KR20130071801A - Solar cell and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A solar cell and a manufacturing method thereof are provided to improve the position matching of a second part and a front electrode by diffusing a second impurity in the front electrode to form the second part with relative high doping concentration. CONSTITUTION: A semiconductor substrate (10) with a first conductive type impurity is prepared. A first part (20a) of an emitter layer (20) is formed on a front side (12) of the semiconductor substrate by doping a second conductive type first impurity. An electrode groove (24a) is formed on the front side of the semiconductor substrate. A front electrode (24) including a second conductive type second impurity is formed in the electrode groove. A second part (20b) of the emitter layer by diffusing the second impurity.

Description

태양 전지 및 이의 제조 방법{SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

본 발명은 태양 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 전극에 접촉된 부분의 도핑 농도가 상대적으로 높은 에미터층을 가지는 태양 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a solar cell and a method of manufacturing the same, and more particularly to a solar cell having a emitter layer having a relatively high doping concentration of the portion in contact with the electrode and a method of manufacturing the same.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다. With the recent depletion of existing energy sources such as oil and coal, interest in alternative energy to replace them is increasing. Among them, solar cells are attracting attention as a next-generation battery that converts solar energy into electric energy.

이러한 태양 전지에서는 다양한 층을 적층 형성하고, 이들을 설계에 따라 식각하여 패터닝하는 것에 의하여 제조될 수 있다. 이때, 공정 방법, 공정 순서 등에 따라 생산성 및 태양 전지의 특성이 크게 달라질 수 있다. 일례로, 패터닝을 위하여 레이저를 사용하는 경우에는 레이저에 의한 손상(damage)를 줄이기 위한 화학 공정이 추가되는데, 이에 의하여 공정이 복잡해지며 태양 전지가 손상될 수 있다. 다른 예로, 전극에 접촉된 부분의 도핑 농도가 상대적으로 높은 에미터층을 형성하기 위하여 적어도 두 번의 고온 확산 공정 등이 수행되면, 공정이 복잡해지며 태양 전지를 구성하는 반도체 기판 자체의 성능이 저하될 수 있다. In such a solar cell, a variety of layers may be laminated and fabricated by etching and patterning them according to a design. In this case, productivity and characteristics of the solar cell may vary greatly according to a process method, a process sequence, and the like. For example, when a laser is used for patterning, a chemical process for reducing damage caused by the laser is added, thereby making the process complicated and damaging the solar cell. As another example, when at least two high temperature diffusion processes or the like are performed to form an emitter layer having a relatively high doping concentration in contact with an electrode, the process becomes complicated and the performance of the semiconductor substrate constituting the solar cell may be degraded. have.

본 발명의 실시예는 생산성 및 태양 전지의 특성을 향상할 수 있는 태양 전지 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다. Embodiment of the present invention is to provide a solar cell and a method for manufacturing the same that can improve the productivity and characteristics of the solar cell.

본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법은, 제1 도전형의 불순물을 구비하는 반도체 기판을 준비하는 단계; 상기 반도체 기판의 전면(前面)에 제2 도전형의 제1 불순물을 도핑하여 에미터층의 제1 부분을 형성하는 단계; 상기 반도체 기판의 전면에 전극 홈을 형성하는 단계; 및 상기 전극 홈 내에 상기 제2 도전형의 제2 불순물을 포함하는 전면 전극과 상기 제2 불순물을 확산시켜 상기 에미터층의 제2 부분을 형성하는 단계를 포함한다. A solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a semiconductor substrate having a first conductivity type impurities; Doping a first impurity of a second conductivity type on a front surface of the semiconductor substrate to form a first portion of the emitter layer; Forming electrode grooves on the front surface of the semiconductor substrate; And diffusing the front electrode including the second impurity of the second conductivity type in the electrode groove and the second impurity to form a second portion of the emitter layer.

본 발명의 실시예에 따른 태양 전지는, 제1 도전형의 불순물을 구비하며, 전면에 전극 홈을 가지는 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 상기 전면에 형성되는 에미터층; 상기 전극 홈 내에 위치하며 상기 에미터층과 전기적으로 연결되는 전면 전극; 및 상기 반도체 기판의 후면에 형성되는 후면 전극을 포함한다. 상기 에미터층은, 상기 전면 전극들 사이에 위치하는 제1 부분과, 상기 전면 전극들과 접촉하는 제2 부분을 포함한다. 상기 제1 부분은 제2 도전형의 제1 불순물이 도핑되고, 상기 제2 부분은 상기 제2 도전형의 제2 불순물이 도핑되며, 상기 전면 전극은 상기 제2 불순물을 포함한다. A solar cell according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor substrate having impurities of a first conductivity type and having electrode grooves on a front surface thereof; An emitter layer formed on the front surface of the semiconductor substrate; A front electrode positioned in the electrode groove and electrically connected to the emitter layer; And a rear electrode formed on the rear surface of the semiconductor substrate. The emitter layer includes a first portion positioned between the front electrodes and a second portion in contact with the front electrodes. The first portion is doped with a first impurity of a second conductivity type, the second portion is doped with a second impurity of the second conductivity type, and the front electrode includes the second impurity.

본 실시예에서는, 전면 전극을 형성하는 공정에서 전면 전극 내의 제2 불순물을 확산시켜 상대적으로 높은 도핑 농도를 가지는 제2 부분을 형성하므로 전면 전극의 주변부에 제2 부분이 형성된다. 이에 따라 따라서 제2 부분과 전면 전극과의 위치 정합성을 향상시켜 태양 전지의 효율을 향상할 수 있다. 또한, 선택적인 에미터 구조의 에미터층의 제조 공정을 단순화할 수 있다. In the present embodiment, in the process of forming the front electrode, since the second impurity in the front electrode is diffused to form a second part having a relatively high doping concentration, the second part is formed at the periphery of the front electrode. Accordingly, the positional matching between the second portion and the front electrode can be improved to improve the efficiency of the solar cell. It is also possible to simplify the manufacturing process of the emitter layer of the optional emitter structure.

이와 같이 본 실시예에 따르면 태양 전지의 효율 등의 특성을 향상하면서도 공정을 단순화하여 생산성을 향상할 수 있다.As described above, according to the present exemplary embodiment, productivity may be improved by simplifying the process while improving characteristics such as efficiency of the solar cell.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3a 내지 도 3j는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
1 is a cross-sectional view showing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
3A to 3J are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; However, it is needless to say that the present invention is not limited to these embodiments and can be modified into various forms.

