KR20150007394A - Method for fabricating bi-facial solar cell - Google Patents

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Abstract

A method for fabricating a bi-facial solar cell comprises the steps of: respectively stacking a BSG layer and a PSG layer on a front surface and rear surface of an n-type crystal silicon substrate; diffusing p-type impurities in the BSG layer inside the front surface of the substrate to form a p-type emitter and also diffusing n-type impurities in the PSG layer inside the rear surface of the substrate to form an n-type rear electric field layer by performing a diffusion process; printing a resist pattern on the front and rear surfaces of the substrate; and selectively etching the surface of the substrate on which the p-type emitter or the n-type rear electric field layer is formed to selectively form a doping layered-structure by the resist pattern, and removing the BSG and PSG layers. The BSG and PSG layers can be artificially formed at a sufficient thickness by using a constant chemical vapor deposition method or the like and be used as an etching prevention layer. Also, the BSG and PSG layers can function as a diffusion prevention film without forming a separate diffusion prevention film by performing a simultaneous diffusion process after forming all of the BSG and PSG layers. Hence, since the forming process of the diffusion prevention film or the etching prevention film can be omitted, the number of processes can be reduced to improve process efficiency.

Description

양면수광형 태양전지의 제조방법{Method for fabricating bi-facial solar cell}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for fabricating a bi-

본 발명은 양면수광형 태양전지의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공정수를 줄여 공정 효율화를 기할 수 있는 양면수광형 태양전지의 제조방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a double-sided light receiving solar cell, and more particularly, to a method for manufacturing a double-sided light receiving solar cell capable of reducing the number of process steps and improving process efficiency.

태양전지는 태양광을 수광하여 광전 변환시키는 소자이다. 일반적인 태양전지는 전면과 후면에 각각 전면전극과 후면전극이 구비되는 구조를 갖는데, 해당 구조에서는 수광면인 전면에 전면전극이 구비됨에 따라, 전면전극의 면적만큼 수광면적이 줄어들게 된다.A solar cell is a device that receives sunlight and performs photoelectric conversion. A general solar cell has a structure in which a front electrode and a rear electrode are provided on a front surface and a rear surface, respectively. In the structure, the front electrode is provided on the front surface of the light receiving surface, so that the light receiving area is reduced by the area of the front electrode.

수광면적이 축소되는 문제를 해결하기 위해 후면전극형 태양전지가 제안되었다. 후면전극형 태양전지는 태양전지의 후면 상에 (+)전극과 (-)전극을 구비시켜 태양전지 전면의 수광면적을 극대화할 수 있다.In order to solve the problem of reducing the light receiving area, a rear electrode type solar cell has been proposed. The back electrode type solar cell has a (+) electrode and a (-) electrode on the back surface of the solar cell, thereby maximizing the light receiving area of the solar cell front surface.

한편, 후면전극형 태양전지를 포함한 종래의 태양전지는 전면과 후면 중 어느 한 면으로만 태양광이 수광됨에 따라, 태양광 수광에 있어 근본적인 한계가 있다. 이에, 최근에는 전면과 후면의 양면으로 수광이 가능한 양면수광형 태양전지에 대한 연구가 진행되고 있다. 일 예로, 한국공개특허 10-2012-0077711에는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조방법이 개시되어 있다.Meanwhile, since the conventional solar cell including the rear electrode type solar cell receives sunlight only on one of the front surface and the rear surface, there is a fundamental limitation in receiving sunlight. In recent years, studies have been made on a double-sided light receiving solar cell capable of receiving light on both the front and rear surfaces. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0077711 discloses a double-side light receiving type localized emitter solar cell and a manufacturing method thereof.

도 1은 종래 기술에 따른 양면수광형 태양전지의 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a double-sided light receiving type solar cell according to the prior art.

도 1을 참조하여 양면수광형 태양전지의 기본구조를 살펴보면, n형 기판(101)을 기준으로 기판(101) 상부에는 p형 에미터(102)가 구비되어 p-n 접합을 이루며, p형 에미터(102) 상에는 전면전극(105)이 구비된다. 그리고, 기판(101) 하부에는 n형 후면전계층(103)과 후면전극(106)이 구비된다. 또한, 기판(101)의 전면과 후면 각각에 반사방지막(104)이 구비된다.Referring to FIG. 1, a basic structure of a double-side light-receiving solar cell will be described. A p-type emitter 102 is provided on a substrate 101 on the basis of an n-type substrate 101 to form a pn junction. And a front electrode 105 is provided on the substrate 102. An n-type rear front layer 103 and a rear electrode 106 are provided under the substrate 101. Also, anti-reflection films 104 are provided on the front and rear surfaces of the substrate 101, respectively.

일반적으로, 이러한 양면수광형 태양전지는 기판 전면의 p형 에미터 형성을 위한 확산공정과, 기판 후면의 n형 후면전계층 형성을 위한 확산공정을 독립적으로 실시하여 제조된다. 또한, 각각의 확산공정 시에 타겟이 되는 기판 일면(예컨대, 전면)이 아닌 다른면(예컨대, 후면)에 있어 다른 도전형의 불순물 이온이 확산되는 것을 억제하기 위한 확산방지막을 별도로 형성하여 사용하여야 한다.In general, such a double-sided light-receiving solar cell is manufactured by independently performing a diffusion process for forming a p-type emitter on the entire surface of the substrate and a diffusion process for forming an n-type rear whole layer on the rear surface of the substrate. In addition, it is necessary to separately form a diffusion prevention film for suppressing the diffusion of the impurity ions of the different conductivity types on the other surface (for example, the rear surface) of the target substrate (for example, the front surface) do.

