KR20130013989A - 구형 반도체 소자를 이용한 광전 변환 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

구형 반도체 소자를 이용한 광전 변환 장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130013989A
KR20130013989A KR1020110075968A KR20110075968A KR20130013989A KR 20130013989 A KR20130013989 A KR 20130013989A KR 1020110075968 A KR1020110075968 A KR 1020110075968A KR 20110075968 A KR20110075968 A KR 20110075968A KR 20130013989 A KR20130013989 A KR 20130013989A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor
photoelectric conversion
layer
passivation layer
support
Prior art date
Application number
KR1020110075968A
Other languages
English (en)
Inventor
이계웅
조양휘
Original Assignee
지에스칼텍스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지에스칼텍스 주식회사 filed Critical 지에스칼텍스 주식회사
Priority to KR1020110075968A priority Critical patent/KR20130013989A/ko
Priority to PCT/KR2012/006055 priority patent/WO2013019045A2/ko
Publication of KR20130013989A publication Critical patent/KR20130013989A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/035281—Shape of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0508—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module the interconnection means having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0512—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module made of a particular material or composition of materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0547—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

구형 반도체 소자를 이용한 광전 변환 장치에 관한 발명으로서, 광전 효율이 증가된 구형 반도체 소자를 이용한 광전 변환 장치 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 광전 변환 장치는 구 형상의 제1반도체, 상기 제1반도체 표면의 일부를 노출시키며 커버하는 제1패시베이션층 및 상기 제1패시베이션층 상에 형성된 제2반도체층을 구비하는 구 형상의 광전 변환 소자와, 상기 광전 변환 소자가 설치되는 복수의 홈 부를 갖고, 상기 홈 부의 바닥에는 상기 제1반도체의 일부를 노출시키면서 상기 광전 변환 소자가 고정될 수 있는 홀(hole)이 형성된 지지체와 상기 제1반도체의 노출부와 상기 지지체의 이면에 형성되는 제2패시베이션층 및 상기 제2패시베이션층 상에 형성되는 후면전계(BSF, Back Surface Field)층을 포함하여, 패시베이션 층에 따른 계면 결함 농도 감소와 후면전계 형성으로 인해 광전 변환 장치 전체의 직렬 저항을 감소시키고 광전 효율이 증가되는 장점이 있다.

Description

구형 반도체 소자를 이용한 광전 변환 장치 및 이의 제조 방법 {PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE USING SPHERICAL-SHAPED SEMICONDUCTOR AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 구형 반도체 소자를 이용한 광전 변환 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자의 표면 패시베이션과 동시에 접촉 저항을 줄여주는 후면전계의 형성을 통해 광전 효율이 우수한 광전 변환 장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 지구환경문제와 유가 상승 등의 문제로 인하여 새로운 재생에너지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 그 중에서도 무공해 에너지원인 태양광을 이용한 광전 변환 장치의 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.
광전 변환 장치란 광기전력 효과(Photovoltaic Effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치로서, 한국공개특허 제 10-1998-0081229호 등 다수의 문헌에서 공지되어 있다.
상기 특허 문헌에서 공지되어 있는 광전 변환 장치는 실리콘 반도체 웨이퍼로 되는 소자를 이용한다. 이는 단결정의 제조 및 단결정 잉곳으로부터 반도체 웨이퍼를 제조하기까지의 공정이 복잡하고, 비용이 비싼 문제점이 있다.
이에 대하여, 최근에는 특성의 저하가 없고 경제적이면서 고출력을 기대할 수 있는 광전 변환 장치가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 경제적으로 제조가 가능하고 광전 변환 효율이 현저하게 향상된 광전 변환 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광전 효율이 현저하게 개선된 상기 광전 변환 장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 광전 변환 장치는 구 형상의 제1반도체, 상기 제1반도체 표면의 일부를 노출시키며 커버하는 제1패시베이션층 및 상기 제1패시베이션층 상에 형성된 제2반도체층을 구비하는 구 형상의 광전 변환 소자와 상기 광전 변환 소자가 설치되는 복수의 홈 부를 갖고, 상기 홈 부의 바닥에는 상기 제1반도체의 일부를 노출시키면서 상기 광전 변환 소자가 고정될 수 있는 홀(hole)이 형성된 지지체와 상기 제1반도체의 노출부와 상기 지지체의 