도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다. In the drawings, the same reference numerals are used for the same or similar parts throughout the specification. In the drawings, the thickness, the width, and the like are enlarged or reduced in order to clarify the description. The thickness, the width, and the like of the present invention are not limited to those shown in the drawings.

그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다. Wherever certain parts of the specification are referred to as "comprising ", the description does not exclude other parts and may include other parts, unless specifically stated otherwise. Also, when a portion of a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it also includes the case where another portion is located in the middle as well as the other portion. When a portion of a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "directly on" another portion, it means that no other portion is located in the middle.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지를 설명한 다음 이의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described, and then a manufacturing method thereof will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지(100)는, 반도체 기판(10), 반도체 기판(10)의 전면(12) 쪽에 위치하는 에미터층(20), 반도체 기판(10)의 후면(14) 쪽에 위치하는 후면 전계층(30), 반도체 기판(10)의 전면(12)에 형성되는 반사 방지막(22) 및 전면 전극(24), 반도체 기판(10)의 후면(14)에 위치하는 후면 전극(34)을 포함한다. 이를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다. Referring to FIG. 1, the solar cell 100 according to the present exemplary embodiment includes a semiconductor substrate 10, an emitter layer 20 positioned on the front surface 12 side of the semiconductor substrate 10, and a rear surface of the semiconductor substrate 10. Located at the rear electric field layer 30 positioned on the side of 14, the antireflection film 22 formed on the front surface 12 of the semiconductor substrate 10, the front electrode 24, and the rear surface 14 of the semiconductor substrate 10. It includes a rear electrode 34. This will be described in more detail as follows.

반도체 기판(10)은 다양한 반도체 물질을 포함할 수 있는데, 일례로 제1 도전형 불순물로 도핑된 실리콘을 포함할 수 있다. 실리콘으로는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘이 사용될 수 있으며, 제1 도전형 불순물은 일례로 n형일 수 있다. 즉, 반도체 기판(10)은 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소가 도핑된 단결정 또는 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다. The semiconductor substrate 10 may include various semiconductor materials. For example, the semiconductor substrate 10 may include silicon doped with a first conductivity type impurity. As silicon, single crystal silicon or polycrystalline silicon may be used, and the first conductivity type impurity may be, for example, n-type. That is, the semiconductor substrate 10 may be formed of single crystal or polycrystalline silicon doped with a Group 5 element such as phosphorus (P), arsenic (As), bismuth (Bi), and antimony (Sb)

이와 같이 n형의 불순물을 가지는 반도체 기판(10)을 사용하면, 반도체 기판(10)의 전면에 p형의 불순물을 가지는 에미터층(20)이 형성되어 pn 접합(junction)을 이루게 된다. 이러한 pn 접합에 광이 조사되면 광전 효과에 의해 생성된 전자가 반도체 기판(10)의 후면(14) 쪽으로 이동하여 후면 전극(34)에 의하여 수집되고, 정공이 반도체 기판(10)의 전면(12) 쪽으로 이동하여 전면 전극(24)에 의하여 수집된다. 이에 의하여 전기 에너지가 발생한다. When the semiconductor substrate 10 having the n-type impurity is used, the emitter layer 20 having the p-type impurity is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 10 to form a pn junction. When light is irradiated to the pn junction, electrons generated by the photoelectric effect move toward the rear surface 14 of the semiconductor substrate 10 and are collected by the rear electrode 34, and holes are formed on the front surface 12 of the semiconductor substrate 10. And collected by the front electrode 24. Thereby, electric energy is generated.

이때, 전자보다 이동 속도가 느린 정공이 반도체 기판(10)의 후면(14)이 아닌 전면(12)으로 이동하여 변환 효율이 향상될 수 있다. In this case, holes having a slower moving speed than electrons may move to the front surface 12 instead of the rear surface 14 of the semiconductor substrate 10, thereby improving conversion efficiency.

이러한 반도체 기판(10)의 전면(12) 및 후면(14)은, 텍스쳐링(texturing)되어 피라미드 등의 형태의 요철을 가질 수 있다. 이와 같은 텍스쳐링에 의해 반도체 기판(10)의 전면(12) 등에 요철이 형성되어 표면 거칠기가 증가되면, 반도체 기판(10)의 전면(12) 등을 통하여 입사되는 광의 반사율을 낮출 수 있다. 따라서 반도체 기판(10)과 에미터층(20)의 계면에 형성된 pn 접합까지 도달하는 광량을 증가시킬 수 있어, 광 손실을 최소화할 수 있다. The front surface 12 and the rear surface 14 of the semiconductor substrate 10 may be textured to have irregularities in the form of a pyramid or the like. If unevenness is formed on the front surface 12 of the semiconductor substrate 10 by such texturing and the surface roughness is increased, the reflectance of light incident through the front surface 12 or the like of the semiconductor substrate 10 may be lowered. Therefore, the amount of light reaching the pn junction formed at the interface between the semiconductor substrate 10 and the emitter layer 20 can be increased, thereby minimizing the optical loss.

반도체 기판(10)의 전면(12) 쪽에는 제2 도전형 불순물을 가지는 에미터층(20)이 형성될 수 있다. 이와 같이, 기판(10)과 에미터층(20)에 서로 반대되는 도전형의 불순물이 도핑 되면, 기판(110)과 에미터층(120)의 계면에는 pn접합이 형성된다. An emitter layer 20 having a second conductivity type impurity may be formed on the front surface 12 of the semiconductor substrate 10. As described above, when dopants of the conductive type opposite to each other are doped to the substrate 10 and the emitter layer 20, a pn junction is formed at the interface between the substrate 110 and the emitter layer 120.

일례로, 에미터층(20)은 p형 불순물로서 3족 원소인 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등이 도핑될 수 있다. 에미터층(20)의 자세한 구조는 반사 방지막(22) 및 전면 전극(24)을 설명한 후에 상세하게 설명한다. For example, the emitter layer 20 may be doped with boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), and indium (In), which are Group 3 elements, as p-type impurities. The detailed structure of the emitter layer 20 will be described in detail after the antireflection film 22 and the front electrode 24 are described.

반도체 기판(10)의 전면(12)에서 에미터층(20) 상에 반사 방지막(22) 및 전면 전극(24)이 형성된다. 반사 방지막(22)은 반도체 기판(10)의 전면(12)으로 입사되는 광의 반사율을 감소시키고, 에미터층(20)의 표면 또는 벌크 내에 존재하는 결함을 부동화 시킨다. The anti-reflection film 22 and the front electrode 24 are formed on the emitter layer 20 on the front surface 12 of the semiconductor substrate 10. The anti-reflection film 22 reduces the reflectance of light incident on the front surface 12 of the semiconductor substrate 10 and immobilizes defects existing in the surface or bulk of the emitter layer 20.

