 수 있다. 여기서, 텍스쳐링이란 태양전지의 광전소자층(100) 표면에 입사되는 빛이 반사되어 광학적으로 손실됨으로써 그 특성이 저하되는 현상을 방지하지 위한 것이다. 즉, 광전소자층(100)의 표면을 거칠게 만드는 것으로, 광전소자층(100) 표면에 요철 패턴(10)을 형성하는 것을 말한다. 예를 들면, 텍스쳐링으로 광전소자층(100)의 표면이 거칠어지면 표면에서 한번 반사된 빛이 태양전지 방향으로 재반사될 수 있으므로 빛이 손실되는 것을 감소시킬 수 있고, 태양광 흡수량이 증가되어 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있다.
이때, 텍스쳐링 방법으로는 습식 식각법, 건식 식각법 외에 대표적으로 샌드 블래스팅 방법을 사용할 수 있는데, 이는 식각 입자를 압축 공기로 분사하여 식각하는 건식 블래스팅과 액체와 함께 식각 입자를 분사하여 식각하는 습식 블래스팅을 모두 포함하는 것이다. 물론 필요에 따라 텍스쳐링 공정을 생략할 수도 있다.
다음으로, 도 5c를 참조하면, 광전소자층(100) 상에 반사 방지층(130)을 형성할 수 있다. 반사 방지층은 태양전지에 입사된 태양광이 광전소자(반도체층)에 흡수되지 못하고 바로 외부로 반사됨으로써, 태양전지의 효율을 저하시키는 현상을 방지하는 역할을 한다. 반사 방지층의 소재는 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 티타늄 산화물(TiOx)일 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 반사 방지층(130)의 형성 방법으로는 저압 화학기상 증착법(Low Pressure Chemical Vapor Deposition: LPCVD) 및 플라즈마 화학기상 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD) 등을 이용할 수 있다.
다음으로, 도 5d를 참조하면, 반사 방지층(130) 상에 금속 페이스트층(210)을 스크린 프린팅을 이용하여 형성할 수 있다.
다음으로, 도 5e를 참조하면, 도 2에서 살펴본 바와 같이, 금속 페이스트층(210)을 소결하여 전극 씨드층(220)을 형성할 수 있다. 이때, 금속 페이스트층(210)이 소결되면서 금속 페이스트층(210)이 형성된 영역의 하부에 존재하는 반사 방지층(130)이 제거될 수 있어, 결과적으로 광전 소자층(100)의 상부층인 n 타입 반도체층(120)과 전극 씨드층(220)이 접촉된 구조를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 5f를 참조하면, 전극 씨드층(220) 상에 도금 공정을 통해 전극 커버층(230)을 형성하여, 본 발명의 전면 전극층(200)을 완성할 수 있다. 따라서, 전극 씨드층(220)이 반사 방지층(130)이 제거된 영역을 통해 n 타입 반도체층(120)과 접촉하고, 이후 도금 공정을 거쳐 전극 씨드층(220) 상에 전극 커버층(230)이 더 형성될 수 있으므로, 본 발명의 태양전지는 우수한 종횡비를 갖는 전면 전극층(200)을 구비할 수 있다.
우수한 종횡비를 가지는 전면 전극층(200)은 보다 넓은 수직 단면적을 가진다. 한편, 저항은 길이에 비례하고 단면적에 반비례한 특성을 가진다. 이때, 전면 전극층(200)의 내부 저항 감소를 위해 전면 전극층(200)을 광전소자층(100) 상에서 수평한 방향으로 넓게 형성하게 되면 태양전지의 수광면적이 감소하게 되어 광전 변환 효율이 감소하게 된다. 그러나, 전면 전극층(200)의 종횡비를 증가시키면 수직 단면적이 넓어지게 되므로 결국 전면 전극층(200)의 내부 저항이 감소될 수 있어, 수광면적의 감소 없이 전기 전도도가 증가하게 되고 광전 변환 효율이 상승되는 효과를 가질 수 있다.
다음으로, 도 5g를 참조하면, 광전소자층(100)의 하부면에 후면 전계층(back surface field, BSF; 300)을 형성할 수 있다. 후면 전계층(300)은 광전소자층(100)의 p 타입 반도체층(110) 하부면을 알루미늄(Al)과 같은 3족 원소를 이용하여 p+층으로 고농도 도핑하여 형성할 수 있다. 후면 전계층(300)의 형성으로 고농도 도핑에 의한 내부 전위차가 생기며, p 타입 반도체층(110) 하부면과 접촉하는 후면 전극층(400) 쪽으로 전자의 이동을 막아 전자와 정공의 재결합을 줄이게 되므로 개방전압이 상승되는 효과가 있다.
이어서, 후면 전극층(400)을 후면 전계층(300) 하부에 형성하여 본 발명의일 실시예에 따른 태양전지를 완성할 수 있다. 후면 전극층(400)은 전도성 재질을 제한 없이 사용할 수 있고, 특히 3족 물질인 알루미늄(Al)을 사용할 수 있다. 후면 전극층(400)의 형성 방법으로는, 공지된 물리기상 증착법(Physical Vapor Deposition: PVD), 화학기상 증착법(Chemical Vapor Deposition: CVD)을 사용할 수 있다.
한편, 후면 전계층(300)과 후면 전극층(400)을 각각 별도의 공정으로 형성할 수도 있으나, 후면 전극층(400)을 광전소자층(100) 하부에 형성하면서, 동시에 광전소자층(100)의 p 타입 반도체층(110)에 후면 전극층(400)의 알루미늄(Al)과 같은 3족 물질을 확산시켜 p+층으로 고농도 도핑하여 후면 전계층(300)을 형성할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 태양전지 전극은 저온의 도금 공정으로 전극 형성용 페이스트 사용량을 감소시켜 태양전지의 제조 비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 태양전지 전극의 종횡비(aspect ratio)를 증가시키고, 전극의 내부 저항 및 면 저항을 감소시켜 우수한 광전 변환 효율을 갖는 태양전지를 구현할 수 있는 이점이 있다.
이상의 상세한 설명에서 본 발명은 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 요철 패턴
100: 광전소자층
110: p 타입 반도체층
120: n 타입 반도체층
130: 절연층
200: 전면 전극층
210: 금속 페이스트층
220: 전극 씨드층
230: 전극 커버층
300: 후면 전계층
400: 후면 전극층