이면에 형성되는 제2패시베이션층 및 상기 제2패시베이션층 상에 형성되는 후면전계(BSF, Back Surface Field)층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 광전 변환 장치는 구 형상의 제1반도체와 상기 제1반도체 표면의 일부를 노출시키며 커버하는 제2반도체층을 구비하는 구 형상의 광전 변환 소자와 상기 광전 변환 소자가 설치되는 복수의 홈부를 갖고, 상기 홈부의 바닥에는 상기 제1반도체의 일부를 노출시키면서 상기 광전 변환 소자가 고정될 수 있는 홀(hole)이 형성된 지지체 및 상기 제1반도체의 노출부 상에 형성된 제2전극을 포함하고, 상기 제2전극과 접하는 상기 제1반도체 노출부의 표면에는 불순물이 도핑된 도핑 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 광전 변환 장치의 제조 방법은, (a) 구 형상의 제1반도체, 상기 제1반도체 상에 형성되는 제1패시베이션층, 상기 제1패시베이션층 상에 형성되는 제2반도체층을 구비하는 광전 변환 소자를 제조하는 단계와, (b) 바닥에 홀(Hole)이 형성된 복수의 홈부를 갖는 지지체를 마련하고, 상기 홈부의 내면에 제1전극을 형성하는 단계와, (c) 상기 광전 변환 소자를 상기 홀의 가장자리에서 상기 제1전극과 전기적으로 접속되도록 설치하는 단계와, (d) 상기 홀을 통해서 상기 지지체의 이면 측에 노출되는 제1패시베이션층 및 제2반도체층을 제거하여, 상기 제1반도체의 일부를 노출시키는 단계와, (e) 상기 제1반도체의 노출부와 상기 지지체의 이면을 커버하는 제2패시베이션층, 후면전계층을 순차적으로 적층하여 형성하는 단계 및 (f) 상기 후면전계층 상에 제2전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 광전 변환 장치의 제조 방법은, (a) 구 형상의 제1반도체, 상기 제1반도체 상에 형성되는 제1패시베이션층, 상기 제1패시베이션층 상에 형성되는 제2반도체층 및 상기 제2반도체층 상에 형성되는 제1투명도전층을 구비하는 광전 변환 소자를 제조하는 단계와, (b) 바닥에 홀(Hole)이 형성된 복수의 홈부를 갖는 지지체를 마련하고, 상기 홈부의 내면에 제1전극을 형성하는 단계와, (c) 상기 광전 변환 소자를 상기 홀의 가장자리에서 상기 제1전극과 전기적으로 접속되도록 설치하는 단계와, (d) 상기 홀을 통해서 상기 지지체의 이면 측에 노출되는 제1투명도전층, 제1패시베이션층 및 제2반도체층을 제거하여, 상기 제1반도체의 일부를 노출시키는 단계와, (e) 상기 제1반도체의 노출부와 상기 지지체의 이면을 커버하는 제2패시베이션층, 후면전계층 및 제2투명도전층을 순차적으로 적층하여 형성하는 단계 및 (f) 상기 제2투명도전층 상에 제2전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광전 변환 장치는 제1반도체와 제2반도체층 사이 및 제1반도체와 후면전계층 사이에 패시베이션층의 형성으로 인해 계면 결함 농도가 감소하여 광전 효율이 향상되는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 광전 변환 장치는 후면전계층 및 고농도의 불순물 도핑에 의한 도핑 영역 형성으로 인해 후면전계(back surface field)가 형성되고 금속과 반도체간에 오믹 접촉(ohmic contact)을 이루어 광전 변환 장치 전체의 직렬 저항이 감소되고 광전 효율이 현저히 증가하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광전 변환 장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광전 변환 소자의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 지지체를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지지체의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광전 변환 장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 광전 변환 장치의 제조 방법을 나타내는 개략도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광전 변환 장치 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
광전 변환 장치(300, 301)
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광전 변환 장치(300)의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1를 참조하면, 상기 광전 변환 장치(300)는 광전 변환 소자(100)와 상기 광전 변환 소자(100)를 지지하는 지지체(200) 및 상기 지지체의 이면에 형성된 제2패시베이션층(12) 및 후면전계(BSF, Back Surface Field)층(8)을 포함하고 있다.
본 발명에 따른 광전 변환 소자(100)는 도 2에서 도시되어 있다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광전 변환 소자(100)의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 광전 변환 소자(100)는 구 형상의 제1반도체(1) 및 상기 제1반도체(1)의 표면을 커버하는 제1패시베이션층(10)과 제2반도체층(2)을 포함한다. 상기 광전 변환 소자(100)는 상기 제1패시베이션층(10) 및 제2반도체층(2)이 커버하지 않고 있는 제1반도체의 노출부가 구비되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 광전 변환 소자(100)는 상기 제2반도체층(2) 상에 형성된 제1투명도전층(11)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1반도체(1)는 결정질 실리콘으로 형성될 수 있으며, p 타입 불순물, 또는 n 타입 불순물로 도핑될 수 있다.
상기 제2반도체층(2)은 비정질 실리콘 박막으로 형성될 수 있으며, 상기 제1반도체(1)와 반대되는 도전형의 불순물로 도핑된 구성이다. 상기 제2반도체층(2)은 에미터층으로서 기능한다.
그리고, 상기 제1반도체(1)와 제2반도체층(2) 사이의 접합계면에 제1패시베이션층(10)이 형성되어 있다. 본 발명에 따른 광전 변환 소자(100)는 상기 제1패시베이션층(10)의 형성으로 인해 계면 결함 농도가 낮기 때문에 전지의 역포화 밀도를 줄여 개방전압을 높이고 온도 증가에 의한 개방전압의 감소도 줄여 온도 특성이 우수한 장점을 갖는다.