이와 같이, 종래의 양면수광형 태양전지 제조방법은 2번의 열처리 공정(확산공정)과 2번의 확산방지막 형성공정이 요구되어, 공정이 복잡해지고, 제조비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.
As described above, the conventional double-side light-receiving solar cell manufacturing method requires two heat treatment processes (diffusion process) and two diffusion prevention film formation processes, which complicates the process and increases the manufacturing cost.

한국공개특허 10-2012-0077711Korean Patent Publication No. 10-2012-0077711

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기판 전면 및 후면 상의 확산방지막 형성공정을 생략하고, 1번의 확산공정을 통해 p형 에미터와 n형 후면전계층을 동시에 형성시킴으로써, 공정 효율을 높이고, 제조비용을 절감할 수 있는 양면수광형 태양전지의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same, The present invention provides a method of manufacturing a double-side light-receiving solar cell that can improve process efficiency and reduce manufacturing costs.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.

본 발명에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법은, n형 결정질 실리콘 기판의 전면 상에 BSG층을 적층하는 단계; 상기 기판 후면 상에 PSG층을 적층하는 단계; 확산공정을 실시하여, 상기 BSG층 내의 p형 불순물을 기판 전면 내부로 확산시켜 p형 에미터를 형성함과 함께 상기 PSG층 내의 n형 불순물을 기판 후면 내부로 확산시켜 n형 후면전계층을 형성하는 단계; 상기 기판 전면 또는 후면에 레지스트 패턴을 인쇄하는 단계; 상기 레지스트 패턴에 의해 상기 p형 에미터 또는 상기 n형 후면전계층이 형성된 기판 표면을 선택적으로 식각하여 선택적 도핑층 구조를 형성하고, 상기 BSG층과 상기 PSG층을 제거하는 단계; 상기 기판 후면 상에 후면 반사방지막을 적층하는 단계; 상기 기판 전면 상에 전면 반사방지막을 적층하는 단계; 및 상기 기판의 전면 및 후면에 전면전극 및 후면전극을 각각 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a double-sided light receiving solar cell according to the present invention includes: laminating a BSG layer on a front surface of an n-type crystalline silicon substrate; Stacking a PSG layer on the back surface of the substrate; Type impurity in the BSG layer is diffused into the front surface of the substrate to form a p-type emitter, and the n-type impurity in the PSG layer is diffused into the back surface of the substrate to form an n- ; Printing a resist pattern on the front or rear surface of the substrate; Selectively etching the p-type emitter or the substrate surface on which the n-type back surface layer is formed by the resist pattern to form a selective doping layer structure, and removing the BSG layer and the PSG layer; Stacking a rear antireflection film on the rear surface of the substrate; Depositing a total antireflection film on the entire surface of the substrate; And forming a front electrode and a rear electrode on the front and rear surfaces of the substrate, respectively.

상기 선택적 도핑층 구조를 형성하고, 상기 BSG층과 상기 PSG층을 제거하는 단계는, 상기 레지스트 패턴이 기판 전면의 전극영역에 형성된 상태에서 식각공정을 진행하여, 상기 BSG층의 수광영역과 상기 PSG층을 식각하는 단계; 상기 레지스트 패턴을 제거하는 단계; 상기 기판 전면의 전극영역에 남은 BSG 패턴을 식각방지막으로 하여 상기 p형 에미터가 형성된 기판 표면을 선택적으로 식각함으로써 선택적 에미터 구조를 형성하는 단계; 및 상기 BSG 패턴을 식각하여 제거하는 단계를 포함할 수 있다. The step of forming the selective doping layer structure and removing the BSG layer and the PSG layer may include etching the photoresist layer and the PSG layer in a state where the resist pattern is formed on the electrode region on the entire surface of the substrate, Etching the layer; Removing the resist pattern; Forming a selective emitter structure by selectively etching the surface of the substrate on which the p-type emitter is formed using the BSG pattern remaining in the electrode area on the entire surface of the substrate as an etch stopping layer; And etching and removing the BSG pattern .

혹은, 상기 선택적 도핑층 구조를 형성하고, 상기 BSG층과 상기 PSG층을 제거하는 단계는, 상기 레지스트 패턴이 기판 후면의 전극영역에 형성된 상태에서 식각공정을 진행하여, 상기 PSG층의 수광영역과 상기 BSG층을 식각하는 단계; 상기 레지스트 패턴을 제거하는 단계; 상기 기판 후면의 전극영역에 남은 PSG 패턴을 식각방지막으로 하여 상기 n형 후면전계층이 형성된 기판 표면을 선택적으로 식각함으로써 선택적 후면전계 구조를 형성하는 단계; 및 상기 PSG 패턴을 식각하여 제거하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, the step of forming the selective doping layer structure and removing the BSG layer and the PSG layer may include etching the photoresist layer in the PSG layer in a state where the resist pattern is formed on the electrode region on the rear surface of the substrate, Etching the BSG layer; Removing the resist pattern; Forming a selective rear surface electric field structure by selectively etching the surface of the substrate on which the n-type rear front layer is formed using the PSG pattern remaining in the electrode area on the rear surface of the substrate as an etching prevention film; And removing the PSG pattern by etching.