Claims (7)

  1. 광전소자층 상에 형성된 금속 페이스트층이 소결(sintering)되어 형성된 전극 씨드층; 및
    상기 전극 씨드층 상에 도금되는 전극 커버층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 커버층은 광야기 무전해 도금(light-induced electroless plating)을 이용하여 도금되는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 페이스트층은 스크린 프린팅을 이용하여 상기 광전소자층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 페이스트층은 은(Ag)을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전극 커버층은 은(Ag)을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극.
  6. (a) 스크링 프린팅으로 금속 페이스트층을 형성하는 단계;
    (b) 상기 금속 페이스트층을 소결(sintering)하여 전극 씨드층을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 전극 씨드층 상에 전극 커버층을 도금하여 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극의 제조방법.
  7. 광전 변환이 이루어지는 광전소자층;
    상기 광전소자층 상에 형성된 절연층;
    상기 절연층 상에 형성된 전면 전극층;
    상기 광전소자층 하부에 형성된 후면 전계층; 및
    상기 후면 전계층 하부에 형성된 후면 전극층
    을 포함하고,
    상기 전면 전극층은 금속 페이스트층이 소결(sintering)되어 형성된 전극 씨드층 및 상기 전극 씨드층 상에 도금되는 전극 커버층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지.
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WO2024032005A1 (zh) * 2022-08-12 2024-02-15 通威太阳能（安徽）有限公司 太阳能电池及其制备方法

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