KR20140003827A - 태양전지용 ＳｉＣｘ 패시베이션 박막 형성방법 및 이에 의해 제조되는 패시베이션 박막을 구비한 태양전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 패시베이션용 SiCx 박막을 제작하는 기술에 관한 것으로, 특히 Si 타겟을 구비한 제1타겟모듈과 C 타겟을 구비한 제2타겟모듈을 구비한 스퍼티렁 챔버 내로 기판을 장입하는 1단계와 상기 스퍼터링 챔버내를 진공 상태로 만들고, 이온화용 가스를 상기 스퍼터링 챔버 내로 주입하는 2단계, 상기 제1 및 제2 타켓모듈의 전극에 RF 전원을 인가하여 상기 Si 및 C 타켓과 기판 사이에 이온화용 가스를 이온화시켜 플라즈마를 형성하는 3단계, 상기 플라즈마 상태로 이온화된 이온들을 상기 타겟에 충돌시켜 스퍼터링된 타겟 물질이 상기 기판 상에 연속적으로 증착시켜 SICx 패시베이션 막을 형성하는 4단계를 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 실리콘 태양전지에 적용 가능한 패시베이션용 SiCx 박막을 제작하는 기술에 관한 것이다.
태양전지는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 태양광 발전의 핵심소자로서, 기본적으로 p-n 접합으로 이루어진 다이오드(diode)라 할 수 있다. 태양광이 태양전지에 의해 전기로 변환되는 과정을 살펴보면, 태양전지의 p-n접합부에 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성되고, 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 이동하게 되어 p-n 접합부 사이에 광기전력이 발생되며, 이때 태양전지의 양단에 부하나 시스템을 연결하면 전류가 흐르게 되어 전력을 생산할 수 있게 된다.
한편, 태양전지는 p-n 접합층인 광흡수층의 물질, 형태에 따라 다양하게 구분되는데 광흡수층으로는 대표적으로 실리콘(Si)을 들 수 있으며, 이와 같은 실리콘계 태양전지는 형태에 따라 실리콘 웨이퍼를 광흡수층으로 이용하는 기판형과, 실리콘을 박막 형태로 증착하여 광흡수층을 형성하는 박막형으로 구분된다.
실리콘계 태양전지 중 기판형의 구조를 살펴보면 다음과 같다. 도 1에 도시한 바와 같이 p형 반도체층(1) 상에 n형 반도체층(2)이 구비되며, 상기 n형 반도체층(2)의 상부 및 p형 반도체층의 하부에 각각 전면전극(5)과 후면전극(6)이 구비된다. 이 때, 상기 p형 반도체층(1) 및 n형 반도체층(2)은 하나의 기판에 구현되는 것으로서, 기판의 하부는 p형 반도체층(1), 기판의 상부는 n형 반도체층(2)이라 할 수 있으며, 일반적으로 p형 실리콘 기판이 준비된 상태에서 p형 실리콘 기판의 상층부에 n형 불순물 이온을 주입, 확산(diffusion)시켜 n형 반도체층(2)을 형성한다.
한편, 상기 n형 반도체층(2) 상에는 표면 반사를 최소화하기 위한 패시베이션막(4)이 구비된다.
태양 전지에서 우수한 광전 변환 효율을 얻기 위해서는, 수광에 의해 기판에서 발생한 소수 캐리어를 장기 수명화하는 것이 필요로 된다.
