KR20140117420A - Ｓｉ 태양 전지들의 표면 부동태화의 성능 및 안정성을 개선하기 위한 버퍼 층 - Google Patents

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Abstract

본원 발명의 실시예들은 일반적으로 태양 전지들의 제조에 관한 것이고, 보다 구체적으로 Si 태양 전지들의 표면 부동태화의 성능 및 안정성을 개선하기 위한 버퍼 층에 관한 것이다. 일반적으로, 버퍼 층(중간 층)을 포함하는 부동태화 층 적층체가 실리콘-계 기판의 표면 상에 형성된다. 일 실시예에서, 부동태화 층 적층체가 기판의 후방 표면 상에 형성될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 부동태화 층 적층체가 기판의 후방 표면 및 기판의 전방 에미터 영역(광 수용 표면) 상에 형성된다.

Description

ＳＩ 태양 전지들의 표면 부동태화의 성능 및 안정성을 개선하기 위한 버퍼 층{BUFFER LAYER FOR IMPROVING THE PERFORMANCE AND STABILITY OF SURFACE PASSIVATION OF SI SOLAR CELLS}
본원 발명은 일반적으로 태양 전지들의 제조에 관한 것이고, 보다 구체적으로 Si 태양 전지들의 표면 부동태화의 성능 및 안정성을 개선하기 위한 버퍼 층에 관한 것이다.
태양 전지들은 태양광을 전력으로 직접적으로 변환하는 광발전(photovotaic) 소자들이다. 가장 일반적인 태양 전지 재료는, 단결정, 다결정(polycrystalline), 복수-결정(multi-crystalline) 기판들, 또는 비정질 필름들 형태의 실리콘이다. 태양 전지의 전체적인 효율을 유지하거나 높이면서, 태양 전지들의 제조 비용을 줄이기 위한, 그에 따라 결과적인 전지의 비용을 줄이기 위한 노력들이 계속되고 있다.
보다 구체적으로, 광발전(PV) 또는 태양 전지들은 태양광을 직류(DC) 전력으로 변환하는 소자들이다. 전형적인 PV 전지는, p-타입 기판의 상단부 상에 배치된 n-타입 실리콘 재료의 얇은 층을 가지는, 전형적으로 약 0.3 mm 미만의 두께의 p-타입 실리콘 웨이퍼, 또는 기판을 포함한다. PV 전지에 의해서 발생된 전압, 또는 광-전압, 그리고 발생된 전류는 p-n 접합부(junction)의 재료 성질들, 증착된 층들 사이의 계면 성질들, 및 소자의 표면적에 의존한다. 태양광(광자들로부터의 에너지로 구성된다)에 노출될 때, PV 전지의 p-n 접합부는 자유 전자들 및 홀들의 쌍들을 생성한다. p-n 접합부의 고갈(depletion) 영역에 걸쳐서 형성된 전기장이 자유 전자들 및 홀들을 분리하여, 전압을 생성한다. n-측으로부터 p-측까지의 회로는, PV 전지가 전기적 로드(load)에 연결될 때, 전자들의 유동을 허용한다. 전력은, 전자들 및 홀들이 외부 전기적 로드를 통해서 유동하고 최종적으로 재조합될 때 발생되는 전류를 전압에 곱한 결과물이다. 각각의 태양 전지는 특정량의 전력을 생성한다. 복수의 태양 전지들이, 희망하는 시스템 전력량을 전달하기 위한 크기를 가지는 모듈들로 타일화된다(tiled).
태양 전지가 입사 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 효율은 여러 가지 인자들에 의해서 부정적으로 영향을 받으며, 그러한 인자들에는 태양 전지의 광 수용 표면에서 반사되는 및/또는 태양 전지의 후방 표면에서 반사되지 않는 입사광의 분율, 그리고 태양 전지 내에서의 전자들 및 홀들의 재조합 레이트(rate)가 포함된다. 전자들 및 홀들이 재조합될 때, 입사 태양 에너지가 열 또는 광으로서 재-방출되고, 그에 의해서 태양 전지들의 변환 효율을 저하시킨다. 재조합은 기판의 벌크(bulk) 실리콘 내에서 발생될 수 있고, 그러한 재조합은 벌크 실리콘 내의, 또는 기판의 전방 또는 후방 표면 상의 결함들의 수의 함수이고, 상기 결함들의 수는 얼마나 많은 단글링 결합들(dangling bonds) 즉, 종료되지 않은 화학적 결합들(트랩(trap) 사이트들로서 나타난다)이 기판 표면 상에 존재하는지의 함수이다. 전형적으로, 단글링 결합들이 기판의 표면 상에서 발견되는데, 이는 기판의 실리콘 격자가 전방 또는 후방 표면에서 종료되기 때문이다. 이러한 단글링 결합들은 결함 트랩들로서 작용하고 그에 따라 전자-홀 쌍들의 재조합을 위한 사이트들이 된다.
태양 전지의 후방 표면 상에서 부동태화 층을 이용하는 것에 의해서, 태양 전지의 효율이 향상될 수 있을 것이다. 양호한 부동태화 층은, 태양 전지들 내의 전자들 또는 홀들의 재조합을 감소시키고, 그리고 전자들 및 전하들을 태양 전지들 내로 재지향시켜 광전류를 생성하는 바람직한 필름 성질을 제공할 수 있다. 게다가, 부동태화 층이 또한 후방측부(backside) 반사부로서의 역할을 하여, 광을 태양 전지 소자들로 다시 반사시키는 것을 도우면서 광 흡수를 최소화할 수 있을 것이다.
p-타입 베이스 태양 전지에 대한 n-타입 에미터(emitter) 표면, p-타입 베이스 태양 전지에 대한 후방 p-타입 Si 표면 또는 n-타입 베이스 태양 전지에 대한 p-타입 에미터 표면을 부동태화하기 위해서, 알루미늄 산화물(Al2O3) 층과 같은 부동태화 층이 실리콘 기판의 후방 표면 상에 형성될 수 있을 것이다. 알루미늄 산화물은 단글링 결합들을 부동태화하는데 있어서 효과적일 뿐만 아니라, 전계(field effect) 부동태화를 개선하기 위한 효과적인 고정 전하(fixed charge)를 가진다. 소성(firing) 프로세스라고 종종 지칭되는 후속 고온 어닐링 프로세스 중에 알루미늄 산화물이 추후-증착되는(예를 들어, 스크린 인쇄되는) 금속 후방 접촉 재료(예를 들어, Al 페이스트)와 반응하는 것을 방지하기 위해서, 실리콘 질화물(SiN) 층이 알루미늄 산화물 층 상에 추가적으로 증착될 수 있을 것이다. 그러나, 알루미늄 산화물 층과 실리콘 질화물 층 사이의 계면에서 문제들이 발생한다. 예를 들어, 계면은 희망하는 값에 미치지 못하는 열적 및 기계적 응력 안정성, 전하 불안정성을 나타내고, 그리고 알루미늄 산화물 증착과 실리콘 질화물 증착 사이의 교차-오염에 영향받기 쉽다. 또한, 희망하는 태양 전지 성능 특성들을 제공하기 위해서는 많은 양의 알루미늄 산화물이 요구되고, 이는 일반적으로 증착 레이트가 낮다는 문제점을 가지고 최종적으로 처리량(throughput)을 감소시킨다. 또한, 후속 레이저 삭마(ablation) 및 후방 표면 필드(back surface field; BSF) 형성에서 종종 어려움들에 직면하는데, 이는 알루미늄 산화물과 실리콘 질화물 층들 사이의 계면의 전술한 특성들 때문이다. 그에 따라, 태양 전지들의 개선된 부동태화, 보다 구체적으로 전술한 문제점들을 감소 또는 배제하는 개선된 층 적층체(stack)가 종래 기술에서 요구되고 있다.
태양 전지 부동태화의 상기 문제점들에 더하여, 부동태화 층들을 가지는 태양 전지들을 비용 효과적으로 제조하고자 하는 노력이 지속적으로 이루어지고 있다. 저비용을 고효율의 태양 전지들을 제조하는 것이 대량 소비를 위한 전기 생성을 위해서 보다 경쟁력을 가진 태양 전지들을 제조하기 위한 핵심이 된다. 태양 전지들의 효율은 여러 가지 층들 내의 흡수된 광자들로부터 생성되는 전하들을 수집할 수 있는 전지의 능력과 직접적으로 관련된다. 양호한 전방 표면 및 후방 표면 부동태화 층들은 형성된 태양 전지 소자 내의 생성 전자들 또는 홀들의 재조합을 감소시키는데 도움이 될 수 있고, 그리고 희망하는 광전류를 생성하기 위해서 태양 전지들 내로 전자들 및 홀들을 역으로 재지향시키는데 도움이 될 수 있다. 전자들 및 홀들이 재조합될 대, 입사 태양 에너지가 열 또는 광으로서 재-방출되고, 그에 의해서 태양 전지들의 변환 효율을 저하시킨다. 또한, 일반적으로, 부동태화 층은, 광이 부동태화 층을 통과할 때, 광 반사 및 흡수를 최소화하기 위한 바람직한 광학적 성질들, 및 상부에 배치되는 표면(들)을 "표면" 부동태화시키기 위한, 기판의 근처의 영역들 및 표면을 "벌크" 부동태화시키기 위한, 그리고 상부에 배치되는 태양 전지 기판 표면을 "필드" 부동태화시키기 위한 희망 전하를 저장하기 위한 바람직한 기능적 성질들을 가질 것이다. 바람직한 부동태화 층을 태양 전지 상에 형성하는 것은 태양 전지의 효율을 크게 개선할 수 있지만, 태양 전지 소자에 의한 광 반사를 최소화하고 광 흡수를 향상시키기 위해서, 형성된 전방 측부 부동태화 층(들)의 굴절률(n) 및 고유 흡광 계수(extinction coefficient)(k)를 주위 층들로 튜닝(tune)할 필요가 있다. 그러나, 증착 레이트, 및 그에 따라 셋팅된 기간 내에 프로세스될 수 있는 기판들의 최종적인 수가 굴절률 및 k 값들뿐만 아니라, 밀도와 같은 필름의 물리적 성질들에 영향을 미친다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해서, 이하의 태양 전지 프로세싱 요건들이 일반적으로 충족될 필요가 있다: 1) 기판 제조 장비에 대한 소유 비용(CoO)이 개선될 필요가 있다(예를 들어, 높은 시스템 처리량, 높은 기계 가동시간, 저렴한 기계들, 저렴한 소모성 비용들), 2) 프로세스 사이클 당 프로세스되는 면적이 증가될 필요가 있다(예를 들어, Wp 당 프로세싱 감소), 및 3) 형성된 층들의 품질 및 필름 적층체 형성 프로세스들이 양호하게 제어될 필요가 있고 그리고 고효율 태양 전지들을 생산하기에 충분하여야 한다. 그에 따라, 태양 전지 적용예들을 위한 실리콘 시트들을 비용 효과적으로 형성 및 제조하는 것이 요구되고 있다.