상기 제1패시베이션층(10)은 전자-정공의 재결합 원인이 되는 결함을 최소화할 수 있는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 재질로서, 산화 실리콘(SiOx), 탄화 실리콘(SiC), 질화실리콘(SiNx, SiOxNy), 진성(intrinsic) 비정질 실리콘 및 고분자 박막을 이용할 수 있다. 상기 고분자 박막은 듀폰사의 나피온(Nafion)을 예로 들 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광전 변환 소자(100)는 상기 제2반도체층 상에 형성된 제1투명도전층(11)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1투명도전층(11)은 반사방지막으로서의 기능을 수행한다. 또한, 상기 제1투명도전층(11)은 전기전도성이 우수한 도전체로 형성되므로 상기 제1전극과 전기적으로 접속된다. 상기 제1 및 제2투명도전층의 재질은 특별하게 제한되는 것은 아니며, 예를 들면 ITO, SnO2, ZnO, TiO2, Nb2O5, Ta2O5, Ti2O3, Si3N4, Ti3O5 중에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 지지체(200)는 도 3 및 도 4에서 도시되어 있다. 도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 지지체(200)를 나타내는 평면도이고, 도 4는 상기 지지체(200)의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 지지체(200)는 홀(Hole)(5)이 형성되어 있는 복수의 홈 부(4)를 갖는다. 도 3에서는 상기 홈 부(4)가 육각형의 형태로 도시되어 있으나, 그 형상이 특별히 제한되는 것은 아니며, 다각형 및 원형으로 형성될 수 있다. 상기 홀(5)은 상기 광전 변환 소자가 설치되는 구멍으로서, 상기 광전 변환 소자의 직경보다 작게 형성된다.
상기 지지체(200)는 상기 광전 변환 소자를 지지하는 기능을 수행함과 동시에, 상기 광전 변환 소자의 제2반도체층(2)과 전기적으로 접속되는 도전체로서의 기능 및 상기 지지체의 홈 부(4)에 조사되는 빛을 광전 변환 소자에게 집광시키는 반사경으로서의 기능을 수행한다.
상기 지지체(200)의 예로서 알루미늄으로 이루어진 얇은 판을 들 수 있다. 상기 알루미늄 판을 프레스 가공하여 다수의 홈 부(4)를 형성하고, 상기 홈 부(4)의 바닥에는 광전 변환 소자의 직경보다 작은 홀(5)을 형성하여 상기 지지체(200)를 제작할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 지지체의 홈 부 내면(6)에는 광전 변환 소자의 제2반도체층(2)과 전기적으로 접속되는 제1전극(7)이 형성될 수 있다. 상기 제1전극(7)의 형태가 특별히 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 제1전극(7)은 상기 홈부 내면(6)에 도전성이 우수한 금속(예를 들면, 은(Ag) 등)이 스퍼터링 등의 방식으로 증착되어 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1전극(7)이 지지체의 홈부 내면(6)에 형성되면, 이는 전극으로서의 기능뿐만 아니라, 반사막으로서의 기능도 수행하여, 광전 변환 소자에 효율적으로 집광을 할 수 있는 장점이 있다.
상기 광전 변환 소자(100)는 상기 지지체(200)의 홀(5)에 전기적으로 접속되면서 설치된다. 이 때, 상기 광전 변환 소자(100)는 제1반도체의 노출부(3)가 상기 지지체의 홀(5)을 통해서 외부로 노출되는 형태로 설치된다. 상기 홀(5)의 가장자리부에 도전성 페이스트(paste)를 인쇄한 후, 이를 접착제로 이용하여 상기 광전 변화 소자를 상기 홀에 안정적으로 설치할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 광전 변환 장치(300)는 상기 제1반도체의 노출부와 상기 지지체의 이면에 형성된 제2패시베이션층(12) 및 상기 제2패시베이션층 상에 형성된 후면전계(BSF, Back Surface Field)층(8)을 포함한다.
상기 제2패시베이션층(12)은 상기 제1반도체의 노출부(3)와 상기 지지체의 이면 전체를 커버하며 형성된다. 상기 제2패시베이션층(12)이 형성됨으로 인해 상기 제1반도체층(1)과 후면전계층(8)의 계면 결함 농도가 낮아져 광번 변환 장치의 광전 효율이 증가된다. 또한, 앞서 언급하였듯이 전지의 역포화 밀도를 줄여 개방전압을 높이고 온도 증가에 의한 개방전압의 감소도 줄여 온도 특성이 우수한 장점을 갖는다.
상기 후면전계층(8)은 상기 제2패시베이션층(12) 상에 형성되는 구성으로서, 후면전계를 형성하는 층이다. 이러한 후면전계층(8)은 제1반도체(1)가 n 타입의 반도체일 경우 고농도의 n+ 박막으로 형성될 수 있고, 반대로 상기 제1반도체(1)가 p 타입의 반도체일 경우 고농도의 p+ 박막으로 형성될 수 있어 후면전계를 형성함과 동시에 금속전극과 반도체간 오믹 접촉(Ohmic contact)을 이루도록 한다.
즉, 본 발명에 따른 광전 변환 장치는 상기 후면전계층(8)이 형성됨으로 인하여, 후면전계가 형성되고 금속/반도체간 오믹 접촉을 이루어 광전 변환 장치 전체의 직렬 저항이 감소되고 광전 효율이 현저히 증가하는 장점을 갖는다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 광전 변환 장치(300)는 상기 후면전계층(8) 상에 형성된 제2투명도전층(13)을 더 포함할 수 있다.