기판 표면에서의 소수 캐리어의 재결합을 억제하는 방법으로서 패시베이션막을 형성하는 방법이 이용된다. 그러나, 이면 접합형 태양 전지에서는 p 영역과 n 영역이 동일면에 형성되어 있기 때문에，p 영역 및 n 영역의 어느 쪽에도 효과적인 패시베이션막의 개발이 강하게 요망되고 있다. 기존에 태양전지의 패시베이션으로 사용되는 SiNx와 SiO2는 높은 효율을 위해서 사용되지만 각각의 막은 결점을 가지고 있는데 SiO2는 공정 시에 높은 작업 온도(>1000℃)가 필요하며, SiNx의 경우에는 값비싼 포토리소그래픽 공정과 에칭이 어렵다는 단점을 가지며, 열 안정성에 나쁜 특성을 갖고 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 동시 스프터링 시스템을 이용하여 Si 및 C 타켓을 분리하여 증착을 수행하여 각 성분의 증착 량을 자유롭게 조절하여 캐리어 수명(carrier life time)을 현저하게 증가시키며, 굴절율을 효율적으로 조절하여 태양전지에 적용시 수광효율을 높일 수 있는 SICx 패시베이션 박막의 형성방법을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 Si 타겟을 구비한 제1타겟모듈과 C 타겟을 구비한 제2타겟모듈을 구비한 스퍼티렁 챔버 내로 기판을 장입하는 1단계; 상기 스퍼터링 챔버내를 진공 상태로 만들고, 이온화용 가스를 상기 스퍼터링 챔버 내로 주입하는 2단계; 상기 제1 및 제2 타켓모듈의 전극에 RF 전원을 인가하여 상기 Si 및 C 타켓과 기판 사이에 이온화용 가스를 이온화시켜 플라즈마를 형성하는 3단계; 상기 플라즈마 상태로 이온화된 이온들을 상기 타겟에 충돌시켜 스퍼터링된 타겟 물질이 상기 기판 상에 연속적으로 증착시켜 SICx 패시베이션 막을 형성하는 4단계;를 포함하는 태양전지용 SICx 패시베이션 박막 형성방법을 제공할 수 있도록 한다.
이 경우 상기 1단계에서 이용되는 기판은, P 타입 실리콘 웨이퍼 기판을 이용할 수 있으며, 상기 1단계의 공정 전에, 상기 기판은 트라이크로로에틸렌, 아세톤, 메탄올 및 증류수를 이용하여 세장하는 1차 표면처리공정과, 산성용액을 이용하여 상기 기판의 표면을 세정하는 2차 표면처리공정이 수행하여 기판 처리를 할 수 있다.
또한, 상술한 공정에서 상기 2단계의 공정은, Ar, Ne, N2 중 선택되는 어느 하나의 가스를 이용할 수 있다.
본 공정에서 상기 3단계는, 상기 제1 및 제2 타켓모듈의 전극에 인가되는 RF 전원의 출력은 150W~300W이 범위에서 조절이 가능하다.
또한, 본 발명의 상기 4단계에서 형성되는 SiCx 패시베이션 박막의 굴절율은 2.7~3.7의 범위를 만족한다.
상술한 공정에 의한 SiCx 패시베이션 박막은 다양한 종류의 태양전지에 적용이 가능함은 물론이다.
본 발명에 따르면, 동시 스퍼터링 시스템을 이용하여 Si 및 C 타켓을 분리하여 증착을 수행하여 각 성분의 증착 량을 자유롭게 조절하여 캐리어 수명(carrier life time)을 현저하게 증가시키며, 굴절율을 효율적으로 조절하여 태양전지에 적용시 수광효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 일반적인 태양전지의 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 패시베이션 박막 형성방법의 순서도이며, 도 3은 패시베이션 박막 형성방법의 공정도를 도시한 것이다.
도 4는 Si 타겟의 RF 출력변화에 따른 TEM 이미지를 도시한 것이다.
도 5는 Si 타겟의 RF 출력변화에 따른 a-Si1-xCx 막 중에서 Si와 C의 깊이 프로파일을 도시한 것이다.
도 6은 Si 타겟에 가해지는 RF 전력의 기능을 갖는 엘립소미터에 의해 측정된 a-Si1-xCx 패시베이션 막의 굴절율 스펙트라를 도시한 것이다.
도 7은 Si 타겟에서 RF 전력의 변화에 따른 광밴드갭의 변화를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 패시베이션 박막 형성방법의 순서도이며, 도 3은 패시베이션 박막 형성방법의 공정도를 도시한 것이다.
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도 6은 Si 타겟에 가해지는 RF 전력의 기능을 갖는 엘립소미터에 의해 측정된 a-Si1-xCx 패시베이션 막의 굴절율 스펙트라를 도시한 것이다.
