KR20140021730A - Solar cell and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell and a manufacturing method thereof.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다. Recently, as energy resources such as oil and coal are expected to be depleted, interest in alternative energy to replace them is increasing, and solar cells that produce electric energy from solar energy are attracting attention.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다.Typical solar cells have a semiconductor portion that forms a p-n junction by different conductive types, such as p-type and n-type, and electrodes connected to semiconductor portions of different conductivity types, respectively.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 복수의 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍은 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어, 전자는 n형의 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 p형의 반도체부와 n형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.When light is incident on the solar cell, a plurality of electron-hole pairs are generated in the semiconductor, and the generated electron-hole pairs are separated into electrons and holes, which are electric charges, and the electrons move toward the n-type semiconductor portion, and the holes are p-type. Move toward the semiconductor portion. The transferred electrons and holes are collected by the different electrodes connected to the p-type semiconductor portion and the n-type semiconductor portion, respectively, and the electrodes are connected by a wire to obtain electric power.
본 발명은 제조 공정을 보다 간소화할 수 있는 태양 전지 및 그 제조 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
The present invention provides a solar cell and a method for manufacturing the same, which can simplify the manufacturing process more.
본 발명에 따른 태양 전지의 일례는 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하고, 결정질 실리콘을 함유하는 기판; 기판의 후면 위에 위치하고, 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 에미터부; 기판의 후면에 위치하고, 기판보다 제1 도전성 타입의 불순물을 고농도로 함유하는 후면 전계부; 에미터부와 연결되는 제1 전극; 및 후면 전계부와 연결되는 제2 전극;을 포함하고, 에미터부는 비정질 실리콘을 포함하고, 후면 전계부는 결정질 실리콘을 포함한다.One example of a solar cell according to the present invention includes a substrate containing impurities of a first conductivity type and containing crystalline silicon; An emitter portion disposed on the rear surface of the substrate and containing impurities of a second conductivity type opposite to the first conductivity type; A rear electric field unit positioned on a rear surface of the substrate and containing a higher concentration of impurities of a first conductivity type than the substrate; A first electrode connected to the emitter portion; And a second electrode connected to the rear electric field part, wherein the emitter part includes amorphous silicon, and the back electric field part includes crystalline silicon.
여기서, 후면 전계부는 기판의 내부에 형성되고, 에미터부는 기판의 외부에 형성될 수 있다. 일례로, 기판은 후면에 함몰부를 포함하고, 후면 전계부는 함몰부에 위치할 수 있다.Here, the rear electric field portion may be formed inside the substrate, and the emitter portion may be formed outside the substrate. In one example, the substrate may include a depression in the rear surface, the rear electric field may be located in the depression.
또한, 본 발명에 따른 태양 전지는 에미터부 위에 위치하는 도전층을 더 포함할 수 있으며, 도전층은 투명 도전막(Transparent conductive oxide,TCO)을 포함할 수 있다.In addition, the solar cell according to the present invention may further include a conductive layer positioned on the emitter portion, and the conductive layer may include a transparent conductive oxide (TCO).
또한, 제1 전극은 도전층과 직접 접촉하고, 제2 전극은 후면 전계부와 직접 접촉할 수 있다.
In addition, the first electrode may directly contact the conductive layer, and the second electrode may directly contact the rear electric field part.
또한, 본 발명에 따른 태양 전지 제조 방법의 일례는 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 기판의 후면 위에 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 에미터부를 형성하는 단계; 기판의 후면 내부에 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 후면 전계부를 형성하는 단계; 에미터부와 전기적으로 연결되는 제1 전극을 형성하는 단계; 및 후면 전계부와 전기적으로 연결되는 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함하고, 에미터부는 기판의 후면 위에 제2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 비정질 실리콘을 증착하여 형성하고, 후면 전계부는 기판의 후면에 제1 도전상 타입의 불순물을 확산시켜 형성한다.In addition, an example of the solar cell manufacturing method according to the present invention comprises the steps of forming an emitter portion containing an impurity of the second conductivity type opposite to the first conductivity type on the rear surface of the substrate containing the impurity of the first conductivity type; Forming a backside electric field containing an impurity of a first conductivity type inside a backside of the substrate; Forming a first electrode electrically connected to the emitter portion; And forming a second electrode electrically connected to the backside electric field, wherein the emitter portion is formed by depositing amorphous silicon containing impurities of a second conductivity type on the backside of the substrate, and the backside electric field of the substrate It is formed by diffusing impurities of the first conductive phase type on the back surface.
여기서, 에미터부를 형성하는 단계와 후면 전계부를 형성하는 단계 사이에, 에미터부 위에 도전층을 형성하는 단계; 도전층의 일부를 식각하여 에미터부의 일부를 노출하는 단계; 및 노출된 에미터부 위와 도전층 위에 제1 보호막을 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the step of forming a conductive layer on the emitter portion between the step of forming the emitter portion and the back side electric field portion; Etching a portion of the conductive layer to expose a portion of the emitter portion; And forming a first passivation layer on the exposed emitter portion and the conductive layer.
또한, 에미터부를 형성하는 단계와 후면 전계부를 형성하는 단계 사이에, 에미터부 위에 도전층을 형성하는 단계; 도전층 및 에미터부의 일부를 식각하여 기판의 후면 일부를 노출하는 단계; 및 노출된 기판 후면 일부와 도전층 위에 제1 보호막을 형성시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.Also, between the step of forming the emitter portion and the back side electric field portion, forming a conductive layer on the emitter portion; Etching a portion of the conductive layer and the emitter portion to expose a portion of the rear surface of the substrate; And forming a first passivation layer on a portion of the exposed back surface of the substrate and the conductive layer.
또한, 도전층의 일부분 위에 제1 에칭 페이스트를 도포한 후, 열처리를 실시하여 도전층의 일부, 또는 도전층 및 에미터부의 일부를 식각할 수 있다.In addition, after applying the first etching paste on a portion of the conductive layer, heat treatment may be performed to etch a portion of the conductive layer, or a portion of the conductive layer and the emitter portion.
여기서, 열처리 공정의 열처리 온도는 대략 150℃ ~ 250℃ 사이일 수 있다.Here, the heat treatment temperature of the heat treatment process may be between about 150 ℃ to 250 ℃.