상기 제2투명도전층(13)은 앞서 언급한 제1투명도전층(11)과 마찬가지로 도전체로 형성되어 제2전극과 전기적으로 접속된다. 상기 제2투명도전층(13)의 재질 역시 특별하게 제한되는 것은 아니며, 예를 들면 ITO, SnO2, ZnO, TiO2, Nb2O5, Ta2O5, Ti2O3, Si3N4, Ti3O5 중에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함하여 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 광전 변환 장치(301)의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 광전 변환 장치는 구 형상의 제1반도체(1)와 상기 제1반도체 표면의 일부를 노출시키며 커버하는 제2반도체층(2)을 구비하는 구 형상의 광전 변환 소자와 상기 광전 변환 소자가 설치되는 복수의 홈 부를 갖고, 상기 홈 부의 바닥에는 상기 제1반도체(1)의 일부를 노출시키면서 상기 광전 변환 소자가 고정될 수 있는 홀(hole)이 형성된 지지체 및 상기 제1반도체의 노출부(3) 상에 형성된 제2전극(9)을 포함하고, 상기 제2전극(9)과 접하는 상기 제1반도체 노출부의 표면에는 상기 제2전극과 접하는 상기 제1반도체 노출부의 표면에는 불순물이 도핑된 도핑 영역(14)이 형성 있는 것을 특징으로 한다.
도 5에 도시되어 있지는 않지만, 상기 광전 변환 소자의 제1반도체와 제2반도체층 사이에 제1패시베이션층이 형성될 수 있고, 또한 상기 제1패시베이션층 상에 제1투명도전층이 더 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 도핑 영역(14)은 상기 제1반도체의 노출부 표면에 불순물이 도핑되어 형성된 확산층으로 이루어 지며, 상기 제1반도체에 대해 후면전계를 형성하게 된다.
바람직하게는, 상기 도핑 영역(14)은 상기 제1반도체의 노출부에 PSG(phosphrous silicate glass) 또는 안티모니(Sb)를 포함하는 은(Ag) 수지 페이스트가 도포된 후 열처리되어 형성될 수 있다.
상기 PSG를 상기 제1반도체의 노출부 표면에 도포하고 열처리하면, 인(P)이 상기 제1반도체 노출부 표면에 확산되고, 고농도의 n+ 도핑 효과로 인해 상기 도핑 영역(14)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 안티모니(Sb)를 포함하는 은(Ag) 수지 페이스트를 상기 제1반도체의 노출부 표면에 도포하고 열처리하면, 상기 안티모니가 상기 제1반도체 노출부 표면에 확산되고, 이를 통해 상기 도핑 영역(14)이 형성될 수 있다.
상기 열처리는 레이저를 이용하여 수행될 수 있으며, 특히 PSG를 이용하여 상기 도핑 영역(14)이 형성되는 경우 실리카층이 보호층으로 작용할 수 있다. 상기 PSG는 P2O5 5중량%와 실리카의 혼합물을 이용할 수 있다.
상기와 같이 제1반도체 노출부(3)와 상기 제2전극(7) 사이에 도핑 영역(14)이 형성됨으로써, 금속/반도체간 접촉시 발생하는 저항을 감소시키고, 후면전계 형성 및 반도체와 금속 전극 간에 오믹 접촉을 이루어 광전 변환 장치 전체의 직렬 저항 감소 및 광전 효율이 현저히 증가한다.
광전 변환 장치의 제조 방법
본 발명의 일실시예에 따른 광전 변환 장치(300)의 제조 방법은 도 6 내지 도 8에 도시되어 있다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광전 변환 장치의 제조 방법은 (a) 구 형상의 제1반도체, 상기 제1반도체 상에 형성되는 제1패시베이션층 및 상기 제1패시베이션층 상에 형성되는 제2반도체층을 구비하는 광전 변환 소자를 제조하는 단계와 (b) 바닥에 홀(Hole)이 형성된 복수의 홈부를 갖는 지지체를 마련하고, 상기 홈부의 내면에 제1전극을 형성하는 단계와, (c) 상기 광전 변환 소자를 상기 홀의 가장자리에서 상기 제1전극과 전기적으로 접속되도록 설치하는 단계와, (d) 상기 홀을 통해서 상기 지지체의 이면 측에 노출되는 제1패시베이션층 및 제2반도체층을 제거하여, 상기 제1반도체의 일부를 노출시키는 단계와, (e) 상기 제1반도체의 노출부와 상기 지지체의 이면을 커버하는 제2패시베이션층, 후면전계층을 순차적으로 적층하여 형성하는 단계 및 (f) 상기 후면전계층 상에 제2전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
먼저, (a) 단계는 광전 변환 소자를 제조하는 단계이다. 광전 변환 소자는 제1반도체(1), 제2반도체층(2) 및 상기 제1반도체와 제2반도체층 사이에 형성되는 제1패시베이션층(10)을 포함하며, 먼저 구상의 제1반도체를 제조한 후, 그 표면에 제1패시베이션층(10)을 형성한다. 상기 구상의 제1반도체(1)는 실리콘 덩어리를 용융시킨 후 이를 자유 낙하 시킴과 동시에 고화시켜 제조할 수 있다. 상기와 같이 제조된 제1반도체(1)의 표면을 연마하고 에칭한다. 그 다음, 상기 제1반도체(1)의 표면에 제1패시베이션층(10)을 형성시킨다.
상기 제1패시베이션층(10)은 상기 제1반도체(1) 표면을 고온의 산화분위기 속에서 처리하여 산화 실리콘(SiOx)막으로 형성하거나, 또는 상기 제1반도체(1)의 표면에 탄화 실리콘(SiC), 질화실리콘(SiNx, SiOxNy), 진성(intrinsic) 비정질 실리콘 가운데 어느 하나의 물질을 화학 기상 증착법 등으로 증착하여 형성할 수 있다. 또한, 나피온(Nafion)과 같은 고분자 물질을 이용하여 얇은 박막을 코팅함으로써 제1패시베이션층(10)을 형성할 수 있다.