도 7은 Si 타겟에서 RF 전력의 변화에 따른 광밴드갭의 변화를 도시한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 동시 스퍼터링(Co-sputtering) 시스템을 이용하여 Si 및 C 타켓을 분리하여 증착을 수행하여 각 성분의 증착 량을 자유롭게 조절하여 캐리어 수명(carrier life time)을 현저하게 증가시키며, 굴절율을 효율적으로 조절하여 태양전지에 적용시 수광효율을 높일 수 있는 공정에 관한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 SiCx 패시베이션 박막 형성방법의 순서도이며, 도 3은 패시베이션 박막 형성방법의 공정도를 도시한 것이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 SICx 패시베이션 박막 형성방법은 Si 타겟(122)을 구비한 제1타겟모듈(120)과 C 타겟(132)을 구비한 제2타겟모듈(130)을 구비한 스퍼티렁 챔버(110) 내로 기판(140)을 장입하는 1단계와, 상기 스퍼터링 챔버(110) 내를 진공 상태로 만들고, 이온화용 가스를 상기 스퍼터링 챔버 내로 주입하는 2단계, 그리고 상기 제1 및 제2 타켓모듈(120, 130)의 전극에 RF 전원을 인가하여 상기 Si 타겟(122) 및 C 타켓(132)과 기판(140) 사이에 이온화용 가스를 이온화시켜 플라즈마를 형성하는 3단계 및 상기 플라즈마 상태로 이온화된 이온들을 상기 타겟에 충돌시켜 스퍼터링된 타겟 물질이 상기 기판 상에 연속적으로 증착시켜 SICx 패시베이션 막을 형성하는 4단계를 포함하여 구성된다.
구체적으로는, 상기 1단계는, 스퍼터링을 위한 스퍼터링 챔버(110)의 내부에 스퍼터링의 타겟을 독립적으로 구비하되, Si 타겟(122)을 구비한 제1타겟모듈(120)과 C 타겟(132)을 구비한 제2타겟모듈(130)을 분리하여 설치할 수 있도록 한다. 즉, 추후 스퍼터링을 위해서 플라즈마가 형성되는 경우 플라즈마 상태로 이온화된 이온들을 상기 타겟에 충돌시켜 스퍼터링된 타겟 물질이 상기 기판 상에 동시에 증착이 될 수 있도록 하기 위함이다.
이와 같이 2개의 타겟을 독립적으로 형성하는 것은, SiC 단일 타겟으로 SiC를 증착하는 경우, 탄소(C; Carbon)과 규소(Si)의 양을 조절할 수 없이 타겟에 존재하는 비율대로 증착하여 패시베이션을 만들 수밖에 없었지만, 2개이 타겟을 동시에 증착하는 시스템(co-sputtering system)을 이용한 경우에는 C 타겟과 Si타겟이 따로 존재하기 때문에 Si이 증착되는 양과 C이 증착되는 양을 달리하여 패시베이션을 만들 수 있게 된다.
이 경우 상기 1단계에서 기판을 스퍼터링 챔버로 진입시키기 전에 세정공정이 수행될 수 있다. 즉, 트라이클로로에틸렌(trichloroethylene), 아세톤(acetone), 메탄올(methanol)과 초순수(D.I. water) 를 이용하여 세정하는 1차세정공정이 더 포함될 수 있으며, 실리콘 웨이퍼를 기판으로 사용하는 경우, 실리콘 웨이퍼를 위해 산처리(acid treament)를 수행하는 2차 세정공정이 추가될 수 있다.
상기 2단계는 상기 스퍼터링 챔버(110) 내를 진공 상태로 만들고, 이온화용 가스를 상기 스퍼터링 챔버 내로 주입하는 공정으로, 스퍼터링 챔버 내에 터보 분자 펌프 등의 기기를 이용해 진공상태로 형성하는 공정으로 구현될 수 있다.
나아가, 이후 3단계에서는 진공상태로 구현되는 스퍼터링 챔버(110)의 내부에 배치된 상기 제1 및 제2 타켓모듈(120, 130)의 전극에 RF 전원을 인가하여 상기 Si 타겟(122) 및 C 타켓(132)과 기판(140) 사이에 이온화용 가스를 이온화시켜 플라즈마를 형성하게 된다. 이 경우 이온화용 가스는 Ar, Ne, N2 중 선택되는 어느 하나의 가스를 이용할 수 있으며, 특히 Ar 가스를 이용할 수 있다.
즉 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 제1 및 제2 타켓모듈(120, 130)은 각각 음극전극(121, 131)을 구비하며, 각 전극의 말단에는 마그네틱(M1, M2)으로 이루어진다. 즉, 본 발명에 따른 스퍼터링 챔버(110)은 RF 마그네트론 스퍼터링(radio frequency magnetron sputtering)법을 구현할 수 있는 공지의 구성이 적용된다.(즉, 스퍼터링(sputtering)법은 높은 운동에너지를 지닌 입자를 고체상태나 액체상태의 물질 표면(타겟)에 충돌함으로서 운동량을 전달하여 타겟(target)으로부터 증착할 물질을 떼어내고, 떼어낸 물질(원자 또는 이온)을 기판에 증착하는 방법이다. 기판에 증착할 물질을 타겟으로부터 떼어내는 방법으로는 전압차에 의해 가속화된 이온을 이용한다. 이온을 가속하여 타겟으로부터 증착할 물질을 떼어내고 기판에 증착하기 위해서는 챔버 내에 이온을 공급할 수 있는 플라즈마 상태가 유지되어야 한다. RF 마그네트론 스퍼터링법은 전원으로서 고주파(radio frequency; RF)를 사용하고, 플라즈마의 밀도를 높이기 위하여 자기장을 이용하는 방법을 말한다.)