또한, 후면 전계부를 형성하는 단계는 제1 보호막 위에 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 도펀트 페이스트를 도포하는 단계; 및 도펀트 페이스트에 레이저 빔을 조사하여, 도펀트 페이스트의 불순물을 기판의 후면에 확산시는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the backside electric field may include applying a dopant paste containing an impurity of a first conductivity type on the first passivation layer; And irradiating a laser beam on the dopant paste to diffuse impurities of the dopant paste onto the rear surface of the substrate.
또한, 도펀트 페이스트를 도포하는 단계에서, 도펀트 페이스트는 식각에 의해 노출된 기판의 후면 또는 에미터부 위에 형성된 제1 보호막 위에 도포할 수 있다.In addition, in the step of applying the dopant paste, the dopant paste may be applied on the first protective film formed on the back surface or the emitter portion of the substrate exposed by etching.
또한, 도펀트 페이스트가 도포된 제1 보호막의 일부분을 레이저 빔에 의해 제거할 수 있다.In addition, a portion of the first passivation layer coated with the dopant paste may be removed by a laser beam.
또한, 제1 전극을 형성하는 단계는 도전층 위에 배치되는 제1 보호막 위에 제2 에칭 페이스트를 도포하는 단계; 및 열처리를 실시하여 제1 보호막의 일부를 식각하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the forming of the first electrode may include applying a second etching paste on the first passivation layer disposed on the conductive layer; And performing a heat treatment to etch a part of the first passivation layer.
또한, 도금 방식을 이용하여 도전층과 전기적으로 연결된 제1 전극 및 후면 전계부와 전기적으로 연결된 제2 전극을 형성할 수 있다.
In addition, by using a plating method, a first electrode electrically connected to the conductive layer and a second electrode electrically connected to the rear field part may be formed.
본 발명에 따른 태양 전지 및 그 제조 방법은 기판의 후면에 에미터부를 증착하여 형성하고, 후면 전계부는 확산시켜 형성함으로써, 태양 전지의 제조 공정을 보다 단순화시킬 수 있어, 제조 비용을 절감할 수 있다.
The solar cell and the method of manufacturing the same according to the present invention are formed by depositing an emitter portion on a rear surface of a substrate and forming a diffused electric field on a rear surface, thereby simplifying the manufacturing process of the solar cell, thereby reducing manufacturing costs. .
도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 태양 전지의 제1 실시예에 대하여 설명하기 위한 도이다.
도 3a 내지 도 3k는 도 1에 도시된 태양 전지를 제조하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양 전지의 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.1 to 2 are diagrams for explaining a first embodiment of a solar cell according to the present invention.
3A to 3K are diagrams for explaining an example of a method of manufacturing the solar cell shown in FIG. 1.
4 is a view for explaining a second embodiment of a solar cell according to the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 “전체적”으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification. When a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the case directly above another portion but also the case where there is another portion in between. Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle. Also, when a part is formed as "whole" on the other part, it means not only that it is formed on the entire surface (or the front surface) of the other part but also not on the edge part.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 태양 전지에 대하여 설명한다.Hereinafter, a solar cell according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 태양 전지의 제1 실시예에 대하여 설명하기 위한 도이다.1 to 2 are diagrams for explaining a first embodiment of a solar cell according to the present invention.
구체적으로 도 1은 본 발명에 따른 태양 전지의 일부 사시도이고, 도 2는 도 1에서 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.1 is a partial perspective view of a solar cell according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line II-II of the solar cell shown in FIG.
도 1 및 도 2를 참고로 하면, 본 발명의 일례에 따른 태양 전지(1)는 기판(110), 기판(110)의 제1 면, 즉 전면 위에 위차하는 전면 전계부(171)(front surface field, FSF)(171), 전면 전계부(171) 위에 위치하는 반사 방지막(130), 기판(110)의 제1 면과 반대면인 제2 면, 즉 후면 위에 위치하는 복수의 에미터부(121), 기판(110)의 후면 위에 위치하고 복수의 에미터부(121)와 나란하게 뻗어 있는 복수의 후면 전계부(172)(back surface field, BSF)(172), 복수의 에미터부(121) 위에 각각 위치하는 복수의 제1 전극(141)과 복수의 후면 전계부(172) 위에 각각 위치하는 복수의 제2 전극(142)을 포함할 수 있다. 1 and 2, a solar cell 1 according to an example of the present invention includes a front surface electric field unit 171 (front surface) which is positioned on a
한편, 도 1 및 도 2에 도시된, 본 발명에 따른 태양 전지는 전술한 구성 이외에도, 에미터부(121) 위에 도전층(150), 에미터부(121) 위에 제1 보호막(191), 기판(110)과 에미터부(121) 사이에 제2 보호막(192)을 더 포함할 수 있다.1 and 2, the solar cell according to the present invention, in addition to the above-described configuration, the
이와 같이, 한편, 여기의 도 1 및 도 2에서는 본 발명에 따른 태양 전지(1)가 반사 방지막(130), 전면 전계부(171), 도전층(150), 제1 보호막(191) 및 제2 보호막(192)을 포함하는 것을 일례로 도시하고 있지만, 여기서, 반사 방지막(130), 전면 전계부(171), 도전층(150), 제1 보호막(191) 및 제2 보호막(192)이 생략되는 것도 가능하다. As described above, in FIGS. 1 and 2, the solar cell 1 according to the present invention includes the
그러나, 반사 방지막(130), 전면 전계부(171), 도전층(150), 제1 보호막(191) 및 제2 보호막(192)이 형성된 경우, 태양 전지의 광전 효율이 더욱 향상될 수 있으므로, 이하에서는 반사 방지막(130), 전면 전계부(171), 도전층(150), 제1 보호막(191) 및 제2 보호막(192)이 태양 전지(1)에 포함된 것을 일례로 설명한다.However, when the
기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 n형 도전성 타입의 실리콘으로 이루어진 결정질 기판(110)일 수 있다. 이때, 실리콘은 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘 등과 같은 결정질 실리콘일 수 있다. 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑된다. 하지만, 이와는 달리, 기판(110)은 p형 도전성 타입일 수 있고, 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다. 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 기판(110)은 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑된다. The