이와 같이 반도체 기판(10)의 전면(12)을 통해 입사되는 광의 반사율이 낮추는 것에 의하여 반도체 기판(10)과 에미터층(20)의 계면에 형성된 pn 접합까지 도달되는 광량을 증가할 수 있다. 이에 따라 태양 전지(100)의 단락 전류(Isc)를 증가시킬 수 있다. 그리고 에미터층(20)에 존재하는 결함을 부동화하여 소수 캐리어의 재결합 사이트를 제거하여 태양 전지(100)의 개방 전압(Voc)을 증가시킬 수 있다. 이와 같이 반사 방지막(22)에 의해 태양 전지(100)의 개방 전압과 단락 전류를 증가시켜 태양전지(100)의 변환 효율을 향상할 수 있다.As such, by decreasing the reflectance of light incident through the front surface 12 of the semiconductor substrate 10, the amount of light reaching the pn junction formed at the interface between the semiconductor substrate 10 and the emitter layer 20 may be increased. Accordingly, the short circuit current Isc of the solar cell 100 can be increased. In addition, the defects in the emitter layer 20 may be immobilized to remove recombination sites of the minority carriers, thereby increasing the open voltage Voc of the solar cell 100. As described above, the conversion voltage of the solar cell 100 may be improved by increasing the open voltage and the short circuit current of the solar cell 100 by the anti-reflection film 22.

이러한 방사 방지막(22)은 다양한 물질로 형성될 수 있다. 일례로, 반사 방지막(22)은 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다. The anti-reflection film 22 may be formed of various materials. For example, the antireflection film 22 may be formed of any one single film selected from the group consisting of a silicon nitride film, a silicon nitride film including hydrogen, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, MgF 2 , ZnS, TiO 2 and CeO 2 , And may have a combined multilayer structure.

반도체 기판(10)과 반사 방지막(22)에는 전극 홈(그루브(groove))(24a)이 형성되고, 이 전극 홈(24a) 내에 전면 전극(24)이 형성된다. 이와 같이 홈(24a) 내에 전면 전극(24)을 형성하면, 홈(24a)을 미세하게 만들면 홈(24a)에 형성되는 전면 전극(24)도 미세하게 형성될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 전극을 함몰 형태로 형성하여 전면 전극(24)의 선폭을 줄일 수 있고, 이에 의하여 쉐이딩 손실을 저감시켜 광전 변환 효율을 향상할 수 있다. Electrode grooves (grooves) 24a are formed in the semiconductor substrate 10 and the antireflection film 22, and front electrodes 24 are formed in the electrode grooves 24a. When the front electrode 24 is formed in the groove 24a as described above, when the groove 24a is made fine, the front electrode 24 formed in the groove 24a may also be finely formed. That is, in the present embodiment, the electrode may be formed in a recessed shape to reduce the line width of the front electrode 24, thereby reducing the shading loss and thus improving the photoelectric conversion efficiency.

일례로, 전면 전극(24)은 평면으로 볼 때 스트라이프 형태를 가지도록 조밀하게 배치되는 핑거 전극들과, 이 핑거 전극들을 교차하는 방향으로 연결하는 버스 바 형태를 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 전면 전극(24)이 다양한 평면 형상을 가질 수 있다. For example, the front electrode 24 may have finger electrodes that are densely arranged to have a stripe shape in plan view, and a bus bar that connects the finger electrodes in a cross direction. However, the present invention is not limited thereto, and the front electrode 24 may have various planar shapes.

본 실시예에서 전면 전극(24)은 에미터층(20) 내에 포함된 제2 도전형의 불순물을 포함할 수 있다. 좀더 정확하게는, 전면 전극(24)을 형성하기 위하여 전면 전극층(도 3g의 참조부호 240, 이하 동일)을 소성하는 단계에서 전면 전극(24)에 포함된 제2 도전형의 불순물이 에미터층(20)이 형성된 부분까지 확산된 것이다. 이에 의하여 전면 전극(24)의 주변부가 다른 부분보다 높은 도핑 농도를 가지게 될 수 있다. In the present exemplary embodiment, the front electrode 24 may include impurities of the second conductivity type included in the emitter layer 20. More precisely, in the step of firing the front electrode layer (reference numeral 240 of FIG. 3G, hereinafter identical) to form the front electrode 24, the impurity of the second conductivity type included in the front electrode 24 is emitter layer 20. ) Is spread to the formed part. As a result, the peripheral portion of the front electrode 24 may have a higher doping concentration than the other portions.

즉, 본 실시예에서 에미터층(20)은, 전면 전극들(24) 사이의 반사 방지막(22)에 인접하여 형성되며 제1 농도로 도핑된 제1 부분(20a)과, 전면 전극(24)과 접촉 형성되며 제1 농도보다 높은 제2 농도로 도핑된 제2 부분(20b)를 포함할 수 있다. That is, in this embodiment, the emitter layer 20 is formed adjacent to the anti-reflection film 22 between the front electrodes 24 and doped to the first concentration 20a and the front electrode 24. And a second portion 20b formed in contact with and doped at a second concentration higher than the first concentration.

이때, 제1 부분(20a)은 전면 전극(24)을 형성하기 전에 수행되는 확산 공정 등에 의하여 확산된 제1 불순물에 의하여 제1 농도를 가지게 된다. 그리고 제2 부분(20b)은 전면 전극(24) 내에 포함되어 전면 전극(24)을 형성할 때 확산된 제2 불순물에 의하여 제1 농도보다 높은 제2 농도를 가지게 된다. 이에 대해서는 추후에 태양 전지(100)의 제조 방법에서 좀더 상세하게 설명한다. In this case, the first portion 20a may have a first concentration due to the first impurities diffused by a diffusion process or the like performed before forming the front electrode 24. In addition, the second portion 20b is included in the front electrode 24 to have a second concentration higher than the first concentration by the second impurities diffused when the front electrode 24 is formed. This will be described in more detail later in the manufacturing method of the solar cell 100.