그리고, 상기 제1패시베이션층(10) 상에 열처리 또는 화학 기상 증착법 등을 이용하여 제2반도체층(2)을 형성시킬 수 있다.
다음으로 (b) 단계는 상기 광전 변환 소자를 내부에 배치하기 위한 홈 부(4)를 갖는 지지체를 마련하고, 상기 지지체의 홈 부 내면(6)에 제1전극(7)을 형성하는 단계이다. 상기 제1전극(7)은 상기 지지체의 내면(6)에 전도성이 우수한 금속(예를 들면 은(Ag) 등)을 코팅하거나 증착하는 방식으로 형성할 수 있다.
다음으로 (c) 단계는 상기 광전 변환 소자를 상기 지지체에 설치하는 단계이다. 상기 지지체의 홈 부 바닥에 형성되어 있는 홀(5)에 상기 광전 변환 소자를 고정되도록 설치한다. 예를 들면, 상기 홀(5)의 가장자리에 도전성 페이스트를 도포한 후 이를 접착제로 하여 상기 광전 변환 소자를 상기 홀(5)의 가장자리에 고정시킬 수 있다. 이와 같이 상기 광전 변환 소자가 설치되면, 상기 지지체의 홈 부 내면(6)에 형성되어 있는 제1전극(7)과 상기 광전 변환 소자의 제2반도체층(2)이 접촉되면서 전기적으로 접속된다.
상기 광전 변환 소자를 제조하여 지지체의 홈 부에 형성된 홀(5)에 설치하는 (a) 내지 (c) 단계가 도 6에 개략적으로 도시되어 있다.
다음으로 (d) 단계는 상기 홀(5)을 통해서 상기 홈 부의 이면 측에 노출되는 제1패시베이션층(10) 및 제2반도체층(2)을 제거하여 상기 제1반도체(1)의 일부를 노출시키는 단계이다. 상기 지지체의 홀(5)을 통해서 노출되는 광전 변환 소자의 제1패시베이션층 및 제2반도체층(2)을 연마하거나, 식각공정을 거쳐서 제1반도체(1)의 일부가 노출되도록 한다.
상기 (d) 단계에 따른 제1반도체(1)의 노출 단계는 도 7에 도시되어 있다. 하부에 도시된 광전 변환 장치에서는 제1반도체의 노출부(3)가 형성되어 있는 것이 도시되어 있다.
다음으로 상기 (e)단계는 상기 제1반도체의 노출부(3)와 상기 지지체의 이면을 커버하는 제2패시베이션층(12) 및 상기 제2패시베이션층(12) 상에 형성되는 후면전계층(8)을 형성하는 단계이다.
상기 (a) ~ (d)에 따른 일련의 단계를 거치면, 상기 광전 변환 소자에서 제1반도체의 노출부(3)가 홀을 통해 상기 지지체의 이면으로 노출되어 있다. 상기 제2패시베이션층(12)은 상기 제1반도체의 노출부와 상기 지지체의 이면을 커버하며 형성된다. 상기 제2패시베이션층(12)은 산화 실리콘(SiOx), 탄화 실리콘(SiC), 질화실리콘(SiNx, SiOxNy) 및 진성(intrinsic) 비정질 실리콘 가운데 어느 하나의 물질을 화학 기상 증착법 등으로 증착하여 형성할 수 있다. 또한, 나피온(Nafion)과 같은 고분자 물질을 이용하여 얇은 박막을 코팅함으로써 제2패시베이션층(12)을 형성할 수 있다.
상기 후면전계층(8)은 상기 제2패시베이션층(12) 상에 형성한다. 상기 제1반도체(1)가 n 타입의 반도체인 경우, 상기 후면전계층(8)은 n+ 박막으로 형성될 수 있다. 이와 반대로, 상기 제1반도체(1)가 p 타입의 반도체인 경우, 상기 후면전계층(8)은 p+ 박막으로 형성될 수 있다. 상기 후면전계층(8)은 200 ℃ 이하의 온도에서 진공 증착에 의해 형성할 수 있다. 상기와 같은 화학 기상 증착 방법에 의해 후면전계를 형성하게 되면, 고온의 열처리에 의해서 후면전계를 형성하는 방법보다 상대적으로 저온에서 후면전계를 형성하므로, 접합구조의 손상을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 상기 제2패시베이션층(12)을 형성하기 전에 상기 지지체의 이면에 절연층(미도시)을 먼저 형성할 수 있다. 상기 절연층은 폴리이미드계, 폴리에스터계, 폴리에테르 설폰계, 방향족 폴리아미드계, 폴리에테르 이미드계 및 불소계 등의 수지를 이용하여 형성할 수 있다.
다음으로 상기 (f) 단계는 상기 후면전계층(8) 상에 제2전극(9)을 형성하는 단계이다.