이후, 3단계에서 플라즈마 상태로 이온화된 이온들이, 상기 타겟에 충돌되며, 스퍼터링된 타겟 물질이 상기 기판(140) 상에 연속적으로 증착시켜 SICx 패시베이션 막을 형성하게 된다. 이 경우 SiCx 패시베이션 박막의 굴절율은 2.7~3.7의 범위를 만족하도록 함이 바람직하다.
이하에서는 상술한 본 발명에 따른 태양전지용 SICx 패시베이션 박막 형성방법을 적용하는 실제 적용 실험예를 통해 본 발명을 설명하기로 한다.
{표 1}은 도 2 및 도 3에서 상술한 본 태양전지용 SICx 패시베이션 박막 형성방법의 실험조건을 도시한 것이다.
{표 1}
스퍼터링챔버 내에 장착하는 기판은 실리콘웨이퍼 기판을 적용하며, 도 3에서 상술한 제2타겟모듈(130)의 C 타겟(132)에 인가되는 RF 출력은 150W로 고정하고, 제1타겟모듈(120)의 Si 타겟(122)에 인가되는 RF 출력은 100W, 150W, 175W, 200W로 나누어 패시베이션 막의 특성을 조사하였다.
도 3을 참조하여 본 실험예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 기판으로 사용되는 것은 4인치 P타입 실리콘웨이퍼를 이용하며, 상기 기판에 트라이클로로에틸렌(trichloroethylene), 아세톤(acetone), 메탄올(methanol)과 초순수(D.I. water) 를 이용하여 10분 동안 세정하는 1차세정공정을 수행하고, 실리콘 웨이퍼를 위해 산처리(acid treament)를 45초간 수행하는 2차 세정공정을 수행하였다.
이후, 스퍼터링 챔버 내에 장착되는 순도(99.9%)의 4인치 Si 타겟 및 C 타겟이 설치되며, 이후 스퍼터링챔버 내에 터보분자펌프를 이용하여 1×10-5Torrdml 기본 압력으로 진공처리가 수행되며, 진공을 형성한 후, Ar 가스를 40sccm의 유량으로 챔버내로 주입한다.
이후, Si 타겟과 C 타겟의 표면과 챔버를 세정하기 위해 사전 스퍼터링 공정을 10분정도 수행할 수 있다.
각각의 Si 타겟 및 C 타겟과 기판(140)과의 거리는 6cm로 형성하며, 기판은 1700rph로 회전하며, 이후 증착공정이 수행될 수 있도록 설정한다.
이후, 상술한 것과 같이, Si 와 C의 증착비율을 확인하기 위하여 C 타겟의 RF 전력은 150W로 고정하고, Si 타겟은 100W, 150W, 175W, 200Wfh 나누고 공급하고 기판 상에 a-Si1 - xCx 패시베이션막을 증착한다.
이 경우 증착되는 패시베이션층의 두께는 각 타겟의 증착비율의 변동에도 불구하고 100nm로 유지할 수 있도록 한다.
도 4는 Si 타겟의 RF 출력변화에 따른 TEM 이미지를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, TEM 분석을 통해 스퍼터링 방식으로 합성된 SiCx 박막이 실리콘 웨이퍼 위에 비정질 상태로 Si 타켓의 출력과 무관하게 모든 경우 고르게 합성되는 것을 확인할 수 있다.
또한, a-Si1 - xCx 막의 색상은 Si 구성 비율이 높아질 수록 어두운 이미지로 구현되며, 이는 SiC의 구성비율이 RF 출력변화에 변경됨을 의미한다. 따라서, 본 발명에 따른 SiC를 동시 스퍼터링하는 경우, Si의 증착양과 C의 증착량을 동시에 연속적으로 스퍼터링하면서 제어할 수 있음을 알 수 있다.
도 5는 Si 타겟의 RF 출력변화에 따른 a-Si1 - xCx 막 중에서 Si와 C의 깊이 프로파일을 도시한 것이다.