상기 BSG층과 PSG층은 상압 화학기상증착법 또는 플라즈마 화학기상증착법 이용하여 형성할 수 있다.The BSG layer and the PSG layer may be formed by an atmospheric pressure chemical vapor deposition method or a plasma chemical vapor deposition method.

상기 기판의 전면 및 후면에 전면전극 및 후면전극을 각각 형성하는 단계는, 상기 기판 전면 상에 전면전극을 형성하기 위한 금속 페이스트를 도포하는 단계; 상기 기판 후면 상에 후면전극을 형성하기 위한 금속 페이스트를 도포하는 단계; 및 소성공정을 진행하여 상기 전면전극 및 상기 후면전극의 형성을 완료하는 단계를 포함할 수 있다.
The forming of the front electrode and the rear electrode on the front and rear surfaces of the substrate may include: applying a metal paste to form a front electrode on the front surface of the substrate; Applying a metal paste to form a rear electrode on the back surface of the substrate; And completing the formation of the front electrode and the rear electrode by performing a firing process.

본 발명에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.The manufacturing method of the double-sided light receiving type solar cell according to the present invention has the following effects.

p형 에미터와 n형 후면전계층을 형성함에 있어서, 도핑소스층(BSG층 또는 PSG층)의 증착공정과 기존의 확산 열처리공정을 조합하여 적용함으로써 열처리 횟수를 줄일 수 있으며, 확산공정 시 도핑소스층을 확산방지막으로 활용하여 별도의 확산방지막 적층공정을 생략할 수 있게 된다.In forming the p-type emitter and the n-type backside whole layer, the number of heat treatment can be reduced by applying the deposition process of the doping source layer (BSG layer or PSG layer) and the existing diffusion heat treatment process, The source layer can be used as a diffusion prevention layer, and a separate diffusion prevention layer stacking step can be omitted.

또한, 레지스트 패터닝을 통해 기판 표면의 고농도 도핑층을 제거하여 표면 재결합 손실을 최소화하되, 이를 위한 식각공정에서 기 형성된 충분한 두께의 도핑소스층을 식각방지막으로 활용함으로써, 별도의 식각방지막 형성공정 없이 적절한 두께의 도핑층을 남겨 선택적 도핑층 구조를 효과적으로 구현할 수 있게 된다.
Also, by using resist patterning, a highly doped layer on the surface of the substrate is removed to minimize surface recombination loss. By utilizing a doping source layer of a sufficient thickness formed in the etching process as an etch stopping layer, The thickness of the doped layer can be left to effectively implement the selective doped layer structure.

도 1은 종래 기술에 따른 양면수광형 태양전지의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 순서도.
도 3a 내지 도 3k는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법 중 일부 공정을 세부적으로 설명하기 위한 공정 단면도.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional double-side light receiving solar cell. FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a double-
FIGS. 3A to 3K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a double-side light-receiving solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4A to 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a double-side light-receiving solar cell according to an embodiment of the present invention.
5A to 5E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a double-side light-receiving solar cell according to another embodiment of the present invention.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a double-side light receiving type solar cell according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다. 그리고, 도 3a 내지 도 3k는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a double-sided light receiving type solar cell according to an embodiment of the present invention. 3A to 3K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a double-side light-receiving solar cell according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 2 및 도 3a에 도시된 것처럼 n형 결정질 실리콘 기판(210)을 준비한다(S210). 그런 다음, 텍스쳐링 공정을 통해 기판(210) 표면을 요철 형상으로 가공하여 빛 반사를 최소화시킬 수 있도록 한다. 이후의 도면에서는, 편의상 기판(210) 표면의 요철 형상을 생략하여 도시하였다.First, an n-type crystalline silicon substrate 210 is prepared as shown in FIGS. 2 and 3A (S210). Then, the surface of the substrate 210 is processed into a concave-convex shape through a texturing process, thereby minimizing light reflection. In the following drawings, the concavo-convex shape of the surface of the substrate 210 is omitted for the sake of convenience.

이어서, 도 3b에 도시된 것처럼 기판(210)의 전면 상에 p형 불순물을 포함하는 도핑소스층인 BSG(boro-silicate glass)층(220)을 적층한다(S220). 그리고, 기판(210) 후면 상에는 도 3c에 도시된 것처럼 n형 불순물을 포함하는 도핑소스층인 PSG(phosphor-silicate glass)층(230)을 적층한다(S220).3B, a borosilicate glass (BSG) layer 220, which is a doping source layer including a p-type impurity, is deposited on the front surface of the substrate 210 (S220). 3C, a phosphor-silicate glass (PSG) layer 230, which is a doping source layer containing n-type impurities, is deposited on the rear surface of the substrate 210 (S220).

차후의 확산공정에서, BSG층(220)과 PSG층(230)은 각각 p형 에미터(240)와 n형 후면전계층(250)의 도핑소스 역할을 한다. BSG층(220)과 PSG층(230)의 적층순서는 달라질 수 있다.In a subsequent diffusion process, the BSG layer 220 and the PSG layer 230 serve as doping sources for the p-type emitter 240 and the n-type back front layer 250, respectively. The stacking order of the BSG layer 220 and the PSG layer 230 may be different.