제1 불순물로는 열 확산에 적합한 물질을 사용하고, 제2 불순물로는 전면 전극(24) 형성에 적합한 물질을 사용할 수 있다. 따라서, 제1 불순물과 제2 불순물이 서로 다른 물질을 포함할 수 있는데, 일례로 제1 불순물이 열 확산 시 많이 사용하는 보론을 포함하고, 제2 불순물은 전극용 페이스트에 주로 포함되는 알루미늄을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 불순물과 제2 불순물이 동일한 물질로 이루어지는 등 다양한 변형이 가능함을 물론이다.A material suitable for thermal diffusion may be used as the first impurity, and a material suitable for forming the front electrode 24 may be used as the second impurity. Therefore, the first impurity and the second impurity may include materials different from each other. For example, the first impurity includes boron that is frequently used in thermal diffusion, and the second impurity includes aluminum mainly included in the electrode paste. can do. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications may be made, including the first impurity and the second impurity.

이와 같이, 본 실시에에서는 광이 입사되는 전면 전극(24) 사이에 대응하는 제1 부분(20a)에서는 도핑 농도를 낮추어 얕은 에미터(shallow emitter)를 구현함으로써 태양 전지의 효율을 향상할 수 있다. 이와 함께 전면 전극(24)과 접촉하는 제2 부분(20b)에서는 도핑 농도를 높여 전면 전극(24)과의 접촉 저항을 저감시킬 수 있다. 즉, 본 실시예의 에미터층(20)은 선택적 에미터(selective emitter) 구조를 가져 태양 전지의 효율을 최대화할 수 있다.  As described above, in the present embodiment, the first portion 20a corresponding to the front electrode 24 to which light is incident may reduce the doping concentration to implement a shallow emitter, thereby improving efficiency of the solar cell. . In addition, in the second portion 20b in contact with the front electrode 24, the doping concentration may be increased to reduce the contact resistance with the front electrode 24. That is, the emitter layer 20 of the present embodiment may have a selective emitter structure to maximize the efficiency of the solar cell.

그리고 반도체 기판(10)의 후면(14) 쪽에는 반도체 기판(10)보다 높은 도핑 농도로 제1 도전형 불순물을 포함하는 후면 전계층(30)이 형성된다. 후면 전계층(30)은 전자와 정공의 후면 재결합을 최소화하여 태양전지의 효율 향상에 기여할 수 있다. 이러한 후면 전계층(30)은 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등을 포함할 수 있는데, 일례로 도펀트로 많이 사용되는 인(P)을 포함할 수 있다. In addition, a back surface field layer 30 including a first conductivity type impurity is formed on the back surface 14 of the semiconductor substrate 10 at a higher doping concentration than the semiconductor substrate 10. The rear electric field layer 30 may contribute to improving efficiency of the solar cell by minimizing rear recombination of electrons and holes. The back surface layer 30 may include phosphorus (P), arsenic (As), bismuth (Bi), antimony (Sb), and the like, and may include, for example, phosphorus (P) which is commonly used as a dopant. .

이와 함께 반도체 기판(10)의 후면(14)에는 후면 전극(34)이 형성된다. 후면 전극(34)은 광이 입사되는 면이 아닌 면에 형성되는바, 전면 전극(24)보다 더 큰 폭을 가지면서 형성될 수 있다. 후면 전극(34)은 다양한 평면 형상을 가질 수 있다. In addition, a rear electrode 34 is formed on the rear surface 14 of the semiconductor substrate 10. The back electrode 34 is formed on a surface other than the light incident surface, and may have a larger width than the front electrode 24. The back electrode 34 may have various planar shapes.

후면 전극(34)은 전기 전도성이 우수한 다양한 금속 등을 포함할 수 있다. 일례로, 후면 전극(34)으로는 전기 전도성이 우수하며 높은 반사율을 가지는 은(Ag)을 포함할 수 있다. 후면 전극(34)으로 반사율이 높은 은을 사용하면, 반도체 기판(10)의 후면(14)으로 빠져나가는 광을 반사하여 다시 반도체 기판(10) 내부로 향하게 할 수 있다. 이에 따라, 광의 사용량을 증가시킬 수 있다. The back electrode 34 may include various metals having excellent electrical conductivity. For example, the back electrode 34 may include silver (Ag) having excellent electrical conductivity and high reflectance. When silver having high reflectance is used as the back electrode 34, light exiting to the back surface 14 of the semiconductor substrate 10 may be reflected and directed back into the semiconductor substrate 10. Accordingly, the amount of light used can be increased.

이러한 구조의 태양 전지(10)의 제조 방법을 도 2, 그리고 도 3a 내지 도 3j를 참조하여 좀더 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서는 이미 설명한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 설명되지 않은 부분에 대해서만 상세하게 설명한다. A method of manufacturing the solar cell 10 having such a structure will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3A to 3J. In the following description, detailed descriptions of the parts which have already been described will be omitted and only the parts not described will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 도시한 흐름도이고, 도 3a 내지 도 3j는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 도시한 단면도들이다. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3A to 3J are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법은, 반도체 기판을 준비하는 단계(ST10), 후면 전계층(12)을 형성하는 단계(ST12), 제1 부분을 형성하는 단계(ST14), 반사 방지막을 형성하는 단계(ST16), 전극 홈을 형성하는 단계(ST18), 전면 전극층을 형성하는 단계(ST20), 후면 전극층을 형성하는 단계(ST22), 소성하는 단계(ST24) 및 아이솔레이션하는 단계(ST26)을 포함한다. 각 단계들을 도 3a 내지 도 3j와 함께 설명한다. 2, in the method of manufacturing a solar cell according to the present embodiment, preparing a semiconductor substrate (ST10), forming a rear electric field layer (ST12), and forming a first portion ( ST14), forming an antireflection film (ST16), forming an electrode groove (ST18), forming a front electrode layer (ST20), forming a rear electrode layer (ST22), firing (ST24), and Isolating (ST26). Each step will be described with reference to Figs. 3A to 3J.

먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판을 준비하는 단계(ST10)에서는 제1 도전형 불순물을 구비하는 반도체 기판(10)을 준비한다. 반도체 기판(10)의 전면(12) 및 후면(14)은 텍스쳐링에 의하여 요철을 가질 수 있다. 텍스처링으로는 습식 또는 건식 텍스처링을 사용할 수 있다. 습식 텍스처링은 텍스처링 용액에 반도체 기판(10)을 침지하는 것에 의해 수행될 수 있으며, 공정 시간이 짧은 장점이 있다. 건식 텍스처링은 다이아몬드 그릴 또는 레이저 등을 이용하여 반도체 기판(10)의 표면을 깍는 것으로, 요철을 균일하게 형성할 수 있는 반면 공정 시간이 길고 반도체 기판(10)에 손상이 발생할 수 있다. 이와 같이 본 발명에서는 다양한 방법으로 반도체 기판(10)을 텍스쳐링 할 수 있다. First, as shown in FIG. 3A, in the preparing of the semiconductor substrate (ST10), the semiconductor substrate 10 having the first conductivity type impurities is prepared. The front surface 12 and the rear surface 14 of the semiconductor substrate 10 may have irregularities by texturing. As texturing, wet or dry texturing can be used. The wet texturing can be performed by immersing the semiconductor substrate 10 in the texturing solution, and has a short process time. In dry texturing, the surface of the semiconductor substrate 10 is cut by using a diamond grill or a laser, so that irregularities can be formed uniformly, but the processing time is long and damage to the semiconductor substrate 10 may occur. As described above, the semiconductor substrate 10 can be textured in various ways in the present invention.

이어서, 도 3b에 도시한 바와 같이, 후면 전계층을 형성하는 단계(ST12)에서는 반도체 기판(10)의 후면에 제1 도전형의 불순물을 도핑하여 반도체 기판(10)보다 높은 도핑 농도를 가지는 후면 전계층(30)을 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 3B, in the step ST12 of forming the backside electric field layer, a backside having a higher doping concentration than the semiconductor substrate 10 is doped by doping impurities of the first conductivity type on the backside of the semiconductor substrate 10. The electric field layer 30 is formed.

이러한 후면 전계층(30)은 다양한 방법으로 형성될 수 있는데, 일례로 제1 도전형의 불순물을 포함하는 물질을 확산 로(furnace) 내에서 열 확산시켜 형성될 수 있다. 예를 들어, 인을 포함하는 POCl3와 같은 물질을 반도체 기판(10)의 후면(14) 쪽에서 확산시켜 후면 전계층(30)을 형성할 수 있다. The back surface layer 30 may be formed by various methods. For example, the back surface field layer 30 may be formed by thermally diffusing a material including impurities of a first conductivity type in a diffusion furnace. For example, a material such as POCl 3 containing phosphorus may be diffused toward the rear surface 14 of the semiconductor substrate 10 to form the rear surface electric layer 30.

후면 전계층(30)을 형성한 후에는 불필요하게 형성된 부산물층(일례로, 피에스지(phosphorous silicate glass, PSG)을 제거할 수 있다. 부산물층을 제거할 때는 불산(HF) 용액 등을 이용한 습식 에칭법이 사용될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. After forming the rear field layer 30, an unnecessary byproduct layer (eg, phosphorous silicate glass (PSG)) may be removed. When removing the byproduct layer, a wetted solution using a hydrofluoric acid (HF) solution may be used. An etching method may be used, but the present invention is not limited thereto.

이어서, 도 3c에 도시한 바와 같이, 제1 부분을 형성하는 단계(ST14)에서는, 제2 도전형의 제1 불순물을 반도체 기판(10)에 제1 농도로 도핑하여 에미터층(도 1의 참조부호 20, 이하 동일)의 제1 부분(20a)을 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 3C, in the step ST14 of forming the first portion, the first impurity of the second conductivity type is doped into the semiconductor substrate 10 at a first concentration to refer to the emitter layer (see FIG. 1). A first portion 20a of reference numeral 20 (hereinafter equal to) is formed.

이러한 제1 부분(20a)은 다양한 방법으로 형성될 수 있는데, 일례로 제2 도전형의 제1 불순물을 포함하는 물질을 확산 로 내에서 열 확산시켜 형성될 수 있다. 예를 들어, 보론을 포함하는 BBr3와 같은 물질을 확산시켜 에미터층(20)의 제1 부분(20a)을 형성할 수 있다. 제1 부분(20a)은 얕은 에미터를 형성할 수 있도록 상대적으로 낮은 제1 농도로 도핑될 수 있다. 이에 의하여, 일례로, 제1 부분(20a)은 70 내지 150Ω/□(좀더 정확하게는 90 내지 120Ω/□)의 면 저항을 가질 수 있다. The first portion 20a may be formed in various ways. For example, the first portion 20a may be formed by thermally diffusing a material including the first impurity of the second conductivity type in the diffusion furnace. For example, a material such as BBr 3 including boron may be diffused to form the first portion 20a of the emitter layer 20. The first portion 20a may be doped to a relatively low first concentration to form a shallow emitter. Thus, as an example, the first portion 20a may have a sheet resistance of 70 to 150 Ω / □ (more precisely 90 to 120 Ω / □).

제1 부분(20a)을 형성한 후에는 불필요하게 형성된 부산물층(일례로, 비에스지(borosilicate glass, BSG)을 제거할 수 있다. 부산물층을 제거할 때는 불산(HF) 용액 등을 이용한 습식 에칭법이 사용될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. After the first portion 20a is formed, an unnecessary byproduct layer (eg, borosilicate glass (BSG)) may be removed. A wet etching method using a hydrofluoric acid (HF) solution may be used to remove the byproduct layer. May be used, but the present invention is not limited thereto.

이어서, 도 3d에 도시한 바와 같이, 반사 방지막을 형성하는 단계(ST16)에서는, 에미터층(20)의 제1 부분(20a) 위에 반사 방지막(22)을 형성한다. 반사 방지막(22)은 일례로, 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다. 이러한 반사 방지막(22)은 진공 증착법, 화학 기상 증착법, 스핀 코팅, 스크린 인쇄 또는 스프레이 코팅 등과 같은 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 3D, in the step ST16 of forming the antireflection film, the antireflection film 22 is formed on the first portion 20a of the emitter layer 20. The anti-reflection film 22 includes, for example, a silicon nitride film, a silicon nitride film including hydrogen, a silicon oxide film, a silicon oxide nitride film, a single film selected from the group consisting of MgF 2 , ZnS, TiO 2, and CeO 2 , or two or more films. It can have a combined multilayer structure. The antireflection film 22 may be formed by various methods such as vacuum deposition, chemical vapor deposition, spin coating, screen printing or spray coating.

이어서, 도 3e 및 도 3f에 도시한 바와 같이, 전극 홈을 형성하는 단계(ST18)에서는 반사 방지막(22) 위에 전면 전극(도 3i의 참조부호 24, 이하 동일)과 동일한 평면 형상을 가지도록 에칭 페이스트(24b)를 도포하여 전극 홈(24a)을 형성한 다음 에칭 페이스트(24b)를 제거한다. Subsequently, as shown in FIGS. 3E and 3F, in the step of forming the electrode groove (ST18), the etching is performed on the antireflection film 22 to have the same planar shape as the front electrode (reference numeral 24 of FIG. 3I, hereinafter same). The paste 24b is applied to form the electrode grooves 24a, and then the etching paste 24b is removed.

에칭 페이스트(24b)는 반사 방지막(22)과 반도체 기판(10)을 에칭할 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있으며, 일례로 불소 계열의 페이스트일 수 있다. 이러한 에칭 페이스트(24b)는 인쇄 등의 방법으로 반사 방지막(22) 위에 도포될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The etching paste 24b may include various materials capable of etching the anti-reflection film 22 and the semiconductor substrate 10. For example, the etching paste 24b may be a fluorine-based paste. The etching paste 24b may be applied onto the antireflection film 22 by printing or the like, but the present invention is not limited thereto.

이러한 에칭 페이스트(24b)에 의하여 전극 홈(24a)은 깊이가 30~50㎛이고, 폭이 20~40㎛일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 태양 전지(10)의 구체적인 구조, 물질 등에 의하여 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다. By the etching paste 24b, the electrode groove 24a may have a depth of 30 to 50 μm and a width of 20 to 40 μm. However, the present invention is not limited thereto and may be variously modified by the specific structure, material, and the like of the solar cell 10.

전극 홈(24a) 형성 후에 에칭 페이스트(24b)는 물(일례로 초 순수(deionized water, DI water) 세정 공정에 의하여 쉽게 제거될 수 있다. After forming the electrode grooves 24a, the etching paste 24b can be easily removed by a water (for example, deionized water, DI water) cleaning process.

종래에는 전극 홈(24a)를 형성하기 위하여 레이저 등을 사용하였는데, 레이저에 의한 열적 손상에 의하여 전극 홈(24a) 형성 후에 별도의 화학 공정을 수행하여야 했다. 즉, 질산(HNO3)과 같은 용액을 이용하여 레이저에 의한 열적 손상이 일어난 부분을 제거한 다음 다시 물을 이용한 세정 공정을 수행하여야 했다. 반면, 본 실시예에서는 레이저에 의한 열적 손상이 일어나지 않으므로 별도의 화학 공정 없이 물 세정 공정만으로 깨끗하게 에칭 페이스트(24b)를 제거할 수 있어 생산성을 향상할 수 있다. Conventionally, a laser or the like has been used to form the electrode grooves 24a, but a separate chemical process has to be performed after the electrode grooves 24a are formed by thermal damage by the laser. That is, a solution such as nitric acid (HNO 3 ) was used to remove the thermal damage caused by the laser and then perform a cleaning process using water again. On the other hand, since the thermal damage by the laser does not occur in this embodiment, the etching paste 24b may be removed by only the water cleaning process without a separate chemical process, thereby improving productivity.

이어서, 도 3g에 도시한 바와 같이, 전면 전극층을 형성하는 단계(ST20)에서는 제2 도전형의 제2 불순물을 포함하는 전면 전극층(240)을 전극 홈(24a) 내에 형성한다. 전면 전극층(240)은 제2 도전형(일례로, p형)의 제2 불순물을 포함하면서도 우수한 전기적 특성을 가지는 금속(일례로, 알루미늄)과 함께, 유리 프릿, 바인더, 용매 등을 포함하는 페이스트를 도포하여 형성될 수 있다. 이러한 전면 전극층(240)은 인쇄법 등에 의하여 전극 홈(24a) 내에 형성될 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 3G, in forming the front electrode layer (ST20), the front electrode layer 240 including the second impurity of the second conductivity type is formed in the electrode groove 24a. The front electrode layer 240 includes a second conductive type (eg, p-type) second impurity and a metal (eg, aluminum) having excellent electrical properties, and includes a glass frit, a binder, a solvent, and the like. It can be formed by applying. The front electrode layer 240 may be formed in the electrode groove 24a by a printing method or the like.

이어서, 도 3h에 도시한 바와 같이, 후면 전극층을 형성하는 단계(ST22)에서는 후면 전극층(340)을 반도체 기판(10)의 후면(14)에 형성한다. 후면 전극층(340)은 반사 특성을 가지면서도 우수한 전기적 특성을 가지는 금속(일례로, 은)과 함께, 유리 프릿, 바인더, 용매 등을 포함하는 페이스트를 도포하여 형성될 수 있다. 이러한 후면 전극층(340)은 인쇄법 등에 의하여 반도체 기판(10)의 후면(14)에 형성될 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 3H, in the step ST22 of forming the rear electrode layer, the rear electrode layer 340 is formed on the rear surface 14 of the semiconductor substrate 10. The back electrode layer 340 may be formed by applying a paste including a glass frit, a binder, a solvent, and the like together with a metal (eg, silver) having reflective properties and excellent electrical properties. The rear electrode layer 340 may be formed on the rear surface 14 of the semiconductor substrate 10 by a printing method or the like.

이어서, 도 3i에 도시한 바와 같이, 소성하는 단계(ST22)에서는 전면 전극층(도 3h의 참조부호 240)과 후면 전극층(도 3h의 참조부호 340)을 소성하여 전면 전극(24) 및 후면 전극(34)을 형성한다. 이때, 전면 전극(24)에 포함된 물질인 제2 도전형의 제2 불순물이 반도체 기판(10) 내부로 확산된다. 이에 따라 전면 전극(24)에 접촉하는 주변부에는 제2 불순물이 도핑되는데, 이에 의해 도핑된 제2 부분(20b)의 제2 농도가 제1 부분(20a)의 제1 농도보다 높아지도록 한다. 즉, 본 실시예에서는 전면 전극(24)을 형성하면서 제2 불순물을 확산시켜 제2 부분(20b)을 함께 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 3I, in the firing step (ST22), the front electrode 24 and the back electrode (by firing the front electrode layer (reference number 240 of FIG. 3H) and the rear electrode layer (reference numeral 340 of FIG. 3H) 34). At this time, the second impurity of the second conductivity type, which is a material included in the front electrode 24, is diffused into the semiconductor substrate 10. As a result, a second impurity is doped in the peripheral portion contacting the front electrode 24, thereby causing the second concentration of the doped second portion 20b to be higher than the first concentration of the first portion 20a. That is, in the present embodiment, the second impurity is diffused while the front electrode 24 is formed to form the second part 20b together.

이에 의하여, 에미터층(20)의 제2 부분(20b)은 30 내지 70Ω/□(좀더 구체적으로는 40 내지 60Ω/□)의 면저항을 가질 수 있다. As a result, the second portion 20b of the emitter layer 20 may have a sheet resistance of 30 to 70 Ω / □ (more specifically, 40 to 60 Ω / □).

이때, 전면 전극(24)에 포함된 제2 불순물이, 제1 부분을 형성하는 단계(ST14)에서 사용된 제1 불순물과 다른 물질이 되면, 제1 부분(20a)과 제2 부분(20b)은 서로 다른 불순물을 포함할 수 있다. 일례로, 본 실시예에서는 제1 부분을 형성하는 단계(ST14)에서는 열 확산이 용이하게 이루어질 수 있도록 보론을 사용하고, 전면 전극(24)은 전기 전도성과 전극의 제조에의 용이성 등을 함께 고려하여 알루미늄을 사용할 수 있다. 그러면, 제1 부분(20a)은 보론을 포함하고, 제2 부분(20b)은 전면 전극(24)과 동일한 알루미늄을 포함할 수 있다. At this time, when the second impurity contained in the front electrode 24 is made of a different material from the first impurity used in the step ST14 of forming the first part, the first part 20a and the second part 20b are used. May contain different impurities. For example, in the present exemplary embodiment, in the forming of the first part (ST14), boron is used to facilitate heat diffusion, and the front electrode 24 considers both electrical conductivity and ease of manufacture of the electrode. Aluminum can be used. Then, the first portion 20a may include boron, and the second portion 20b may include the same aluminum as the front electrode 24.

이어서, 도 3j에 도시한 바와 같이, 아이솔레이션하는 단계(ST26)에서는 반도체 기판(10)의 전면(12)과 후면(14)을 아이솔레이션(isolation)한다. 도면에서는 편의를 위하여 반도체 기판(10)의 측면에 형성된 에미터층(20)의 제1 부분(20a)을 모두 제거한 것을 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 반도체 기판(10)의 외곽 부분에서 전면(12) 또는 후면(14)에 아이솔레이션 홈(도시하지 않음)을 형성하여 반도체 기판(10)의 전면(12)과 후면(14)을 아이솔레이션하는 등 다양한 변형이 가능하다. Subsequently, as shown in FIG. 3J, in the step ST26, the front surface 12 and the rear surface 14 of the semiconductor substrate 10 are isolated. In the drawing, for convenience, the first portion 20a of the emitter layer 20 formed on the side surface of the semiconductor substrate 10 is removed. However, the present invention is not limited thereto. Accordingly, an isolation groove (not shown) is formed in the front surface 12 or the rear surface 14 at the outer portion of the semiconductor substrate 10 to isolate the front surface 12 and the rear surface 14 of the semiconductor substrate 10, or the like. Various variations are possible.

종래에는 선택적인 에미터 구조를 가지는 에미터층(20)을 형성한 후에 전면 전극(24)을 형성하므로, 에미터층(20)의 제2 부분(20b)과 전면 전극(24)을 정밀하게 얼라인 하지 않으면 제2 부분(20b)과 전면 전극(24)이 접촉하지 않아 효율이 저하될 수 있다. 반면, 본 실시예에서는 전면 전극(24)을 형성하는 공정, 즉 전면 전극(24)을 형성하기 위하여 소성하는 단계(ST24)에서 제2 부분(20b)을 형성하므로 자연스럽게 전면 전극(24)의 주변부에 상대적으로 높은 제2 농도를 가지는 제2 부분(20b)이 형성된다. 따라서 전면 전극(24)과의 위치 정합성을 향상시켜 태양 전지(100)의 효율을 향상할 수 있다. Conventionally, since the front electrode 24 is formed after the emitter layer 20 having the selective emitter structure is formed, the second portion 20b of the emitter layer 20 and the front electrode 24 are precisely aligned. If not, the second part 20b and the front electrode 24 do not come into contact with each other, thereby reducing efficiency. On the other hand, in the present embodiment, since the second part 20b is formed in the process of forming the front electrode 24, that is, in the step of firing to form the front electrode 24, the peripheral part of the front electrode 24 is naturally formed. A second portion 20b having a relatively high second concentration is formed. Therefore, the positional compatibility with the front electrode 24 may be improved, thereby improving efficiency of the solar cell 100.

또한, 제2 부분(20b)이 소성하는 단계(ST24)에 의하여 전면 전극(24)을 형성하는 공정에서 별도의 공정 없이 형성되므로, 선택적인 에미터 구조의 에미터층(20)을 형성하기 위하여 2번의 도핑 공정을 수행해야 하는 종래보다 공정을 단순화할 수 있다. In addition, since the second part 20b is formed without a separate process in the process of forming the front electrode 24 by the step ST24 of firing, to form the emitter layer 20 of the selective emitter structure 2. The process can be simplified compared to the conventional one which has to perform the doping process.

이와 같이 본 실시예에 따르면 태양 전지(100)의 효율 등의 특성을 향상하면서도 공정을 단순화하여 생산성을 향상할 수 있다. As described above, according to the present exemplary embodiment, productivity may be improved by simplifying the process while improving characteristics such as efficiency of the solar cell 100.

상술한 설명에서 각 단계들은 필요에 따라 그 선후 관계 등이 변형될 수 있으며 이 또한 본 발명의 범위에 속한다. In the above description, each step may be modified according to necessity, etc., which is also within the scope of the present invention.

즉, 상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. That is, the features, structures, effects, and the like described above are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Further, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified in other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

100: 태양 전지
10: 반도체 기판
20: 에미터층
22: 반사 방지막
24: 전면 전극
30: 후면 전계층
34: 후면 전극
100: Solar cell
10: semiconductor substrate
20: emitter layer
22: Antireflection film
24: front electrode
30: rear electric layer
34: rear electrode

Claims (20)

제1 도전형의 불순물을 구비하는 반도체 기판을 준비하는 단계;
상기 반도체 기판의 전면(前面)에 제2 도전형의 제1 불순물을 도핑하여 에미터층의 제1 부분을 형성하는 단계;
상기 반도체 기판의 전면에 전극 홈을 형성하는 단계; 및
상기 전극 홈 내에 상기 제2 도전형의 제2 불순물을 포함하는 전면 전극과 상기 제2 불순물을 확산시켜 상기 에미터층의 제2 부분을 형성하는 단계
를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
Preparing a semiconductor substrate having impurities of a first conductivity type;
Doping a first impurity of a second conductivity type on a front surface of the semiconductor substrate to form a first portion of the emitter layer;
Forming electrode grooves on the front surface of the semiconductor substrate; And
Diffusing a front electrode including the second impurity of the second conductivity type and the second impurity in the electrode groove to form a second portion of the emitter layer
Wherein the method comprises the steps of:
제1항에 있어서,
상기 제1 불순물과 상기 제2 불순물이 서로 다른 물질을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing a solar cell, wherein the first impurity and the second impurity include materials different from each other.
제2항에 있어서,
상기 제1 불순물이 보론(B)을 포함하고, 상기 제2 불순물이 알루미늄(Al)을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 2,
The first impurity comprises boron (B), the second impurity comprises a aluminum (Al).
제1항에 있어서,
상기 반도체 기판이 n형 불순물을 포함하고, 상기 에미터층이 p형 불순물을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
The semiconductor substrate includes an n-type impurity and the emitter layer comprises a p-type impurity.
제1항에 있어서,
상기 제1 부분을 형성하는 단계에서는 열 확산법에 의하여 상기 제1 불순물을 확산시키고,
상기 제2 부분을 형성하는 단계에는, 상기 제2 불순물을 포함하는 페이스트를 스크린 인쇄하고 상기 페이스트를 소성하여 상기 전면 전극을 형성하면서 상기 페이스트 내의 상기 제2 불순물을 확산시키는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
In the forming of the first portion, the first impurity is diffused by thermal diffusion,
In the step of forming the second portion, a method of manufacturing a solar cell in which the second impurity in the paste is diffused while screen printing a paste containing the second impurity and baking the paste to form the front electrode.
제1항에 있어서,
상기 제1 부분을 형성하는 단계와 상기 제2 부분을 형성하는 단계 사이에, 상기 반도체 기판의 상기 전면에 반사 방지막을 형성하는 단계를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
Forming an anti-reflection film on the entire surface of the semiconductor substrate between the forming of the first portion and the forming of the second portion.
제1항에 있어서,
상기 전극 홈을 형성하는 단계에서는, 에칭 페이스트를 상기 반도체 기판의 상기 전면에 도포하여 상기 전극 홈을 형성하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
In the step of forming the electrode groove, a method of manufacturing a solar cell by applying an etching paste to the entire surface of the semiconductor substrate to form the electrode groove.
제7항에 있어서,
상기 전극 홈을 형성한 후에 상기 에칭 페이스트는 물 세정에 의하여 제거되는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
And the etching paste is removed by water washing after forming the electrode grooves.
제1항에 있어서,
상기 반도체 기판의 후면에 상기 제1 도전형의 불순물을 상기 반도체 기판보다 높은 농도로 포함하는 후면 전계층을 형성하는 단계를 더 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 1,
And forming a backside electric field layer on the backside of the semiconductor substrate, the backside electric field layer comprising a higher concentration of impurities of the first conductivity type than the semiconductor substrate.
제9항에 있어서,
상기 후면 전계층을 형성하는 단계에서는 열 확산법에 의하여 상기 제1 도전형의 불순물을 확산시키는 태양 전지의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
In the step of forming the back surface layer is a method of manufacturing a solar cell to diffuse the impurities of the first conductivity type by thermal diffusion method.
제5항에 있어서,
상기 반도체 기판의 후면에 상기 후면 전극층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 전면 전극층을 소성할 때 상기 후면 전극층을 함께 소성하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 5,
Forming a rear electrode layer on a rear surface of the semiconductor substrate;
A method of manufacturing a solar cell, wherein the back electrode layer is fired together when the front electrode layer is fired.
제11항에 있어서,
상기 전면 전극은 알루미늄(Al)을 포함하고,
상기 후면 전극은 은(Ag)을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
The method of claim 11,
The front electrode includes aluminum (Al),
The back electrode includes a silver (Ag) manufacturing method of a solar cell.
제1 도전형의 불순물을 구비하며, 전면에 전극 홈을 가지는 반도체 기판;
상기 반도체 기판의 상기 전면에 형성되는 에미터층;
상기 전극 홈 내에 위치하며 상기 에미터층과 전기적으로 연결되는 전면 전극; 및
상기 반도체 기판의 후면에 형성되는 후면 전극
을 포함하고,
상기 에미터층은, 상기 전면 전극들 사이에 위치하는 제1 부분과, 상기 전면 전극들과 접촉하는 제2 부분을 포함하고,
상기 제1 부분은 제2 도전형의 제1 불순물이 도핑되고, 상기 제2 부분은 상기 제2 도전형의 제2 불순물이 도핑되며,
상기 전면 전극은 상기 제2 불순물을 포함하는 태양 전지.
A semiconductor substrate having impurities of a first conductivity type and having electrode grooves on the front surface thereof;
An emitter layer formed on the front surface of the semiconductor substrate;
A front electrode positioned in the electrode groove and electrically connected to the emitter layer; And
A rear electrode formed on a rear surface of the semiconductor substrate
/ RTI >
The emitter layer includes a first portion positioned between the front electrodes and a second portion in contact with the front electrodes,
The first portion is doped with a first impurity of a second conductivity type, the second portion is doped with a second impurity of the second conductivity type,
The front electrode includes the second impurity.
제13항에 있어서,
상기 전면 전극이 알루미늄을 포함하고, 상기 제2 불순물이 알루미늄인 태양 전지.
The method of claim 13,
And said front electrode comprises aluminum and said second impurity is aluminum.
제13항에 있어서,
상기 제1 불순물과 상기 제2 불순물이 서로 다른 물질을 포함하는 태양 전지.
The method of claim 13,
The solar cell comprising a material different from the first impurity and the second impurity.
제15항에 있어서,
상기 제1 불순물이 보론을 포함하고, 상기 제2 불순물이 알루미늄을 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
16. The method of claim 15,
The first impurity comprises boron and the second impurity comprises aluminum.
제13항에 있어서,
상기 반도체 기판이 n형 불순물을 포함하고, 상기 에미터층이 p형 불순물을 포함하는 태양 전지.
The method of claim 13,
The semiconductor substrate includes an n-type impurity and the emitter layer comprises a p-type impurity.
제13항에 있어서,
상기 에미터층 위에 형성되는 반사 방지막을 더 포함하는 태양 전지.
The method of claim 13,
The solar cell further comprises an anti-reflection film formed on the emitter layer.
제13항에 있어서,
상기 전면 전극은 알루미늄을 포함하고,
상기 후면 전극은 은을 포함하는 태양 전지.
The method of claim 13,
The front electrode comprises aluminum,
The back electrode comprises silver.
제13항에 있어서,
상기 반도체 기판의 후면 쪽에 상기 제1 도전형의 불순물이 상기 반도체 기판보다 높은 농도로 포함되는 후면 전계층을 더 포함하는 태양 전지.
The method of claim 13,
The solar cell of claim 1, further comprising a rear electric field layer on the rear side of the semiconductor substrate, wherein the first conductivity type impurity is contained at a higher concentration than the semiconductor substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190125101A (en) * 2018-04-27 2019-11-06 규 현 최 Solar cell and method for manufacturing solar cell

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