또한, 태양 전지 소자들에 대한 수요가 지속적으로 성장함에 따라, 기판 처리량을 증가시킴으로써 그리고 기판 상에서 실시되는 증착 프로세스들의 품질을 개선함으로써 비용을 줄이기 위한 경향이 있다. 그러나, 태양 전지 생산 라인 내의 모든 프로세싱 구성요소들의 생산 및 지원하는 것과 연관된 비용이 지속적으로 크게 높아지고 있다. 표면 오염을 줄이면서도 이러한 비용을 줄이기 위해서, 큰 처리량, 개선된 소자 수득(yield), 감소된 수의 기판 취급 단계들, 및 콤팩트한 시스템 풋프린트(footprint)를 가지는 신규한 태양 전지 프로세싱 시스템 및 프로세싱 시퀀스의 디자인이 요구되고 있다.
본원 발명의 실시예들은 일반적으로 기판의 전도도 타입과 반대되는 전도도 타입을 가지는, 기판의 제 1 표면 상에 형성된 에미터 영역을 포함하는 태양 전지 소자에 관한 것이다. 상기 태양 전지는 또한 하나 또는 둘 이상의 부동태화 층 적층체들을 포함한다. 상기 부동태화 층 적층체(들)는 상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 에미터 영역 상에 형성된 제 1 유전체 층, 상기 제 1 유전체 층 위에 형성된 제 2 유전체 층, 및 상기 제 1 유전체 층과 상기 제 2 유전체 층 사이에 배치된 중간 층(interlayer)을 포함한다.
본원 발명의 특정 실시예들은 일반적으로 태양 전지 소자 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 프로세싱 챔버 내에서 기판의 제 1 표면 상에 하나 또는 둘 이상의 부동태화 층 적층체들을 형성하는 단계에 의해서 실시된다. 상기 부동태화 층 적층체(들)는 상기 기판의 제 1 표면 상에 알루미늄 산화물의 제 1 유전체 층을 형성하는 단계에 의해서 제조된다. 다음에, 중간 층이 형성되는 경우에, 중간 층이 상기 제 1 유전체 층 위에 형성된다. 마지막으로, 실리콘 질화물의 제 2 유전체 층이 상기 중간 층 위에 형성된다.
본원 발명의 다른 실시예들은 일반적으로 태양 전지 프로세싱 시스템에 관한 것이다. 기판들을 제 1 방향으로 프로세싱 영역을 통해서 연속적으로(serially) 이송하도록 구성된 하나 또는 둘 이상의 컨베이어들을 가지는 기판 자동화 시스템이 제공된다. 상기 프로세싱 영역은 일반적으로 대기압 이하의 압력에서 유지된다. 상기 기판들이 상기 프로세싱 영역을 통해서 둘 또는 셋 이상의 증착 공급원들에 대해서 이송될 때, 알루미늄 함유 전구체 및 산소 함유 전구체를 포함하는 프로세싱 가스를 기판들의 각각의 표면으로 전달하도록 구성된 제 1 증착 공급원 및 실리콘 함유 전구체 및 산소 함유 전구체를 기판들의 각각의 표면으로 전달하도록 구성된 제 2 증착 공급원을 가지는 제 1 프로세싱 챔버가 제공된다. 상기 기판들이 상기 프로세싱 영역을 통해서 제 1 증착 공급원에 대해서 이송될 때, 실리콘 함유 전구체, 질소 함유 전구체, 및 산소 함유 전구체의 프로세싱 가스를 기판들의 각각의 표면으로 전달하도록 구성된 제 1 증착 공급원을 가지는 제 2 프로세싱 챔버가 제공된다.
본원 발명의 전술한 특징들이 구체적으로 이해될 수 있도록, 앞서서 간략히 요약된 발명의 보다 특별한 설명이, 일부가 첨부 도면들에 도시된 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있을 것이다. 그러나, 발명이 다른 균등하게 효과적인 실시예들에 대해서도 인정될 수 있기 때문에, 첨부 도면들이 발명의 단지 전형적인 실시예들을 도시한 것이고 그에 따라 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않는다는 것을 주목하여야 할 것이다.
도 1a-1c는 본원 발명의 여러 실시예들에 따른 도 2에 도시된 프로세싱 시퀀스의 상이한 스테이지들 중의 태양 전지 소자를 도시하는 횡단면도들이다.
도 2는 도 1a-1c에 도시된 실시예들에 따른 태양 전지 소자를 형성하는 프로세싱 시퀀스를 도시한 프로세스 흐름도이다.
도 3은 여기에서 설명된 방법에 따라서 그리고 본원 발명의 특정 실시예들에 따른 여기에서 설명된 프로세싱 시스템을 이용하여 형성된 태양 전지 소자를 도시한 횡단면도이다.
도 4는 본원 발명의 특정 실시예들에 따른 기판 프로세싱 시스템의 일 실시예의 등각도이다.
도 5는 본원 발명의 특정 실시예들에 따른 증착 챔버의 측면 횡단면도이다.
본원 발명의 실시예들은 일반적으로 태양 전지들의 제조에 관한 것이고 보다 구체적으로 실리콘(Si) 태양 전지의 표면 부동태화의 성능 및 안정성을 개선하기 위해서 이용되는 버퍼 층의 형성에 관한 것이다. 일반적으로, 버퍼 층(또는 중간 층)을 포함하는 부동태화 층 적층체가 실리콘-계 기판의 표면 상에 형성된다. 일 실시예에서, 부동태화 층 적층체가 기판의 후방 표면 상에 형성될 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 부동태화 층 적층체가 기판의 후방 표면 및/또는 기판의 전방 에미터 영역(광 수용 표면) 상에 형성된다. 일 실시예에서, 부동태화 층 적층체가 알루미늄 산화물 층, 버퍼 층, 및 실리콘 질화물 층을 포함한다. 알루미늄 산화물 층이 약 200 Å의 두께를 가지고 633 nm의 파장에서 1.6 내지 1.8의 굴절률(n)을 가지며, 그리고 실리콘 질화물이 약 800 Å의 두께를 가지고 633 nm의 파장에서 1.8 내지 2.1의 굴절률(n)로 형성되도록 하는 방식으로, 상기 실리콘 질화물 층이 증착된다. 상기 중간 층이 알루미늄 산화물 층과 실리콘 질화물 층 사이에 형성되고, 그리고 약 50-100 Å의 두께를 가질 수 있고, 결과적으로 약 1050 Å 내지 약 1100 Å의 전체 부동태화 층 적층체 두께를 초래할 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 상기 중간 층이 실리콘 이산화물 또는 실리콘 산질화물을 포함할 수 있을 것이다. 실리콘 이산화물 또는 실리콘 산질화물을 포함하는 중간 층의 이용은, 배리어 층으로서 작용하고, 그리고 태양 전지의 소자 성능을 개선하는데 도움이 될 희망하는 부동태화, 물리적, 전기적 및 광학적 성질들을 가지는 부동태화 층 적층체를 형성하기 위해서 필요한 하부 알루미늄 산화물 층의 두께를 감소시킨다. 부동태화 층 적층체를 형성하기 위해서 필요한 알루미늄 산화물 양의 감소는 태양 전지 소자의 생산 비용을 줄일 것인데, 이는 알루미늄 산화물 층을 형성하기 위해서 이용되는 종종 고가인 전구체들의 양의 감소 및 중간 층을 형성하기 위해서 이용되는 비교적 저렴한 비용에 기인한다. 프로세싱 시스템의 증가된 전체 처리량이 또한 여기에서 설명되는 이하의 프로세스들에 의해서 달성될 수 있는데, 이는 알루미늄 산화물의 증착 레이트가 비교적 느리고 그리고 기판 상에 형성될 필요가 있는 알루미늄 산화물의 양을 중간 층의 부가가 감소시키기 때문이다.
중간 층은 또한, 태양 전지의 전체적인 효율을 개선할 수 있는 굴절률(n≒1.7)과 같은 알루미늄 산화물 층과 유사한 광학적 성질들을 제공한다. 또한, 실리콘 이산화물/실리콘 산질화물과 알루미늄 산화물 사이의 열적 및 전단(sheer) 응력과 같은 유사성들로 인해서, 부동태화 적층체의 열적 및 기계적 안정성이 개선될 수 있다. 수분, 금속, 및/또는 알루미늄 산화물과 실리콘 질화물 층들 사이의 이온 이동으로 인한 교차-오염이 또한, 전술한 교차-오염을 방지하기 위한 배리어로서 작용하는 중간 층에 의해서 또한 감소된다. 배리어로서 작용하는 것에 부가하여, 상기 중간 층은, 그러한 중간 층이 낮은 응력 및 고정 전하의 낮은 밀도를 가진다는 사실로 인한 응력 및/또는 전하 변조(modulation)를 통해서 하부 알루미늄 산화물 층의 부동태화 성능을 향상시킬 수 있다. 알루미늄 산화물 층과 중간 층 사이의 광학적 성질들(즉, 굴절률)의 개선된 매칭 및 알루미늄 산화물의 두께 감소의 결과로서, 레이저 삭마 및 BSF 형성이 개선될 수 있을 것이다. 그러나, 중간 층이 20 nm 미만과 같이 얇을 때, 굴절률 매칭은 중요한 고려사항이 되지 않을 수 있을 것이다. 중간 층과 알루미늄 산화물 사이의 유사한 굴절률들이 레이저 삭마 프로세스를 개선할 것인데, 이는 삭마되는 재료를 효과적 및 효율적으로 제거할 수 있는 전달 레이저 에너지의 능력이 제거되는 재료의 광학적 성질들에 의해서 영향을 받기 때문이다. 일반적으로, 2개의 상이한 재료들 사이의 유사한 광학적 성질들이 레이저 삭마 프로세스 실시에 있어서 보다 큰 정밀도를 초래할 것이고, 이는 개선된 피쳐(feature) 형상 및 최소한으로 손상된 하부 기판 재료를 가지는 레이저 삭마된 피쳐를 초래할 수 있을 것이다.
도 1a-1c는 본원 발명의 여러 실시예들에 따른 도 2에 도시된 태양 전지 프로세싱 시퀀스의 상이한 스테이지들 중의 태양 전지 소자를 도시하는 횡단면도들이다. 도 3은 도 1 및 2와 관련하여 설명되고 도시된 방법 단계들에 따라서 형성될 수 있는, 부동태화 층 적층체들 중 하나 내의 중간 층을 포함하는 태양 전지 소자의 횡단면도이다. 여기에서 설명된 방법 단계들은 또한 본원 발명의 특정 실시예들에 따른 후술되는 프로세싱 시스템에서 실시될 수 있을 것이다.
도 3을 참조하면, 하나의 실시예에서, 형성된 태양 전지 기판(110)이, 형성된 태양 전지 소자(300)의 전방 표면(예를 들어, 상단부 표면(105)) 상의 부동태화 층 적층체(140), 전방 측부 전기 콘택들(307), 후방 표면(예를 들어, 후방 표면(106)) 상의 후방 표면 부동태화 층 적층체(120), 및 상기 부동태화 층 적층체(120) 내에 형성된 영역들(347)을 통해서 기판(110)의 표면과 전기적으로 접촉하는 후방 측부 전기적 콘택들(346)을 형성하는 전도성 층(345)을 가진다. 일 실시예에서, 기판(110)은, 이하에서 추가적으로 설명되는, 태양 전지 소자(300)의 일부를 형성하기 위해서 내부에 배치된 p-타입 도펀트를 가지는 실리콘 기판을 포함한다. 이러한 구성에서, 기판(110)이 p-타입 도핑된 베이스 영역(101) 및, 전형적으로 도핑 및 확산/어닐링 프로세스에 의해서 형성되나, 이온 주입을 포함하는 다른 프로세스들을 이용하여 형성될 수 있는, 상기 베이스 영역 상에 형성된 n-도핑된 에미터 영역(102)을 가질 수 있을 것이다. 또한, 상기 기판(110)은, 상기 태양 전지의 베이스 영역(101)과 에미터 영역(102) 사이에 배치된 p-n 접합부 영역(103)을 포함하고, 그리고 상기 기판(110)은, 태양 전지 소자(300)가 태양(350)으로부터의 광의 입사 광자들("I")에 의해서 조명될 때 전자-홀 쌍들이 생성되는 영역이다. 상기 전도성 층(345) 및 전방 측부 전기적 콘택들(307)이 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 납(Pb), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 니켈 바나듐(NiV), 또는 다른 유사 재료들, 및 이들의 조합들과 같은 금속을 포함할 수 있을 것이다.