일 실시예에서, BSG층(220)과 PSG층(230)은 상압 화학기상증착법(APCVD, atmosphere pressure chemical vapor deposition) 또는 플라즈마 화학기상증착법(PECVD, plasma-enhanced chemical vapor deposition)을 통해 적층할 수 있다. BSG층(220)의 경우 전구체(precursor)로서 SiH4, B2H6, O2가 이용될 수 있고, PSG층(230)은 전구체로서 SiH4, PH3, O2가 이용될 수 있다.In one embodiment, the BSG layer 220 and the PSG layer 230 may be laminated via atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) or plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). have. SiH 4 , B 2 H 6 and O 2 may be used as precursors for the BSG layer 220 and SiH 4 , PH 3 and O 2 may be used for the PSG layer 230 as precursors.

소정의 챔버 내에 기판(210)을 장착시킨 상태에서, 일정 온도 하에 전술한 전구체들을 챔버 내에 공급하면 기판(210)의 전면과 후면 각각에 BSG층(220), PSG층(230)이 형성된다.The BSG layer 220 and the PSG layer 230 are formed on the front and rear surfaces of the substrate 210 when the precursors are supplied into the chamber at a predetermined temperature while the substrate 210 is mounted in a predetermined chamber.

이와 같이, 기판(210) 전면과 후면에 BSG층(220)과 PSG층(230)이 각각 적층된 상태에서, 도 3d에 도시된 것처럼 동시 확산공정(Co-diffusion)을 실시하여 p형 에미터(240)와 n형 후면전계층(250)을 형성한다(S230).As shown in FIG. 3D, a simultaneous diffusion process (Co-diffusion) is performed in a state where the BSG layer 220 and the PSG layer 230 are laminated on the front surface and the rear surface of the substrate 210, (240) and an n-type rear front layer (250) (S230).

구체적으로, 챔버 내에 기판(210)을 장착시킨 상태에서, 일정 온도 하에서 기판(210)을 가열하면, BSG층(220) 내의 p형 불순물 이온이 기판(210) 전면의 내부로 확산되어 p형 에미터(240)가 형성된다. 동시에, PSG층(230) 내의 n형 불순물 이온 역시 기판(210) 후면의 내부로 확산되어 n형 후면전계층(250)이 형성된다.Specifically, when the substrate 210 is mounted in the chamber and the substrate 210 is heated at a certain temperature, the p-type impurity ions in the BSG layer 220 diffuse into the front surface of the substrate 210, (240) are formed. At the same time, the n-type impurity ions in the PSG layer 230 are diffused into the back surface of the substrate 210 to form the n-type back front layer 250.

상압 화학기상증착법 또는 플라즈마 화학기상증착법에 의해 형성된 BSG층(220) 및 PSG층(230)의 박막은 일정 두께를 확보하고 있기 때문에 다른면에 대한 확산방지막으로 사용이 가능하다.Since the BSG layer 220 and the PSG layer 230 formed by the atmospheric pressure chemical vapor deposition method or the plasma chemical vapor deposition method have a certain thickness, they can be used as diffusion preventing layers for other surfaces.

이와 같이, p형 에미터(240)와 n형 후면전계층(250)이 형성된 상태에서, 도 3e에 도시된 것처럼 기판(210) 전면의 전극영역 상에 레지스트 패턴(260)을 인쇄한다(S240).3E, the resist pattern 260 is printed on the electrode region on the entire surface of the substrate 210 in the state where the p-type emitter 240 and the n-type back front layer 250 are formed (S240 ).

이어서, 도 3f와 같이 레지스트 패턴(260)을 이용한 식각공정으로 p형 에미터(240)의 선택적 에미터 구조를 형성하고, BSG층(220) 및 PSG층(230)을 제거한다(S250).3F, a selective emitter structure of the p-type emitter 240 is formed by the etching process using the resist pattern 260, and the BSG layer 220 and the PSG layer 230 are removed (S250).

선택적 에미터 구조는 기판(210) 전면에서 전극이 형성되는 전극영역과 전극이 형성되지 않는 수광영역의 도핑농도를 선택적으로 달리한 것을 의미하며, 이러한 구조는 기판(210) 전면의 전극영역과 수광영역에 있어 p형 에미터(240)의 두께를 달리함으로써 달성된다.The selective emitter structure means that the doping concentration of the electrode region where the electrode is formed on the front surface of the substrate 210 and the light receiving region where no electrode is formed is selectively differentiated from the electrode region on the front surface of the substrate 210, Type emitter 240 in the region where the p-type emitter 240 is formed.

구체적으로, p형 에미터(240)가 선택적 에미터 구조를 가질 수 있도록 레지스트 패턴(260)에 의해 기판(210) 전면을 선택적으로 식각(Etch-back)하여, 레지스트 패턴(260)이 형성되지 않은 기판(210) 전면의 수광영역에서 기판(210) 표면의 고농도 도핑층을 일정 깊이까지 제거한다. 식각과정에서, BSG층(220)과 기판(210) 표면 간의 계면에 존재하는 BRL(Boron rich layer)이 제거되어 표면 재결합 손실을 최소화한다.Specifically, the entire surface of the substrate 210 is selectively etched back by the resist pattern 260 so that the p-type emitter 240 may have a selective emitter structure, so that the resist pattern 260 is not formed The high concentration doping layer on the surface of the substrate 210 is removed to a certain depth in the light receiving area on the front surface of the substrate 210. In the etching process, the BRL (boron rich layer) existing at the interface between the BSG layer 220 and the surface of the substrate 210 is removed to minimize the surface recombination loss.