상기 제2전극(9)은 상기 후면전계층(8) 상에 형성되며, 도 8에 도시되어 있듯이 제2패시베이션층(12)와 접하는 면의 이면 측에 형성된다. 상기 제2전극(9)은 상기 후면전계층(8) 상에 도전성 페이스트를 도포한 후 열처리를 하여 형성할 수 있다. 상기 제1반도체(1)가 n 타입의 반도체인 경우, 상기 제1전극(9)은 인이 포함된 화합물과 도전성이 우수한 은(Ag)을 혼합한 물질을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1반도체(1)가 p 타입의 반도체인 경우, 상기 제2전극(9)은 도전성이 우수한 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)을 포함하는 물질을 분산시킨 글라스 프릿 타입의 페이스트를 이용하여 형성할 수 있다.
상기 (e), (f) 단계에 따른 제2패시베이션층(12), 후면전극층(8) 및 제2전극(9)의 형성 단계는 도 8에서 도시되어 있다.
또한, 상기 제2전극(9)을 형성한 후, 또는 형성하기 전에 상기 후면전계층(8)을 커버하는 도전성 금속 시트(미도시)를 접착하는 공정을 수행할 수 있다. 상기 도전성 금속 시트는 상기 제2전극(9)과 병렬 접속되는 도전체로서의 기능을 수행한다. 상기 도전성 금속 시트는 도전성을 갖는 재료를 사용하여 형성할 수 있으며, 예를 들면 알루미늄, 동박, 니켈박 등을 이용하여 형성할 수 있다.
상기와 같은 공정을 통해서 본 발명의 일실시예에 따른 광전 변환 장치(300)를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광전 변환 장치(300)의 제조 방법은 (a) 구 형상의 제1반도체(1), 상기 제1반도체(1) 상에 형성되는 제1패시베이션층(10), 상기 제1패시베이션층(10) 상에 형성되는 제2반도체층(2) 및 상기 제2반도체층(2) 상에 형성되는 제1투명도전층(11)을 구비하는 광전 변환 소자를 제조하는 단계와 (b) 바닥에 홀(Hole) (5)이 형성된 복수의 홈 부(4)를 갖는 지지체를 마련하고, 상기 홈 부의 내면(6)에 제1전극(7)을 형성하는 단계, (c) 상기 광전 변환 소자를 상기 홀(5)의 가장자리에서 상기 제1전극(7)과 전기적으로 접속되도록 설치하는 단계, (d) 상기 홀(5)을 통해서 상기 지지체의 이면 측에 노출되는 제1투명도전층(11), 제1패시베이션층(10) 및 제2반도체층(2)을 제거하여, 상기 제1반도체(1)의 일부를 노출시키는 단계, (e) 상기 지지체의 이면에 제2패시베이션층(12)을 형성하고, 상기 제2패시베이션층 상에 후면전계층(8)을 형성한 후, 상기 후면전계층(8) 상에 제2투명도전층(13)을 형성하는 단계 및 (f) 상기 제2투명도전층(13) 상에 제2전극(9)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 실시예에 따른 광전 변환 장치(300)의 제조 방법은 앞서 언급한 광전 변환 장치의 제조 방법과 비교하여 (a) 단계에서 제2반도체층(2) 상에 제1투명도전층(11)을 더 형성하는 차이점이 있고, (d) 단계에서는 상기 제1투명도전층(11)의 일부가 제거되는 공정이 부가되는 점에서 차이가 있다. 또한, 상기 단계에서는 상기 후면전계층(8) 상에 제2투명도전층(13)이 더 형성되는 단계를 거치고, (f) 단계에서는 제2투명도전층(13) 상에 제2전극(9)을 형성하는 점에서 차이점이 있다.
먼저 (a) 단계에서는 상기 제2반도체층(2)의 표면에 제1투명도전층(11)을 형성한다. 상기 제1투명도전층(11)은 도전성을 가지는 물질로 형성하며, 바람직하게는 ITO, SnO2, ZnO, TiO2, Nb2O5, Ta2O5, Ti2O3, Si3N4, Ti3O5 가운데 어느 하나를 포함하는 물질을 이용하여 화학 기상 증착법으로 형성할 수 있다.
그 다음으로 (b) 단계는 상기 광전 변환 소자를 내부에 배치하기 위한 홈 부(4)를 갖는 지지체를 마련하고, 상기 지지체의 내면(5)에 제1전극(7)을 형성하는 단계이고, (c) 단계는 상기 광전 변환 소자를 상기 지지체의 홈 부에 설치하는 단계이다.
다음으로 (d) 단계에서는 상기 홀(5)을 통해서 상기 지지체의 이면 측에 노출되는 제1투명도전층(11), 제1패시베이션층(10) 및 제2반도체층(2)을 제거하여, 상기 제1반도체(1)의 일부를 노출시킨다.
다음으로 (e) 단계에서는 상기 제1반도체의 노출부와 상기 지지체의 이면에 제2패시베이션층(12)을 형성하고, 상기 제2패시베이션층(12) 상에 후면전계층(8)을 형성한 후, 상기 후면전계층(8) 상에 제2투명도전층(13)을 더 형성한다. 상기 제2패시베이션층(12), 상기 후면전계층(8) 및 제2투명도전층(13)은 앞서 설명한 제1패시베이션층, 후면전계층 및 제1투명도전층의 형성 공정과 동일하게 수행될 수 있다.
다음으로 (f) 단계에서는 상기 제2투명도전층(13) 상에 제2전극(9)을 형성한다. 상기 제2전극(9)은 앞서 설명한 제2전극의 형성 공정과 동일하게 수행될 수 있다.
상기와 같은 공정을 통해서 본 발명에 따른 광전 변환 장치를 제조할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.