하나의 예에서, 형성된 태양 전지 소자(300)는 반사-방지 코팅(ARC)과 같은 부동태화 층 적층체(140), 및 후방 표면 부동태화 층 적층체(120)를 포함하고, 상기 적층체(140) 및 적층체(120)의 각각이 프로세싱 시스템(400)(도 4) 내에서 상기 기판(110) 상에 모두 형성된 증착된 재료의 적어도 둘 또는 셋 이상의 층들을 포함한다. 상기 기판(110)이, 태양광을 전력으로 변환하기 위해서 이용되는, 단결정 실리콘, 복수-결정 실리콘, 또는 다결정 실리콘을 포함할 수 있으나, 또한 게르마늄(Ge), 갈륨 비소(GaAs), 카드뮴 텔루라이드(CdTe), 황화 카드뮴 (CdS), 구리 인듐 갈륨 셀레나이드(CIGS), 구리 인듐 셀레나이드(CuInSe2), 갈륨 인듐 인화물(GaInP2), 유기 재료들, 뿐만 아니라 GaInP/GaAs/Ge 또는 ZnSe/GaAs/Ge 기판들과 같은 이종접합 전지들을 포함할 수 있을 것이다. 부동태화/ARC 층 적층체(140)가, 도 1a-1c 및 도 2와 관련하여 설명된 바와 같이, 기판 표면(105)과 접촉하는 제 1 유전체 층(115), 상기 제 1 유전체 층(115) 위에 배치된 중간 층(119), 및 상기 중간 층(119) 상에 배치된 제 2 유전체 층(117)을 포함할 수 있을 것이다. 태양 전지 소자(300)의 일 실시예에서, 부동태화/ARC 층 적층체(140) 및 후방 표면 부동태화 층 적층체(120)의 선택은 형성된 소자 내에서 각각 전방 표면 반사(R1)를 최소화하고 후방 표면 반사(R2)를 최대화하여, 태양 전지 소자(300)의 효율을 개선할 것이다.
일부 실시예들에서, 중간 층(119)의 이용이 부동태화 층 적층체(들)(120 및 140)를 형성하기 위해서 요구되는 하부 제 1 유전체 층(115)의 필요 두께를 감소시키는데, 이는 중간 층(119)이, 제 1 유전체 층(115)의 부동태화 층 성질들과 유사한 또는 그 성질들을 보완하는, 전술한 바와 같은, 성질들을 제공하기 때문이다. 중간 층(119) 및 최적화된 제 1 유전체 층(115)의 이용은, 제 1 유전체 층(115)을 형성하기 위해서 알루미늄 산화물들과 같은 고가의 재료들이 이용될 때 유리할 수 있다. 중간 층(119)으로서 이용될 수 있는 실리콘 산화물 및 실리콘 산질화물 함유 층들은, 알루미늄 산화물 함유 층들에 대비하여, 제조하기가 비교적 더 저렴하다. 알루미늄 산화물 함유 층이 일반적으로 고효율 실리콘(Si) 태양 전지를 형성하는 것을 돕는데 있어서 유용한데, 이는 Si 태양 전지의 증가된 전체적인 효율을 제공하는 후방 표면 부동태화를 알루미늄 산화물이 제공하기 때문이라는 것을 주목하여야 할 것이다. 그에 따라, 유전체 층(115)을 형성하기 위해서 이용되는 알루미늄 산화물 함유 층을 생산하기 위한 종종 고가인 필요 두께가 감소될 수 있는데, 이는 중간 층(119)이 유전체 층들(115 및 117) 사이의 배리어 층으로서 작용하기 때문이다. 또한, 중간 층(119)은, 그러한 중간 층(119)이 낮은 응력 및 고정 전하의 낮은 밀도를 가진다는 사실로 인한 응력 및/또는 전하 변조를 통해서 하부 유전체 층(115)의 부동태화 효과 또는 부동태화 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 바람직한 전기적, 물리적 및/또는 부동태화 성질들을 가지는 중간 층(119) 재료를 선택하는 것에 의해서, 태양 전지 소자를 형성하기 위해서 필요한 알루미늄 산화물의 양을 감소시킬 수 있다. 유전체 층(115)을 형성하기 위해서 이용되는 알루미늄 산화물 층의 양 또는 두께의 감소는 또한 부동태화 층 적층체의 레이저 삭마와 연관된 난제들을 최소화하고 그리고 레이저 삭마된 피쳐들을 통해서 신뢰가능한 전기적 콘택들 및 BSF를 형성할 수 있는 능력을 향상시키는데, 이는 레이저 삭마 프로세스의 정확도 및 정밀도의 증가에 기인한다. 또한, 굴절률과 같은, 실리콘 이산화물 및 실리콘 산질화물의 광학적 성질들이, 알루미늄 산화물을 포함하는 유전체 층(115)의 광학적 성질(n≒1.7)에 근접한다. 레이저 삭마 프로세스가 레이저의 파장에 그리고 삭마되는 재료(들)의 광학적 성질들에 강하게 의존한다는 것을 주목할 수 있을 것이다. 유사한 광학적 성질들을 가지는 재료들이 보다 정밀하게 삭마될 수 있을 것이고, 이는 보다 깨끗하고(clean) 보다 반복가능한 삭마된 피쳐 형상을 제공한다. 부가적으로, 부동태화 층 적층체(들)(120 및/또는 140) 내의, 중간 층(119) 재료의 성질들로 인해서 그리고 중간 층의 두께 및/또는 유전체 층들(115 및/또는 117)의 두께를 조정하는 것에 의해서, 형성된 태양 전지 소자의 적색(예를 들어, 긴 파장들(즉 >~ 1000 nm)) 및/또는 청색(예를 들어, 짧은 파장들(즉 <~ 600 nm)) 광학적 흡수를 최적화하여 태양 전지의 변환 효율을 개선할 수 있다.
또한, 중간 층(119)이, 큰 음 전하 밀도(약 -1E13cm-2)를 가지는 제 1 유전체 층(115)과 큰 양 전하 밀도(약 +2E13cm-2)를 가지는 제 2 유전체 층(117) 사이의 전하 불안정성을 감소시키기 위한 버퍼로서 작용할 수 있다. 중간 층(119)이 또한, 종종 낮은 인장 응력(+0.01 GPa)을 나타내는 제 1 유전체 층(115)과 종종 큰 압축 응력(-1 GPa)을 나타내는 제 2 유전체 층(117) 사이의 기계적인 응력 불안정성을 감소시키기 위한 버퍼로서 작용한다. 중간 층(119)은, 낮은 양 전하 및 낮은 인장/압축 응력들을 나타내는 것에 의해서, 제 2 유전체 층(117)을 형성하기 위해서 이용되는 전형적인 재료들(예를 들어, 실리콘 질화물)에 대비한(versus) 제 1 유전체 층(115)에 대한 보다 양호한 매칭을 제공하고, 이는 개선된 열, 전하, 및 응력 안정성을 초래한다. 마지막으로, 중간 층(119)이 제 1 유전체 층(115)과 제 2 유전체 층(117) 사이의 수분 및 유기 또는 금속 오염물질 전달에 대한 배리어로서 작용한다. 결과적으로, 부동태화 층 적층체(들)(120 및 140)의 성능 및 안정성이 증가되고, 이는 개선된 태양 전지 효율을 유도한다.
예를 들어, 제 1 유전체 층과 제 2 유전체 층 사이에 배치된, 실리콘 이산화물을 포함하는 중간 층을 함유하는 부동태화 층 적층체를 이용할 때, 효율(%), 개방 회로 전압(Voc(mV)), 및 단락 전류(short circuit current)(Jsc(mA/cm2))의 증가들이 달성될 수 있다. 기준선으로서, 발명자들은, 18.49%의 효율, Voc = 640, 및 Jsc=36.4를 가지는 산업적인 스크린-인쇄된 알루미늄 후방-표면 필드(SP Al-BSF) 제공형 태양 전지를 결정하였다. 제공된 알루미늄 산화물의 제 1 유전체 층 및 실리콘 질화물의 제 2 유전체 층으로 형성된 부동태화 적층체가 기준선 이상으로 효율(+0.3%), Voc(+6), 및 Jsc(+0.7)를 증가시켰다. 그러나, 제공된 알루미늄 산화물의 제 1 유전체 층, 실리콘 이산화물의 중간 층, 및 실리콘 질화물의 제 2 유전체 층을 포함하는, 부동태화 층 적층체(120)와 같은, 부동태화 층 적층체는 기준선 이상으로 효율(+0.5%), Voc(+10), 및 Jsc(+0.9)를 증가시켰다. 결과적으로, 발명자들은, 본원 발명이 부동태화 층 적층체의 개선된 성능 및 안정성, 그리고 개선된 변환 효율과 같은, 개선된 태양 전지 전기 특성들을 제공한다는 것을 결정하였다.
도 3에 도시된 태양 전지 소자와 같은, 태양 전지 소자가 도 2의 프로세스 단계들을 실시함으로써 제조될 수 있을 것이다. 도 2는, 도 1a-1c에 도시된 실시예들에 따른, 태양 전지 소자(300)와 같은, 태양 전지 소자를 형성하는 프로세싱 시퀀스를 설명하는 흐름도를 도시한다. 도 2에 도시된 프로세싱 시퀀스들이, 태양 전지 소자를 제조하기 위해서 이용될 수 있는 프로세스의 하나의 예로서 단지 이용된 것임을 주목하여야 한다. 희망하는 태양 전지 소자를 형성하기 위한 필요성에 따라서, 일부 단계들이 부가될 수 있고, 제거될 수 있고 및/또는 재배열될 수 있을 것이다. 도 2의 프로세스 시퀀스가 단일 기판 프로세싱 챔버 내에서 실시될 수 있고, 또는 클러스터 툴에 제공된 복수의 기판 프로세싱 챔버들 내에서 실시될 수 있을 것이다. 일부 경우들에서, 프로세스들의 각각이, 클러스터 툴의 진공 프로세싱 영역들 내에서와 같은, 무-산소 불활성 및/또는 진공 분위기 내에서 실시될 수 있고, 그에 따라 기판이 프로세스들 사이에서 산소에 노출되지 않을 수 있다는 것을 주목할 수 있을 것이다.