당해 일 실시예서는 레지스트 패턴(260)을 기판(210) 전면에 형성하여 선택적 에미터 구조를 형성하는 경우를 설명하고 있으나, 본 발명에서, 레지스트 패터닝 및 식각에 의한 선택적 도핑층 구조의 형성공정은 기판(210)의 전면 또는 후면에 모두 적용될 수 있다.In this embodiment, a resist pattern 260 is formed on the entire surface of the substrate 210 to form a selective emitter structure. However, in the present invention, a process of forming a selective doping layer structure by resist patterning and etching And may be applied to both the front surface and the rear surface of the substrate 210.

즉, 기판(210) 전면에 증착된 산화막인 BSG층(220) 또는 기판(210) 후면에 증착된 산화막인 PSG층(230)을 레지스트로 패터닝한 후 이를 식각방지막으로 활용하여 기판(210) 표면을 부분적으로 식각함으로써 선택적 도핑층 구조를 형성할 수 있다.That is, the BSG layer 220, which is an oxide film deposited on the entire surface of the substrate 210, or the PSG layer 230 that is an oxide film deposited on the rear surface of the substrate 210, is patterned with a resist, The selective doping layer structure can be formed.

레지스트 패턴(260)을 전면에 형성하면 당해 일 실시예에서와 같이 선택적 에미터 구조가 형성된다. 이와 비교하여 도 5a 내지 도 5e를 참조로 후술하는 다른 실시예에서는, 기판(210) 후면에 레지스트 패터닝을 수행하여 선택적 후면전계 구조를 형성하게 된다.When the resist pattern 260 is formed on the entire surface, a selective emitter structure is formed as in the embodiment. 5A to 5E, resist patterning is performed on the rear surface of the substrate 210 to form a selective rear surface electric field structure.

일 실시예에 따라 기판(210) 전면에 선택적 에미터 구조를 형성하는 S240 및 S250의 공정에 대해서는 도 4a 내지 도 4d 부분에서 보다 상세히 후술한다.The steps of S240 and S250 for forming a selective emitter structure on the entire surface of the substrate 210 according to one embodiment will be described later in more detail in FIGS. 4A to 4D.

그런 다음, 도 3g에 도시된 것처럼 기판(210) 후면 상에 후면 반사방지막(270)을 적층한다(S260).Then, a rear antireflection film 270 is laminated on the rear surface of the substrate 210 as shown in FIG. 3G (S260).

이어서, 도 3h에 도시된 것처럼 기판(210) 전면 상에 전면 반사방지막(271)을 적층한다(S270).Next, as shown in FIG. 3H, the front antireflection film 271 is laminated on the front surface of the substrate 210 (S270).

그런 다음, 도 3i 내지 도 3k에 도시된 것처럼 기판(210)의 전면과 후면에 각각 전면전극(291), 후면전극(292)을 형성할 수 있다(S280).Then, a front electrode 291 and a rear electrode 292 may be formed on the front and rear surfaces of the substrate 210, respectively, as shown in FIGS. 3I to 3K (S280).

구체적으로, 기판(210) 전면 상에 전면전극(291)을 형성하기 위한 금속 페이스트를 도포하고(도 3i 참조), 기판(210) 후면 상에 후면전극(292)을 형성하기 위한 금속 페이스트를 도포한다(도 3j 참조). 그리고, 동시 소성공정(Co-firing)을 진행하여 도포된 금속 페이스트를 경화함으로써, p형 에미터(240)에 접속하는 전면전극(291)과 n형 후면전계층(250)에 접속하는 후면전극(292)의 형성을 완료할 수 있다.Specifically, a metal paste for forming the front electrode 291 is applied on the front surface of the substrate 210 (see FIG. 3I), a metal paste for forming the rear electrode 292 is applied on the rear surface of the substrate 210 (See FIG. 3J). The surface electrode 291 connected to the p-type emitter 240 and the rear electrode connected to the n-type rear front layer 250 are formed by curing the coated metal paste by performing co- It is possible to complete the formation of the recess 292.

일 실시예에서, 전면전극(291)의 형성을 위한 금속 페이스트로는 Ag 페이스트 또는 Al 페이스트를 독립적으로 또는 조합하여 채용할 수 있다. 또한, 후면전극(292)의 형성을 위한 금속 페이스트로는 Ag 페이스트를 채용할 수 있다.In one embodiment, Ag paste or Al paste may be used independently or in combination as the metal paste for forming the front electrode 291. [ As the metal paste for forming the rear electrode 292, Ag paste may be employed.

이와 같이, 일 실시예는 상압 화학기상증착법 또는 플라즈마 화학기상증착법으로 기판(210)의 전면 및 후면에 BSG층(220)과 PSG층(230)을 각각 증착한 후 동시 확산공정을 진행하여 1번에 확산시킴으로써 공정수를 줄일 수 있다.As described above, the BSG layer 220 and the PSG layer 230 are deposited on the front and back surfaces of the substrate 210 by the atmospheric pressure CVD method or the plasma chemical vapor deposition method, respectively. The number of process steps can be reduced.

또한, 상압 화학기상증착법 또는 플라즈마 화학기상증착법을 사용하는 경우 공정 특성상 BSG층(220) 및 PSG층(230)과 같은 산화막의 두께, 도핑농도, 공정시간을 인위적으로 쉽게 제어할 수 있다.In addition, when the atmospheric pressure chemical vapor deposition method or the plasma chemical vapor deposition method is used, the thickness of the oxide film such as the BSG layer 220 and the PSG layer 230, the doping concentration, and the processing time can be artificially controlled easily.

따라서, BSG층(220)과 PSG층(230)을 충분한 두께로 쉽게 형성할 수 있으며, 별도의 식각방지막 형성공정 없이 이러한 충분한 두께의 BSG층(220)과 PSG층(230)을 식각방지막 용도로 활용할 수 있다.Accordingly, the BSG layer 220 and the PSG layer 230 can be easily formed to a sufficient thickness, and the BSG layer 220 and the PSG layer 230 having such a sufficient thickness can be used as an etch stopping layer Can be utilized.

이에 반해, BBr3나 POCl3로 식각하는 종래 방식의 경우 열확산 과정에서의 부산물로 생성되는 BSG나 PSG 박막의 두께를 조절할 수 없어, 이러한 박막을 식각방지막으로 이용하기 어려우며, 일정 두께의 산화막을 생성한다고 하더라도 제조공정이 매우 복잡하여 제조원가를 상승시키게 된다.On the other hand, in the case of the conventional method of etching as BBr 3 or POCl 3 can not control the thickness of the BSG or PSG thin film to be produced as a by-product in the thermal diffusion process, it is difficult to use such thin films as film etching, generation of the oxide film having a predetermined thickness The manufacturing process is very complicated and the manufacturing cost is increased.

또한, 이온 주입을 통해 BSG나 PSG 박막을 생성하는 종래 도핑방식의 경우에도 도핑공정에서 충분한 두께를 갖는 산화막이 생기지 않기 때문에 식각방지막이 자연적으로 생성되지 않는다. 따라서, 별도의 산화방지막을 형성하여야 하므로, 공정수가 증가하게 된다.Also, in the case of the conventional doping method in which a BSG or a PSG thin film is formed through ion implantation, an oxide film having a sufficient thickness is not formed in the doping process, so that an etch stopping film is not naturally produced. Therefore, a separate oxidation prevention film must be formed, so that the number of processes increases.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법 중 일부 공정을 세부적으로 설명하기 위한 공정 단면도로서, 선택적 에미터 구조를 형성하고 BSG층(220)과 PSG층(230)을 제거하는 도 3f의 공정을 보다 세분화하여 나타내고 있다.4A to 4D are cross-sectional views illustrating a method of fabricating a double-side light-receiving solar cell according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 4A to 4D, a selective emitter structure is formed and a BSG layer 220 and a PSG layer The process of FIG. 3F, which removes the substrate 230, is shown in more detail.

먼저, 도 3e에 도시된 것처럼 기판(210) 전면의 전극영역 상에 레지스트 패턴(260)을 인쇄한 상태에서 식각공정을 진행하여, 레지스트 패턴(260)이 형성되지 않은 BSG층(220)의 수광영역과, 기판 후면의 PSG층(230)을 식각 및 제거한다. 이에 따라, 도 4a에 도시된 것처럼 기판(210) 전면의 전극영역에는 레지스트 패턴(260)과 그 하부의 BSG 패턴(221)이 남게 된다.3E, the etching process is performed in a state in which the resist pattern 260 is printed on the electrode region on the front surface of the substrate 210, so that the BSG layer 220, on which the resist pattern 260 is not formed, And the PSG layer 230 on the back side of the substrate are etched and removed. Thus, as shown in FIG. 4A, the resist pattern 260 and the BSG pattern 221 under the resist pattern 260 remain in the electrode region on the front surface of the substrate 210.

이어서, 도 4b에 도시된 것처럼 기판(210) 전면으로부터 레지스트 패턴(260)을 스트립하여 제거한 후, 기판(210) 세정을 수행한다.Next, as shown in FIG. 4B, the resist pattern 260 is stripped from the front surface of the substrate 210, and then the substrate 210 is cleaned.

레지스트 패턴(260)의 제거 시 KOH 희석액을 사용하면 기판(210) 표면에 금속 불순물이나 레지스트 유기물 등이 잔류할 수 있으므로, RCA 세정을 실시하여 이러한 불순물이나 유기물을 제거하는 것이 바람직하다. RCA 세정은 H2O2를 근간으로 NH4OH, HCl 등을 이용하는 습식세정법이다.If a KOH diluent is used to remove the resist pattern 260, metallic impurities, resist organic substances, and the like may remain on the surface of the substrate 210. Therefore, it is preferable to perform RCA cleaning to remove such impurities and organic matter. RCA cleaning is a wet cleaning method using NH 4 OH, HCl, etc. based on H 2 O 2 .

그런 다음, 기판(210) 전면의 전극영역에 남은 BSG 패턴(221)을 식각방지막으로 하여 p형 에미터(240)가 형성된 기판(210) 표면을 선택적으로 식각함으로써, 도 4c와 같이 선택적 에미터 구조를 갖는 p형 에미터(240)를 형성한다.Then, the surface of the substrate 210 on which the p-type emitter 240 is formed is selectively etched using the BSG pattern 221 remaining in the electrode area on the front surface of the substrate 210 as an etching prevention film, Type p-type emitter 240 is formed.

이어서, 도 4d와 같이 기판(210) 전면의 전극영역에 남은 BSG 패턴(221)을 식각하여 완전히 제거하게 된다.Then, as shown in FIG. 4D, the BSG pattern 221 remaining in the electrode region on the front surface of the substrate 210 is etched to be completely removed.

이와 같이, 레지스트 패터닝 방법을 통해 선택적 에미터 구조를 형성하기 위한 식각공정 시에 BSG층(220)을 식각방지막으로 활용할 수 있다. 또한, BSG층(220), PSG층(230)을 완전히 제거할 때에도, 충분한 두께의 BSG층(220)과 PSG층(230)이 식각방지막으로 기능함으로써, p형 에미터(240) 및 n형 후면전계층(250)이 완전히 식각되어 제거되는 것을 막고 이들의 일정 두께를 확보한다.As described above, the BSG layer 220 can be used as an etch stopping layer during the etching process for forming the selective emitter structure through the resist patterning method. Even when the BSG layer 220 and the PSG layer 230 are completely removed, the BSG layer 220 and the PSG layer 230 of sufficient thickness function as an etch stopping film, The rear front layer 250 is prevented from being completely etched and removed, and a predetermined thickness of the rear front layer 250 is secured.

도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도로서, 선택적 후면전계 구조의 형성공정을 도시하고 있다.FIGS. 5A to 5E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a double-side light-receiving solar cell according to another embodiment of the present invention, illustrating a process of forming a selective rear surface electric field structure.

먼저, 전술한 일 실시예와 같은 일련의 공정을 통해 PSG층(230)과 BSG층(220), p형 에미터(240)와 n형 후면전계층(250)을 형성한다.First, a PSG layer 230, a BSG layer 220, a p-type emitter 240, and an n-type rear whole layer 250 are formed through a series of processes as described in the above embodiment.

이후, 선택적 후면전계 구조의 형성공정을 살펴보면, 먼저 전술한 도 3d에서와 같이 기판(210)에 p형 에미터(240)와 n형 후면전계층(250)이 형성된 상태에서, 도 5a에 도시된 것처럼 n형 후면전계층(250)이 형성되어 있는 기판(210) 후면의 전극영역 상에 레지스트 패턴(261)을 인쇄한다.5A, the p-type emitter 240 and the n-type rear front layer 250 are formed on the substrate 210 as shown in FIG. 3D, The resist pattern 261 is printed on the electrode area on the back surface of the substrate 210 on which the n-type back front layer 250 is formed.

그리고, 기판(210) 후면의 전극영역 상에 레지스트 패턴(261)을 인쇄한 상태에서 식각공정을 진행하여, 레지스트 패턴(261)이 형성되지 않은 PSG층(230)의 수광영역과, 기판(210) 전면의 BSG층(220)을 식각으로 제거한다. 이에 따라, 기판(210) 후면의 전극영역에는 도 5b에 도시된 것처럼 레지스트 패턴(261)과 그 하부의 PSG 패턴(231)이 남는다.The etching process is carried out while the resist pattern 261 is printed on the electrode region on the back surface of the substrate 210 to form a light receiving region of the PSG layer 230 on which the resist pattern 261 is not formed, The BSG layer 220 on the front side is removed by etching. As a result, the resist pattern 261 and the PSG pattern 231 below the resist pattern 261 are left in the electrode area on the rear surface of the substrate 210.

이후, 도 5c에 도시된 것처럼 기판(210) 후면으로부터 레지스트 패턴(261)을 스트립하여 제거한다.Thereafter, the resist pattern 261 is stripped off from the rear surface of the substrate 210 as shown in FIG. 5C.

그런 다음, 기판(210) 후면의 전극영역에 남은 PSG 패턴(231)을 식각방지막으로 하여 n형 후면전계층(250)이 형성되어 있는 기판 표면을 선택적으로 식각함으로써 도 5d와 같이 선택적 후면전계 구조를 형성할 수 있다. 선택적 후면전계 구조는 선택적 에미터 구조와 마찬가지로, 표면 재결합 손실 감소를 위한 수광영역의 저농도 도핑층과 접촉저항 감소를 위한 전극영역의 고농도 도핑층으로 구성된다.Then, the surface of the substrate on which the n-type rear front layer 250 is formed is selectively etched using the PSG pattern 231 remaining in the electrode area on the rear surface of the substrate 210 as an etching prevention layer, Can be formed. Like the selective emitter structure, the selective backside field structure is composed of a lightly doped layer in the light receiving region for reducing the surface recombination loss and a highly doped layer in the electrode region for reducing the contact resistance.

이어서, 도 5e와 같이 기판(210) 후면의 전극영역에 남은 PSG 패턴(231)을 식각하여 제거함으로써, 선택적 후면전계 구조의 형성공정이 완료된다.5E, the PSG pattern 231 remaining in the electrode area on the rear surface of the substrate 210 is etched and removed, thereby completing the process of forming the selective rear surface electric field structure.

이후에는 전술한 일 실시예의 공정들을 준용하여, 전면 반사방지막(271), 후면 반사방지막(270), 전면전극(291) 및 후면전극(292)을 형성할 수 있다.
The front antireflection film 271, the rear antireflection film 270, the front electrode 291, and the rear electrode 292 can be formed in accordance with the processes of one embodiment described above.

본 발명에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법의 구성은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
The construction of the manufacturing method of the double-sided light receiving type solar cell according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be variously modified within the scope of the technical idea of the present invention.