1 : 제1반도체 8: 후면전계층
2 : 제2반도체층 9: 제2전극
3 : 제1반도체 노출부 10: 제1패시베이션층
4 : 홈 부 11: 제1투명도전층
5: 홀(Hole) 12: 제2패시베이션층
6: 홈 부 내면 13: 제2투명도전층
7: 제1전극 14: 도핑 영역
100, 101: 광전 변환 소자
200: 지지체
300, 301: 광전 변환 장치

Claims (15)

  1. 구 형상의 제1반도체, 상기 제1반도체 표면의 일부를 노출시키며 커버하는 제1패시베이션층 및 상기 제1패시베이션층 상에 형성된 제2반도체층을 구비하는 구 형상의 광전 변환 소자;
    상기 광전 변환 소자가 설치되는 복수의 홈 부를 갖고, 상기 홈 부의 바닥에는 상기 제1반도체의 일부를 노출시키면서 상기 광전 변환 소자가 고정될 수 있는 홀(hole)이 형성된 지지체;
    상기 제1반도체의 노출부와 상기 지지체의 이면에 형성되는 제2패시베이션층; 및
    상기 제2패시베이션층 상에 형성되는 후면전계(BSF, Back Surface Field)층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1반도체는 n 형 결정질 실리콘으로 이루어지며, 상기 제2반도체층은 p 형 비정질 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1반도체는 p 형 결정질 실리콘으로 이루어지며, 상기 제2반도체층은 n 형 비정질 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지체의 내면에 도전성 금속이 증착되어 형성되는 제1전극 및
    상기 후면전계층 상에 형성되는 제2전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2반도체층 상에 형성되는 제1투명도전층 및
    상기 후면전계층 상에 형성되는 제2투명도전층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2패시베이션층은
    산화 실리콘(SiOx), 탄화 실리콘(SiC), 질화실리콘(SiNx, SiOxNy), 진성(intrinsic) 비정질 실리콘 및 고분자 박막 중에서 선택되는 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2투명도전층은
    ITO, SnO2, ZnO, TiO2, Nb2O5, Ta2O5, Ti2O3, Si3N4, Ti3O5 중에서 선택되는 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치.
  8. 구 형상의 제1반도체와 상기 제1반도체 표면의 일부를 노출시키며 커버하는 제2반도체층을 구비하는 구 형상의 광전 변환 소자;
    상기 광전 변환 소자가 설치되는 복수의 홈부를 갖고, 상기 홈부의 바닥에는 상기 제1반도체의 일부를 노출시키면서 상기 광전 변환 소자가 고정될 수 있는 홀(hole)이 형성된 지지체; 및
    상기 제1반도체의 노출부 상에 형성된 제2전극;을 포함하고,
    상기 제2전극과 접하는 상기 제1반도체 노출부의 표면에는 불순물이 도핑된 도핑 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 도핑 영역은
    상기 제1반도체의 노출부에 PSG(phosphrous silicate glass) 또는 안티모니(Sb)를 포함하는 은(Ag) 수지 페이스트가 도포된 후 열처리되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치.
  10. (a) 구 형상의 제1반도체, 상기 제1반도체 상에 형성되는 제1패시베이션층 및 상기 제1패시베이션층 상에 형성되는 제2반도체층을 구비하는 광전 변환 소자를 제조하는 단계;
    (b) 바닥에 홀(Hole)이 형성된 복수의 홈부를 갖는 지지체를 마련하고, 상기 홈부의 내면에 제1전극을 형성하는 단계;
    (c) 상기 광전 변환 소자를 상기 홀의 가장자리에서 상기 제1전극과 전기적으로 접속되도록 설치하는 단계;
    (d) 상기 홀을 통해서 상기 지지체의 이면 측에 노출되는 제1패시베이션층 및 제2반도체층을 제거하여, 상기 제1반도체의 일부를 노출시키는 단계;
    (e) 상기 제1반도체의 노출부와 상기 지지체의 이면을 커버하는 제2패시베이션층, 후면전계층을 순차적으로 적층하여 형성하는 단계; 및
    (f) 상기 후면전계층 상에 제2전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 변환 소자의 제조방법.
  11. (a) 구 형상의 제1반도체, 상기 제1반도체 상에 형성되는 제1패시베이션층, 상기 제1패시베이션층 상에 형성되는 제2반도체층 및 상기 제2반도체층 상에 형성되는 제1투명도전층을 구비하는 광전 변환 소자를 제조하는 단계;
    (b) 바닥에 홀(Hole)이 형성된 복수의 홈부를 갖는 지지체를 마련하고, 상기 홈부의 내면에 제1전극을 형성하는 단계;
    (c) 상기 광전 변환 소자를 상기 홀의 가장자리에서 상기 제1전극과 전기적으로 접속되도록 설치하는 단계;
    (d) 상기 홀을 통해서 상기 지지체의 이면 측에 노출되는 제1투명도전층, 제1패시베이션층 및 제2반도체층을 제거하여, 상기 제1반도체의 일부를 노출시키는 단계;
    (e) 상기 제1반도체의 노출부와 상기 지지체의 이면을 커버하는 제2패시베이션층, 후면전계층 및 제2투명도전층을 순차적으로 적층하여 형성하는 단계; 및
    (f) 상기 제2투명도전층 상에 제2전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 변환 소자의 제조방법.