이러한 기판(110)은 전면이 텍스처링(texturing)되어 요철면을 갖는다. 편의상 도 1에서, 기판(110)의 가장자리 부분만 요철면으로 도시하였지만, 실질적으로 기판(110)의 전면 전체가 요철면을 갖고 있으며, 이로 인해 기판(110)의 전면 위에 위치한 반사 방지막(130) 및 전면 전계부(171) 역시 요철면을 가질 수 있다.The
아울러, 도 1 및 도 2에서는 기판(110)의 전면만 요철면을 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 이와 다르게, 본 발명에 따른 태양 전지는 기판(110)의 전면 뿐만 아니라, 기판(110)의 후면도 요철면을 구비할 수 있다.In addition, in FIGS. 1 and 2, only the front surface of the
다음, 전면 전계부(171)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 전면에 위치할 수 있다.Next, the front
이와 같은 전면 전계부(171)는 기판(110)과 전면 전계부(171)와의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되어 기판(110) 전면 쪽으로의 전하(예, 정공) 이동을 방지하는 전계 효과가 있다. The
따라서, 전면 전계부(171)는 기판(110)의 전면 쪽으로 이동하는 정공을 전위 장벽에 의해 기판(110)의 후면 쪽으로 되돌아가게 하는 전면 전계 효과가 있고, 이로 인해, 전면 전계부(171)는 외부 장치로 출력되는 전하의 출력량을 증가시키고, 기판(110)의 전면에서 재결합이나 결함에 의해 손실되는 전하의 양을 감소시킨다. Accordingly, the front
이와 같은 전면 전계부(171)는 수소를 포함할 수 있으며, 수소를 포함하는 경우, 기판(110)의 표면 및 그 근처에 주로 존재하는 댕글링 결합(dangling bond)과 같은 결함(defect)을 안정한 결합으로 바꾸어 결함에 의해 기판(110)의 전면 표면에서 전하가 소멸되는 것을 감소시키는 페시베이션 기능(passivation function)을 수행할 수 있다.The front
이와 같은 전면 전계부(171)는 하나의 층으로 형성될 수도 있으나, 복수의 층으로 형성되는 것도 가능하다.The front
일례로, 전면 전계부(171)는 기판(110)의 전면에 직접 접촉하는 진성 비정질 실리콘층(171a) 및 진성 비정질 실리콘층(171a) 위에 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 비정질 실리콘층(171b)을 포함할 수 있다.For example, the front
아울러, 이와 같은 전면 전계부(171)는 수소를 포함할 수 있으며, 이와 같은 경우, 패시베이션 기능도 함께 수행할 수 있다.In addition, the front
다음, 반사 방지막(130)은 전면 전계부(171) 위에 위치할 수 있으며, 태양 전지(1)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양 전지(1)의 효율을 높인다. 이러한 반사 방지막(130)은 실리콘 질화막(SiNx), 아연 산화막(ZnO;Zinc Oxide) 또는 알루미늄 아연 산화막(AZO;aluminum zinc oxide) 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.Next, the
이와 같은, 반사 방지막(130)은 도 1 및 도 2에서는 단일막 구조를 갖는 것으로 도시하고 있으나, 이와 다르게 이중막 구조나 다층막 구조로도 형성할 수 있다.As described above, although the
복수의 에미터부(121)는 기판(110)의 후면 위에서 일정한 방향으로, 후면 전계부(172)와 나란한 방향으로 뻗어 있다.The plurality of
도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 후면 전계부(172)와 에미터부(121)는 기판(110) 위에서 번갈아 위치한다. As shown in FIGS. 1 and 2, the rear
각 에미터부(121)는 기판(110)의 후면에 형성되며, 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, p형의 도전성 타입을 갖고 있어, 에미터부(121)는 기판(110)과 p-n 접합을 형성한다.Each
기판(110)과 복수의 에미터부(121) 간에 형성된 p-n 접합에 의해, 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자-정공 쌍은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. 따라서, 기판(110)이 n형이고 복수의 에미터부(121)가 p형일 경우, 분리된 정공은 각 에미터부(121)쪽으로 이동하고 분리된 전자는 기판(110)보다 불순물 농도가 높은 복수의 후면 전계부(172) 쪽으로 이동한다.Hole pairs formed by the light incident on the
각 에미터부(121)는 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 n형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 복수의 에미터부(121)쪽으로 이동하고 분리된 정공은 복수의 후면 전계부(172)쪽으로 이동한다.Each
복수의 에미터부(121)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우 에미터부(121)에는 3가 원소의 불순물이 도핑될 수 있고, 반대로 복수의 에미터부(121)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)에는 5가 원소의 불순물이 도핑될 수 있다.When the
본 발명에 따른 태양 전지는 기판(110)이 결정질 실리콘, 에미터부(121)가 비정질 실리콘을 포함하고, 에미터부(121)가 기판(110)의 후면과 p-n 접합을 형성하므로, 후면 접합 구조를 형성할 뿐만 아니라 이종 접합(hetero junction)을 형성한다. 이와 같이, 기판(110)과 에미터부(121)가 이종 접합을 형성한 경우, 태양 전지의 개방 전압(Voc)를 보다 향상시킬 수 있다.In the solar cell according to the present invention, since the
이와 같은 에미터부(121)의 두께는, 태양 전지의 발전 효율과 제조 비용을 고려하여, 10nm ~ 30nm 사이에서 형성될 수 있다. The thickness of the
복수의 후면 전계부(172)는 기판(110)과 동일한 제1 도전성 타입의 불순물을 기판(110)보다 고농도로 함유한 영역이다. 예를 들어, 기판(110)이 n형 타입의 불순물을 포함하는 경우, 복수의 후면 전계부(172)는 n+의 불순물 영역일 수 있다.The plurality of backside
이와 같은 복수의 후면 전계부(172)는 기판(110)의 후면에 배치되며, 에미터부(121)와 나란하게 정해진 방향으로 뻗어 있다. 여기서, 후면 전계부(172)는 에미터부(121)와 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 이격되어 형성될 수도 있으나, 이와 다르게 서로 접하여 형성될 수도 있다. 이하에서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 후면 전계부(172)와 에미터부(121)가 서로 이격되어 형성된 경우를 일례로 설명한다.The plurality of rear
이러한 후면 전계부(172)는 기판(110)과 후면 전계부(172)와의 불순물 농도 차이로 인한 전위 장벽에 의해 전자의 이동 방향인 후면 전계부(172) 쪽으로의 정공 이동을 방해하는 반면, 후면 전계부(172) 쪽으로의 전하(예, 전자) 이동을 용이하게 한다. 따라서, 후면 전계부(172) 및 그 부근 또는 제1 및 제2 전극(141, 142)에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 전자 이동을 가속화시켜 후면 전계부(172)로의 전자 이동량을 증가시킬 수 있다. This rear
복수의 제1 전극(141) 각각은 복수의 에미터부(121) 위에 위치하여 복수의 에미터부(121)를 따라서 연장되어 있고, 복수의 에미터부(121)와 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다. 각 제1 전극(141)은 해당 에미터부(121)쪽으로 이동한 전하, 예를 들어, 정공을 수집한다.Each of the plurality of
복수의 제2 전극(142)은 복수의 후면 전계부(172) 위에 위치하여 복수의 후면 전계부(172)를 따라서 길게 연장되어 있고, 복수의 후면 전계부(172)와 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다. 각 제2 전극(142)은 해당 후면 전계부(172)쪽으로 이동하는 전하, 예를 들어, 전자를 수집한다.A plurality of
이와 같은 복수의 제1 및 제2 전극(141, 142)은 도전성 금속 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어질 수도 있고, 이와 다르게, 투명 도전성 금속, 예를 들어 TCO를 포함하여 형성될 수도 있다. The plurality of first and
이와 같은 제1 전극(141) 및 제2 전극(142)은 각각 에미터부(121)와 후면 전계부(172) 위에 위치하므로, 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)의 패턴과 동일하게 서로 나란하게 교번하여 일정한 방향으로 뻗어 있을 수 있다.Since the
이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지(1)의 동작은 다음과 같다.The operation of the solar cell 1 according to this embodiment having such a structure is as follows.