도 5에 도시된 것과 같이, Si 타켓의 RF 파워가 증가할수록 a-Si1 - xCx 막에 Si 함량이 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 동일한 조건의 경우 막 내부에 Si과 C의 함량이 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있다.
도 6은 Si 타겟에 가해지는 RF 전력의 기능을 갖는 엘립소미터에 의해 측정된 a-Si1 - xCx 패시베이션 막의 굴절율 스펙트라를 도시한 것이다.
도 6의 (a)에 도시된 그래프를 통해 보면, 400~1000nm의 파장 범위에서 굴절율은 Si 타겟에 높은 RF 전력을 공급할 때 증가됨을 알 수 있다. 즉, 200W의 Si 타겟 RF 전력에서 굴절율의 값은 모든 파장 범위에서 높게 형성된다. 일반적으로 Si의 굴절율은 C (Si=.49, C=.41 at 630 nm) 보다 높다. 그러므로 Si 타겟의 RF 전력이 높아가면, 더 많은 Si 이온이 기판 상에 막으로 증착하게 되며, 이러한 결과 Si는 보다 높은 굴절율을 층을 만들게 된다.
도 6의 (b)에 도시된 것을 보면, 이는 630nm에서 굴절율의 하나의 포인트를 나타내는 것으로 이 포인트는 가시 파장 레짐(regime)에서 광 성질을 위한 표준 파장이며, 적색광 파장에 해당한다. 본 발명에 따른 공정에서 Si 타겟의 100W RF 전력을 공급시에는 2.7의 굴절율을 획득할 수 있게 된다. 또한, Si 타겟의 RF 전력을 증가시키면 굴절율이 더욱 올라게 되며, 200W 전력에서 3.7의 굴절율을 확보할 수 있게 됨을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 동시 스퍼터링에 의해 형성되는 a-Si1-xCx 패시베이션 막의 굴절율을 2.7~3.7의 범위를 RF 전력 인가 범위에 따라 조절 되는바, 굴절율을 자유롭게 사용자가 제어할 수 있게 된다. 이러한 특성은 추후 태양전지에 본 발명에 따른 패시베이션 막이 이용되는 경우, 태양빛이 반사되는 양을 줄여주는 쪽으로 패시베이션 막의 특성을 향상시킬 필요가 있게 되며, 이 경우 본 발명에 따른 a-Si1 - xCx 패시베이션 막의 굴절율 조절은 매우 효율적으로 이용될 수 있게 된다.
도 7은 Si 타겟에서 RF 전력의 변화에 따른 광밴드갭의 변화를 도시한 것이다.
Si 카겟의 RF 전력을 증가시킴에 따라, 흡수밴드갭은 1.4에서 0.9eV로 감소됨을 알 수 있다. 일반적으로 카본은 상온에서 약 5.5eV의 광밴드갭을 가지며, Si는 상온에서 약 1.11eV를 가지는바, 일반적으로 카본의 광밴드갭이 더 높게 형성된다. 그러나, Si 타겟에 인가되는 RF 전력이 증가하면, 막은 Si가 풍부한 층으로 변화하게 되는바, 이는 높은 Si 타겟에 인가되는 RF 전력에 의해 낮은 광밴드갭 박막을 가져오는 이유가 된다.
도 8은 Si 타겟에 가해지는 전력의 기능에서 실리콘 와이퍼의 수명테스터에 의해 측정된 a-Si1 - xCx 패시베이션 막의 캐리어 수명(Carrier lifetime)을 보여주는 그래프이다.
도시된 것과 같이, 100W에서 Si 타겟에 의해 증착된 a-Si1 - xCx 패시베이션 막의 캐리어 수명은 8.9us이다. 특히 도시된 도면의 결과에서는 C의 양보다 Si의 양이 많을 수록 더 높은 캐리어 수명을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 따라서, a-Si1-xCx 패시베이션 막의 캐리어 수명을 향상시키기 위해서는 C의 양보다 Si의 양이 더 많도록 증착을 수행할 필요가 있으며, 이를 위해 Si에 걸리는 RF 출력을 C에 걸리는 출력 이상으로 함이 바람직하다.
본 발명에 따른 태양전지용 SICx 패시베이션 박막 형성방법은 독립적인 Si타겟과 C 타겟을 동시에 스퍼터링하는 방법과 RF 전력의 변화를 통해 C와 Si의 막내 구성비율을 조절할 수 있도록 할 수 있으며, 이를 통해 굴절율 및 캐리어의 수명을 조절하여 효율적인 기능을 구현하는 패시베이션 박막을 구현할 수 있게 된다.
이러한 구성은 종래의 다양한 구조의 태양전지에 본 발명에 따른 SICx 패시베이션 박막을 적용시킬 수 있게 된다. 예를 들면, P 타입 실리콘 웨이퍼 기판과 상기 P 타입 실리콘 웨이퍼 기판 상에 형성되는 상술한 본 발명에 따른 공정에 의해 형성되는 SICx 패시베이션박막, 상기 패시베이션층과 전기적으로 연결된 제1전극 및 상기 P 타입 실리콘 웨이퍼 기판과 전기적으로 연결된 제2전극 등을 포함하는 구성으로 태양전지에 적용될 수 있다.
즉, SiCx는 일반적인 결정질 실리콘 태양전지의 패시베이션 층으로 활용하여 태양전지의 고효율 화를 도모 할 수 있으며, 박막 태양전지를 포함한 패시베이션 층을 필요로 하는 모든 종류의 태양전지에 활용하여 태양전지의 효율향상을 이룰 수 있다. 특히, SiCx의 경우 고온 저항에 우수한 특성과 넓은 밴드 갭을 가지며, 높은 열전도성, 항복 전계 ,내열성, 내식성이 우수하고 경도가 높고 내마모성이 우수하며, 열팽창률이 작고 열전도성이 크고 열 충격 저항성이 높아 첨단소재로서의 적용이 가능할 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 스퍼터링 챔버
120: 제1타겟모듈
121: 음극전극
122: Si 타겟
130: 제2타겟모듈
131: 음극전극
132: C 타겟
140: 기판
120: 제1타겟모듈
121: 음극전극
122: Si 타겟
130: 제2타겟모듈
131: 음극전극
132: C 타겟
140: 기판
Claims (7)
- Si 타겟을 구비한 제1타겟모듈과 C 타겟을 구비한 제2타겟모듈을 구비한 스퍼티렁 챔버 내로 기판을 장입하는 1단계;
상기 스퍼터링 챔버내를 진공 상태로 만들고, 이온화용 가스를 상기 스퍼터링 챔버 내로 주입하는 2단계;
상기 제1 및 제2 타켓 모듈의 전극에 RF 전원을 인가하여 상기 Si 및 C 타켓과 기판 사이에 이온화용 가스를 이온화시켜 플라즈마를 형성하는 3단계;
상기 플라즈마 상태로 이온화된 이온들을 상기 타겟에 충돌시켜 스퍼터링된 타겟 물질이 상기 기판 상에 연속적으로 증착시켜 SiCx 패시베이션 막을 형성하는 4단계;
를 포함하는 태양전지용 SiCx 패시베이션 박막 형성방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 1단계에서 이용되는 기판은,
P 타입 실리콘 웨이퍼 기판인 것을 특징으로 하는 태양전지용 SiCx 패시베이션 박막 형성방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 1단계의 공정 전에,
상기 기판은 트라이크로로에틸렌, 아세톤, 메탄올 및 증류수를 이용하여 세장하는 1차 표면처리공정과,
산성용액을 이용하여 상기 기판의 표면을 세정하는 2차 표면처리공정이 수행되는 태양전지용 SiCx 패시베이션 박막 형성방법.
- 청구항 3에 있어서,
상기 2단계의 공정은,
Ar, Ne, N2 중 선택되는 어느 하나의 가스를 이용하는 태양전지용 SiCx 패시베이션 박막 형성방법.
- 청구항 4에 있어서,
상기 3단계는,
상기 제1 및 제2 타켓모듈의 전극에 인가되는 RF 전원의 출력은 150W~300W인 태양전지용 SiCx 패시베이션 박막 형성방법.
- 청구항 4에 있어서,
상기 4단계에서 형성되는 SiCx 패시베이션 박막의 굴절율은 2.7~3.7의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 SiCx 패시베이션 박막 형성방법.
- P 타입 실리콘 웨이퍼 기판;과
상기 P 타입 실리콘 웨이퍼 기판 상에 형성되는 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항의 방법에 의해 형성되는 SiCx 패시베이션박막;
상기 패시베이션층과 전기적으로 연결된 제1전극; 및
상기 P 타입 실리콘 웨이퍼 기판과 전기적으로 연결된 제2전극;
을 포함하여 구성되는 태양전지.
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