210: n형 결정질 실리콘 기판
220: BSG층 230: PSG층
240: p형 에미터 250: n형 후면전계층
270: 후면 반사방지막 271: 전면 반사방지막
291: 전면전극 292: 후면전극210: n-type crystalline silicon substrate
220: BSG layer 230: PSG layer
240: p-type emitter 250: n-type rear front layer
270: rear antireflection film 271: front antireflection film
291: front electrode 292: rear electrode

Claims (5)

n형 결정질 실리콘 기판의 전면 상에 BSG층을 적층하는 단계;
상기 기판 후면 상에 PSG층을 적층하는 단계;
확산공정을 실시하여, 상기 BSG층 내의 p형 불순물을 기판 전면 내부로 확산시켜 p형 에미터를 형성함과 함께 상기 PSG층 내의 n형 불순물을 기판 후면 내부로 확산시켜 n형 후면전계층을 형성하는 단계;
상기 기판 전면 또는 후면에 레지스트 패턴을 인쇄하는 단계;
상기 레지스트 패턴에 의해 상기 p형 에미터 또는 상기 n형 후면전계층이 형성된 기판 표면을 선택적으로 식각하여 선택적 도핑층 구조를 형성하고, 상기 BSG층과 상기 PSG층을 제거하는 단계;
상기 기판 후면 상에 후면 반사방지막을 적층하는 단계;
상기 기판 전면 상에 전면 반사방지막을 적층하는 단계; 및
상기 기판의 전면 및 후면에 전면전극 및 후면전극을 각각 형성하는 단계를 포함하는 양면수광형 태양전지의 제조방법.
stacking a BSG layer on the entire surface of the n-type crystalline silicon substrate;
Stacking a PSG layer on the back surface of the substrate;
Type impurity in the BSG layer is diffused into the front surface of the substrate to form a p-type emitter, and the n-type impurity in the PSG layer is diffused into the back surface of the substrate to form an n- ;
Printing a resist pattern on the front or rear surface of the substrate;
Selectively etching the p-type emitter or the substrate surface on which the n-type back surface layer is formed by the resist pattern to form a selective doping layer structure, and removing the BSG layer and the PSG layer;
Stacking a rear antireflection film on the rear surface of the substrate;
Depositing a total antireflection film on the entire surface of the substrate; And
And forming a front electrode and a rear electrode on the front and rear surfaces of the substrate, respectively.
제1항에 있어서,
상기 선택적 도핑층 구조를 형성하고, 상기 BSG층과 상기 PSG층을 제거하는 단계는,
상기 레지스트 패턴이 기판 전면의 전극영역에 형성된 상태에서 식각공정을 진행하여, 상기 BSG층의 수광영역과 상기 PSG층을 식각하는 단계;
상기 레지스트 패턴을 제거하는 단계;
상기 기판 전면의 전극영역에 남은 BSG 패턴을 식각방지막으로 하여 상기 p형 에미터가 형성된 기판 표면을 선택적으로 식각함으로써 선택적 에미터 구조를 형성하는 단계; 및
상기 BSG 패턴을 식각하여 제거하는 단계를 포함하는 양면수광형 태양전지의 제조방법.
The method according to claim 1,
Forming the selective doping layer structure, and removing the BSG layer and the PSG layer,
Etching the light receiving region of the BSG layer and the PSG layer by performing an etching process in a state where the resist pattern is formed in an electrode region on the entire surface of the substrate;
Removing the resist pattern;
Forming a selective emitter structure by selectively etching the surface of the substrate on which the p-type emitter is formed using the BSG pattern remaining in the electrode area on the entire surface of the substrate as an etch stopping layer; And
And removing the BSG pattern by etching.
제1항에 있어서,
상기 선택적 도핑층 구조를 형성하고, 상기 BSG층과 상기 PSG층을 제거하는 단계는,
상기 레지스트 패턴이 기판 후면의 전극영역에 형성된 상태에서 식각공정을 진행하여, 상기 PSG층의 수광영역과 상기 BSG층을 식각하는 단계;
상기 레지스트 패턴을 제거하는 단계;
상기 기판 후면의 전극영역에 남은 PSG 패턴을 식각방지막으로 하여 상기 n형 후면전계층이 형성된 기판 표면을 선택적으로 식각함으로써 선택적 후면전계 구조를 형성하는 단계; 및
상기 PSG 패턴을 식각하여 제거하는 단계를 포함하는 양면수광형 태양전지의 제조방법.
The method according to claim 1,
Forming the selective doping layer structure, and removing the BSG layer and the PSG layer,
Etching the light receiving region of the PSG layer and the BSG layer by performing an etching process in a state where the resist pattern is formed on the electrode region on the rear surface of the substrate;
Removing the resist pattern;
Forming a selective rear surface electric field structure by selectively etching the surface of the substrate on which the n-type rear front layer is formed using the PSG pattern remaining in the electrode area on the rear surface of the substrate as an etching prevention film; And
And removing the PSG pattern by etching.
제1항에 있어서,
상기 BSG층과 PSG층은 상압 화학기상증착법 또는 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 양면수광형 태양전지의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the BSG layer and the PSG layer are formed using an atmospheric pressure chemical vapor deposition method or a plasma chemical vapor deposition method.
제1항에 있어서,
상기 기판의 전면 및 후면에 전면전극 및 후면전극을 각각 형성하는 단계는,
상기 기판 전면 상에 전면전극을 형성하기 위한 금속 페이스트를 도포하는 단계;
상기 기판 후면 상에 후면전극을 형성하기 위한 금속 페이스트를 도포하는 단계; 및
소성공정을 진행하여 상기 전면전극 및 상기 후면전극의 형성을 완료하는 단계를 포함하는 양면수광형 태양전지의 제조방법.The method according to claim 1,
Forming front and rear electrodes on the front and rear surfaces of the substrate, respectively,
Applying a metal paste to form a front electrode on the front surface of the substrate;
Applying a metal paste to form a rear electrode on the back surface of the substrate; And
And a step of performing a firing process to complete formation of the front electrode and the rear electrode.
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