태양 전지(1)로 빛이 조사되어 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 기판(110)에서 전자-정공 쌍이 발생한다. 이들 전자-정공 쌍은 기판(110)과 에미터부(121)의 p-n 접합에 의해 서로 분리되어 정공은 p형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(121)쪽으로 이동하고, 전자는 n형의 도전성 타입을 갖는 후면 전계부(172)쪽으로 이동하여, 각각 제1 전극(141)과 제2 전극(142)으로 전달되어 제1 및 제2 전극(141, 142)에 의해 수집된다. 이러한 제1 전극(141)과 제2 전극(142)을 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.When light is irradiated onto the solar cell 1 and incident on the
한편, 본 발명에 따른 태양 전지에서, 에미터부(121)는 기판(110)의 후면에 제2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 비정질 실리콘을 증착시켜 형성하고, 후면 전계부(172)는 기판(110)의 후면에 제1 도전성 타입의 불순물을 확산시켜 형성한다.Meanwhile, in the solar cell according to the present invention, the
따라서, 에미터부(121)는 제2 도전성 불순물을 함유하는 비정질 실리콘을 포함하고, 후면 전계부(172)는 제1 도전성 불순물을 함유하는 결정질 실리콘을 포함한다. 이와 같은 태양 전지의 구조는 상대적으로 발전 효율을 향상시키는 후면 이종 접합 태양 전지를 구현하는데 있어, 제조 공정을 보다 단순화할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, the
보다 구체적으로, 후면 이종 접합 태양 전지를 구현할 때, 본 발명과 다르게, 기판(110)의 후면에 에미터부(121)와 후면 전계부(172)를 모두 비정질 실리콘으로 증착하여 형성시킬 경우, 상대적으로 복잡합 패터닝 공정이 필요하고, 에미터부(121)와 후면 전계부(172)에 포함되는 비정질 실리콘이 서로 다른 도전성 타입의 불순물을 함유해야 하므로, 서로 다른 증착 챔버 내에서 증착되어야 하므로, 제조 공정이 상대적으로 복잡해진다. More specifically, when implementing a back heterojunction solar cell, in contrast to the present invention, when the
예를 들어, 기판(110)의 후면에 에미터부(121)를 형성하는 경우, 에미터부(121) 증착 챔버에서, 기판(110)의 후면 전체에 제2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 비정질 실리콘을 포함하는 에미터부(121)를 형성시킨 이후, 다시, 후면 전계부(172)가 형성될 영역을 기판(110)의 후면에 마련하기 위해, 에미터부(121)의 일부분을 식각해야한다. For example, when the
이때, 에미터부(121)의 일부분을 식각하기 위해, 식각 방지 마스크를 이용하여 에미터부(121)의 일부분을 식각한 이후, 기판(110)의 후면에 남아있는 에미터부(121) 위에만 마스크를 다시 형성시킨 이후, 후면 전계부(172) 증착 챔버에서 식각에 의해 노출된 기판(110)의 후면에 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 비정질 실리콘을 포함하는 후면 전계부(172)를 형성시켜야 한다.In this case, in order to etch a part of the
이와 같은 경우, 태양 전지의 제조 공정이 복잡해져, 태양 전지의 가격이 상대적으로 상승할 수 있다.In such a case, the manufacturing process of a solar cell becomes complicated, and the price of a solar cell can rise relatively.