  12. 제10항 또는 11항에 있어서,
    상기 제1패시베이션층은
    상기 제1반도체 표면을 산화분위기 하에서 처리하여 산화 실리콘(SiOx)으로 형성하거나, 상기 제1반도체의 표면에 탄화 실리콘(SiC), 질화실리콘(SiNx, SiOxNy) 및 진성(intrinsic) 비정질 실리콘 가운데 어느 하나의 물질을 화학 기상 증착법으로 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치의 제조 방법.
  13. 제10항 또는 11항에 있어서,
    상기 제2패시베이션층은
    상기 제1반도체의 노출부와 상기 지지체의 이면에 산화 실리콘(SiOx), 탄화 실리콘(SiC), 질화실리콘(SiNx, SiOxNy) 및 진성(intrinsic) 비정질 실리콘 가운데 선택되는 어느 하나의 물질을 화학 기상 증착법으로 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치의 제조 방법.
  14. 제10항 또는 11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2패시베이션층은
    고분자 수지 조성물을 이용한 코팅 방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치의 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2투명도전층은
    ITO, SnO2, ZnO, TiO2, Nb2O5, Ta2O5, Ti2O3, Si3N4 및 Ti3O5 중에서 선택되는 하나 이상의 물질을 화학기상 증착법으로 증착하여 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 변환 장치의 제조 방법.
KR1020110075968A 2011-07-29 2011-07-29 구형 반도체 소자를 이용한 광전 변환 장치 및 이의 제조 방법 KR20130013989A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110075968A KR20130013989A (ko) 2011-07-29 2011-07-29 구형 반도체 소자를 이용한 광전 변환 장치 및 이의 제조 방법
PCT/KR2012/006055 WO2013019045A2 (ko) 2011-07-29 2012-07-30 구형 반도체 소자를 이용한 광전 변환 장치 및 이의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110075968A KR20130013989A (ko) 2011-07-29 2011-07-29 구형 반도체 소자를 이용한 광전 변환 장치 및 이의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130013989A true KR20130013989A (ko) 2013-02-06

Family

ID=47629787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110075968A KR20130013989A (ko) 2011-07-29 2011-07-29 구형 반도체 소자를 이용한 광전 변환 장치 및 이의 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20130013989A (ko)
WO (1) WO2013019045A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102197811B1 (ko) * 2019-12-11 2021-01-04 (주)소프트피브이 실리콘 파티클을 포함하는 태양 전지 유닛의 형성 방법, 이를 이용하여 제작되는 태양 전지 유닛 및 이를 포함하는 회로 키트

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2269632C (en) * 1997-08-27 2003-09-02 Josuke Nakata Spherical semiconductor device and method of manufacturing same
JP2006229025A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Clean Venture 21:Kk 光電変換装置の製造方法および光電変換装置
KR101077784B1 (ko) * 2009-12-23 2011-10-28 한국과학기술원 실리콘 구립체를 이용한 태양전지 제조방법 및 이에 의하여 제조된 태양전지

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102197811B1 (ko) * 2019-12-11 2021-01-04 (주)소프트피브이 실리콘 파티클을 포함하는 태양 전지 유닛의 형성 방법, 이를 이용하여 제작되는 태양 전지 유닛 및 이를 포함하는 회로 키트

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013019045A2 (ko) 2013-02-07
WO2013019045A3 (ko) 2013-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8603851B2 (en) Solar cell and method of manufacturing the same by simultaneously forming first and second doping regions
US7964431B2 (en) Method to make electrical contact to a bonded face of a photovoltaic cell
KR101000064B1 (ko) 이종접합 태양전지 및 그 제조방법
KR101225978B1 (ko) 태양전지 및 그 제조방법
US20030172967A1 (en) Solar battery cell and manufacturing method thereof
KR100847741B1 (ko) ｐ-ｎ접합 계면에 패시베이션층을 구비하는 점 접촉 이종접합 실리콘 태양전지 및 그의 제조방법
KR101498619B1 (ko) 태양전지의 전극 형성 방법 및 이를 이용한 태양전지
JP2004014958A (ja) 薄膜多結晶太陽電池とその製造方法
EP2937910A1 (en) Solar cell and method for producing same
EP2538447B1 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
TWI424582B (zh) 太陽能電池的製造方法
KR101597532B1 (ko) 후면전극형 태양전지의 제조방법
JP2014103259A (ja) 太陽電池、太陽電池モジュールおよびその製造方法
JP2014093418A (ja) 光起電力装置およびその製造方法、光起電力モジュール
JP6114029B2 (ja) 光起電力素子およびその製造方法
RU2590284C1 (ru) Солнечный элемент
JP6207414B2 (ja) 光起電力素子およびその製造方法
JP2011009615A (ja) 太陽電池の製造方法
US8633053B2 (en) Photovoltaic device
JP2014183073A (ja) 光電変換素子および光電変換素子の製造方法
JP2015159198A (ja) 光起電力素子、その製造方法およびその製造装置
KR20130013989A (ko) 구형 반도체 소자를 이용한 광전 변환 장치 및 이의 제조 방법
KR20160034061A (ko) 태양 전지의 제조 방법
KR101013326B1 (ko) Ｃｉｓ계 태양전지 및 그의 제조방법
KR101223021B1 (ko) 태양전지의 제조방법 및 태양전지

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid