KR20130115875A - Solar cell and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양 전지(Solar Cell)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 기판형 태양 전지와 박막형 태양 전지를 조합한 태양 전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
태양 전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다.Solar cells are devices that convert light energy into electrical energy using the properties of semiconductors.
태양 전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있다.The solar cell has a PN junction structure in which a P (positive) type semiconductor and an N (negative) type semiconductor are bonded to each other.
상기 구조의 태양 전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공(+)은 P형 반도체 쪽으로 이동하고 상기 전자(-)는 N형 반도체 쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생하게 됨으로써 전력을 생산할 수 있게 된다.When sunlight is incident on the solar cell of the structure, holes and electrons are generated in the semiconductor by energy of the incident sunlight, and at this time, the holes are generated by the electric field generated by the PN junction. (+) Is moved toward the P-type semiconductor and the electron (-) is moved to the N-type semiconductor to generate a potential to generate power.
이와 같은 태양 전지는 일반적으로 기판형 태양 전지와 박막형 태양 전지로 구분할 수 있다.Such a solar cell generally can be classified into a substrate type solar cell and a thin film type solar cell.
상기 기판형 태양 전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양 전지를 제조한 것이고, 상기 박막형 태양 전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양 전지를 제조한 것이다.The substrate type solar cell is a solar cell manufactured using a semiconductor material such as silicon as a substrate, and the thin film type solar cell is a solar cell manufactured by forming a semiconductor in the form of a thin film on a substrate such as glass.
상기 기판형 태양 전지는 상기 박막형 태양 전지에 비하여 효율이 다소 우수한 장점이 있고, 상기 박막형 태양 전지는 상기 기판형 태양 전지에 비하여 제조비용이 감소되는 장점이 있다.The substrate-type solar cell has an advantage that the efficiency is somewhat superior to the thin-film solar cell, the thin-film solar cell has the advantage that the manufacturing cost is reduced compared to the substrate-type solar cell.
이에, 상기 기판형 태양 전지와 박막형 태양 전지를 조합한 태양 전지가 제안된 바 있다. 이하 도면을 참조로 종래의 태양 전지에 대해서 설명하기로 한다.Thus, a solar cell combining the substrate type solar cell and the thin film type solar cell has been proposed. Hereinafter, a conventional solar cell will be described with reference to the drawings.
도 1은 기판형 태양 전지와 박막형 태양 전지를 조합한 종래의 태양 전지를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 태양 전지를 개략적으로 나타내는 사시도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional solar cell combining a substrate type solar cell and a thin film type solar cell, and FIG. 2 is a perspective view schematically showing the solar cell shown in FIG. 1.
도 1 및 도 2에서 알 수 있듯이, 종래의 태양 전지는, 반도체 웨이퍼(10), 제 1 반도체층(20), 제 1 전극(40), 제 2 반도체층(50), 및 제 2 전극(70)을 포함하여 이루어진다.As can be seen in FIGS. 1 and 2, a conventional solar cell includes a
상기 제 1 반도체층(20)은 상기 반도체 웨이퍼(10)의 상면 테두리 부분(EA)을 제외한 나머지 영역 상면에 박막 형태로 형성된다. 이러한 제 1 반도체층(20)은 상기 반도체 웨이퍼(10)의 상면 테두리 부분(EA)을 가리는 마스크(미도시)를 이용한 증착 공정에 의해 상기 반도체 웨이퍼(10)의 상면 테두리 부분(EA)을 제외한 나머지 영역 상면에 형성된다.The
상기 제 2 반도체층(50)은 상기 반도체 웨이퍼(10)의 하면 테두리 부분을 제외한 나머지 영역 상면에 박막 형태로 형성된다. 이러한 제 2 반도체층(50)은 상기 반도체 웨이퍼(10)의 하면 테두리 부분(EA)을 가리는 마스크(미도시)를 이용한 증착 공정에 의해 상기 반도체 웨이퍼(10)의 하면 테두리 부분(EA)을 제외한 나머지 영역 상면에 형성된다.The
이와 같은 상기 반도체 웨이퍼(10), 제 1 반도체층(20), 및 제 2 반도체층(50)의 조합에 의해 PN 접합 구조가 이루어지게 된다.The PN junction structure is formed by the combination of the
상기 제 1 및 제 2 반도체층(20, 50) 각각을 마스크를 이용한 증착 공정에 의해 형성하는 이유는, 상기 제 1 및 제 2 반도체층(20, 50) 각각이 공정 특성상 각각 반도체 웨이퍼(10)의 측면을 따라 연장되어 서로 접하게 되어 쇼트가 발생할 수 있기 때문에, 이와 같은 쇼트를 방지하기 위함이다.The reason why the first and
상기 제 1 전극(40)은 상기 제 1 반도체층(20) 상에 형성되고, 상기 제 2 전극(70)은 상기 제 2 반도체층(50) 상에 형성되되어, 각각 태양 전지의 (+) 전극 또는 (-) 전극을 이루게 된다.The
이와 같은 종래의 일 실시 예에 따른 태양 전지에 태양 광이 입사되면 상기 반도체 웨이퍼(10)에서 정공(hole) 또는 전자(electron)와 같은 캐리어(carrier)가 생성되고, 생성되는 캐리어는 상기 제 1 반도체층(20)을 경유하여 상기 제 1 전극(40)으로 이동함과 더불어 상기 제 2 반도체층(50)을 경유하여 상기 제 2 전극(70)으로 이동하게 된다.When solar light is incident on the solar cell according to the related art, a carrier such as a hole or an electron is generated in the
그러나, 이와 같은 종래의 태양 전지는 마스크를 통해 반도체 웨이퍼(10)의 테두리 부분(EA)을 마스킹한 후에 제 1 및 제 2 반도체층(20, 50) 각각의 형성하기 때문에 마스크에 대응되는 부분으로 인하여 반도체 웨이퍼(10)의 테두리 부분에 광전 변환을 수행하지 않는 데드 존(Dead Zone)이 형성되므로 광전 변환 효율이 저하된다는 단점이 있다.However, such a conventional solar cell is a portion corresponding to the mask because the first and
또한, 종래의 태양 전지는 상기 마스크로 인해 마스크에 인접한 영역에 형성되는 제 1 및 제 2 반도체층(20, 50) 각각의 막질이 균일하지 못하다는 단점이 있다.In addition, the conventional solar cell has a disadvantage in that the film quality of each of the first and
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있도록 한 태양 전지 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Disclosure of Invention The present invention has been made in view of the above-described problems, and a technical problem is to provide a solar cell and a method of manufacturing the same, which can improve photoelectric conversion efficiency.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양 전지는 반도체 웨이퍼: 상기 반도체 웨이퍼의 상면에 형성된 제 1 반도체층; 상기 제 1 반도체층 상에 형성된 제 1 전극; 상기 반도체 웨이퍼의 하면에 형성된 제 2 반도체층; 및 상기 제 2 반도체층 상에 형성된 제 2 전극을 포함하여 구성되며, 상기 반도체 웨이퍼의 상측면에는 상기 제 1 반도체층이 형성되는 분리 홈 라인을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A solar cell according to the present invention for achieving the above technical problem is a semiconductor wafer: a first semiconductor layer formed on the upper surface of the semiconductor wafer; A first electrode formed on the first semiconductor layer; A second semiconductor layer formed on the bottom surface of the semiconductor wafer; And a second electrode formed on the second semiconductor layer, wherein an upper surface of the semiconductor wafer includes a separation groove line on which the first semiconductor layer is formed.
상기 반도체 웨이퍼의 하측면에는 상기 제 2 반도체층이 형성되는 분리 홈 라인이 형성된 것을 특징으로 한다.The lower side surface of the semiconductor wafer is characterized in that the separation groove line is formed in which the second semiconductor layer is formed.
상기 반도체 웨이퍼의 측면 일부분은 외부로 노출되어 상기 분리 홈 라인에 형성된 상기 제 1 및 제 2 반도체층을 전기적으로 분리하는 것을 특징으로 한다.A portion of the side surface of the semiconductor wafer is exposed to the outside to electrically separate the first and second semiconductor layers formed in the separation groove line.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양 전지는 각 변의 상측 모서리 부분에 경사지게 형성된 상측 경사면을 가지는 반도체 웨이퍼: 상기 반도체 웨이퍼의 상면과 상기 상측 경사면에 형성된 제 1 반도체층; 상기 제 1 반도체층 상에 형성된 제 1 전극; 상기 반도체 웨이퍼의 하면에 형성된 제 2 반도체층; 상기 제 2 반도체층 상에 형성된 제 2 전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a solar cell including: a semiconductor wafer having an upper inclined surface that is inclined at an upper edge portion of each side; a first semiconductor layer formed on an upper surface of the semiconductor wafer and the upper inclined surface; A first electrode formed on the first semiconductor layer; A second semiconductor layer formed on the bottom surface of the semiconductor wafer; And a second electrode formed on the second semiconductor layer.
상기 반도체 웨이퍼는 각 변의 하측 모서리 부분에 경사지게 형성된 하측 경사면을 더 가지며, 상기 제 2 반도체층은 상기 반도체 웨이퍼의 하면과 상기 하측 경사면에 형성된 것을 특징으로 한다.The semiconductor wafer further has a lower inclined surface formed to be inclined at lower edge portions of each side, and the second semiconductor layer is formed on the lower surface and the lower inclined surface of the semiconductor wafer.
상기 태양 전지는 상기 제 1 반도체층의 상면에 형성된 제 1 도전층 및 상기 제 2 반도체층의 하면에 형성된 제 2 도전층을 더 포함하고, 상기 제 1 전극은 상기 제 1 도전층의 상면에 형성되고, 상기 제 2 전극은 상기 제 2 도전층의 상면에 형성된 것을 특징으로 한다.The solar cell further includes a first conductive layer formed on an upper surface of the first semiconductor layer and a second conductive layer formed on a lower surface of the second semiconductor layer, wherein the first electrode is formed on an upper surface of the first conductive layer. And the second electrode is formed on an upper surface of the second conductive layer.
상기 태양 전지는 상기 반도체 웨이퍼와 상기 제 1 반도체층 사이 및 상기 반도체 웨이퍼와 상기 제 2 반도체층 사이 중 적어도 하나에는 진성 반도체층이 추가로 형성된 것을 특징으로 한다.The solar cell is characterized in that an intrinsic semiconductor layer is further formed between at least one of the semiconductor wafer and the first semiconductor layer and between the semiconductor wafer and the second semiconductor layer.
상기 태양 전지는 상기 제 1 반도체층 및 제 2 반도체층 중 적어도 하나의 반도체층은 상기 반도체 웨이퍼 상에 저농도 도핑된 반도체층 및 상기 저농도 도핑된 반도체층에 형성된 고농도 도핑된 반도체층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The solar cell includes at least one semiconductor layer of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer including a lightly doped semiconductor layer on the semiconductor wafer and a heavily doped semiconductor layer formed on the lightly doped semiconductor layer. It is characterized by.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양 전지의 제조 방법은 반도체 웨이퍼의 테두리 부분에 분리 홈 라인을 형성하는 공정; 상기 분리 홈 라인을 포함하는 반도체 웨이퍼의 상면 상에 제 1 반도체층을 형성하고, 상기 반도체 웨이퍼의 하면 상에 제 2 반도체층을 형성하는 공정; 상기 제 1 반도체층 상에 제 1 전극을 형성하고, 상기 제 2 반도체층 상에 제 2 전극을 형성하는 공정; 및 상기 분리 홈 라인을 이용해 상기 반도체 웨이퍼에서 상기 반도체 웨이퍼의 테두리 부분을 분리하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a solar cell, the method including: forming a separation groove line at an edge portion of a semiconductor wafer; Forming a first semiconductor layer on an upper surface of the semiconductor wafer including the separation groove line, and forming a second semiconductor layer on the lower surface of the semiconductor wafer; Forming a first electrode on the first semiconductor layer, and forming a second electrode on the second semiconductor layer; And separating the edge portion of the semiconductor wafer from the semiconductor wafer by using the separation groove line.
상기 분리 홈 라인의 깊이는 상기 반도체 웨이퍼 두께의 1/2 ~ 3/4인 것을 특징으로 한다.The depth of the separation groove line is characterized in that 1/2 ~ 3/4 of the thickness of the semiconductor wafer.
상기 분리 홈 라인과 상기 반도체 웨이퍼의 측면 사이의 거리는 1 ~ 2mm인 것을 특징으로 한다.The distance between the separation groove line and the side surface of the semiconductor wafer is characterized in that 1 ~ 2mm.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양 전지의 제조 방법은 반도체 웨이퍼의 상측 테두리 부분에 상측 분리 홈 라인을 형성하고, 상기 반도체 웨이퍼의 하측 테두리 부분에 하측 분리 홈 라인을 형성하는 공정; 상기 상측 분리 홈 라인을 포함하는 반도체 웨이퍼의 상면 상에 제 1 반도체층을 형성하고, 상기 하측 분리 홈 라인을 포함하는 반도체 웨이퍼의 하면 상에 제 2 반도체층을 형성하는 공정; 상기 제 1 반도체층 상에 제 1 전극을 형성하고, 상기 제 2 반도체층 상에 제 2 전극을 형성하는 공정; 및 상기 상측과 하측 분리 홈 라인을 이용해 상기 반도체 웨이퍼에서 상기 반도체 웨이퍼의 테두리 부분을 분리하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a solar cell, including: forming an upper separation groove line on an upper edge portion of a semiconductor wafer and forming a lower separation groove line on a lower edge portion of the semiconductor wafer; Forming a first semiconductor layer on an upper surface of the semiconductor wafer including the upper separation groove line, and forming a second semiconductor layer on a lower surface of the semiconductor wafer including the lower separation groove line; Forming a first electrode on the first semiconductor layer, and forming a second electrode on the second semiconductor layer; And separating the edge portion of the semiconductor wafer from the semiconductor wafer by using the upper and lower separation groove lines.
상기 상측 분리 홈 라인과 상기 하측 분리 홈 라인은 서로 중첩되거나 서로 엇갈리는 것을 특징으로 한다.The upper separation groove line and the lower separation groove line may be overlapped with each other or staggered from each other.
상기 상측 분리 홈 라인과 상기 하측 분리 홈 라인은 상기 반도체 웨이퍼의 측면으로부터 1 ~ 2mm의 거리만큼 이격된 것을 특징으로 한다.The upper separation groove line and the lower separation groove line may be spaced apart by a distance of 1 to 2 mm from the side surface of the semiconductor wafer.
상기 분리 홈 라인은 레이저에 의해 "V"자 형태의 단면을 가지도록 소정 깊이로 형성된 것을 특징으로 한다.The separation groove line is formed to a predetermined depth so as to have a "V" shaped cross section by the laser.
상기 반도체 웨이퍼의 테두리 부분을 분리하는 공정은 상기 반도체 웨이퍼의 테두리 부분을 진공 흡착 또는 가압하여 상기 반도체 웨이퍼에서 상기 테두리 부분을 분리하는 것을 특징으로 한다.In the process of separating the edge portion of the semiconductor wafer, the edge portion of the semiconductor wafer may be separated by vacuum suction or pressurization of the edge portion of the semiconductor wafer.
상기 태양 전지의 제조 방법은 상기 제 1 반도체층의 상면에 제 1 도전층을 형성하는 공정; 및 상기 제 2 반도체층의 하면에 제 2 도전층을 형성하는 공정을 더 포함하고, 상기 제 1 전극은 상기 제 1 도전층의 상면에 형성되고, 상기 제 2 전극은 상기 제 2 도전층의 상면에 형성되는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing the solar cell may include forming a first conductive layer on an upper surface of the first semiconductor layer; And forming a second conductive layer on a lower surface of the second semiconductor layer, wherein the first electrode is formed on an upper surface of the first conductive layer, and the second electrode is an upper surface of the second conductive layer. Characterized in that formed.
상기 태양 전지의 제조 방법은 상기 반도체 웨이퍼와 상기 제 1 반도체층 사이 및 상기 반도체 웨이퍼와 상기 제 2 반도체층 사이 중 적어도 하나에 진성 반도체층을 형성하는 공정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The manufacturing method of the solar cell further comprises the step of forming an intrinsic semiconductor layer between at least one of the semiconductor wafer and the first semiconductor layer and between the semiconductor wafer and the second semiconductor layer.
상기 제 1 반도체층 및 제 2 반도체층 중 적어도 하나의 반도체층을 형성하는 공정은 상기 반도체 웨이퍼 상에 저농도 도핑된 반도체층을 형성하는 공정; 및 상기 저농도 도핑된 반도체층 상에 고농도 도핑된 반도체층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The forming of at least one semiconductor layer of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer may include forming a lightly doped semiconductor layer on the semiconductor wafer; And forming a highly doped semiconductor layer on the lightly doped semiconductor layer.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 태양 전지 및 그 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.According to the solution of the said subject, the solar cell which concerns on this invention, and its manufacturing method have the following effects.
첫째, 표준 면적을 가지는 반도체 웨이퍼의 테두리 부분에 데드 존이 형성되지 않기 때문에 태양 전지의 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있다.First, since the dead zone is not formed in the edge portion of the semiconductor wafer having a standard area, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell can be improved.
둘째, 반도체 웨이퍼의 상측면 및 분리 홈 라인의 일 부분에도 광전 변환층이 형성되기 때문에 태양 전지의 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있다.Second, since the photoelectric conversion layer is formed on the upper side of the semiconductor wafer and a part of the separation groove line, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell can be improved.
셋째, 반도체 웨이퍼의 상면 및 상측 분리 홈 라인에도 광전 변환층이 형성되고, 반도체 웨이퍼의 하면 및 하측 분리 홈 라인의 일 부분에도 광전 변환층이 형성되기 때문에 태양 전지의 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있다.Third, the photoelectric conversion layer is formed on the upper and upper separation groove lines of the semiconductor wafer, and the photoelectric conversion layer is formed on the lower part and the lower separation groove line of the semiconductor wafer, thereby improving the photoelectric conversion efficiency of the solar cell. .
넷째, 박막 증착 이전에 반도체 웨이퍼에 분리 홈 라인을 형성하고, 이를 이용한 물리적인 분리 공정을 통해 반도체 웨이퍼의 테두리 부분을 분리함으로써 태양 전지의 상면과 하면을 분리하는 공정에 의한 박막의 특성 변화를 원천적으로 방지할 수 있다.Fourth, the characteristic change of the thin film due to the process of separating the upper and lower surfaces of the solar cell by forming a separation groove line on the semiconductor wafer prior to thin film deposition and separating the edge portion of the semiconductor wafer through the physical separation process using the same. Can be prevented.
도 1은 기판형 태양 전지와 박막형 태양 전지를 조합한 종래의 태양 전지를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 태양 전지를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양 전지의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양 전지의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양 전지의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양 전지의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양 전지의 개략적인 단면도이다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정 단면도이다.
도 9a 내지 도 9j는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정 단면도이다.
도 10은 도 9j에 도시된 물리적인 분리 공정의 일 실시 예를 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 11은 도 9j에 도시된 물리적인 분리 공정의 다른 실시 예를 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 12a 내지 도 12h는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정 단면도이다.
도 13a 내지 도 13f는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정 단면도이다.
도 14a 내지 도 14f는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정 단면도이다.
도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional solar cell combining a substrate type solar cell and a thin film type solar cell.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the solar cell shown in FIG. 1.
3 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to a first embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to a second embodiment of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to a third embodiment of the present invention.
6 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to a fourth embodiment of the present invention.
7 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to a fifth embodiment of the present invention.
8A to 8F are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a first embodiment of the present invention.
9A to 9J are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the physical separation process illustrated in FIG. 9J.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of the physical separation process illustrated in FIG. 9J.
12A to 12H are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a third embodiment of the present invention.
13A to 13F are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a fourth embodiment of the present invention.
14A to 14F are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a fifth embodiment of the present invention.
15A to 15C are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a sixth embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양 전지의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to a first embodiment of the present invention.
도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양 전지는, 반도체 웨이퍼(100), 제 1 반도체층(200), 제 1 전극(400), 제 2 반도체층(500), 및 제 2 전극(700)을 포함하여 이루어진다.As can be seen in Figure 3, the solar cell according to the first embodiment of the present invention, the
상기 반도체 웨이퍼(100)는 소정의 전기 전도 극성을 가지는 것으로, 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있다. 구체적으로는, 상기 반도체 웨이퍼(100)는 N형 실리콘 웨이퍼 또는 P형 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있다. 이와 같은 반도체 웨이퍼(100)는 상기 제 1 반도체층(200) 및 상기 제 2 반도체층(500) 중 어느 하나의 반도체층과 동일한 전기 전도 극성으로 이루어진다.The
상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면(102) 및 하면(104)은 요철 구조로 형성될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에서, 반도체 웨이퍼(100)의 상면(102)은 태양광이 직접 입사되는 면을 의미하고, 반도체 웨이퍼(100)의 하면(104)은 태양광이 직접 입사되지 않는 면을 의미한다.The
상기 반도체 웨이퍼(100)는 소정의 기울기를 가지도록 각 변의 상측 모서리 부분에 마련된 경사면(106)을 갖는다. 여기서, 본 발명은 반도체 웨이퍼(100) 상에 박막을 형성하는 공정에 앞서 기초 공정으로써, 반도체 웨이퍼(100)의 상면 테두리 부분을 따라 소정 깊이의 분리 홈 라인을 형성하는 분리 홈 라인 형성 공정을 먼저 수행한 후, 분리 홈 라인을 포함하는 반도체 웨이퍼(100)의 상면(102)과 하면(104) 각각에 태양 전지용 박막을 형성한 다음, 물리적인 분리(또는 컷팅) 공정을 통해 분리 홈 라인을 따라 반도체 웨이퍼(100)의 테두리 부분을 제거함으로써 태양 전지를 완성하게 된다.The
상기 분리 홈 라인 형성 공정은 컷팅 휠, 니들, 또는 레이저를 이용해 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 경사면(106)은 상기 물리적인 분리 공정 이후에도 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 상측 모서리 부분에 남아 있는 분리 홈 라인의 일 부분, 즉 내측 부분이다.The separation groove line forming process may be performed using a cutting wheel, a needle, or a laser. Accordingly, the
상기 제 1 반도체층(200)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면(또는 일면)(102)과 상기 경사면(106) 상에 박막의 형태로 형성된다. 즉, 상기 제 1 반도체층(200)은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정에 의해 형성될 수 있다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 1 반도체층(200)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면뿐만 아니라 그 측면을 따라 상기 반도체 웨이퍼(100)의 경사면(106)에까지 전기적으로 연결되도록 연장되어 형성된다.The
상기 제 1 반도체층(200)은 상기 반도체 웨이퍼(100)와 함께 PN 접합을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 반도체 웨이퍼(100)가 N형 실리콘 웨이퍼로 이루어진 경우, 상기 제 1 반도체층(200)은 P형 반도체층으로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 제 1 반도체층(200)은 붕소(B)와 같은 3족 원소로 도핑된 P형 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.The
일반적으로, 정공의 드리프트 이동도(drift mobility)가 전자의 드리프트 이동도 보다 낮기 때문에 입사광에 의한 정공의 수집 효율을 극대화하기 위해서는 P형 반도체층을 수광면에 가깝게 형성하는 것이 바람직하고, 따라서, 수광면에 가까운 상기 제 1 반도체층(200)이 P형 반도체층으로 이루어진 것이 바람직하다.In general, since the drift mobility of holes is lower than the drift mobility of electrons, in order to maximize the efficiency of collecting holes due to incident light, it is preferable to form a P-type semiconductor layer close to the light receiving surface. It is preferable that the
상기 제 1 전극(400)은 상기 제 1 반도체층(200)의 상면에 형성되어 태양 전지의 전면(前面)을 구성하게 된다. 따라서, 태양 전지 내부로 태양 광이 투과될 수 있도록 상기 제 1 전극(400)은 소정 형태로 패턴 형태로 형성되는 것이 바람직하다.The
상기 제 1 전극(400)은 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 전도성이 우수한 금속 물질로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 제 1 전극(400)은 마스크를 이용한 스퍼터링(Sputtering) 공정 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 공정으로 형성되거나, 프린팅(Printing) 공정에 의해 패턴 형태로 형성될 수 있다.The
상기 제 2 반도체층(500)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면(또는 타면) 상에 박막의 형태로 형성된다. 즉, 상기 제 2 반도체층(500)은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정에 의해 형성될 수 있다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 2 반도체층(500)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면뿐만 아니라 그 측면을 따라 상기 반도체 웨이퍼(100)의 측면 부위에도 전기적으로 연결되도록 연장되어 형성된다. 그러나, 상기 반도체 웨이퍼(100)의 측면에 형성된 제 2 반도체층(500)은 전술한 물리적인 분리 공정에 의해 제거되어 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에만 남아 있게 된다.The
상기 제 2 반도체층(500)은 상기 제 1 반도체층(200)과 상이한 전기 전도 극성을 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 반도체층(200)이 붕소(B)와 같은 3족 원소로 도핑된 P형 반도체층으로 이루어진 경우, 상기 제 2 반도체층(500)은 인(P)과 같은 5족 원소로 도핑된 N형 반도체층으로 이루어진다. 특히, 상기 제 2 반도체층(500)은 N형 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.The
상기 제 2 전극(700)은 상기 제 2 반도체층(500) 상에 형성된다. 상기 제 2 전극(700)은 태양 전지의 하면(後面)에 형성되기 때문에 제 2 반도체층(500)의 상면 전영역에 형성될 수 있다. 다만, 반사되는 태양 광이 태양 전지의 하면을 통해 입사될 수 있도록 하기 위해서, 상기 제 2 전극(700)도 패턴 형태로 형성될 수 있다.The
상기 제 2 전극(700)은 상기 제 1 전극(400)과 동일한 공정에 의해 형성되는 것으로, Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속물질로 이루어질 수 있다.The
이상과 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양 전지는 반도체 웨이퍼(100)의 상측면에 광전 변환층, 즉 제 1 반도체층(200)이 형성되기 때문에 태양 전지의 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, in the solar cell according to the first embodiment of the present invention, since the photoelectric conversion layer, that is, the
또한, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양 전지는 표준 면적을 가지는 반도체 웨이퍼(100)의 테두리 부분에 데드 존이 형성되지 않기 때문에 태양 전지의 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있다.
In addition, the solar cell according to the first embodiment of the present invention can improve the photoelectric conversion efficiency of the solar cell because the dead zone is not formed in the edge portion of the
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양 전지의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to a second embodiment of the present invention.
도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양 전지는, 반도체 웨이퍼(100), 제 1 반도체층(200), 제 1 도전층(300), 제 1 전극(400), 제 2 반도체층(500), 제 2 도전층(600), 및 제 2 전극(700)을 포함하여 이루어진다.As can be seen in Figure 4, the solar cell according to the second embodiment of the present invention, the
상기 제 2 실시 예의 태양 전지는 제 1 및 제 2 도전층(300, 600)이 추가로 형성되는 것을 제외하고, 전술한 도 3에 도시한 제 1 실시 예에 따른 태양 전지와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.The solar cell of the second embodiment is the same as the solar cell according to the first embodiment shown in FIG. 3 except that the first and second
제 1 및 제 2 도전층(300, 600)은 상기 반도체 웨이퍼(100)에서 생성된 정공 또는 전자와 같은 캐리어가 상기 제 1 전극(400) 또는 제 2 전극(700)으로 이동하는 이동성을 향상시킨다.The first and second
상기 제 1 도전층(300)은 상기 반도체 웨이퍼(100)에서 생성된 캐리어, 예로서 정공을 수집하고 상기 수집한 캐리어를 상기 제 1 전극(400)으로 이동시킨다.The first
이와 같은 제 1 도전층(300)은 ITO(Indium Tin Oxide), ZnOH, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F 등과 같은 투명한 도전물질로 이루어질 수 있다.The first
상기 제 1 도전층(300)은 스퍼터링(Sputtering) 공정 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 공정에 의해 형성될 수 있다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 1 도전층(300)은 상기 제 1 반도체층(200)의 상면뿐만 아니라 그 측면을 따라 상기 반도체 웨이퍼(100)의 측면 부위에도 연장되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 1 도전층(300)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 측면 일부 또는 측면 전체에 대응하는 영역에 형성될 수 있다.The first
상기 제 1 전극(400)은 상기 제 1 도전층(300)의 상면 상에 형성되어 태양 전지의 전면(前面)을 구성하는 것으로, 소정 형태로 패턴 형태로 형성된다.The
상기 제 2 도전층(600)은 상기 반도체 웨이퍼(100)에서 생성된 캐리어, 예로서 전자를 수집하고 상기 수집한 캐리어를 상기 제 2 전극(700)으로 이동시킨다.The second
이와 같은 제 2 도전층(600)은 ITO(Indium Tin Oxide), ZnOH, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F 등과 같은 투명한 도전물질로 이루어질 수 있다. 상기 제 2 도전층(600)은 스퍼터링(Sputtering) 공정 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 공정에 의해 형성될 수 있다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 2 도전층(600)은 상기 제 2 반도체층(500)의 하면뿐만 아니라 그 측면을 따라 상기 반도체 웨이퍼(100)의 측면 부위에도 연장되어 형성될 수 있다. 그러나, 상기 반도체 웨이퍼(100)의 측면에 형성된 제 2 도전층(600)은 전술한 물리적인 분리 공정에 의해 제거되어 상기 제 2 반도체층(500)의 하면에만 남아 있게 된다.The second
상기 제 2 전극(700)은 상기 제 2 도전층(600) 상에 형성된다. 상기 제 2 전극(700)은 태양 전지의 하면(後面)에 형성되기 때문에 제 2 도전층(600)의 상면 전영역에 형성되거나, 패턴 형태로 형성될 수 있다.The
이상과 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양 전지는 반도체 웨이퍼(100)의 상면 및 분리 홈 라인의 일 부분에도 광전 변환 영역, 즉 제 1 반도체층(200)이 형성되고, 제 1 및 제 2 도전층(300, 600)에 의해 캐리어의 이동성이 향상됨으로써 태양 전지의 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있다.
As described above, in the solar cell according to the second embodiment of the present invention, the photoelectric conversion region, that is, the
도 5는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양 전지의 개략적인 단면도로서, 이는 반도체 웨이퍼(100)와 제 1 반도체층(200) 사이에 제 1 진성 반도체층(150)이 추가로 형성됨과 더불어 반도체 웨이퍼(100)와 제 2 반도체층(500) 사이에 제 2 진성 반도체층(450)이 추가로 형성된 것을 제외하고, 전술한 도 4에 도시한 제 2 실시 예에 따른 태양 전지와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to a third exemplary embodiment of the present invention, in which a first
상기 반도체 웨이퍼(100)의 표면에 고농도의 도펀트 가스를 이용하여 제 1 반도체층(200) 또는 제 2 반도체층(500)을 형성하게 되면 상기 고농도의 도펀트 가스에 의해서 상기 반도체 웨이퍼(100)의 표면에 결함(Defect)이 발생할 수 있다.When the
따라서, 도 5에 도시한 본 발명의 제 3 실시 예에서는, 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 제 1 진성 반도체층(150)을 형성한 후, 상기 제 1 진성 반도체층(150) 상에 제 1 반도체층(200)을 형성함으로써 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 결함 발생을 방지하도록 한 것이다. 또한, 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 제 2 진성 반도체층(450)을 형성한 후, 상기 제 2 진성 반도체층(450) 상에 제 2 반도체층(500)을 형성함으로써 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 결함 발생을 방지하도록 한 것이다.Therefore, in the third embodiment of the present invention illustrated in FIG. 5, after the first
한편, 도 5에는 제 1 진성 반도체층(150)과 제 2 진성 반도체층(450)이 모두 형성된 모습을 도시하였지만, 제 1 진성 반도체층(150)과 제 2 진성 반도체층(450) 중에서 어느 하나의 진성 반도체층 만을 형성할 수도 있다.Meanwhile, although FIG. 5 illustrates a state in which both the first
다른 한편, 도 5에는 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600)이 모두 형성된 모습을 도시하였지만, 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600)은 전술한 도 3에 도시한 태양 전지와 같이 생략될 수 있다.
On the other hand, although FIG. 5 shows a state in which both the first
도 6은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양 전지의 개략적인 단면도로서, 이는 제 1 반도체층(200) 및 제 2 반도체층(500)의 구조가 변경된 것을 제외하고 전술한 도 4에 도시한 제 2 실시 예에 따른 태양 전지와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다. 6 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to a fourth exemplary embodiment of the present invention, which is illustrated in FIG. 4 except that the structures of the
도 6에서 알 수 있듯이, 본 발명의 제 4 실시 예에 따르면, 상기 제 1 반도체층(200)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 형성된 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a) 및 상기 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a) 상에 형성된 고농도 도핑된 제 1 반도체층(200b)으로 이루어진다.As can be seen in FIG. 6, according to the fourth embodiment of the present invention, the
또한, 상기 제 2 반도체층(500)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 형성된 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a) 및 상기 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a) 상에 형성된 고농도 도핑된 제 2 반도체층(500b)으로 이루어질 수 있다. In addition, the
본 명세서에서, 저농도 및 고농도는 상대적인 개념으로서, 상기 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a)은 상기 고농도 도핑된 제 1 반도체층(200b)에 비하여 상대적으로 도펀트의 농도가 작다는 것을 의미한다. In the present specification, low concentration and high concentration are relative concepts, and the low concentration doped
상기 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a) 및 상기 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a)은 각각 전술한 도 5에 도시한 제 2 실시 예에서의 제 1 진성 반도체층(150) 및 제 2 진성 반도체층(450)과 유사한 역할을 할 수 있다. The lightly doped
즉, 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a)을 먼저 형성하고, 그 후에 상기 고농도 도핑된 제 1 반도체층(200b)을 형성함으로써, 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 결함(Defect) 발생이 방지될 수 있고, 아울러, 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a)을 먼저 형성하고, 그 후에 상기 고농도 도핑된 제 2 반도체층(500b)을 형성함으로써, 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 결함(Defect) 발생이 방지될 수 있다. That is, by first forming a low concentration doped
따라서, 상기 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a) 및 상기 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a)의 도펀트 농도는 상기 반도체 웨이퍼(100)의 표면에 결함이 발생하지 않을 정도로 조절하는 것이 바람직하다. Therefore, the dopant concentrations of the lightly doped
도 6에 도시한 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양 전지는 전술한 도 5에 도시한 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양 전지에 비하여 생산성이 우수한 장점이 있다. The solar cell according to the fourth exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 6 has an advantage of superior productivity compared to the solar cell according to the third exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 5 described above.
즉, 전술한 도 5에 도시한 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양 전지는 제 1 진성 반도체층(150) 및 제 2 진성 반도체층(450)을 형성하기 위해서 증착 장비가 추가되고 공정이 복잡해져서 생산성이 떨어질 수 있지만, 도 6에 도시한 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양 전지는 상기 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a)과 고농도 도핑된 제 1 반도체층(200b)을 하나의 챔버 내에서 연장 공정으로 수행할 수 있고, 아울러 상기 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a)과 고농도 도핑된 제 2 반도체층(500b)을 하나의 챔버 내에서 연장 공정으로 수행할 수 있기 때문에 별도의 증착 장비나 공정이 추가되지 않는 장점이 있다.That is, in the solar cell according to the third embodiment of the present invention illustrated in FIG. 5 described above, deposition equipment is added and the process is complicated to form the first
한편, 도 6에는 제 1 반도체층(200)이 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a)과 고농도 도핑된 제 1 반도체층(200b)으로 이루어지고, 제 2 반도체층(500)이 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a)과 고농도 도핑된 제 2 반도체층(500b)으로 이루어진 모습을 도시하였지만, 어느 하나의 반도체층 만이 저농도 도핑된 반도체층과 고농도 도핑된 반도체층으로 이루어질 수도 있다.Meanwhile, in FIG. 6, the
다른 한편, 도 6에는 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600)이 모두 형성된 모습을 도시하였지만, 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600)은 전술한 도 3에 도시한 태양 전지와 같이 생략될 수 있다.
On the other hand, although FIG. 6 illustrates a state in which both the first
도 7은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양 전지의 개략적인 단면도로서, 이는 반도체 웨이퍼(100)가 각 변의 상측 모서리 부분에 마련된 상측 경사면(106)과 각 변의 하측 모서리 부분에 마련된 하측 경사면(108)을 가지는 것을 제외하고, 전술한 도 4에 도시한 제 2 실시 예에 따른 태양 전지와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to a fifth exemplary embodiment of the present invention, wherein the
우선, 본 발명은 반도체 웨이퍼(100) 상에 박막을 형성하는 공정에 앞서 기초 공정으로써, 반도체 웨이퍼(100)의 상면과 후면 테두리 부분 각각을 따라 소정 깊이의 상면 및 하면 분리 홈 라인을 형성하는 분리 홈 라인 형성 공정을 수행한 후, 상면 및 하면 분리 홈 라인을 포함하는 반도체 웨이퍼(100)의 상면(102)과 하면(104) 각각에 태양 전지용 박막을 형성한 다음, 물리적인 분리 공정을 통해 상면 및 하면 분리 홈 라인을 따라 반도체 웨이퍼(100)의 테두리 부분을 제거함으로써 태양 전지를 완성하게 된다.First, the present invention is a basic process prior to the process of forming a thin film on the
상기 분리 홈 라인 형성 공정은 컷팅 휠, 니들, 또는 레이저를 이용해 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 상측 경사면(106)은 상기 물리적인 분리 공정 이후에도 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 상측 모서리 부분에 남아 있는 상면 분리 홈 라인의 일 부분, 즉 내측 부분이다.The separation groove line forming process may be performed using a cutting wheel, a needle, or a laser. Accordingly, the upper
상기 상측 경사면(106)을 포함하는 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 형성되는 제 1 반도체층(200)은 공정 특성상 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면뿐만 아니라 그 측면을 따라 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상측 경사면(106)에까지 전기적으로 연결되도록 연장되어 형성된다. 또한, 제 1 반도체층(200) 상에 형성되는 제 1 도전층(300) 역시 공정 특성상 상기 제 1 반도체층(200)의 상면뿐만 아니라 그 측면을 따라 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상측 경사면(106)에까지 전기적으로 연결되도록 연장되어 형성된다.The
그리고, 상기 하측 경사면(108)은 상기 물리적인 분리 공정 이후에도 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 하측 모서리 부분에 남아 있는 하면 분리 홈 라인의 일 부분, 즉 내측 부분이다. 이러한 상기 하측 경사면(108)을 포함하는 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 형성되는 제 2 반도체층(500)은 공정 특성상 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면뿐만 아니라 그 측면을 따라 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하측 경사면(108)에까지 전기적으로 연결되도록 연장되어 형성된다.In addition, the lower
또한, 제 2 반도체층(500) 상에 형성되는 제 2 도전층(600) 역시 공정 특성상 상기 제 2 반도체층(500)의 상면뿐만 아니라 그 측면을 따라 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하측 경사면(108)에까지 전기적으로 연결되도록 연장되어 형성된다. 이때, 반도체 웨이퍼(100)의 각 측면 일부는 외부로 노출되어 반도체 웨이퍼(100)의 상측 및 하측 경사면에 형성된 제 1 및 제 2 반도체층(200, 500)을 전기적으로 분리한다.In addition, the second
한편, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양 전지는, 전술한 도 5에 도시한 제 3 실시 예에 따른 태양 전지와 동일하게, 반도체 웨이퍼(100)와 제 1 반도체층(200) 사이에 제 1 진성 반도체층(150)이 추가로 형성됨과 더불어 반도체 웨이퍼(100)와 제 2 반도체층(500) 사이에 제 2 진성 반도체층(450)이 추가로 형성될 수 있다.Meanwhile, the solar cell according to the fifth embodiment of the present invention is formed between the
다른 한편, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양 전지는, 전술한 도 6에 도시한 제 4 실시 예에 따른 태양 전지와 동일하게, 제 1 반도체층(200) 및 제 2 반도체층(500)의 구조가 변경될 수 있다. 즉, 상기 제 1 반도체층(200)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 형성된 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a) 및 상기 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a) 상에 형성된 고농도 도핑된 제 1 반도체층(200b)으로 이루어진다. 또한, 상기 제 2 반도체층(500)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 형성된 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a) 및 상기 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a) 상에 형성된 고농도 도핑된 제 2 반도체층(500b)으로 이루어질 수 있다.On the other hand, the solar cell according to the fifth embodiment of the present invention, like the solar cell according to the fourth embodiment shown in FIG. 6 described above, the
또 다른 한편, 도 7에는 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600)이 모두 형성된 모습을 도시하였지만, 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600)은 전술한 도 3에 도시한 태양 전지와 같이 생략될 수 있다.
In addition, although FIG. 7 illustrates a state in which both the first
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정 단면도로서, 이는 전술한 도 3에 도시한 제 1 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 관한 것이다.8A to 8D are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a first embodiment of the present invention, which relates to the method of manufacturing the solar cell according to the first embodiment shown in FIG. will be.
우선, 도 8a에서 알 수 있듯이, 소정의 전기 극성을 갖는 반도체 웨이퍼(100)의 상면 테두리 부분에 소정 깊이를 가지는 분리 홈 라인(110)을 형성한다.First, as shown in FIG. 8A, a
상기 반도체 웨이퍼(100)는 N형 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면(102) 및 하면(104)은 요철 구조로 형성될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.The
상기 분리 홈 라인(110)은 반도체 웨이퍼(100)의 상면으로부터 소정 깊이를 가지도록 형성되는 것으로, "V"자 형태의 단면을 가질 수 있다. 이때, 반도체 웨이퍼(100)의 상면으로부터 상기 분리 홈 라인(110)의 중심부 깊이(D)는 반도체 웨이퍼(100) 두께의 1/2 ~ 3/4 범위로 설정될 수 있다.The
상기 분리 홈 라인(110)의 중심부 깊이(D)가 반도체 웨이퍼(100) 두께의 1/2 이하일 경우 후술될 물리적인 분리 공정시 반도체 웨이퍼(100)의 테두리 부분을 제거하는데 어려움이 있다. 반면에, 상기 분리 홈 라인(110)의 중심부 깊이(D)가 반도체 웨이퍼(100) 두께의 3/4 이상일 경우 박막 증착 공정시 반도체 웨이퍼(100)의 테두리 부분이 쉽게 제거될 수 있다.When the center depth D of the
또한, 상기 분리 홈 라인(110)의 중심부와 반도체 웨이퍼(100)의 측면 사이의 거리(L)는 1 ~ 2mm 범위로 설정될 수 있다. 이때, 상기 분리 홈 라인(110)의 중심부와 반도체 웨이퍼(100)의 측면 사이의 거리(L)가 1mm 이하일 경우, 후술될 물리적인 분리 공정시 반도체 웨이퍼(100)의 테두리 부분을 제거하는데 어려움이 있다. 반면에, 상기 분리 홈 라인(110)의 중심부와 반도체 웨이퍼(100)의 측면 사이의 거리(L)가 2mm 이상일 경우, 후술될 물리적인 분리 공정에 의해 제거되는 반도체 웨이퍼(100)의 테두리 부분의 면적이 증가되어 태양 전지의 광전 변환 효율을 저하시킨다.In addition, the distance L between the center of the
한편, 반도체 기판(100)의 면적은 상기 분리 홈 라인(110)을 따라 제거될 반도체 웨이퍼(100)의 테두리 부분의 면적만큼 표준 면적보다 더 큰 면적을 갖는다. 즉, 반도체 기판(100)은 소정 크기의 잉곳(ingot)에서 절단되어 제조되는 것이므로, 잉곳의 절단 공정에서는 반도체 웨이퍼(100)의 테두리 부분의 면적을 반영해 잉곳을 절단함으로써 반도체 기판(100)은 반도체 웨이퍼(100)의 테두리 부분의 면적만큼 더 큰 면적을 가지게 된다.Meanwhile, the area of the
전술한 상기 분리 홈 라인(110)은 컷팅 휠, 니들, 또는 레이저를 이용한 분리 홈 라인 형성 공정에 의해 형성될 수 있다. 여기서, 상기 분리 홈 라인(110)이 레이저에 의해 형성될 경우, 상기 레이저(120)는 1060±10㎚ 범위의 파장을 가짐과 아울러 수 ~ 수십㎑ 범위의 주파수를 가지는 적외선(IR) 레이저가 될 수 있다.The above-described
전술한 상기 분리 홈 라인(110)의 형성 공정 이후에는 분리 홈 라인(110)을 포함하는 반도체 웨이퍼(100)를 세정하는 습식 세정 공정이 수행된다. 상기 습식 세정 공정은 미국 RCA사가 개발한 SC(Standard Cleaning)1 세정액을 이용한 1차 세정 공정과 SC2 세정액을 이용한 2차 세정 공정을 포함하여 이루어질 수 있다.After the above-described process of forming the
상기 1차 세정 공정은 수산화암모늄(NH4OH)과 과산화수소(H2O2) 및 물(H2O)이 소정 비율로 혼합된 SC1 세정액에 따라 분리 홈 라인 형성 공정에 의해 생성된 파티클을 제거한다.The primary cleaning process removes particles generated by the separation groove line forming process according to the SC1 cleaning liquid in which ammonium hydroxide (NH 4 OH), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), and water (H 2 O) are mixed at a predetermined ratio. do.
상기 2차 세정 공정은 염산(HCl)) 및 과산화수소수(H2O2) 및 물(H2O)이 소정 비율로 혼합된 SC2 세정액에 따라 분리 홈 라인 형성 공정에 의해 생성된 천이성 금속 오염물을 제거한다.The secondary cleaning process is a transition metal contaminant produced by a separation groove line forming process according to an SC2 cleaning liquid in which hydrochloric acid (HCl)), hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ), and water (H 2 O) are mixed at a predetermined ratio. Remove it.
그런 다음, 도 8b에서 알 수 있듯이, 상기 분리 홈 라인(110)을 포함하는 반도체 웨이퍼(100)의 상면 상에 제 1 반도체층(200)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 8B, the
상기 제 1 반도체층(200)을 형성하는 공정은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면 상에 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)공정을 이용하여 P형 반도체층, 예로서 P형 비정질 실리콘층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 1 반도체층(200)은 반도체 웨이퍼(100)의 상면과 상기 분리 홈 라인(110)의 내부의 경사면뿐만 아니라 반도체 웨이퍼(100)의 상측면 부위에도 형성된다.In the process of forming the
그런 다음, 도 8c에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 반도체층(200) 상에 제 1 전극(400)을 형성한다. 상기 제 1 전극(400)은 태양 전지 내로 태양 광이 투과될 수 있도록 패턴 형태로 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 8C, a
상기 제 1 전극(400)은 마스크를 이용한 스퍼터링(Sputtering) 공정 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 공정 또는 프린팅(Printing) 공정을 이용하여 전도성이 우수한 금속 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(400)은 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속 물질의 페이스트(Paste)를 이용하여 프린팅 공정에 의해 형성할 수 있다. 이때, 프린팅 공정은 스크린 프린팅(Screen Printing), 잉크젯 프린팅(Inkjet Printing), 그라비아 프린팅(Gravure Printing), 그라비아 오프셋 프린팅(Gravure Offset Printing), 리버스 프린팅(Reverse Printing), 플렉소 프린팅(Flexo Printing), 또는 마이크로 콘택 프린팅(Micro Contact Printing) 방법이 될 수 있다. 이와 같이, 프린팅 공정을 이용할 경우 한 번의 공정으로 상기 제 1 전극(400)을 소정 간격으로 이격되도록 패턴 형태로 형성할 수 있는 장점이 있다.The
다음, 도 8d에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 전극(400)이 형성된 반도체 웨이퍼(100)를 상하 반전시킨 후, 반전된 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 제 2 반도체층(500)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 8D, the
상기 제 2 반도체층(500)을 형성하는 공정은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면 상에 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정을 이용하여 N형 반도체층, 예로서 N형 비정질 실리콘층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 2 반도체층(500)은 반도체 웨이퍼(100)의 하면뿐만 아니라 반도체 웨이퍼(100)의 하측면 부위에도 형성된다.In the process of forming the
다음, 도 8e에서 알 수 있듯이, 상기 제 2 반도체층(500) 상에 제 2 전극(700)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 8E, a
상기 제 2 전극(700)은 태양 전지의 하면(後面)에 형성되기 때문에 상기 제 2 반도체층(500)의 하면에 형성될 수 있다. 다만, 반사되는 태양 광이 태양 전지의 하면을 통해 입사될 수 있도록 하기 위해서, 상기 제 2 전극(700)도 패턴 형태로 형성될 수 있다. 이러한 상기 제 2 전극(700)은 상기 제 1 전극(400)과 동일한 공정에 의해 형성되는 것으로, Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속 물질로 이루어질 수 있다.Since the
다음, 도 8f에서 알 수 있듯이, 물리적인 분리 공정을 이용하여 분리 홈 라인(110, 도 8e 참조)을 따라 반도체 웨이퍼(100)의 각 변 테두리 부분을 제거함으로써 반도체 웨이퍼(100)의 상면 및 하면을 전기적으로 분리한다. 이러한 물리적인 분리 공정에 의해 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 상측 모서리 부분에는 분리 홈 라인의 일부분인 경사면이 형성된다. 상기 경사면에는 광전 변환 영역, 즉 상기 제 1 반도체층(200)이 형성되어 있다.Next, as shown in FIG. 8F, the upper and lower surfaces of the
상기 물리적인 분리 공정은 반도체 웨이퍼(100)의 각 변 테두리 부분을 진공 흡착하거나 가압하여 반도체 웨이퍼(100)로부터 반도체 웨이퍼(100)의 각 변 테두리 부분을 분리할 수 있다.In the physical separation process, each edge portion of the
이상과 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법은 반도체 웨이퍼(100)의 테두리 부분에 분리 홈 라인(110)을 형성한 후, 분리 홈 라인(110)을 포함하는 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 광전 변환층을 형성한 다음 물리적인 분리 공정을 통해 분리 홈 라인(110)을 따라 반도체 웨이퍼(100)의 테두리 부분을 제거함으로써 종래의 태양 전지에서 발생되는 제 1 및 제 2 반도체층의 막질 특성의 저하를 방지할 수 있다.As described above, in the method of manufacturing the solar cell according to the first embodiment of the present invention, after the
또한, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법은 상기 분리 홈 라인(110)을 이용한 물리적인 분리 공정에 의해 반도체 웨이퍼(100)의 테두리 부분을 제거되어 반도체 웨이퍼(100)의 크기가 줄여 들지만, 상기 분리 홈 라인(110)에 의해 제거될 영역만큼 큰 크기를 가지는 반도체 웨이퍼(100)를 이용함으로써 표준 면적을 가지는 반도체 웨이퍼(100)의 테두리 부분에 데드 존이 형성되지 않아 태양 전지의 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있다.
In addition, in the method of manufacturing a solar cell according to the first embodiment of the present invention, the edge portion of the
도 9a 내지 도 9j는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정 단면도로서, 이는 전술한 도 4에 도시한 제 2 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 관한 것이다. 전술한 바와 동일한 공정에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.9A to 9J are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a second embodiment of the present invention, which relates to a method of manufacturing a solar cell according to the second embodiment shown in FIG. 4. will be. A detailed description of the same process as that described above will be omitted.
우선, 도 9a에서 알 수 있듯이, 소정의 전기 극성을 갖는 반도체 웨이퍼(100)를 준비한다.First, as shown in FIG. 9A, a
다음, 도 9b에서 알 수 있듯이, 분리 홈 라인 형성 공정을 이용하여 반도체 웨이퍼(100)의 상측 테두리 부분을 따라 분리 홈 라인(110)을 형성한다. 이때, 상기 분리 홈 라인 형성 공정은 컷팅 휠, 니들, 또는 레이저를 이용해 수행될 수 있다.Next, as shown in FIG. 9B, the
다음, 도 9c에서 알 수 있듯이, 전술한 습식 세정 공정을 수행하여 상기 분리 홈 라인(110)을 포함하는 반도체 웨이퍼(100)를 세정함으로써 상기 분리 홈 라인 형성 공정에서 발생되는 파티클 및 천이성 금속 오염물을 제거한다.Next, as can be seen in Figure 9c, by performing the above-described wet cleaning process to clean the
다음, 도 9d에서 알 수 있듯이, 상기 분리 홈 라인(110)을 포함하는 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 제 1 반도체층(200)을 형성한다. 이때, 공정 특성상 상기 제 1 반도체층(200)은 반도체 웨이퍼(100)의 상면과 상기 분리 홈 라인(110)의 내부의 경사면뿐만 아니라 반도체 웨이퍼(100)의 상측면 부위에도 형성된다.Next, as shown in FIG. 9D, the
다음, 도 9e에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 반도체층(200) 상에 제 1 도전층(300)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 9E, a first
상기 제 1 도전층(300)을 형성하는 공정은 스퍼터링(Sputtering) 공정 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 공정을 이용하여 ITO(Indium Tin Oxide), ZnOH, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F 등과 같은 투명한 도전 물질층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. 상기 제 1 도전층(300)은 상기 제 1 반도체층(200)의 상면뿐만 아니라 그 측면을 따라 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상측면 부위에도 형성된다.The process of forming the first
다음, 도 9f에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 도전층(300) 상에 제 1 전극(400)을 형성한다. 상기 제 1 전극(400)은 태양 전지 내로 태양 광이 투과될 수 있도록 패턴 형태로 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 9F, a
다음, 도 9g에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 전극(400)이 형성된 반도체 웨이퍼(100)를 상하 반전시킨 후, 반전된 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 제 2 반도체층(500)을 형성한다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 2 반도체층(500)은 반도체 웨이퍼(100)의 하면뿐만 아니라 반도체 웨이퍼(100)의 하측면 부위에도 형성된다. 이때, 상기 제 2 반도체층(500)은 반도체 웨이퍼(100)의 하측면 부위에 형성된 제 1 도전층(300)의 일부에 중첩될 수 있다.Next, as shown in FIG. 9G, the
다음, 도 9h에서 알 수 있듯이, 상기 제 2 반도체층(500) 상에 제 2 도전층(600)을 형성한다. 상기 제 2 도전층(600)을 형성하는 공정은 스퍼터링(Sputtering) 공정 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 공정을 이용하여 ITO(Indium Tin Oxide), ZnOH, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F 등과 같은 투명한 도전 물질층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. 상기 제 2 도전층(600)은 상기 제 2 반도체층(500)의 상면뿐만 아니라 그 측면을 따라 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하측면 부위에도 형성된다. 그리고, 상기 제 2 도전층(600)은 반도체 웨이퍼(100)의 하측면 부위에 형성된 제 1 도전층(300)의 일부에 중첩될 수 있다.Next, as shown in FIG. 9H, a second
다음, 도 9i에서 알 수 있듯이, 상기 제 2 도전층(600) 상에 제 2 전극(700)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 9I, a
다음, 도 9j에서 알 수 있듯이, 물리적인 분리 공정을 이용하여 분리 홈 라인(110)을 따라 반도체 웨이퍼(100)의 각 변 테두리 부분(130)을 제거함으로써 반도체 웨이퍼(100)의 상면 및 하면을 전기적으로 분리한다. 이러한 물리적인 분리 공정에 의해 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 상측 모서리 부분에는 분리 홈 라인(110)의 일부분인 경사면(106)이 형성된다. 상기 경사면(106)에는 상기 제 1 반도체층(200)과 제 1 도전층(300)이 형성되어 있다.Next, as shown in FIG. 9J, the upper and lower surfaces of the
이상과 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법은 전술한 본 발명의 제 1 실시 예와 동일한 효과를 제공할 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 도전층(300, 600)을 통해 캐리어의 이동성을 향상시킴으로써 태양 전지의 효율을 더 향상시킬 수 있다.As described above, the method of manufacturing the solar cell according to the second embodiment of the present invention not only provides the same effects as the first embodiment of the present invention described above, but also through the first and second
한편, 전술한 제 2 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에서는 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600)을 모두 형성하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600) 각각의 형성 공정은 생략될 수 있다.
In the method of manufacturing the solar cell according to the second embodiment described above, the first
도 10은 도 9j에 도시된 물리적인 분리 공정의 일 실시 예를 설명하기 위한 공정 단면도이다.FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the physical separation process illustrated in FIG. 9J.
도 10을 참조하여 일 실시 예에 따른 물리적인 분리 공정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.A physical separation process according to an embodiment will be described in detail with reference to FIG. 10 as follows.
먼저, 제 1 및 제 2 전극(400, 700)을 포함하는 반도체 웨이퍼(100)를 스테이지(800)에 안착시킨다. 이때, 상기 반도체 웨이퍼(100)는 상하 반전된 형태에서 스테이지(800)에 안착된다. 그리고, 상기 스테이지(800)는 제 1 진공 흡착력을 이용하여 제 1 전극(400)을 포함하는 반도체 웨이퍼(100)의 상면을 진공 흡착하여 고정한다.First, the
그런 다음, 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 테두리 부분(130)에 진공 흡착 프레임(810)을 정렬하여 배치한다.Then, the
그런 다음, 진공 흡착 프레임(810)의 흡착 노즐(820)에 상기 제 1 진공 흡착력보다 낮은 제 2 진공 흡착력을 제공하여 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 테두리 부분(130)을 진공 흡착함으로써, 도 9j에 도시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 테두리 부분(130)을 컷팅한다. 즉, 흡착 노즐(820)이 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 테두리 부분(130)을 진공 흡착하게 되면, 반도체 웨이퍼(100)에는 흡착 노즐(820)의 진공 흡착력에 의해 분리 홈 라인(110)을 따라 크랙이 발생되고, 이러한 크랙에 의해 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 테두리 부분(130)이 컷팅되어 분리된다.
Then, by providing a second vacuum suction force lower than the first vacuum suction force to the
도 11은 도 9j에 도시된 물리적인 분리 공정의 다른 실시 예를 설명하기 위한 공정 단면도이다.FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of the physical separation process illustrated in FIG. 9J.
도 11을 참조하여 다른 실시 예에 따른 물리적인 분리 공정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the physical separation process according to another embodiment will be described in detail with reference to FIG. 11.
먼저, 제 1 및 제 2 전극(400, 700)을 포함하는 반도체 웨이퍼(100)를 스테이지(900)에 안착시킨다. 이때, 상기 스테이지(900)는 진공 흡착력을 이용하여 제 2 전극(700)을 포함하는 반도체 웨이퍼(100)의 하면을 진공 흡착하여 고정한다.First, the
그런 다음, 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 테두리 부분(130)에 가압 프레임(910)을 정렬하여 배치한다.Then, the
그런 다음, 가압 프레임(910)을 승강시키는 프레임 승강 수단(920)의 구동에 따라 가압 프레임(910)을 하강시켜 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 테두리 부분(130)을 소정 압력으로 가압함으로써, 도 9j에 도시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 테두리 부분(130)을 컷팅한다. 즉, 가압 프레임(910)이 하강하여 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 테두리 부분(130)을 가압하게 되면, 가압 프레임(910)의 가압력에 의해 분리 홈 라인(110)을 따라 크랙이 발생되고, 이러한 크랙에 의해 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 테두리 부분(130)이 컷팅되어 분리된다.
Then, by lowering the
도 12a 내지 도 12h는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정 단면도로서, 이는 전술한 도 5에 도시한 제 3 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 관한 것이다. 전술한 바와 동일한 공정에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.12A to 12H are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a third embodiment of the present invention, which relates to the method of manufacturing the solar cell according to the third embodiment shown in FIG. will be. A detailed description of the same process as that described above will be omitted.
우선, 도 12a에서 알 수 있듯이, 소정의 전기 극성을 갖는 반도체 웨이퍼(100)를 준비하고, 전술한 분리 홈 라인 형성 공정을 이용하여 반도체 웨이퍼(100)의 상측 테두리 부분을 따라 분리 홈 라인(110)을 형성한 다음, 전술한 습식 세정 공정을 통해 분리 홈 라인(110)을 포함하는 반도체 웨이퍼(100)를 세정 및 건조한다.First, as shown in FIG. 12A, a
다음, 도 12b에서 알 수 있듯이, 상기 분리 홈 라인(110)을 포함하는 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면 상에 제 1 진성 반도체층(150)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 12B, the first
상기 제 1 진성 반도체층(150)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면 상에 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정을 이용하여 I(Intrinsic)형 비정질 실리콘층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 1 진성 반도체층(150)은 반도체 웨이퍼(100)의 상면과 상기 분리 홈 라인(110)의 내부의 경사면뿐만 아니라 반도체 웨이퍼(100)의 상측면 부위에도 형성된다.The first
다음, 도 12c에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 진성 반도체층(150) 상에 제 1 반도체층(200)을 형성한다. 상기 제 1 반도체층(200)을 형성하는 공정은 상기 제 1 진성 반도체층(150)의 상면 상에 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)공정을 이용하여 P형 반도체층, 예로서 P형 비정질 실리콘층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 1 반도체층(200)은 상기 제 1 진성 반도체층(150)의 상면과 상기 분리 홈 라인(110)의 내부의 경사면뿐만 아니라 반도체 웨이퍼(100)의 상측면 부위에도 형성된다.Next, as shown in FIG. 12C, a
다음, 도 12d에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 반도체층(200) 상에 제 1 도전층(300)을 형성하고, 상기 제 1 도전층(300) 상에 제 1 전극(400)을 패턴 형태로 형성한다.Next, as shown in FIG. 12D, a first
다음, 도 12e에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 전극(400)이 형성된 반도체 웨이퍼(100)를 상하 반전시킨 후, 반전된 반도체 웨이퍼(100)의 하면 상에 제 2 진성 반도체층(450)을 형성한다. 상기 제 2 진성 반도체층(450)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면 상에 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정을 이용하여 I(Intrinsic)형 비정질 실리콘층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 2 진성 반도체층(450)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면뿐만 아니라 반도체 웨이퍼(100)의 하측면 부위에도 형성된다.Next, as shown in FIG. 12E, the
다음, 도 12f에서 알 수 있듯이, 상기 제 2 진성 반도체층(450) 상에 제 2 반도체층(500)을 형성한다. 상기 제 2 반도체층(500)을 형성하는 공정은 상기 제 2 진성 반도체층(450)의 상면 상에 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정을 이용하여 N형 반도체층, 예로서 N형 비정질 실리콘층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 2 반도체층(500)은 상기 제 2 진성 반도체층(450)의 상면뿐만 아니라 반도체 웨이퍼(100)의 하측면 부위에도 형성된다.Next, as shown in FIG. 12F, a
다음, 도 12g에서 알 수 있듯이, 상기 제 2 반도체층(500) 상에 제 2 도전층(600)을 형성하고, 상기 제 2 도전층(600) 상에 제 2 전극(700)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 12G, the second
다음, 도 12h에서 알 수 있듯이, 전술한 도 10 또는 도 11에 도시된 물리적인 분리 공정을 이용하여 분리 홈 라인(110)을 따라 반도체 웨이퍼(100)의 각 변 테두리 부분(130)을 제거함으로써 반도체 웨이퍼(100)의 상면 및 하면을 전기적으로 분리한다. 이러한 물리적인 분리 공정에 의해 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 상측 모서리 부분에는 분리 홈 라인(110)의 일부분인 경사면(106)이 형성된다. 상기 경사면(106)에는 상기 제 1 반도체층(200)과 제 1 도전층(300)이 형성되어 있다.Next, as shown in FIG. 12H, by removing the
한편, 전술한 제 3 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에서는 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600)을 모두 형성하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600) 각각의 형성 공정은 생략될 수 있다.
Meanwhile, in the method of manufacturing the solar cell according to the third embodiment described above, the first
도 13a 내지 도 13f는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정 단면도로서, 이는 전술한 도 6에 도시한 제 4 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 관한 것이다. 전술한 바와 동일한 공정에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.13A to 13F are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a fourth embodiment of the present invention, which relates to the method of manufacturing the solar cell according to the fourth embodiment shown in FIG. will be. A detailed description of the same process as that described above will be omitted.
우선, 도 13a에서 알 수 있듯이, 소정의 전기 극성을 갖는 반도체 웨이퍼(100)를 준비하고, 분리 홈 라인 형성 공정을 이용하여 반도체 웨이퍼(100)의 상측 테두리 부분을 따라 분리 홈 라인(110)을 형성한다.First, as shown in FIG. 13A, a
다음, 도 13b에서 알 수 있듯이, 상기 분리 홈 라인(110)을 포함하는 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면 상에 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a)을 형성하고, 상기 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a) 상에 고농도 도핑된 제 1 반도체층(200b)을 형성함으로써 제 1 반도체층(200)을 형성한다. 상기 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a)과 고농도 도핑된 제 1 반도체층(200b) 각각은 공정 특성상 반도체 웨이퍼(100)의 상면과 상기 분리 홈 라인(110)의 내부의 경사면뿐만 아니라 반도체 웨이퍼(100)의 상측면 부위에도 형성된다.Next, as shown in FIG. 13B, a lightly doped
상기 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a)과 고농도 도핑된 제 1 반도체층(200b)은 하나의 챔버 내에서 연장공정으로 수행할 수 있다. 즉, 하나의 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 챔버 내에서 붕소(B)와 같은 3족 원소의 도펀트 가스의 투입량을 조절하면서 상기 저농도 도핑된 P형의 제 1 반도체층(200a)과 고농도 도핑된 P형의 제 1 반도체층(200b)을 연장하여 형성할 수 있다. The lightly doped
구체적으로 설명하면, 대량생산하에서 최초의 태양 전지 생산을 위한 공정에서는, 상기 챔버 내에 소정량의 B2H6가스를 투입하여 챔버 내부를 P형 도펀트 분위기로 조성한 후, SiH4 및 H2 가스를 공급하여 상기 저농도 도핑된 P형의 제 1 반도체층(200a), 구체적으로는 저농도 도핑된 P형 비정질 실리콘층을 형성한다. 이어서, SiH4 및 H2 가스와 더불어 도펀트 가스로서 B2H6가스를 공급하여 상기 고농도 도핑된 P형의 제 1 반도체층(200b), 구체적으로는 고농도 도핑된 P형 비정질 실리콘층을 형성한다.Specifically, in a process for producing the first solar cell under mass production, a predetermined amount of B 2 H 6 gas is introduced into the chamber to form a P-type dopant atmosphere in the chamber, and then SiH 4 and H 2 gases are formed. Supplying to form the lightly doped P-type
한편, 상기 고농도 도핑된 P형의 제 1 반도체층(200b) 형성 공정을 완료한 이후 상기 챔버 내부에는 소정량의 B2H6가스가 잔존하게 된다. 따라서, 최초의 태양 전지 생산 이후 두 번째 태양 전지 생산부터는 챔버 내부가 이미 P형 도펀트 분위기로 조성되어 있기 때문에 추가적인 도펀트 가스, 즉, B2H6가스를 챔버 내부로 공급하지 않고 SiH4 및 H2 가스만을 공급하여 상기 저농도 도핑된 P형의 제 1 반도체층(200a)을 형성할 수 있고, 이어서 SiH4 및 H2 가스와 더불어 B2H6가스를 공급하여 상기 고농도 도핑된 P형의 제 1 반도체층(200b)을 형성하게 된다.Meanwhile, after the process of forming the heavily doped P-type
이상과 같이, 하나의 챔버 내에서 반응가스의 공급량 만을 조절함으로써 상기 저농도 도핑된 P형의 제 1 반도체층(200a) 및 고농도 도핑된 P형의 제 1 반도체층(200b)을 연장하여 형성할 수 있어, 장비가 추가되거나 공정이 추가되지 않아 생산성이 향상되는 장점이 있다.As described above, the low concentration doped P-
다음, 도 13c에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 반도체층(200) 상에 제 1 도전층(300)을 형성하고, 상기 제 1 도전층(300) 상에 제 1 전극(400)을 패턴 형태로 형성한다.Next, as shown in FIG. 13C, a first
다음, 도 13d에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 전극(400)이 형성된 반도체 웨이퍼(100)를 상하 반전시킨 후, 반전된 반도체 웨이퍼(100)의 하면 상에 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a)을 형성하고, 상기 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a) 상에 고농도 도핑된 제 2 반도체층(500b)을 형성함으로써 제 2 반도체층(500)을 형성한다. 상기 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a)과 고농도 도핑된 제 2 반도체층(500b) 각각은 공정 특성상 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면뿐만 아니라 반도체 웨이퍼(100)의 하측면 부위에도 형성된다.Next, as shown in FIG. 13D, the
상기 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a)과 고농도 도핑된 제 2 반도체층(500b)은 전술한 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a)과 고농도 도핑된 제 1 반도체층(200b)과 유사하게 하나의 챔버 내에서 연장공정으로 수행할 수 있다. 즉, 하나의 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 챔버 내에서 인(P)과 같은 5족 원소의 도펀트 가스의 투입량을 조절하면서 상기 저농도 도핑된 N형의 제 2 반도체층(500a)과 고농도 도핑된 N형의 제 2 반도체층(500b)을 연장하여 형성할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The lightly doped
한편, 상기 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a) 및 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a) 중 어느 하나의 공정은 생략할 수도 있다.Meanwhile, the process of any one of the lightly doped
다음, 도 13e에서 알 수 있듯이, 상기 제 2 반도체층(500) 상에 제 2 도전층(600)을 형성하고, 상기 제 2 도전층(600) 상에 제 2 전극(700)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 13E, a second
다음, 도 13f에서 알 수 있듯이, 전술한 도 10 또는 도 11에 도시된 물리적인 분리 공정을 이용하여 분리 홈 라인(110)을 따라 반도체 웨이퍼(100)의 각 변 테두리 부분(130)을 제거함으로써 반도체 웨이퍼(100)의 상면 및 하면을 전기적으로 분리한다. 이러한 물리적인 분리 공정에 의해 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 상측 모서리 부분에는 분리 홈 라인(110)의 일부분인 경사면(106)이 형성된다. 상기 경사면(106)에는 상기 제 1 반도체층(200)과 제 1 도전층(300)이 형성되어 있다.Next, as can be seen in FIG. 13F, by removing each
한편, 전술한 제 4 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에서는 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600)을 모두 형성하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600) 각각의 형성 공정은 생략될 수 있다.
Meanwhile, in the method of manufacturing the solar cell according to the fourth embodiment described above, the first
도 14a 내지 도 14f는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정 단면도로서, 이는 전술한 도 7에 도시한 제 5 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 관한 것이다. 전술한 바와 동일한 공정에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.14A to 14F are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a fifth embodiment of the present invention, which relates to the method of manufacturing the solar cell according to the fifth embodiment shown in FIG. will be. A detailed description of the same process as that described above will be omitted.
우선, 도 14a에서 알 수 있듯이, 소정의 전기 극성을 갖는 반도체 웨이퍼(100)를 준비하고, 분리 홈 라인 형성 공정을 이용하여 반도체 웨이퍼(100)의 상측 테두리 부분을 따라 상측 분리 홈 라인(110a)과 반도체 웨이퍼(100)의 하측 테두리 부분을 따라 하측 분리 홈 라인(110b)을 형성한다. 상기 상측 및 하측 분리 홈 라인(110a, 110b) 각각은 반도체 웨이퍼(100)의 상면 및 하면으로부터 소정 깊이를 가지도록 형성되는 것으로, "V"자 형태의 단면을 가질 수 있다. 이러한 상기 상측 및 하측 분리 홈 라인(110a, 110b) 각각은 서로 중첩되도록 형성되며, 상기 반도체 기판(100)의 측면으로부터 1 ~ 2mm 범위의 거리(L)만큼 이격된다.First, as shown in FIG. 14A, a
다음, 도 14b에서 알 수 있듯이, 상기 상측 분리 홈 라인(110a)을 포함하는 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면 상에 제 1 반도체층(200)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 14B, the
상기 제 1 반도체층(200)을 형성하는 공정은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면 상에 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)공정을 이용하여 P형 반도체층, 예로서 P형 비정질 실리콘층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 1 반도체층(200)은 반도체 웨이퍼(100)의 상면과 상기 상측 분리 홈 라인(110a)의 내부의 경사면뿐만 아니라 반도체 웨이퍼(100)의 상측면 부위에도 형성된다.In the process of forming the
다음, 도 14c에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 반도체층(200) 상에 제 1 도전층(300)을 형성하고, 상기 제 1 도전층(300) 상에 제 1 전극(400)을 패턴 형태로 형성한다.Next, as shown in FIG. 14C, a first
다음, 도 14d에서 알 수 있듯이, 상기 제 1 전극(400)이 형성된 반도체 웨이퍼(100)를 상하 반전시킨 후, 하측 분리 홈 라인(110b)가 상부 향하도록 반전된 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면 상에 제 2 반도체층(500)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 14D, after inverting the
상기 제 2 반도체층(500)을 형성하는 공정은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면 상에 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정을 이용하여 N형 반도체층, 예로서 N형 비정질 실리콘층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 2 반도체층(500)은 반도체 웨이퍼(100)의 하면과 상기 하측 분리 홈 라인(110b)의 내부의 경사면뿐만 아니라 반도체 웨이퍼(100)의 하측면 부위에도 형성된다.In the process of forming the
다음, 도 14e에서 알 수 있듯이, 상기 제 2 반도체층(500) 상에 제 2 도전층(600)을 형성하고, 상기 제 2 도전층(600) 상에 제 2 전극(700)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 14E, a second
다음, 도 14f에서 알 수 있듯이, 전술한 도 10 또는 도 11에 도시된 물리적인 분리 공정을 이용하여 상측 또는 하측 분리 홈 라인(110a, 110b)을 따라 반도체 웨이퍼(100)의 각 변 테두리 부분(130)을 제거함으로써 반도체 웨이퍼(100)의 상면 및 하면을 전기적으로 분리한다. 이러한 물리적인 분리 공정에 의해 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 상측 모서리 부분에는 상측 분리 홈 라인(110a)의 일부분인 상측 경사면(106)이 형성되고, 상기 상측 경사면(106)에는 상기 제 1 반도체층(200)과 제 1 도전층(300)이 형성되어 있다. 그리고, 물리적인 분리 공정에 의해 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 하측 모서리 부분에는 하측 분리 홈 라인(110b)의 일부분인 하측 경사면(108)이 형성되고, 상기 하측 경사면(108)에는 상기 제 2 반도체층(500)과 제 2 도전층(600)이 형성되어 있다.Next, as can be seen in FIG. 14F, each side edge portion of the
한편, 전술한 제 5 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에서는 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600)을 모두 형성하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600) 각각의 형성 공정은 생략될 수 있다. 이 경우, 제 5 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따른 태양 전지는 도 3에 도시한 제 1 실시 예의 태양 전지와 동일한 구조를 갖는다.Meanwhile, in the method of manufacturing the solar cell according to the fifth embodiment described above, the first
다른 한편, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법은, 전술한 도 5에 도시한 제 3 실시 예에 따른 태양 전지와 동일하게, 반도체 웨이퍼(100)와 제 1 반도체층(200) 사이에 제 1 진성 반도체층(150)이 추가로 형성됨과 더불어 반도체 웨이퍼(100)와 제 2 반도체층(500) 사이에 제 2 진성 반도체층(450)이 추가로 형성할 수 있다.On the other hand, the manufacturing method of the solar cell according to the fifth embodiment of the present invention, the
또 다른 한편, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법은, 전술한 도 6에 도시한 제 4 실시 예에 따른 태양 전지와 동일하게, 제 1 반도체층(200) 및 제 2 반도체층(500)의 구조가 변경될 수 있다. 즉, 상기 제 1 반도체층(200)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 형성된 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a) 및 상기 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a) 상에 형성된 고농도 도핑된 제 1 반도체층(200b)으로 이루어진다. 또한, 상기 제 2 반도체층(500)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 형성된 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a) 및 상기 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a) 상에 형성된 고농도 도핑된 제 2 반도체층(500b)으로 이루어질 수 있다.On the other hand, the manufacturing method of the solar cell according to the fifth embodiment of the present invention, as in the solar cell according to the fourth embodiment shown in FIG. 6 described above, the
이상과 같은, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법은 반도체 웨이퍼(100)에 서로 중첩되는 상측 및 하측 분리 홈 라인(110a, 110b)을 형성함으로써 전술한 물리적인 분리 공정을 보다 용이하게 할 수 있다.
As described above, the solar cell manufacturing method according to the fifth embodiment of the present invention provides the above-described physical separation process by forming upper and lower
도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정 단면도이다. 전술한 바와 동일한 공정에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.15A to 15C are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a sixth embodiment of the present invention. A detailed description of the same process as that described above will be omitted.
우선, 도 15a에서 알 수 있듯이, 소정의 전기 극성을 갖는 반도체 웨이퍼(100)를 준비하고, 분리 홈 라인 형성 공정을 이용하여 반도체 웨이퍼(100)의 상측 테두리 부분을 따라 상측 분리 홈 라인(110a)과 반도체 웨이퍼(100)의 하측 테두리 부분을 따라 하측 분리 홈 라인(110b)을 서로 엇갈리도록 형성한다. 상기 상측 및 하측 분리 홈 라인(110a, 110b) 각각은 반도체 웨이퍼(100)의 상면 및 하면으로부터 소정 깊이를 가지도록 형성되는 것으로, "V"자 형태의 단면을 가질 수 있다. 이러한 상기 상측 및 하측 분리 홈 라인(110a, 110b) 각각은 서로 중첩되지 않고 소정 거리로 엇갈리도록 형성되며, 상기 반도체 기판(100)의 측면으로부터 1 ~ 2mm 범위의 거리(L)만큼 이격된다.First, as shown in FIG. 15A, a
다음, 도 14b에서 알 수 있듯이, 상기 상측 분리 홈 라인(110a)을 포함하는 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면 상에 제 1 반도체층(200)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 14B, the
상기 제 1 반도체층(200)을 형성하는 공정은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면 상에 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)공정을 이용하여 P형 반도체층, 예로서 P형 비정질 실리콘층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 1 반도체층(200)은 반도체 웨이퍼(100)의 상면과 상기 상측 분리 홈 라인(110a)의 내부의 경사면뿐만 아니라 반도체 웨이퍼(100)의 상측면 부위에도 형성된다.In the process of forming the
이어, 상기 제 1 반도체층(200) 상에 제 1 도전층(300)을 형성하고, 상기 제 1 도전층(300) 상에 제 1 전극(400)을 패턴 형태로 형성한다.Subsequently, a first
이어, 상기 제 1 전극(400)이 형성된 반도체 웨이퍼(100)를 상하 반전시킨 후, 하측 분리 홈 라인(110b)가 상부 향하도록 반전된 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면 상에 제 2 반도체층(500)을 형성한다.Subsequently, the
상기 제 2 반도체층(500)을 형성하는 공정은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면 상에 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정을 이용하여 N형 반도체층, 예로서 N형 비정질 실리콘층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 공정 특성상 상기 제 2 반도체층(500)은 반도체 웨이퍼(100)의 하면과 상기 하측 분리 홈 라인(110b)의 내부의 경사면뿐만 아니라 반도체 웨이퍼(100)의 하측면 부위에도 형성된다.In the process of forming the
이어, 상기 제 2 반도체층(500) 상에 제 2 도전층(600)을 형성하고, 상기 제 2 도전층(600) 상에 제 2 전극(700)을 형성한다.Subsequently, a second
다음, 다음, 도 14c에서 알 수 있듯이, 전술한 도 10 또는 도 11에 도시된 물리적인 분리 공정을 이용하여 상측 또는 하측 분리 홈 라인(110a, 110b)을 따라 반도체 웨이퍼(100)의 각 변 테두리 부분(130)을 제거함으로써 반도체 웨이퍼(100)의 상면 및 하면을 전기적으로 분리한다. 이러한 물리적인 분리 공정에 의해 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 상측 모서리 부분에는 상측 분리 홈 라인(110a)의 일부분인 상측 경사면(106)이 형성되고, 상기 상측 경사면(106)에는 상기 제 1 반도체층(200)과 제 1 도전층(300)이 형성되어 있다. 그리고, 물리적인 분리 공정에 의해 반도체 웨이퍼(100)의 각 변의 하측 모서리 부분에는 하측 분리 홈 라인(110b)의 일부분인 하측 경사면(108)이 형성되고, 상기 하측 경사면(108)에는 상기 제 2 반도체층(500)과 제 2 도전층(600)이 형성되어 있다.Next, as shown in FIG. 14C, each side edge of the
한편, 전술한 제 6 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에서는 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600)을 모두 형성하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 제 1 도전층(300)과 제 2 도전층(600) 각각의 형성 공정은 생략될 수 있다. 이 경우, 제 6 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법에 따른 태양 전지는 도 3에 도시한 제 1 실시 예의 태양 전지와 동일한 구조를 갖는다.Meanwhile, in the method of manufacturing the solar cell according to the sixth embodiment described above, although the first
다른 한편, 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법은, 전술한 도 5에 도시한 제 3 실시 예에 따른 태양 전지와 동일하게, 반도체 웨이퍼(100)와 제 1 반도체층(200) 사이에 제 1 진성 반도체층(150)이 추가로 형성됨과 더불어 반도체 웨이퍼(100)와 제 2 반도체층(500) 사이에 제 2 진성 반도체층(450)이 추가로 형성할 수 있다.On the other hand, the manufacturing method of the solar cell according to the sixth embodiment of the present invention, the
다른 한편, 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법은, 전술한 도 6에 도시한 제 4 실시 예에 따른 태양 전지와 동일하게, 제 1 반도체층(200) 및 제 2 반도체층(500)의 구조가 변경될 수 있다. 즉, 상기 제 1 반도체층(200)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 형성된 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a) 및 상기 저농도 도핑된 제 1 반도체층(200a) 상에 형성된 고농도 도핑된 제 1 반도체층(200b)으로 이루어진다. 또한, 상기 제 2 반도체층(500)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 형성된 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a) 및 상기 저농도 도핑된 제 2 반도체층(500a) 상에 형성된 고농도 도핑된 제 2 반도체층(500b)으로 이루어질 수 있다.On the other hand, the manufacturing method of the solar cell according to the sixth embodiment of the present invention, the
이상과 같은, 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 태양 전지의 제조 방법은 반도체 웨이퍼(100)에 서로 엇갈리는 상측 및 하측 분리 홈 라인(110a, 110b)을 형성함으로써 전술한 물리적인 분리 공정을 보다 용이하게 할 수 있다.As described above, the solar cell manufacturing method according to the sixth exemplary embodiment of the present invention facilitates the above-described physical separation process by forming upper and lower
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
100: 반도체 웨이퍼 150: 제 1 진성 반도체층
200: 제 1 반도체층 200a: 저농도 도핑된 제 1 반도체층
200b: 고농도 도핑된 제 1 반도체층 300: 제 1 도전층
400: 제 1 전극 450: 제 2 진성 반도체층
500: 제 2 반도체층 500a: 저농도 도핑된 제 2 반도체층
500b: 고농도 도핑된 제 2 반도체층 600: 제 2 도전층
700: 제 2 전극100
200:
200b: highly doped first semiconductor layer 300: first conductive layer
400: first electrode 450: second intrinsic semiconductor layer
500:
500b: heavily doped second semiconductor layer 600: second conductive layer
700: second electrode
Claims (19)
상기 반도체 웨이퍼의 상면에 형성된 제 1 반도체층;
상기 제 1 반도체층 상에 형성된 제 1 전극;
상기 반도체 웨이퍼의 하면에 형성된 제 2 반도체층; 및
상기 제 2 반도체층 상에 형성된 제 2 전극을 포함하여 구성되며,
상기 반도체 웨이퍼의 상측면에는 상기 제 1 반도체층이 형성되는 분리 홈 라인을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양 전지.Semiconductor wafer:
A first semiconductor layer formed on an upper surface of the semiconductor wafer;
A first electrode formed on the first semiconductor layer;
A second semiconductor layer formed on the bottom surface of the semiconductor wafer; And
It is configured to include a second electrode formed on the second semiconductor layer,
And an isolation groove line in which the first semiconductor layer is formed on an upper surface of the semiconductor wafer.
상기 반도체 웨이퍼의 하측면에는 상기 제 2 반도체층이 형성되는 분리 홈 라인이 형성된 것을 특징으로 하는 태양 전지.The method of claim 1,
A solar cell according to claim 1, wherein a separation groove line in which the second semiconductor layer is formed is formed on a lower side of the semiconductor wafer.
상기 반도체 웨이퍼의 측면 일부분은 외부로 노출되어 상기 분리 홈 라인에 형성된 상기 제 1 및 제 2 반도체층을 전기적으로 분리하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.3. The method of claim 2,
A portion of the side surface of the semiconductor wafer is exposed to the outside to electrically separate the first and second semiconductor layer formed in the separation groove line.
상기 반도체 웨이퍼의 상면과 상기 상측 경사면에 형성된 제 1 반도체층;
상기 제 1 반도체층 상에 형성된 제 1 전극;
상기 반도체 웨이퍼의 하면에 형성된 제 2 반도체층; 및
상기 제 2 반도체층 상에 형성된 제 2 전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양 전지.A semiconductor wafer having an upper inclined surface formed obliquely on an upper edge portion of each side:
A first semiconductor layer formed on the upper surface and the upper inclined surface of the semiconductor wafer;
A first electrode formed on the first semiconductor layer;
A second semiconductor layer formed on the bottom surface of the semiconductor wafer; And
And a second electrode formed on the second semiconductor layer.
상기 반도체 웨이퍼는 각 변의 하측 모서리 부분에 경사지게 형성된 하측 경사면을 더 가지며,
상기 제 2 반도체층은 상기 반도체 웨이퍼의 하면과 상기 하측 경사면에 형성된 것을 특징으로 하는 태양 전지.5. The method of claim 4,
The semiconductor wafer further has a lower inclined surface formed inclined at the lower edge portion of each side,
The second semiconductor layer is formed on the lower surface and the lower inclined surface of the semiconductor wafer.
상기 제 1 반도체층의 상면에 형성된 제 1 도전층 및 상기 제 2 반도체층의 하면에 형성된 제 2 도전층을 더 포함하고,
상기 제 1 전극은 상기 제 1 도전층의 상면에 형성되고,
상기 제 2 전극은 상기 제 2 도전층의 상면에 형성된 것을 특징으로 하는 태양 전지.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Further comprising a first conductive layer formed on the upper surface of the first semiconductor layer and a second conductive layer formed on the lower surface of the second semiconductor layer,
The first electrode is formed on the upper surface of the first conductive layer,
The second electrode is a solar cell, characterized in that formed on the upper surface of the second conductive layer.
상기 반도체 웨이퍼와 상기 제 1 반도체층 사이 및 상기 반도체 웨이퍼와 상기 제 2 반도체층 사이 중 적어도 하나에는 진성 반도체층이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 태양 전지.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
An intrinsic semiconductor layer is further formed between at least one of the semiconductor wafer and the first semiconductor layer and between the semiconductor wafer and the second semiconductor layer.
상기 제 1 반도체층 및 제 2 반도체층 중 적어도 하나의 반도체층은 상기 반도체 웨이퍼 상에 저농도 도핑된 반도체층 및 상기 저농도 도핑된 반도체층에 형성된 고농도 도핑된 반도체층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양 전지.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
At least one semiconductor layer of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer comprises a lightly doped semiconductor layer formed on the semiconductor wafer and a lightly doped semiconductor layer formed on the lightly doped semiconductor layer. Solar cells.
상기 분리 홈 라인을 포함하는 반도체 웨이퍼의 상면 상에 제 1 반도체층을 형성하고, 상기 반도체 웨이퍼의 하면 상에 제 2 반도체층을 형성하는 공정;
상기 제 1 반도체층 상에 제 1 전극을 형성하고, 상기 제 2 반도체층 상에 제 2 전극을 형성하는 공정; 및
상기 분리 홈 라인을 이용해 상기 반도체 웨이퍼에서 상기 반도체 웨이퍼의 테두리 부분을 분리하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 방법.Forming a separation groove line in an edge portion of the semiconductor wafer;
Forming a first semiconductor layer on an upper surface of the semiconductor wafer including the separation groove line, and forming a second semiconductor layer on the lower surface of the semiconductor wafer;
Forming a first electrode on the first semiconductor layer, and forming a second electrode on the second semiconductor layer; And
And separating the edge portion of the semiconductor wafer from the semiconductor wafer using the separation groove line.
상기 분리 홈 라인의 깊이는 상기 반도체 웨이퍼 두께의 1/2 ~ 3/4인 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 9,
And a depth of the separation groove line is 1/2 to 3/4 of the thickness of the semiconductor wafer.
상기 분리 홈 라인과 상기 반도체 웨이퍼의 측면 사이의 거리는 1 ~ 2mm인 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 9,
The distance between the separation groove line and the side surface of the semiconductor wafer is 1 ~ 2mm manufacturing method of the solar cell.
상기 상측 분리 홈 라인을 포함하는 반도체 웨이퍼의 상면 상에 제 1 반도체층을 형성하고, 상기 하측 분리 홈 라인을 포함하는 반도체 웨이퍼의 하면 상에 제 2 반도체층을 형성하는 공정;
상기 제 1 반도체층 상에 제 1 전극을 형성하고, 상기 제 2 반도체층 상에 제 2 전극을 형성하는 공정; 및
상기 상측과 하측 분리 홈 라인을 이용해 상기 반도체 웨이퍼에서 상기 반도체 웨이퍼의 테두리 부분을 분리하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 방법.Forming an upper separation groove line in an upper edge portion of the semiconductor wafer and forming a lower separation groove line in a lower edge portion of the semiconductor wafer;
Forming a first semiconductor layer on an upper surface of the semiconductor wafer including the upper separation groove line, and forming a second semiconductor layer on a lower surface of the semiconductor wafer including the lower separation groove line;
Forming a first electrode on the first semiconductor layer, and forming a second electrode on the second semiconductor layer; And
And separating the edge portion of the semiconductor wafer from the semiconductor wafer by using the upper and lower separation groove lines.
상기 상측 분리 홈 라인과 상기 하측 분리 홈 라인은 서로 중첩되거나 서로 엇갈리는 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 방법.13. The method of claim 12,
And the upper separation groove line and the lower separation groove line overlap each other or cross each other.
상기 상측 분리 홈 라인과 상기 하측 분리 홈 라인은 상기 반도체 웨이퍼의 측면으로부터 1 ~ 2mm의 거리만큼 이격된 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 13,
The upper separation groove line and the lower separation groove line is a solar cell manufacturing method, characterized in that spaced apart from the side of the semiconductor wafer by a distance of 1 ~ 2mm.
상기 분리 홈 라인은 레이저에 의해 "V"자 형태의 단면을 가지도록 소정 깊이로 형성된 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 방법.15. The method according to any one of claims 9 to 14,
The separation groove line is a solar cell manufacturing method, characterized in that formed by a laser to have a predetermined depth to have a "V" shaped cross section.
상기 반도체 웨이퍼의 테두리 부분을 분리하는 공정은 상기 반도체 웨이퍼의 테두리 부분을 진공 흡착 또는 가압하여 상기 반도체 웨이퍼에서 상기 테두리 부분을 분리하는 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 방법.15. The method according to any one of claims 9 to 14,
The step of separating the edge portion of the semiconductor wafer is a solar cell manufacturing method, characterized in that for separating the edge portion from the semiconductor wafer by vacuum adsorption or pressure of the edge portion of the semiconductor wafer.
상기 제 1 반도체층의 상면에 제 1 도전층을 형성하는 공정; 및
상기 제 2 반도체층의 하면에 제 2 도전층을 형성하는 공정을 더 포함하고,
상기 제 1 전극은 상기 제 1 도전층의 상면에 형성되고, 상기 제 2 전극은 상기 제 2 도전층의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 방법.15. The method according to any one of claims 9 to 14,
Forming a first conductive layer on an upper surface of the first semiconductor layer; And
Further comprising forming a second conductive layer on a lower surface of the second semiconductor layer,
The first electrode is formed on the upper surface of the first conductive layer, the second electrode is a manufacturing method of a solar cell, characterized in that formed on the upper surface of the second conductive layer.
상기 반도체 웨이퍼와 상기 제 1 반도체층 사이 및 상기 반도체 웨이퍼와 상기 제 2 반도체층 사이 중 적어도 하나에 진성 반도체층을 형성하는 공정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 방법.15. The method according to any one of claims 9 to 14,
And forming an intrinsic semiconductor layer between at least one of the semiconductor wafer and the first semiconductor layer and between the semiconductor wafer and the second semiconductor layer.
상기 제 1 반도체층 및 제 2 반도체층 중 적어도 하나의 반도체층을 형성하는 공정은,
상기 반도체 웨이퍼 상에 저농도 도핑된 반도체층을 형성하는 공정; 및
상기 저농도 도핑된 반도체층 상에 고농도 도핑된 반도체층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 방법.15. The method according to any one of claims 9 to 14,
The step of forming at least one semiconductor layer of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer,
Forming a lightly doped semiconductor layer on the semiconductor wafer; And
Forming a highly doped semiconductor layer on the lightly doped semiconductor layer.
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---|---|---|---|
KR1020120038625A KR20130115875A (en) | 2012-04-13 | 2012-04-13 | Solar cell and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20130115875A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180058099A (en) * | 2016-11-23 | 2018-05-31 | 엘지전자 주식회사 | Solar cell and method for manufacturing the same |
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2012
- 2012-04-13 KR KR1020120038625A patent/KR20130115875A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180058099A (en) * | 2016-11-23 | 2018-05-31 | 엘지전자 주식회사 | Solar cell and method for manufacturing the same |
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