그러나, 본 발명에 따른 태양 전지는 에미터부(121)만 비정질 실리콘으로 증착하여 형성하고, 후면 전계부(172)는 제1 도전성 불순물을 함유하는 도펀트 페이스트(DP)와 레이저 빔을 이용하여 기판(110)의 후면에 제1 도전성 불순물을 확산시켜 형성할 수 있는 구조이므로, 후면 전계부(172)를 형성할 때에, 챔버가 필요하지 않고, 후면 전계부(172)를 형성할 때에 도펀트 페이스트(DP)와 레이저 빔을 이용하므로, 별도의 식각 방지 마스크를 사용하지 않아도 된다. 따라서, 태양 전지의 제조 공정을 보다 단순하게 할 수 있다.However, the solar cell according to the present invention is formed by depositing only the
이와 같은 경우, 본 발명에 따른 태양 전지는 제조 공정의 특징에 의해, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(110)은 후면 중에서 에미터부(121)가 형성된 영역을 제외한 나머지 영역에 함몰부를 포함하고, 후면 전계부(172)는 기판(110)의 후면에 형성된 함몰부 내에 위치할 수 있다.In this case, the solar cell according to the present invention, due to the features of the manufacturing process, as shown in Figure 2, the
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 에미터부(121) 위에 형성되는 도전층(150)은 투명 도전막(Transparent conductive oxide,TCO), 예를 들어 ITO를 포함할 수 있다. 이와 같은 도전층(150)은 에미터부(121)와 제1 전극(141) 사이의 접촉 저항을 최소화시키는 역할을 하며, 아울러, 에미터부(121)와 전기적으로 연결되는 제1 전극(141)을 에미터부(121) 위에 형성하는 공정 중에 에미터부(121)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 2, the
이와 같은 도전층(150)은 에미터부(121)의 두께보다 더 두껍게 형성될 수 있으며, 일례로, 도전층(150)의 두께는 40nm ~ 80nm 사이에서 형성될 수 있다.The
여기서, 도전층(150)의 두께를 40nm 이상으로 하는 것은 에미터부(121)의 손상을 방지하기 위해 최소한의 두께를 가지도록 하기 위함이고, 도전층(150)의 두께를 80nm 이하로 하는 것은 태양 전지 제조 비용을 최소화하기 위함이다. The thickness of the
다음, 제1 보호막(191)은 에미터부(121) 위와 기판(110)의 후면 위에 형성될 수 있다.Next, the
보다 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 에미터부(121) 위에 도전층(150)이 있는 경우, 제1 보호막(191) 중 일부는 에미터부(121) 위에 있는 도전층(150) 위에 형성될 수 있으며, 제1 보호막(191) 중 나머지 일부는 기판(110)의 후면 중에서 에미터부(121)가 형성되지 않은 영역 위에 형성될 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 2, when the
이와 같은 제1 보호막(191)은 복수의 층을 포함할 수 있다. The
일례로, 제1 보호막(191)은 도전층(150) 및 기판(110)과 직접 접촉하는 하부 보호막(191a)과 하부 보호막(191a) 위에 형성되는 상부 보호막(191b)을 더 포함할 수 있다. 이때, 하부 보호막(191a)은 진성 비정질 실리콘을 포함하고, 상부 보호막(191b)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산화 질화물, 알루미늄 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.For example, the
이와 같은 제1 보호막(191)은 기판(110)의 후면 표면으로 이동되는 케리어가 결함에 의해 소실되는 것을 방지하여, 태양 전지의 단락 전류를 보다 높이는 역할을 한다.The
아울러, 본 발명에 따른 태양 전지는 도 2에 도시된 바와 같이, 에미터부(121)와 기판(110) 사이에는 제2 보호막(192)을 더 포함할 수 있다.In addition, the solar cell according to the present invention may further include a
이와 같은 제2 보호막(192)은 진성 비정질 실리콘을 포함할 수 있으며, 앞선 제1 보호막(191)과 같이, 기판(110)의 후면 표면으로 이동되는 케리어가 결함에 의해 소실되는 것을 방지하여, 태양 전지의 단락 전류를 보다 높이는 역할을 한다.The
이와 같은 제2 보호막(192)은 과도하게 두꺼운 경우, 기판(110)에서 생성된 케리어가 에미터부(121)로 이동할 때에, 방해가 될 수 있다. 따라서, 제2 보호막(192)의 두께는 에미터부(121)보다 얇을 수 있으며, 일례로, 1nm ~ 5nm 사이에서 형성될 수 있다.When the
또한, 본 발명에 따른 태양 전지의 제1 전극(141) 및 제2 전극(142)은 도금 방식에 의해 형성될 수 있다.In addition, the
따라서, 비록 도 2에는 도시되지 않았지만, 제1 전극(141)과 제2 전극(142) 각각은 시드층과 도전성 금속층을 포함할 수 있다.Thus, although not shown in FIG. 2, each of the
여기서, 시드층은 에미터부(121) 또는 후면 전계부(172)의 표면에 접하고, 도전성 금속층은 시드층 위에 형성될 수 있다.Here, the seed layer may be in contact with the surface of the
이와 같은, 시드층은 니켈 규소 화합물(Ni silicide)를 포함하여 형성될 수 있으며, 도전성 금속층은 구리(Cu), 주석(Sn) 및 은(Ag) 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.As such, the seed layer may include a nickel silicon compound (Ni silicide), and the conductive metal layer may include at least one of copper (Cu), tin (Sn), and silver (Ag).
지금까지의 도 1 및 도 2에서는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지의 구조에 대해서만 설명하였으나, 이하에서는 이와 같은 태양 전지를 제조하는 공정에 대해 구체적으로 설명한다.1 and 2 have been described only for the structure of a solar cell according to an example of the present invention, the following will be described in detail for the process of manufacturing such a solar cell.
도 3a 내지 도 3k는 도 1에 도시된 태양 전지를 제조하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.3A to 3K are diagrams for explaining an example of a method of manufacturing the solar cell shown in FIG. 1.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 기판(110)을 준비한다.First, as shown in FIG. 3A, a
이와 같은 기판(110)은 소데미지 에칭(saw damage etching)에 의해 전면이 텍스처링(texturing)되어 요철면을 가질 수 있다. 아울러, 도 3a와 다르게, 기판(110)의 후면 역지 요철면을 가질 수 있다.The
다음, 도 3b에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 전면 전체에는 전면 전계부(171)를 형성하고, 이후, 전면 전계부(171) 위에 반사 방지막(130)을 형성할 수 있다. 이와 같은 반사 방지막(130)과 전면 전계부(171)는 CVD 챔버 또는 PECVD 챔버 내에서 증착되어 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 3B, the front surface
여기서, 전면 전계부(171)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 전면에 직접 진성 비정질 실리콘층(171a)을 형성한 이후, 진성 비정질 실리콘층 위에 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 비정질 실리콘층(171b)을 형성하여, 복수의 층으로 구성되도록 할 수 있다.1 and 2, since the intrinsic
아울러, 기판(110)의 후면 전체에는 비정질 실리콘을 함유하는 제2 보호막(192) 먼저 형성한 이후, 제2 보호막(192) 전체 위에 제2 도전성 불순물과 비정질 실리콘을 포함하는 에미터부(121)를 형성하고, 에미터부(121) 전체면 위에 투명 도전막(Transparent conductive oxide,TCO)을 포함하는 도전층(150)을 순서대로 형성시킬 수 있다. 여기서, 제2 보호막(192)과 에미터부(121)는 CVD 챔버 또는 PECVD 챔버 내에서 증착되어 형성될 수 있다.In addition, the second
다음, 기판(110)의 후면 전체면에 형성된 제2 보호막(192), 에미터부(121), 도전층(150)의 일부를 식각하는 단계를 수행한다.Next, a portion of the
이를 위해, 도 3c에 도시된 바와 같이, 에미터부(121)와 도전층(150)의 일부분은 에미터부(121)와 도전층(150)의 일부분 위에 제1 에칭 페이스트(EP1)를 도포한다. To this end, as shown in FIG. 3C, a part of the
이후, 도 3d에 도시된 바와 같이, 제1 에칭 페이스트(EP1)에 열을 가하여 기판(110)의 후면 위에 위치한 에미터부(121)와 도전층(150) 및 제2 보호막(192)의 일부분을 식각하여 기판(110)의 후면을 노출시킬 수 있다. 이때, 도 3d에서는 에미터부(121)의 일부 뿐만 아니라 도전층(150)의 일부가 모두 식각되는 것을 일례로 도시하고 있으나, 이와 다르게, 에미터부(121)는 식각시키지 않고 도전층(150)의 일부만 식각하는 것도 가능하다. 이에 따른 태양 전지의 구조는 도 4에서 후술한다. Thereafter, as illustrated in FIG. 3D, heat is applied to the first etching paste EP1 to remove a portion of the
이와 같이, 제1 에칭 페이스트(EP1)를 이용하여 에미터부(121)와 도전층(150)의 일부분을 식각하는 공정에서의 열처리 온도는 대략 150℃ ~ 250℃ 사이일 수 있다.As such, the heat treatment temperature in the process of etching the
이와 같이, 열처리 온도를 제한하는 것은 에미터부(121)와 도전층(150)의 식각 공정이 원하는 만큼 이루어지도록 하면서, 기판(110)이 열에 의한 손상을 최소화하기 위함이다.As such, the limit of the heat treatment temperature is to minimize the damage caused by the heat of the
다음, 도 3e에 도시된 바와 같이, 에미터부(121) 위와 식각에 의해 노출된 기판(110)의 후면 위에 제1 보호막(191)을 형성시킬 수 있다. 이때, 제1 보호막(191)은 복수의 층으로 형성시킬 수 있다.Next, as shown in FIG. 3E, the
일례로, 도 3e에 도시된 바와 같이, 제1 보호막(191)은 도전층(150) 및 기판(110)과 직접 접촉하는 하부 보호막(191a)과 하부 보호막(191a) 위에 형성되는 상부 보호막(191b)으로 형성될 수 있으며, 이때, 하부 보호막(191a)은 진성 비정질 실리콘을 포함하고, 상부 보호막(191b)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산화 질화물, 알루미늄 산화물 중 적어도 하나를 포함하여 형성시킬 수 있다.For example, as illustrated in FIG. 3E, the
이후, 기판(110)의 후면 내에 제1 도전상 타입의 불순물을 확산시켜, 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 후면 전계부(172)를 형성할 수 있다. Subsequently, impurities of the first conductive phase type may be diffused in the rear surface of the
이를 위해, 기판(110)의 후면 위에 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 도펀트 페이스트(DP)를 도포할 수 있다.To this end, a dopant paste DP containing an impurity of the first conductivity type may be coated on the rear surface of the
일례로, 도 3f에 도시된 바와 같이, 도펀트 페이스트(DP)는 제1 에칭 페이스트(EP1)에 의해 식각되어 노출된 기판(110)의 후면과 접하여 형성된 제1 보호막(191) 위에 도포될 수 있다.For example, as illustrated in FIG. 3F, the dopant paste DP may be coated on the
이후, 도 3g에 도시된 바와 같이, 레이저 건(LB)을 이용하여, 도펀트 페이스트(DP)에 레이저 빔을 조사함으로써, 도펀트 페이스트(DP)의 불순물을 기판(110)의 후면에 확산시켜 후면 전계부(172)를 형성시킬 수 있다.Thereafter, as illustrated in FIG. 3G, by irradiating a laser beam to the dopant paste DP by using the laser gun LB, impurities of the dopant paste DP are diffused to the rear surface of the
이와 같이, 도펀트 페이스트(DP)에 레이저 빔을 조사하면, 제1 보호막(191)은 레이저 빔에 의해 식각되고, 기판(110)의 후면 일부도 함께 식각될 수 있다.As such, when the laser beam is irradiated onto the dopant paste DP, the
이에 따라, 기판(110)의 후면에는 함몰부가 형성되며, 함몰부 내부로 도펀트 페이스트(DP)에 포함된 제1 도전성 불순물이 레이저 빔의 열에 의해 확산된다.Accordingly, a recess is formed on the rear surface of the
따라서, 기판(110)의 후면에 형성된 함몰부 내에는 제1 도전성 불순물을 기판(110)보다 고농도로 함유하는 후면 전계부(172)가 형성될 수 있다.Accordingly, the backside
이후, 도 3h에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 후면에 후면 전계부(172)를 형성시킨 이후, 기판(110)의 후면에 잔존하는 도펀트 페이스트(DP)를 제거한다.Thereafter, as shown in FIG. 3H, after forming the rear
다음, 에미터부(121)와 전기적으로 연결되는 제1 전극(141)과 후면 전계부(172)와 전기적으로 연결되는 제2 전극(142)이 형성될 수 있다. Next, a
일례로, 도 3i에 도시된 바와 같이, 먼저, 제1 전극(141)을 형성하기 위해, 도전층(150) 위에 배치되는 제1 보호막(191) 위에 제2 에칭 페이스트(EP2)를 도포할 수 있다.For example, as illustrated in FIG. 3I, first, a second etching paste EP2 may be applied onto the
다음, 도 3j에 도시된 바와 같이, 제2 에칭 페이스트(EP2)에 열을 가하여 도전층(150) 위에 배치되는 제1 보호막(191)을 식각할 수 있다. 이때의 제2 에칭 페이스트(EP2)에 가해지는 열의 온도는 대략 150℃ ~ 250℃ 사이일 수 있다.Next, as illustrated in FIG. 3J, the first
이때, 에미터부(121)과 제1 보호막(191) 사이에 위치하는 도전층(150)은 제2 에칭 페이스트(EP2)에 의해 에미터부(121)가 함께 식각되거나 손상받는 것을 방지하는 역할을 한다. 만약, 에미터부(121)의 두께가 상대적으로 매우 얇은 경우에는 특히 도전층(150)의 역할이 중요해진다. In this case, the
이후, 도 3k에 도시된 바와 같이, 식각에 의해 노출된 도전층(150) 위에 에미터부(121)와 전기적으로 연결되는 제1 전극(141)을 형성하고, 후면 전계부(172)에 연결되는 제2 전극(142)이 형성될 수 있다.Thereafter, as illustrated in FIG. 3K, a
이때, 제1 전극(141) 및 제2 전극(142)은 도금 방식에 의해 형성될 수 있다. 이와 같이 도금 방식에 의해 제1 전극(141)과 제2 전극(142)을 형성하는 경우, 제1 전극(141)과 제2 전극(142)을 형성하기 위한 별도의 패터닝 과정을 거치지 않아도 되므로, 제조 공정을 보다 간소화시킬 수 있다.In this case, the
일례로, 제1 전극(141)과 제2 전극(142)은 무전해 도금 방식과 전해 도금 방식이 혼합하여 형성시킬 수 있다. For example, the
일례로, 제1 전극(141)과 제2 전극(142)의 각 시드층을 형성할 때에는 LIP(light induced plating)와 같은 무전해 도금 방식을 사용하고, 이후, 시드층 위에 도전성 금속층을 형성할 때에는 전해 도금 방식을 이용할 수도 있다.For example, when forming each seed layer of the
이와 같이, 무전해 도금 방식을 사용하여, 제1 전극(141)과 에미터부(121) 및 제2 전극(142)과 후면 전계부(172) 사이의 접촉 저항을 줄일 수 있고, 아울러, 전해 도금 방식을 사용하여, 상대적으로 전극 형성 속도가 느린 무전해 도금 방식을 보완하여 전극 형성속도를 보다 향상시킬 수 있다.As such, by using an electroless plating method, contact resistance between the
이와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지 제조 방법의 일례는 에미터부(121)와 후면 전계부(172)를 형성시킬 때에, 증착 방식과 확산 방식을 혼합하여 사용함으로써, 태양 전지 제조 공정을 보다 간소화시킬 수 있어, 제조 시간 및 비용을 보다 절감할 수 있다.As such, one example of the solar cell manufacturing method according to the present invention is to simplify the solar cell manufacturing process by using a mixture of the deposition method and the diffusion method when forming the
다음, 도 4는 본 발명에 따른 태양 전지의 제2 실시예를 설명하기 위한 도이다.Next, Figure 4 is a view for explaining a second embodiment of a solar cell according to the present invention.
도 4에서는 도 2에서 설명한 내용과 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하고, 도 2와 다른 부분에 대해서만 설명한다.In FIG. 4, descriptions of parts overlapping with those described in FIG. 2 will be omitted, and only parts different from those of FIG. 2 will be described.
도 4에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 태양 전지는 에미터부(121)가 도전층(150)보다 더 넓게 기판(110)의 후면에 형성될 수 있다.As shown in FIG. 4, in the solar cell according to the second embodiment, the
이와 같은 구조는, 앞선 도 3d에서 설명한 바와 같이, 제1 에칭 페이스트(EP1)를 이용하여 식각할 때에, 에미터부(121)는 식각시키지 않고 도전층(150)의 일부만 식각하고, 도펀트 페이스트(DP)와 레이저 빔을 이용하여 후면 전계부(172)를 형성시킬 때, 에미터부(121)의 일부분이 식각되어 형성될 수 있다.As described above with reference to FIG. 3D, when the etching is performed using the first etching paste EP1, only a part of the
이와 같이, 앞선 도 3d와 다르게 제1 에칭 페이스트(EP1)를 이용하여 식각할 때에, 도전층(150)의 일부만 식각하고, 에미터부(121)는 식각시키지 않고 남겨두게 되면, 제1 에칭 페이스트(EP1)에 의해 기판(110)의 후면이 영향받는 것을 최소화할 수 있고, 이에 따라, 기판(110)에서 발생한 케리어 수명(life time)이 감소할 수 있는 요소를 막아줄 수 있다.As described above, unlike in FIG. 3D, when etching using the first etching paste EP1, only a part of the
따라서, 제2 실시예에 따른 태양 전지는 제1 실시예에 따른 태양 전지보다 케리어의 수명을 더 크게할 수 있어, 태양 전지의 발전 효율을 보다 향상시킬 수 있다.Therefore, the solar cell according to the second embodiment can extend the life of the carrier more than the solar cell according to the first embodiment, thereby further improving the power generation efficiency of the solar cell.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
Claims (16)
상기 기판의 후면 위에 위치하고, 상기 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 에미터부;
상기 기판의 후면에 위치하고, 상기 기판보다 상기 제1 도전성 타입의 불순물을 고농도로 함유하는 후면 전계부;
상기 에미터부와 연결되는 제1 전극; 및
상기 후면 전계부와 연결되는 제2 전극;을 포함하고,
상기 에미터부는 비정질 실리콘을 포함하고, 상기 후면 전계부는 결정질 실리콘을 포함하는 태양 전지.A substrate containing impurities of the first conductivity type and containing crystalline silicon;
An emitter portion disposed on a rear surface of the substrate and containing impurities of a second conductivity type opposite to the first conductivity type;
A rear electric field unit positioned on a rear surface of the substrate and containing a higher concentration of impurities of the first conductivity type than the substrate;
A first electrode connected to the emitter; And
And a second electrode connected to the rear electric field portion,
And the emitter portion comprises amorphous silicon and the back field portion comprises crystalline silicon.
상기 후면 전계부는 상기 기판의 내부에 형성되고, 상기 에미터부는 상기 기판의 외부에 형성되는 태양 전지.The method according to claim 1,
The rear electric field portion is formed inside the substrate, and the emitter portion is formed outside the substrate.
상기 기판은 후면에 함몰부를 포함하고,
상기 후면 전계부는 상기 함몰부에 위치하는 태양 전지.The method of claim 2,
The substrate includes a recess on the back side,
The back field is a solar cell located in the depression.