방법은, 광 수용 표면 및 프로세싱 챔버 내의 기판 상의 상기 광 수용 표면에 대체로 평행하고 대향하는 후방 표면을 가지는 기판 상에 하나 또는 둘 이상의 부동태화 층 적층체(들)(120 및 140)를 형성하는 것에 의해서 단계(210)에서 시작된다. 일반적으로, 상기 기판(110)은, 미국 캘리포니아 산타클라라에 소재하는 Applied Materials, Inc.로부터 상업적으로 입수할 수 있는 플라즈마 강화 화학기상증착(PECVD) 챔버들과 같은, 프로세싱 챔버들 내로 도입된다. 여기에서 설명된 하나 또는 둘 이상의 프로세스들을 실시하기 위해서 변경될 수 있는 PECVD 챔버 디자인의 예가, 여기에서 참조로서 포함된, 본 출원인에게 공통 양도된 가특허 출원 제 61/582,698 호에 개시되어 있다. 일반적으로, 도 1a에 도시된 바와 같이, 기판(110)은 베이스 영역(101), 에미터 영역(102), 및 상기 베이스 영역(101)과 상기 에미터 영역(102) 사이에 배치된 p-n 접합부 영역(103)을 가진다. 기판(110)이 단결정 또는 복수-결정 실리콘 기판, 실리콘 함유 기판, (p-타입 또는 n-타입 도펀트들로) 도핑된 실리콘 함유 기판, 또는 다른 적합한 기판들일 수 있을 것이다. 하나의 구성에서, 기판(110)이 p-타입 결정 실리콘(c-Si) 기판이다. 실리콘 태양 전지 제조에서 이용되는 p-타입 도펀트들이 붕소(B), 알루미늄(Al) 또는 갈륨(Ga)과 같은 화학적 원소들이다.
다른 구성에서, 기판(110)이 전자 등급(electronic grade) 실리콘 기판 또는 짧은 수명의, 결함-부화(defect-rich) 실리콘 기판, 예를 들어, 업그레이드된 야금 등급(upgraded metallurgical grade; UMG) 결정 실리콘 기판일 수 있을 것이다. 업그레이드된 야금 등급(UMG) 실리콘은, 낮은 농도의, 예를 들어 ppm(parts per million) 범위의 중금속들 및 다른 유해 불순물들을 가지는 비교적 청정한 다결정 미가공 재료이나, 상기 재료는, 공급원에 따라서, 높은 농도의 붕소 또는 인을 포함할 수 있을 것이다. 특정 적용예들에서, 기판이 에미터 랩 스로우(emitter wrap through; EWT), 메탈라이제이션 랩 어랑운드(metallization wrap around; MWA), 또는 메탈라이제이션 랩 스로우(metallization wrap through; MWT) 접근방식들(approaches)에 의해서 준비되는 후방-콘택 실리콘 기판일 수 있다. 여기에서 개시된 실시예 및 그에 대한 관련 설명이 p-타입 c-Si 기판의 이용을 주로 설명하지만, 이러한 구성은 발명의 범위와 관련하여 제한적인 것으로 의도된 것이 아닌데, 이는, 여기에서 개시된 발명의 실시예들의 기본 범위를 벗어나지 않고도, n-타입 c-Si 기판이 또한 이용될 수 있기 때문이다. 기판 위에 형성된 도핑 층들 또는 에미터들이, 이하에서 설명하는 바와 같이, 사용되는 기판의 타입을 기초로 달라질 것이다.
기판(110)이 광 수용 표면(즉, 전방 표면(105)) 및 상기 광 수용 표면에 대향하는 기저부 또는 후방 표면(106)을 가진다. 에미터 영역(102)은, 음 전하 캐리어들 즉, 전자들의 수를 증가시키기 위해서, 포스포실리케이트 유리(PSG)를 이용한 주입 프로세스(어닐링 프로세스가 후속된다) 또는 열적 확산 프로세스와 같은 임의의 적합한 기술들을 이용하여, 증착된 반도체 층을 특정 타입들의 원소들(예를 들어, 인(P), 비소(As), 또는 안티몬(Sb))로 도핑함으로서 형성된 n-타입 에미터 영역일 수 있을 것이다. p-n 접합부 영역(103)은, 태양 전지 소자(100)가 광의 입사 광자들로 조명될 때 전자-홀 쌍들이 생성되는 영역이다. 일 실시예에서, 기판이 후방 표면 상에서 부동태화 층 적층체(120)로 부동태화될 때, 부동태화 ARC 층(미도시)과 같은 반사-방지 코팅이 태양 전지 소자(100)의 광 수용 표면(105) 상에 증착될 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서, 부동태화 ARC 층이 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있을 것이다.
단계(220)에서, 제 1 유전체 층(115)이 베이스 영역(101)의 후방 표면(106) 상에 또는 기판(110)의 광 수용 표면(105) 상에 형성된다. 단계(230)에서, 중간 층(119)이 제 1 유전체 층(115) 위에 형성된다. 단계(240)에서, 제 2 유전체 층(117)이 상기 중간 층(119) 위에 형성된다. 상기 제 1 유전체 층(115), 상기 중간 층(119) 및 상기 제 2 유전체 층(117)에 의해서 형성된 부동태화 층 적층체(들)(120 및 140)는, 전자들 및 홀들의 재결합을 감소시키고 전자들 및 전하 캐리어들을 구동(drive) 및/또는 확산시키는 양호한 계면 성질들을 제공한다. 제 1 유전체 층(115), 중간 층(119), 및 제 2 유전체 층(117)이, 실리콘 산화물(SixOy), 실리콘 질화물(SixNy), 질화 실리콘 하이드라이드(SixNy:H), 실리콘 산질화물(SiON), 실리콘 옥시카본나이트(oxycarbonnitride)(SiOCN), 실리콘 산탄화물(oxycarbide)(SiOC), 티타늄 산화물(TixOy), 탄탈륨 산화물(TaxOy), 란탄 산화물(LaxOy), 하프늄 산화물(HfxOy), 티타늄 질화물(TixNy), 탄탈륨 질화물(TaxNy), 하프늄 질화물(HfN), 하프늄 산질화물(HfON), 란탄 질화물(LaN), 란탄 산질화물(LaON), 염소화 실리콘 질화물(SixNy:Cl), 염소화 실리콘 산화물(SixOy:Cl), 비정질 실리콘, 비정질 실리콘 탄화물, 알루미늄 산화물(AlxOy), 알루미늄 질화물(aluminum nitrite), 또는 알루미늄 산질화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유전체 재료로 제조될 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 부동태화 층 적층체(120)가 기판(110)의 후방 표면(106) 상에 형성된다. 일 실시예에서, 제 1 유전체 층(115)이 알루미늄 산화물(Al2O3)을 포함하고 그리고 제 2 유전체 층(117)이 실리콘 질화물(Si3N4)과 같은 실리콘 질화물 재료를 포함할 수 있을 것이다. 중간 층(119)이 실리콘 이산화물(SiO2) 재료와 같은 실리콘 산화물 재료를 포함할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 부동태화 층 적층체(140)가 기판(110)의 에미터/광 수용 표면(105) 상에 형성된다. 이러한 실시예에서, 제 1 유전체 층(115)이 알루미늄 산화물(Al2O3) 재료와 같은 알루미늄 산화물 재료를 포함할 수 있을 것이고, 그리고 제 2 유전체 층(117)이 실리콘 질화물(Si3N4) 재료와 같은 실리콘 질화물 재료를 포함할 수 있을 것이다. 중간 층(119)이 실리콘 이산화물(SiO2) 또는 실리콘 산질화물(SiON) 재료와 같은 실리콘 산화물 또는 실리콘 산질화물 재료를 포함할 수 있을 것이다. 양자의 경우에, 제 1 유전체 층(115)이 약 100 Å 내지 약 300 Å의 두께를 가질 수 있고, 그리고 제 2 유전체 층(117)이 약 800 Å 내지 약 1000 Å의 두께를 가질 수 있을 것이다. 중간 층(119)이 약 25 Å 내지 약 300 Å, 예를 들어 약 50 Å 내지 약 100 Å의 두께를 가질 수 있을 것이다. 부동태화 층 적층체(120 및 140)의 전체 두께가 약 925 Å 내지 약 1600 Å일 수 있을 것이다.
이제, 부동태화 층 적층체(들)(120 및 140) 내에 희망 성질들을 가지는 유전체 층들(115 및 117) 그리고 중간 층(119)을 형성하기 위해서 이용될 수 있는, Applied Materials, Inc.로부터 입수할 수 있는 PECVD 부동태화 툴에서 개발된 프로세스들과 같은 여러 가지 증착 프로세스들의 예를 설명할 것이다. 제 1 프로세스 가스 혼합물을 제 1 PECVD 프로세싱 챔버의 프로세스 부피 내로 도입하는 것 및 상기 프로세스 부피 내에서 플라즈마를 생성하는 것에 의해서, 제 1 유전체 층(115)이 형성될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 제 1 유전체 층(115)이 알루미늄 산화물(Al2O3)을 포함한다. 트리메틸알루미늄(TMA)과 같은 알루미늄-함유 가스가 약 20 sccm 내지 약 130 sccm의 유량으로 PECVD 프로세싱 챔버 내로 유동될 수 있고, 그리고 산소(O2) 또는 아산화질소(N2O)와 같은 산소-함유 가스가 약 300 sccm 내지 약 1400 sccm의 유량으로 PECVD 프로세싱 챔버 내로 유동될 수 있을 것이다. 알루미늄-함유 가스 및 산소-함유 가스가 약 1:1 내지 약 1:15의 비율로 챔버 내로 도입될 수 있을 것이다. 챔버 압력이 약 2 mTorr 내지 약 20 mTorr로 유지될 수 있을 것이고, AC 전력이 약 3000 W 내지 약 6000 W이고, 주파수가 40 KHz이고, 그리고 기판 지지부 온도가 약 250 ℃ 내지 약 400 ℃일 수 있을 것이다. 제 1 유전체 층 증착을 위한 AC 전력이 약 10 초 내지 약 45 초의 기간 동안 플라즈마를 생성할 수 있을 것이다. 제 1 유전체 층(115)이 약 500 Å/분과 같은 분당 250 Å 또는 그 초과로 증착될 수 있을 것이다. 제 1 유전체 층(115)이 약 50 Å 내지 1,000 Å, 예를 들어 약 100 Å 내지 약 450 Å의 두께를 가질 수 있을 것이다. 제 1 유전체 층(115)이 임의의 적합한 증착 기술들, 예를 들어, 화학기상증착(CVD), 원자 층 증착(ALD) 프로세스, 또는 물리기상증착(PVD) 프로세스를 이용하여 증착될 수 있을 것이다.
제 1 유전체 층(115)이 기판(110)의 광 수용 표면(105) 또는 후방 표면(106) 상에 일단 형성되면, 중간 층(119)이 상기 제 1 유전체 층(115) 위에 형성될 수 있을 것이다. 제 1 유전체 층(115) 및 중간 층(119)의 증착 사이의 진공 파괴를 피하기 위해서, 제 1 유전체 층(115)을 증착하기 위해서 이용된 동일한 PECVD 챔버 내에서, 중간 층(119)이 인-시츄 방식으로(in-situ) 형성될 수 있을 것이다. 특정 실시예들에서, 중간 층(119)이 인-시츄 증착을 실시하기 위해서 고려된 프로세싱 시스템(400) 내부가 아닌 챔버 내에서 엑스-시츄 방식으로 형성될 수 있을 것이다. 가스 혼합물을 PECVD 프로세싱 챔버의 프로세스 부피 내로 도입함으로서 그리고 프로세스 부피 내에서 플라즈마를 생성함으로써, 중간 층(119)이 형성될 수 있을 것이다.
중간 층(119)이 실리콘 이산화물(SiO2)인 실시예들에서, 제 1 프로세스 가스 혼합물이 실리콘-함유 가스, 산화 가스, 및/또는 캐리어 가스(예를 들어, 헬륨)를 포함할 수 있을 것이다. 상기 실리콘-함유 가스가 실란, 디실란, 클로로실란, 디클로로실란, 트리클로로실란, 디브로모실란, 트리메틸실란, 테트라메틸실란, 트리디메틸아미노실란(TriDMAS), 테트라에톡시실란(TEOS), 트리에톡시플루오르실란(TEFS), 실리콘 테트라클로라이드, 실리콘 테트라브로마이드, 1,3,5,7-테트라메틸시클로테트라실록산(TMCTS), 디메틸디에톡시실란(DMDE), 옥토메틸시클로테트라실록산(OMCTS), 메틸디에톡시실란(MDEOS), 비스(터티어리-부틸아미노)실란(BTBAS), 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있을 것이다. 산화 가스는 산소(O2), 아산화질소(N2O), 오존(O3), 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있을 것이다.
중간 층(119)이 실리콘 산질화물(SiON)인 실시예들에서, 제 1 프로세스 가스 혼합물이 실리콘-함유 가스, 산화 가스, 질소-함유 가스, 및/또는 캐리어(예를 들어, 헬륨)를 포함할 수 있을 것이다. 실리콘-함유 가스 및 산화 가스가 실리콘 이산화물 중간층을 형성하는 것과 관련하여 전술한 가스들의 리스트로부터 선택될 수 있을 것이다. 부가적으로, 질소-함유 가스가 질소(N2) 또는 암모니아(NH3)로부터 선택될 수 있을 것이다. 특정 실시예들에서, 기판(110)의 광 수용 표면(105) 상의 적층체(140)의 실리콘 산질화물 중간 층(119)이, 이하에서 설명되는 제 2 PECVD 챔버에 의해서 증착될 수 있을 것이다.
실리콘 이산화물의 증착 중에, 실리콘-함유 가스가 Applied Materials, Inc.로부터 입수할 수 있는 AKT 4300 PECVD 툴과 같은 PECVD 프로세싱 챔버 내로 약 0.15 sccm/L 내지 약 7 sccm/L의 유량으로 유동될 수 있고, 그리고 산화 가스가 약 4 sccm/L 내지 약 100 sccm/L의 유량으로 프로세싱 챔버 내로 유동될 수 있을 것이다. 실리콘-함유 가스가 실란일 수 있고, 그리고 산화 가스가 오존일 수 있을 것이다. 오존 가스 대 실리콘-함유 가스의 비율이 약 200:1 내지 약 10:1, 예를 들어, 약 100:1 내지 약 30:1, 예를 들어 50:1 일 수 있을 것이다. 챔버 압력이 약 0.2 Torr 내지 약 10 Torr, 예를 들어 약 0.5 Torr 내지 약 2 Torr일 수 있을 것이다. 전극 간격(즉, 샤워헤드와 기판 지지부 사이의 거리)이 약 400 mils 내지 약 2000 mils에서 유지될 수 있을 것이다. 600 mm x 720 mm 기판을 프로세싱하기 위해서, 플라즈마가 13.56 MHz 주파수의, 약 50 W 내지 약 5000 W, 예를 들어 약 2000 W의 RF 전력에 의해서 제공될 수 있을 것이다. 제 1 유전체 층 증착을 위한 RF 전력이 약 10 초 내지 약 360 초의 기간 동안 플라즈마를 생성할 수 있을 것이다. 중간 층(119)이 분당 80 옹스트롬(Å) 내지 분당 약 800 Å, 예를 들어 약 500 Å/분으로, 그리고 약 250 ℃ 내지 약 450 ℃의 기판 지지부 온도에서 증착될 수 있을 것이다. 형성된 중간 층(119)이 약 25 Å 내지 1,000 Å, 예를 들어 약 50 Å 내지 약 100 Å의 두께를 가질 수 있을 것이다.
단계(240)에서, 제 2 유전체 층(117)이 중간 층(119) 상에 증착된다. 증착 단계들 사이의 진공 파괴를 피하기 위해서, 제 1 유전체 층(115) 및 중간 층(119)을 증착하기 위해서 이용된 동일한 프로세싱 시스템(400)(도 4) 내에서, 제 2 유전체 층(117)이 인-시츄 방식으로 형성될 수 있을 것이다. 그러나, 특정 실시예들에서, 제 2 유전체 층(117)이, 제 1 PECVD 챔버의 하류에 위치되고 그리고, 하나의 예에서, 제 1 PECVD 챔버로부터 프로세싱 시스템(400) 내에서 거리를 두고 배치될 수 있는 제 2 PECVD 챔버와 같은 제 2 프로세싱 챔버 내에서 형성될 수 있을 것이다. 예시적인 프로세싱 시스템(400)이 이하에서 설명된다. 제 2 프로세스 가스 혼합물을 제 2 PECVD 프로세싱 챔버의 프로세스 부피 내로 도입하는 것 및 프로세스 부피 내에서 플라즈마를 형성하는 것에 의해서, 제 2 유전체 층(117)(또는 실리콘 산질화물을 포함하는 중간 층(119))이 형성될 수 있을 것이다.
제 2 유전체 층(117)이 실리콘 질화물(Si3N4)과 같은 실리콘 질화물을 포함하는 경우들에서, 제 2 프로세스 가스 혼합물이 실리콘-함유 가스, 질소-함유 가스 및/또는 캐리어 가스를 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 제 2 프로세스 가스 혼합물이 실란(SiH4) 및 질소(N2)의 조합, 실란 및 암모니아(NH3)의 조합, 또는 실란, 암모니아, 및 질소의 조합일 수 있을 것이다. 실리콘-함유 가스가 또한 제 1 유전체 층(115)에 대해서 전술한 것들 중 하나일 수 있을 것이다. 희망하는 경우에, 수소 가스가 제 2 프로세스 가스 혼합물과 함께 유동될 수 있을 것이다. 특정 실시예들에서, 실리콘 산질화물 중간 층(119)이 제 2 PECVD 챔버 내에서 증착될 수 있을 것이고, 이러한 경우에 산화 가스가 산소(O2), 아산화질소(N2O), 오존(O3), 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되고 그리고 실리콘-함유 가스 및 질소-함유 가스에 부가되어 제공될 수 있을 것이다.
실리콘 질화물의 증착 중에, 실리콘-함유 가스가 Applied Materials, Inc.로부터 입수할 수 있는 AKT 5500 PECVD 툴과 같은 PECVD 프로세싱 챔버 내로 약 1 sccm/L 내지 약 5 sccm/L의 유량으로 유동될 수 있고, 그리고 질소-함유 가스가 약 5 sccm/L 내지 약 100 sccm/L의 유량으로 PECVD 프로세싱 챔버 내로 유동될 수 있을 것이다. 질소-함유 가스 대 실리콘-함유 가스의 비율이 약 5:1 내지 약 15:1, 예를 들어, 약 10:1 일 수 있을 것이다. 챔버 압력이 약 0.5 Torr 내지 약 5 Torr일 수 있을 것이다. 전극 간격이 약 400 mils 내지 약 2000 mils에서 유지될 수 있을 것이다. 730 mm x 920 mm 기판, 또는 복수의 기판들을 포함하는 유사한 크기의 기판 캐리어(예를 들어, ~ 20개의 기판들(즉, 156 mm X 156 mm 기판들))를 프로세싱하는 경우에, 플라즈마가 13.56 MHz 주파수의, 약 500 W 내지 약 6000 W의 RF 전력에 의해서 제공될 수 있을 것이다. 제 1 유전체 층 증착을 위한 RF 전력이 약 20 초 내지 약 600 초의 기간 동안 플라즈마를 생성할 수 있을 것이다. 제 2 유전체 층(117)을 더 조밀하게 하기 위해서, 기판 바이어스 전력을 인가하여 제 2 유전체 층(117)의 표면 상에서 이온 충격(ion bombardment)을 실시할 수 있을 것이다. 그러한 경우에, 기판 바이어스 전력이 약 0.02 W/cm2 내지 약 1.0 W/cm2 일 수 있을 것이다. 제 2 유전체 층(117)이 분당 250 Å 또는 그 초과, 예를 들어 약 1500 Å/분으로, 그리고 약 350 ℃ 내지 약 650 ℃의 기판 지지부 온도에서 증착될 수 있을 것이다. 형성된 제 2 유전체 층(117)이 약 350 Å 내지 900 Å, 예를 들어 약 600 Å 내지 약 800 Å의 두께를 가질 수 있을 것이다. 여러 실시예들에서, 부동태화 층 적층체(들)(120 및 140)가 약 950 Å 및 1400 Å의 총 두께를 가질 수 있을 것이다.
도 4는 본원 발명의 특정 실시예들에 따른 기판 프로세싱 시스템의 일 실시예의 등각도이다. 본원 발명은 일반적으로, 태양 전지 소자의 영역들을 형성하기 위해서 이용되는 필름 적층체의 인-시츄 프로세싱을 위한, 큰 처리량의 기판 프로세싱 시스템(400), 또는 클러스터 툴을 제공한다. 하나의 구성에서, 기판들의 각각에 형성된 하나 또는 둘 이상의 필름 적층체들이, 큰 처리량의 기판 프로세싱 시스템(400) 내에 포함된 하나 또는 둘 이상의 프로세싱 챔버들 내에서 증착되고 추가적으로 프로세스되는 하나 또는 둘 이상의 부동태화 또는 유전체 층들을 포함한다. 프로세싱 챔버들이, 예를 들어, 플라즈마 강화 화학기상증착(PECVD) 챔버들, 저압 화학기상증착(LPCVD) 챔버들, 원자 층 증착(ALD) 챔버들, 물리기상증착(PVD) 챔버들, 열적 프로세싱 챔버들(예를 들어, RTA 또는 RTO 챔버들), 기판 재배향 챔버들(예를 들어, 뒤집기(flipping) 챔버들) 및/또는 다른 유사한 프로세싱 챔버들일 수 있을 것이다.