상기 에미터부 위에 위치하는 도전층을 더 포함하는 태양 전지.The method according to claim 1,
The solar cell further comprises a conductive layer positioned on the emitter portion.
상기 도전층은 투명 도전막(Transparent conductive oxide,TCO)을 포함하는 태양 전지.5. The method of claim 4,
The conductive layer includes a transparent conductive oxide (TCO).
상기 제1 전극은 상기 도전층과 직접 접촉하고, 상기 제2 전극은 상기 후면 전계부와 직접 접촉하는 태양 전지.5. The method of claim 4,
The first electrode is in direct contact with the conductive layer, and the second electrode is in direct contact with the back field.
상기 기판의 후면 내부에 상기 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 후면 전계부를 형성하는 단계;
상기 에미터부와 전기적으로 연결되는 제1 전극을 형성하는 단계; 및
상기 후면 전계부와 전기적으로 연결되는 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 에미터부는 상기 기판의 후면 위에 상기 제2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 비정질 실리콘을 증착하여 형성하고,
상기 후면 전계부는 상기 기판의 후면에 상기 제1 도전상 타입의 불순물을 확산시켜 형성하는 태양 전지 제조 방법.Forming an emitter portion containing an impurity of a second conductivity type opposite to the first conductivity type on a back surface of the substrate containing an impurity of a first conductivity type;
Forming a backside electric field portion containing impurities of the first conductivity type in a backside of the substrate;
Forming a first electrode electrically connected to the emitter portion; And
And forming a second electrode electrically connected to the rear field part.
The emitter part is formed by depositing amorphous silicon containing impurities of the second conductivity type on the rear surface of the substrate,
And the rear electric field part is formed by diffusing impurities of the first conductive phase type on a rear surface of the substrate.
상기 에미터부를 형성하는 단계와 상기 후면 전계부를 형성하는 단계 사이에,
상기 에미터부 위에 도전층을 형성하는 단계;
상기 도전층의 일부를 식각하여 상기 에미터부의 일부를 노출하는 단계; 및
상기 노출된 에미터부 위와 상기 도전층 위에 제1 보호막을 형성시키는 단계
를 더 포함하는 태양 전지 제조 방법.The method of claim 7, wherein
Between forming the emitter portion and forming the rear electric field portion,
Forming a conductive layer on the emitter portion;
Etching a portion of the conductive layer to expose a portion of the emitter portion; And
Forming a first passivation layer on the exposed emitter portion and the conductive layer
Solar cell manufacturing method comprising a more.
상기 에미터부를 형성하는 단계와 상기 후면 전계부를 형성하는 단계 사이에,
상기 에미터부 위에 도전층을 형성하는 단계;
상기 도전층 및 상기 에미터부의 일부를 식각하여 상기 기판의 후면 일부를 노출하는 단계; 및
상기 노출된 기판 후면 일부와 상기 도전층 위에 제1 보호막을 형성시키는 단계;
를 더 포함하는 태양 전지 제조 방법.The method of claim 7, wherein
Between forming the emitter portion and forming the rear electric field portion,
Forming a conductive layer on the emitter portion;
Etching a portion of the conductive layer and the emitter to expose a portion of the rear surface of the substrate; And
Forming a first passivation layer on a portion of the exposed back surface of the substrate and the conductive layer;
Solar cell manufacturing method comprising a more.
상기 도전층의 일부분 위에 제1 에칭 페이스트를 도포한 후, 열처리를 실시하여 상기 도전층의 일부, 또는 상기 도전층 및 상기 에미터부의 일부를 식각하는 태양 전지 제조 방법.10. The method according to claim 8 or 9,
Applying a first etching paste on a portion of the conductive layer and then performing heat treatment to etch a portion of the conductive layer or a portion of the conductive layer and the emitter portion.
상기 열처리 공정의 열처리 온도는 대략 150℃ ~ 250℃ 사이인 태양 전지 제조 방법.11. The method of claim 10,
The heat treatment temperature of the heat treatment step is about 150 ℃ to 250 ℃ manufacturing method of a solar cell.
상기 후면 전계부를 형성하는 단계는
상기 제1 보호막 위에 상기 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 도펀트 페이스트를 도포하는 단계; 및
상기 도펀트 페이스트에 레이저 빔을 조사하여, 상기 도펀트 페이스트의 불순물을 상기 기판의 후면에 확산시키는 단계
를 포함하는 태양 전지 제조 방법.11. The method of claim 10,
The step of forming the rear surface electric field portion
Applying a dopant paste containing an impurity of the first conductivity type on the first passivation layer; And
Irradiating the dopant paste with a laser beam to diffuse impurities from the dopant paste onto the rear surface of the substrate;
Solar cell manufacturing method comprising a.
상기 도펀트 페이스트를 도포하는 단계에서,
상기 도펀트 페이스트는 식각에 의해 노출된 상기 기판의 후면 또는 상기 에미터부 위에 형성된 제1 보호막 위에 도포하는 태양 전지 제조 방법.13. The method of claim 12,
In the step of applying the dopant paste,
The dopant paste is applied to the first protective film formed on the back of the substrate or the emitter portion exposed by etching.
상기 도펀트 페이스트가 도포된 상기 제1 보호막의 일부분을 상기 레이저 빔에 의해 제거하는 태양 전지 제조 방법.13. The method of claim 12,
And removing a portion of the first passivation layer coated with the dopant paste by the laser beam.
상기 제1 전극을 형성하는 단계는
상기 도전층 위에 배치되는 제1 보호막 위에 제2 에칭 페이스트를 도포하는 단계; 및
열처리를 실시하여 상기 제1 보호막의 일부를 식각하는 단계를 포함하는 태양 전지 제조 방법.15. The method of claim 14,
The step of forming the first electrode
Applying a second etching paste on the first passivation layer disposed on the conductive layer; And
Etching a portion of the first passivation layer by performing a heat treatment.
도금 방식을 이용하여 상기 도전층과 전기적으로 연결된 상기 제1 전극 및 상기 후면 전계부와 전기적으로 연결된 상기 제2 전극을 형성하는 태양 전지 제조 방법.
16. The method of claim 15,
Forming a first electrode electrically connected to the conductive layer and the second electrode electrically connected to the rear electric field part by using a plating method.
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