큰 처리량의 기판 프로세싱 시스템(400) 하나 또는 둘 이상의 증착 챔버들을 포함할 수 있을 것이고, 상기 증착 챔버들 내에서 기판들이 하나 또는 둘 이상의 가스-상 재료들 및 RF 플라즈마에 노출된다. 일 실시예에서, 프로세싱 시스템(400)은, 복수의 기판들이 선형 방향으로 시스템(400)을 통과할 때, 복수의 기판들을 동시적으로 프로세스하도록 구성된 적어도 하나의 플라즈마 강화 화학기상증착(PECVD) 프로세싱 챔버를 포함한다. 일 실시예에서, 기판 오염을 방지하고 기판 처리량을 개선하기 위해서, 태양 전지 기판들이 선형 시스템(400)을 통해서 진공 또는 불활성 분위기 내에서 동시적으로 이송된다. 특정 실시예들에서, 기판들이, 기판들의 수직 적층체들을 프로세싱하는 것과 반대되는 프로세싱을 위한 선형 어레이로 또는 전형적으로 배치(batch)로 기판 캐리어 상에서 이송되는 기판들의 평면형 어레이들로 배열된다. 선형 어레이들로 배열된 그러한 기판들의 프로세싱은 기판들의 각각이 생성된 플라즈마, 복사열, 및/또는 프로세싱 가스들에 직접적으로 그리고 균일하게 노출될 수 있게 한다. 선형 어레이는, 기판들이 프로세싱 시스템을 통해서 연속적으로 이송될 때, 유사하게 프로세스되는 기판들의 하위-세트들 도는 그룹들을 포함할 수 있을 것이다. 이러한 구성에서, 기판들의 하위-세트들 또는 그룹들이 일반적으로, 기판 이송 방향에 수직인 방향으로 유사하게 정렬된 선형 어레이로 배치된 기판들이고, 그에 따라 프로세싱 시퀀스 중에 임의의 주어진 시간에 유사하게 프로세스될 것이다. 따라서, 선형 어레이들로 배치된 기판들의 프로세싱 그룹들은, 통상적으로 구성된 수직 적층체 또는 후방-대-후방(back-to-back) 배치(batch) 기판 프로세싱에서 바람직하지 못하게 발견되는 것과 같은, 하나의 기판으로부터 다음 기판으로의 확산 타입 프로세스 또는 에너지의 일련의 전달에 의존하지 않는다.
여기에서 개시된 발명의 실시예들은 큰 처리량의 기판 프로세싱 시스템(400) 내에서 차세대 태양 전지 소자들을 신속하게 형성하기 위해서 이용될 수 있다. 일부 구성들에서, 차세대 태양 전지 소자들은, 프로세싱 시스템(400) 내의 태양 전지 기판의 양 측부들 상에 형성되는, 진보된 부동태화 층들(즉, 부동태화 층 적층체들(120 및 140))과 같은 복수의 증착된 층들을 포함할 것이다. 전술한 바와 같이, 기판의 양 측부들 상에, 고품질 부동태화 층들과 같은, 층들을 형성하는 것이 캐리어 재조합을 감소시킬 수 있고, 희망하는 광전류를 생성하도록 전자들 및 홀들을 태양 전지들 내로 다시 재지향시킬 수 있고, 그리고 입사 태양 에너지를 보다 잘 수집하기 위한 후방 측부 반사부로서 작용할 수 있다. 그러나, 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 큰 기판 처리량(예를 들어, 시간당 >3000개 기판들)을 유지하면서, 기판의 양 측부들 상에서 복수 층들을 형성 및 프로세스할 수 있고 그리고 반복가능한 그리고 희망하는 필름 품질을 제공할 수 있는 프로세싱 시스템의 능력은 태양 전지 제조 산업에서 달성하기 어려운 것이었다. 그에 따라, 여기에서 설명된 프로세싱 시스템 구성들은 일반적으로 태양 전지 기판의 양 표면들 상에 고품질의 진보된 부동태화 층을 신뢰가능하게 형성하도록 구성된다.
일 실시예에서, 기판 프로세싱 시스템(400)이 기판 수용 챔버(405), 사전-프로세싱 챔버(430), 대기압 이하의 압력에서 유지되는 적어도 하나의 프로세싱 챔버, 이송 챔버들(450 및 470)과 같은 적어도 하나의 이송 챔버들, 버퍼 챔버(490) 및 기판 언로딩 챔버(495)를 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 프로세싱 챔버가 제 1 프로세싱 챔버(440), 제 2 프로세싱 챔버(460), 및 제 3 프로세싱 챔버(480)와 같은 프로세싱 챔버이다. 집합적으로, 프로세싱 챔버들(430-490)이 이하의 챔버들의 타입들 중 하나를 포함할 수 있을 것이다: PECVD 챔버들, LPCVD 챔버들, 고온 와이어 화학기상증착(HWCVD) 챔버들, 이온 주입/도핑 챔버들, 플라즈마 질화 챔버들, 원자 층 증착(ALD) 챔버들, 물리기상증착(PVD) 또는 스퍼터링 챔버들, 플라즈마 또는 증기 화학적 에칭 챔버들, 열적 프로세싱 챔버들(예를 들어, RTA 또는 RTO 챔버들), 기판 재배향 챔버들(예를 들어, 뒤집기 챔버들) 및/또는 다른 유사한 프로세싱 챔버들. 여기에서의 실시예들에 의해서 이용될 수 있는 결정 실리콘 태양 전지들을 부동태화하기 위한 진보된 플랫폼에 대한 추가적인 설명이, 2012년 1월 3일자로 출원되고 본원 출원인에게 공통으로 양도된 미국 특허출원 제 61/582,698 호에 개시되어 있고, 상기 특허출원은, 청구범위에 기재된 발명과 불합치되지 않는 범위에서, 여기에서 그 전체가 참조로서 포함된다.
특정 실시예들에서, 프로세스가 제 1 프로세싱 챔버(440) 및 제 2 프로세싱 챔버(460) 내에서 기판들을 프로세싱하는 것, 기판 재배향 챔버 내에서 기판들을 뒤집는 것, 그리고 제 1 프로세싱 챔버와 유사한 제 3 프로세싱 챔버 및 제 2 프로세싱 챔버와 유사한 제 4 프로세싱 챔버 내에서 기판을 추가적으로 프로세싱하는 것에 의해서 진행된다. 이러한 실시예에서, 부동태화 층 적층체들이 기판들의 광 수용 표면 및 기판들의 후방 표면 모두에 형성될 수 있을 것이다. 희망하는 부동태화 층 적층체 증착을 달성하기 위해서 다른 프로세싱 시퀀스들이 실시될 수 있을 것이고 전술한 실시예가 발명을 제한하는 것으로 이해되지 않아야 한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 5는 본원 발명의 특정 실시예들에 따른 증착 챔버의 측방향 횡단면도이다. 프로세싱 챔버(500)가, 프로세싱 시스템(400) 내에 배치된, 챔버들(440, 460, 및 480)과 같은, 하나 또는 둘 이상의 프로세싱 챔버들 내에 배치될 수 있고 또는 상기 하나 또는 둘 이상의 프로세싱 챔버들을 대체할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 프로세싱 챔버(500)가, 증착 공급원들(560A-560D)과 같은 하나 또는 둘 이상의 증착 공급원들, 가스 공급원들(528 및 529), 전원(530), 상기 프로세싱 영역(506)의 일부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 챔버 벽들(502), 및 컨베이어 이송 시스템과 같은 기판 자동화 시스템(515)의 적어도 일부를 포함한다. 증착 공급원들(560A-D)은, 기판들(501)이 증착 공급원들 아래를 지날 때, 기판들(501)의 표면 상에 층을 형성하도록 의도된다. 벽들(502)은 일반적으로, 희망 온도로 가열되고 진공 펌프(542)에 의해서 진공 압력으로 펌핑될 때, 프로세싱 영역(506)의 외부에 있는, 주변부(543)에 의해서 인가되는 로드들(loads)을 구조적으로 지지할 수 있는 재료를 포함한다. 벽들(502)은 일반적으로 알루미늄 재료 또는 스테인리스 스틸과 같은 재료를 포함한다.
하나의 구성에서, 기판 자동화 시스템(515)의 일부가, 하나 또는 둘 이상의 액추에이터들(미도시), 예를 들어, 스텝퍼 모터 또는 서보 모터의 이용에 의해서 프로세싱 챔버(500)를 통해서 기판들(501)을 지지, 안내 및 이동시키도록 구성된 컨베이어(521)를 포함한다. 하나의 구성에서, 컨베이어(521)가, 프로세싱 중에 +X-방향을 따라 기판들(501)의 행들(rows)을 지지 및 이동시키도록 구성된, 둘 또는 셋 이상의 롤러들(512) 및 벨트(513)를 포함한다.
프로세싱 챔버(500)의 하나의 실시예에서, 증착 공급원들(560A-560D)의 각각이, 프로세싱 영역(506)을 이용하여 그리고 증착 공급원들(560A-D)의 각각의 아래에 형성된 프로세싱 영역(525)으로 그리고 하부에 배치된 기판들(501)의 표면 위로 하나 또는 둘 이상의 프로세싱 가스들을 전달하도록 구성된, 가스 공급원들(528 및 529)과 같은 적어도 하나의 가스 공급원에 커플링된다.
증착 공급원들(560A-D)이 일반적으로, 프로세싱 영역(525)으로 프로세싱 가스들을 지향시키도록 각각 구성된 제 1 가스 전달 요소(581) 및 제 2 가스 전달 요소(582)와 같은, 적어도 하나의 가스 전달 요소를 포함할 것이다. 제 1 가스 전달 요소(581)가, 가스 공급원(528)으로부터 프로세스 가스를 수용하도록 그리고 수용된 가스를 내부에 형성된 복수의 홀들(563)을 통해서 프로세싱 영역(525)으로 전달하도록 구성된 제 1 플리넘(561)을 포함한다. 유사하게, 제 2 가스 전달 요소(582)가, 가스 공급원(529)으로부터 프로세스 가스를 수용하도록 그리고 수용된 가스를 내부에 형성된 복수의 홀들(564)을 통해서 프로세싱 영역(525)으로 전달하도록 구성된 제 1 플리넘(562)을 포함한다. 일반적으로, 가스 공급원들(528 및 529)이, PECVD 프로세스의 이용에 의해서 기판들(501)의 표면 상에 층을 증착하기 위해서 이용되는 하나 또는 둘 이상의 전구체 가스들 및/또는 캐리어 가스들을 제공하도록 구성된다.
제 1 프로세싱 챔버(440) 내에서 실시되는 프로세싱과 같은 하나의 프로세스 시퀀스에서, 가스 공급원들(528 및 529) 중 적어도 하나가 트리메틸알루미늄(TMA),과 같은 알루미늄-함유 가스를 증착 공급원들(560A-D)로 그리고 산소-함유 가스를 증착 공급원(560A-D)으로 전달하도록 구성된다. 산소-함유 가스가 산소(O2), 아산화질소(N2O), 오존(O3), 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 알루미늄-함유 가스가 TMA이고 그리고 산소-함유 가스가 O2 이다. 알루미늄-함유 가스 및 산소-함유 가스가 기판들(501)의 표면 상에 제 1 유전체 층(115)을 형성할 수 있을 것이다.
제 1 프로세싱 챔버(440) 내에서 실시되는 프로세싱과 같은 다른 프로세스 시퀀스에서, 가스 공급원들(528 및 529) 중 적어도 하나가 실리콘-함유 가스 및 산소-함유 가스를 증착 공급원(560A-D)으로 전달하도록 구성된다. 산소-함유 가스가 산소(O2), 아산화질소(N2O), 오존(O3), 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있을 것이다. 실리콘-함유 가스가 실란, 디실란, 클로로실란, 디클로로실란, 트리클로로실란, 디브로모실란, 트리메틸실란, 테트라메틸실란, 트리디메틸아미노실란(TriDMAS), 테트라에톡시실란(TEOS), 트리에톡시플루오르실란(TEFS), 실리콘 테트라클로라이드, 실리콘 테트라브로마이드, 1,3,5,7-테트라메틸시클로테트라실록산(TMCTS), 디메틸디에톡시실란(DMDE), 옥토메틸시클로테트라실록산(OMCTS), 메틸디에톡시실란(MDEOS), 비스(터티어리-부틸아미노)실란(BTBAS), 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있을 것이다. 하나의 실시예에서, 실리콘-함유 가스가 실란이고 그리고 산소-함유 가스가 N2O 이다. 실리콘-함유 가스 및 산소-함유 가스가 제 1 유전체 층(115) 위에서 실리콘 이산화물의 중간층(119)을 형성한다.
특정 실시예들에서, 제 1 프로세싱 챔버(440)와 같은 프로세싱 챔버가 제 1 유전체 층(115) 및 실리콘 이산화물의 중간층(119)을 증착할 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서, 프로세스 챔버(500)가 기판(501)의 광 수용 표면 및/또는 후방 표면 상에 층들을 증착할 수 있을 것이다. 증착 공급원들(560A-D) 중 임의의 증착 공급원이, 희망하는 부동태화 층 적층체 증착을 달성하기 위해서, 알루미늄-함유 가스, 산소-함유 가스, 및 실리콘-함유 가스를 전달하도록 구성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 추가적인 타입들의 가스 전달을 수용하기 위해서, 추가적인 가스 공급원들이 챔버(500)로 부가될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
제 2 프로세싱 챔버(460)에서 실시되는 프로세싱과 같은 하나의 프로세스 시퀀스에서, 가스 공급원들(528 및 529) 중 적어도 하나가 실리콘-함유 가스를 증착 공급원(560A-D)으로 그리고 질소-함유 가스를 증착 공급원들(560A-D)로 전달하도록 구성된다. 실리콘-함유 가스가 실란, 디실란, 클로로실란, 디클로로실란, 트리클로로실란, 디브로모실란, 트리메틸실란, 테트라메틸실란, 트리디메틸아미노실란(TriDMAS), 테트라에톡시실란(TEOS), 트리에톡시플루오르실란(TEFS), 실리콘 테트라클로라이드, 실리콘 테트라브로마이드, 1,3,5,7-테트라메틸시클로테트라실록산(TMCTS), 디메틸디에톡시실란(DMDE), 옥토메틸시클로테트라실록산(OMCTS), 메틸디에톡시실란(MDEOS), 비스(터티어리-부틸아미노)실란(BTBAS), 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있을 것이다. 질소-함유 가스가 질소(N2) 또는 암모니아(NH3)로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있을 것이다. 하나의 실시예에서, 실리콘-함유 가스가 실란이고 그리고 질소-함유 가스가 N2 또는 NH3 이다. 실리콘-함유 가스 및 질소-함유 가스가 중간 층(119) 상에 제 2 유전체 층(117)을 형성한다.
제 2 프로세싱 챔버(460)에서 실시되는 프로세싱과 같은 다른 프로세스 시퀀스에서, 가스 공급원들(528 및 529) 중 적어도 하나가 실리콘-함유 가스, 산소-함유 가스, 및 질소-함유 가스를 증착 공급원(560A-D)으로 전달하도록 구성된다. 실리콘-함유 가스가 실란, 디실란, 클로로실란, 디클로로실란, 트리클로로실란, 디브로모실란, 트리메틸실란, 테트라메틸실란, 트리디메틸아미노실란(TriDMAS), 테트라에톡시실란(TEOS), 트리에톡시플루오르실란(TEFS), 실리콘 테트라클로라이드, 실리콘 테트라브로마이드, 1,3,5,7-테트라메틸시클로테트라실록산(TMCTS), 디메틸디에톡시실란(DMDE), 옥토메틸시클로테트라실록산(OMCTS), 메틸디에톡시실란(MDEOS), 비스(터티어리-부틸아미노)실란(BTBAS), 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있을 것이다. 산소-함유 가스가 산소(O2), 아산화질소(N2O), 오존(O3), 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있을 것이다. 질소-함유 가스가 질소(N2) 또는 암모니아(NH3)로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있을 것이다. 하나의 실시예에서, 실리콘-함유 가스가 실란이고, 산소-함유 가스가 N2O 이고, 그리고 질소-함유 가스가 N2 또는 NH3 이다. 실리콘-함유 가스, 산소-함유 가스, 및 질소-함유 가스가 제 1 유전체 층(115) 위에서 실리콘 이산화물의 중간층(119)을 형성한다.
특정 실시예들에서, 제 2 프로세싱 챔버(460)와 같은 프로세싱 챔버가 제 2 유전체 층(117) 및 실리콘 산질화물의 중간 층(119)을 증착할 수 있을 것이다. 이러한 실시예에서, 프로세스 챔버(500)가 기판(501)의 광 수용 표면 상에 중간 층(119)을 침착할 수 있을 것이다. 프로세스 챔버(500)가 또한 제 2 유전체 층(117)을 상기 광 수용 표면 또는 후방 표면 상의 중간 층(119) 위에 증착할 수 있을 것이다. 증착 공급원들(560A-D) 중 임의의 증착 공급원이, 희망하는 부동태화 층 적층체 증착을 달성하기 위해서, 실리콘-함유 가스, 질소-함유 가스, 및 질소-함유 가스를 전달하도록 구성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 추가적인 타입들의 가스 전달을 수용하기 위해서, 추가적인 가스 공급원들이 챔버(500)로 부가될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 내용들이 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고도 안출될 수 있을 것이고, 발명의 범위는 이하의 청구항들에 의해서 결정된다.

Claims (20)

  1. 태양 전지 소자로서:
    기판의 제 1 표면 상에 형성된 에미터 영역으로서, 상기 에미터 영역이 상기 기판의 전도도 타입과 반대되는 전도도 타입을 가지는, 에미터 영역; 및
    하나 또는 둘 이상의 부동태화(passivation) 층 적층체들을 포함하고,
    상기 부동태화 층 적층체들이:
    상기 기판의 제 2 표면 또는 상기 에미터 영역 상에 형성된 제 1 유전체 층;
    상기 제 1 유전체 층 위에 형성된 제 2 유전체 층; 및
    상기 제 1 유전체 층과 상기 제 2 유전체 층 사이에 배치된 중간 층을 포함하는, 태양 전지 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유전체 층, 상기 제 2 유전체 층, 및 상기 중간 층이, 실리콘 산화물(SixOy), 실리콘 질화물(SixNy), 질화 실리콘 하이드라이드(SixNy:H), 실리콘 산질화물(SiON), 실리콘 옥시카본나이트라이드(silicon oxycarbonnitride; SiOCN), 실리콘 산탄화물(SiOC), 티타늄 산화물(TixOy), 탄탈륨 산화물(TaxOy), 란탄 산화물(LaxOy), 하프늄 산화물(HfxOy), 티타늄 질화물(TixNy), 탄탈륨 질화물(TaxNy), 하프늄 질화물(HfN), 하프늄 산질화물(HfON), 란탄 질화물(LaN), 란탄 산질화물(LaON), 염소화 실리콘 질화물(SixNy:Cl), 염소화 실리콘 산화물(SixOy:Cl), 비정질 실리콘, 비정질 실리콘 탄화물, 알루미늄 산화물(AlxOy), 알루미늄 나이트라이트, 또는 알루미늄 산질화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료로 제조되는, 태양 전지 소자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 유전체 층이 알루미늄 산화물(Al2O3)을 포함하는, 태양 전지 소자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 중간 층이 실리콘 이산화물(SiO2) 또는 실리콘 산질화물(SiON)을 포함하는, 태양 전지 소자.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 유전체 층이 실리콘 질화물(SiNx)을 포함하고, 상기 중간 층이 실리콘 이산화물(SiO2) 또는 실리콘 산질화물(SiON)을 포함하는, 태양 전지 소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 또는 둘 이상의 부동태화 층 적층체들이 상기 기판의 제 2 표면 상에 배치되고, 상기 중간 층이 실리콘 이산화물을 포함하고, 상기 기판의 제 2 표면이 상기 제 1 표면에 대향하는, 태양 전지 소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 또는 둘 이상의 부동태화 층 적층체들이 상기 기판의 제 1 표면 위에 배치되는, 태양 전지 소자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 또는 둘 이상의 부동태화 층 적층체들이 약 950 Å 내지 약 1400 Å의 전체 두께를 가지고, 그리고 상기 제 1 유전체 층이 약 100 Å 내지 약 300 Å의 두께를 가지며, 상기 제 2 유전체 층이 약 800 Å 내지 약 1000 Å의 두께를 가지고, 그리고 상기 중간 층이 약 50 Å 내지 약 100 Å의 두께를 가지는, 태양 전지 소자.
  9. 태양 전지 소자 제조 방법으로서:
    하나 또는 둘 이상의 프로세싱 챔버들 내에서 기판의 제 1 표면 상에 하나 또는 둘 이상의 부동태화 층 적층체들을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 하나 또는 둘 이상의 부동태화 층 적층체들을 형성하는 단계가:
    상기 기판의 제 1 표면 상에 알루미늄 산화물을 포함하는 제 1 유전체 층을 형성하는 단계;
    중간 층을 상기 제 1 유전체 층 위에 형성하는 단계; 및
    실리콘 질화물을 포함하는 제 2 유전체 층을 상기 중간 층 위에 형성하는 단계를 포함하는, 태양 전지 소자 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 중간 층이, 실리콘 산화물(SixOy), 실리콘 질화물(SixNy), 질화 실리콘 하이드라이드(SixNy:H), 실리콘 산질화물(SiON), 실리콘 옥시카본나이트라이드(SiOCN), 실리콘 산탄화물(SiOC), 티타늄 산화물(TixOy), 탄탈륨 산화물(TaxOy), 란탄 산화물(LaxOy), 하프늄 산화물(HfxOy), 티타늄 질화물(TixNy), 탄탈륨 질화물(TaxNy), 하프늄 질화물(HfN), 하프늄 산질화물(HfON), 란탄 질화물(LaN), 란탄 산질화물(LaON), 염소화 실리콘 질화물(SixNy:Cl), 염소화 실리콘 산화물(SixOy:Cl), 비정질 실리콘, 비정질 실리콘 탄화물, 알루미늄 산화물(AlxOy), 알루미늄 나이트라이트, 또는 알루미늄 산질화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료로 제조되는, 태양 전지 소자 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 중간 층이 실리콘 이산화물(SiO2) 또는 실리콘 산질화물(SiON)을 포함하는, 태양 전지 소자 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 표면이 상기 기판의 후방 표면이고, 상기 중간 층이 실리콘 이산화물을 포함하는, 태양 전지 소자 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 하나 또는 둘 이상의 부동태화 층 적층체들이 상기 기판의 광 수용 표면 상에 배치되고, 상기 중간 층이 실리콘 이산화물 또는 실리콘 산질화물을 포함하는, 태양 전지 소자 제조 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 하나 또는 둘 이상의 부동태화 층 적층체들이 약 800 Å 내지 약 1100 Å의 전체 두께를 가지고, 그리고 상기 제 1 유전체 층이 약 100 Å 내지 약 300 Å의 두께를 가지며, 상기 제 2 유전체 층이 약 800 Å 내지 약 1000 Å의 두께를 가지고, 그리고 상기 중간 층이 약 50 Å 내지 약 100 Å의 두께를 가지는, 태양 전지 소자 제조 방법.
  15. 태양 전지 프로세싱 시스템으로서:
    기판들을 제 1 방향으로 프로세싱 영역을 통해서 연속적으로 이송하도록 구성된 하나 또는 둘 이상의 컨베이어들을 가지는 기판 자동화 시스템으로서, 상기 프로세싱 영역이 대기압 미만의 압력에서 유지되는, 기판 자동화 시스템;
    상기 기판들이 상기 프로세싱 영역을 통해서 둘 또는 셋 이상의 제 1 증착 공급원들에 대해서 이송될 때, 알루미늄 함유 전구체 및 산소 함유 전구체를 포함하는 프로세싱 가스를 상기 기판들의 각각의 표면으로 전달하도록 구성된 제 1 증착 공급원 및 실리콘 함유 전구체 및 산소 함유 전구체를 상기 기판들의 각각의 표면으로 전달하도록 구성된 제 2 증착 공급원을 가지는 제 1 프로세싱 챔버; 및
    상기 기판들이 상기 프로세싱 영역을 통해서 제 1 증착 공급원에 대해서 이송될 때, 실리콘 함유 전구체, 질소 함유 전구체, 및 산소 함유 전구체를 포함하는 프로세싱 가스를 상기 기판들의 각각의 표면으로 전달하도록 구성된 제 1 증착 공급원을 가지는 제 2 프로세싱 챔버를 포함하는, 태양 전지 프로세싱 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 증착 공급원이 실리콘 함유 전구체를 전달하도록 추가적으로 구성되는, 태양 전지 프로세싱 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 증착 공급원이 실리콘 함유 전구체 및 산소 함유 전구체를 전달하도록 추가적으로 구성되는, 태양 전지 프로세싱 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 증착 공급원이 실리콘 함유 전구체 및 질소 함유 전구체를 전달하도록 구성되는, 태양 전지 프로세싱 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 증착 공급원이 실리콘 함유 전구체, 산소 함유 전구체, 및 질소 함유 전구체를 전달하도록 구성되는, 태양 전지 프로세싱 시스템.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 프로세싱 챔버 및 상기 제 2 프로세싱 챔버가 선형 정렬로 배치되는, 태양 전지 프로세싱 시스템.
KR1020147020052A 2012-01-03 2013-01-03 Ｓｉ 태양 전지들의 표면 부동태화의 성능 및 안정성을 개선하기 위한 버퍼 층 KR20140117420A (ko)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101671002B1 (ko) 2015-07-24 2016-11-01 청주대학교 산학협력단 태양전지 반사방지막 및 그 제조방법
KR20160143937A (ko) * 2015-06-04 2016-12-15 고려대학교 산학협력단 태양 전지용 전극 구조물 및 이의 제조방법
KR20190061049A (ko) * 2017-05-18 2019-06-04 광둥 아이코 솔라 에너지 테크놀로지 컴퍼니., 리미티드. 관상의 perc 양면 태양전지 및 그 제조방법과 전용장치
KR20200006059A (ko) * 2017-05-18 2020-01-17 광둥 아이코 솔라 에너지 테크놀로지 컴퍼니., 리미티드. 관형 perc 단일면 태양전지 및 그 제조방법과 전용장치

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112013006364A2 (pt) 2010-09-16 2016-06-28 Specmat Inc método, processo, e tecnologia de fabricação de células solares de silício cristalino de alta eficiência e baixo custo
KR102097758B1 (ko) * 2012-08-09 2020-04-07 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 태양전지의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 제조된 태양전지
US9153729B2 (en) * 2012-11-26 2015-10-06 International Business Machines Corporation Atomic layer deposition for photovoltaic devices
US9443728B2 (en) * 2013-08-16 2016-09-13 Applied Materials, Inc. Accelerated relaxation of strain-relaxed epitaxial buffers by use of integrated or stand-alone thermal processing
CN103746009A (zh) * 2014-01-23 2014-04-23 通用光伏能源(烟台)有限公司 一种太阳能电池的钝化层及其制备工艺
US20150287843A1 (en) * 2014-04-03 2015-10-08 Tsmc Solar Ltd. Solar cell with dielectric layer
US10619097B2 (en) 2014-06-30 2020-04-14 Specmat, Inc. Low-[HF] room temperature wet chemical growth (RTWCG) chemical formulation
WO2016019396A2 (en) * 2014-08-01 2016-02-04 Solexel, Inc. Solar cell surface passivation using photo-anneal
KR101541252B1 (ko) * 2014-10-13 2015-08-04 한양대학교 에리카산학협력단 태양 전지 및 그 제조 방법
CN104505427B (zh) * 2014-10-24 2016-07-13 横店集团东磁股份有限公司 改善晶体硅太阳能电池片lid和pid的方法及装置
CN104900722A (zh) * 2014-12-09 2015-09-09 杭州大和热磁电子有限公司 一种具有三层减反射膜的晶体硅太阳能电池及其制备方法
KR102514466B1 (ko) * 2014-12-15 2023-03-24 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 진보된 배선 애플리케이션들을 위한 초박 유전체 확산 배리어 및 에칭 정지 층
CN106158988B (zh) * 2015-04-07 2017-12-12 昱晶能源科技股份有限公司 太阳能电池及其制造方法
CN107546296B (zh) * 2016-06-24 2020-12-01 科峤工业股份有限公司 太阳能电池片的氢钝化处理方法及其处理装置
CN107779844A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 杭州纤纳光电科技有限公司 钙钛矿层薄膜的成型方法、成型设备及其使用方法和应用
CN110121786B (zh) * 2016-09-16 2020-07-24 商先创国际股份有限公司 半导体材料的表面钝化方法以及半导体基板
CN106972066B (zh) * 2017-04-28 2019-01-18 江苏顺风新能源科技有限公司 一种perc电池背面钝化膜层以及基于ald工艺的perc电池制备方法
WO2018223314A1 (zh) * 2017-06-07 2018-12-13 浙江爱旭太阳能科技有限公司 管式perc太阳能电池的镀膜设备及镀膜方法
CN107287579B (zh) * 2017-06-07 2018-09-14 广东爱旭科技股份有限公司 管式perc太阳能电池的镀膜设备及镀膜方法
NL2020560B1 (en) * 2018-03-09 2019-09-13 Univ Eindhoven Tech Photovoltaic cell and a method for manufacturing the same
DE102018114800A1 (de) * 2018-06-20 2019-12-24 Hanwha Q Cells Gmbh Monofazial-Solarzelle, Solarmodul und Herstellungsverfahren für eine Monofazial-Solarzelle
CN109216473B (zh) * 2018-07-20 2019-10-11 常州大学 一种晶硅太阳电池的表界面钝化层及其钝化方法
CN109148643B (zh) * 2018-08-06 2021-02-09 横店集团东磁股份有限公司 一种解决ald方式的perc电池在电注入或光注入后效率降低的方法
CN109509796A (zh) * 2018-12-26 2019-03-22 苏州腾晖光伏技术有限公司 一种用于p型单晶perc电池的背面钝化膜及背面镀膜工艺
CN109935647B (zh) * 2019-03-29 2021-09-14 天合光能股份有限公司 太阳能电池及其制备方法
JP7427031B2 (ja) 2019-05-22 2024-02-02 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 高温腐食環境用の基板支持体カバー
CN110246905B (zh) * 2019-05-31 2024-05-07 苏州腾晖光伏技术有限公司 一种硅太阳能电池及其制备方法
CN110129770A (zh) * 2019-06-17 2019-08-16 无锡松煜科技有限公司 光伏电池背钝化沉积装置
DE202019103911U1 (de) * 2019-07-16 2020-10-19 Meyer Burger (Germany) Gmbh Solarzelle mit dielektrischem Schichtsystem und Beschichtungsanlage zur Herstellung der Solarzelle
CN110391318B (zh) * 2019-08-08 2021-04-27 中建材浚鑫科技有限公司 一种p型单晶perc电池及其制作方法
CN110581183A (zh) * 2019-08-29 2019-12-17 江苏顺风新能源科技有限公司 一种纯黑组件单晶perc电池及其制备工艺
CN110676347A (zh) * 2019-09-27 2020-01-10 江苏顺风新能源科技有限公司 提高黑组件良率的perc电池生产控制方法
CN112736144A (zh) * 2019-10-15 2021-04-30 浙江爱旭太阳能科技有限公司 太阳能电池以及制造用于太阳能电池的膜层结构的方法
DE102020119206A1 (de) * 2020-07-21 2022-01-27 Hanwha Q Cells Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle
US20230137353A1 (en) 2020-12-29 2023-05-04 Zhejiang Jinko Solar Co., Ltd. Photovoltaic cell, method for manufacturing same, and photovoltaic module
CN115425096A (zh) * 2020-12-29 2022-12-02 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池及其制备方法、光伏组件
CN114759106B (zh) * 2021-01-12 2024-03-08 宝山钢铁股份有限公司 一种适用于内联式薄膜光伏组件的涂镀钢板及其制造方法
CN113013267A (zh) * 2021-04-25 2021-06-22 广东爱旭科技有限公司 太阳能电池、电池钝化层的制作方法和太阳能组件
CN113299768B (zh) * 2021-05-27 2022-09-16 天津爱旭太阳能科技有限公司 太阳能电池和太阳能电池的制作方法
CN113322451B (zh) * 2021-05-28 2022-07-12 横店集团东磁股份有限公司 一种perc电池的氧化铝钝化膜及其沉积方法和应用
TW202310440A (zh) * 2021-08-26 2023-03-01 聯合再生能源股份有限公司 太陽能電池
CN114203832B (zh) * 2021-11-29 2024-01-30 上海交通大学 具有钝化接触层并叠加复合钝化层的铸造单晶硅钝化结构
CN114464685A (zh) * 2021-12-27 2022-05-10 中建材浚鑫(桐城)科技有限公司 一种太阳能单晶perc电池的制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8398355B2 (en) * 2006-05-26 2013-03-19 Brooks Automation, Inc. Linearly distributed semiconductor workpiece processing tool
US20090077804A1 (en) * 2007-08-31 2009-03-26 Applied Materials, Inc. Production line module for forming multiple sized photovoltaic devices
US8198528B2 (en) * 2007-12-14 2012-06-12 Sunpower Corporation Anti-reflective coating with high optical absorption layer for backside contact solar cells
TW200929575A (en) * 2007-12-28 2009-07-01 Ind Tech Res Inst A passivation layer structure of the solar cell and the method of the fabricating
KR100984701B1 (ko) * 2008-08-01 2010-10-01 엘지전자 주식회사 태양 전지의 제조 방법
JP2010064231A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Yaskawa Electric Corp 基板搬送ロボット
WO2011035157A2 (en) * 2009-09-18 2011-03-24 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for forming energy storage and photovoltaic devices in a linear system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160143937A (ko) * 2015-06-04 2016-12-15 고려대학교 산학협력단 태양 전지용 전극 구조물 및 이의 제조방법
KR101671002B1 (ko) 2015-07-24 2016-11-01 청주대학교 산학협력단 태양전지 반사방지막 및 그 제조방법
KR20190061049A (ko) * 2017-05-18 2019-06-04 광둥 아이코 솔라 에너지 테크놀로지 컴퍼니., 리미티드. 관상의 perc 양면 태양전지 및 그 제조방법과 전용장치
KR20200006059A (ko) * 2017-05-18 2020-01-17 광둥 아이코 솔라 에너지 테크놀로지 컴퍼니., 리미티드. 관형 perc 단일면 태양전지 및 그 제조방법과 전용장치

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