KR20150045806A - Cell and manufacturing method for the solar cell - Google Patents

Cell and manufacturing method for the solar cell Download PDF

Info

Publication number
KR20150045806A
KR20150045806A KR20130125519A KR20130125519A KR20150045806A KR 20150045806 A KR20150045806 A KR 20150045806A KR 20130125519 A KR20130125519 A KR 20130125519A KR 20130125519 A KR20130125519 A KR 20130125519A KR 20150045806 A KR20150045806 A KR 20150045806A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solution
substrate
hydrogen peroxide
nanowire structure
etching
Prior art date
Application number
KR20130125519A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101565212B1 (en
Inventor
김호성
강병수
정채환
김창헌
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020130125519A priority Critical patent/KR101565212B1/en
Publication of KR20150045806A publication Critical patent/KR20150045806A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101565212B1 publication Critical patent/KR101565212B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035209Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions comprising a quantum structures
    • H01L31/035227Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions comprising a quantum structures the quantum structure being quantum wires, or nanorods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

Disclosed are a solar cell capable of forming a solar cell absorption layer with high efficiency and low costs by a wet method; and a manufacturing method thereof. The cell includes a silicon substrate and a nanowire structure which is formed on the substrate by electrochemically etching a nano metal catalyst formed by an electroless plating method using silver nitrate (AgNO3) solution by using hydrogen peroxide (H2O2) solution. The nanowire structure is formed by an electrochemical etching process by using the H2O2 solution of 0.25M concentration.

Description

전지 및 그 제조방법{CELL AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SOLAR CELL}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery,

본 발명은 태양전지 또는 2차전지에 관한 것으로, 실리콘 나노 와이어 구조체를 형성하여 경제적이고 고효율의 실리콘 태양전지를 제조하는 방법 및 그 방법에 의해 제조된 전지에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell or a secondary battery, and more particularly, to a method for manufacturing a silicon solar cell which is economical and highly efficient by forming a silicon nanowire structure, and a battery manufactured by the method.

태양전지는 태양광을 이용하여 빛을 전기로 바꾸는 전지를 말하는데, 실리콘 태양전지의 구조는 실리콘 기판 위에 태양광이 내부로 흡수가 잘 되도록 하기 위한 반사방지막(AR 코팅)과 태양전지 내부(실리콘 기판, P층)에서 만들어진 전기를 외부로 보내는 양단의 전극으로 구성된다. 실리콘 태양전지는 p형 실리콘을 기본으로 하여 그 표면에 5족 원소를 확산시켜 n형 반도체를 형성함으로써 p-n 접합을 형성한다. 그리고, p-n 접합이 형성된 기판에 태양광이 흡수되면 전자정공쌍(electronholepair, EHP)이 형성되어 자유롭게 이동하다가 p-n 접합에 의해 생긴 전계에 들어오게 되면 정공 (+)은 p형으로 전자 (-)는 n형으로 이동하여 전위가 발생하고, 발생된 전자전공이 양단의 전극을 통하여 외부도선으로 전류가 흐르게 된다.The structure of a silicon solar cell is composed of an antireflection film (AR coating) for allowing solar light to be absorbed into the silicon substrate and an antireflection film (AR coating) inside the solar cell , And a P-layer). In a silicon solar cell, a p-type junction is formed by forming an n-type semiconductor by diffusing a Group 5 element on its surface based on p-type silicon. When the solar light is absorbed on the substrate where the pn junction is formed, an electronholepair (EHP) is formed and freely moves. When the electron enters the electric field generated by the pn junction, the hole (+) is p- the electrons move to the n-type and a potential is generated, and the generated electron mobility causes a current to flow to the external conductor through the electrodes at both ends.

태양전지의 출력은 단락전류 JSC(전류전압곡선 상에서 V=0 일 때의 출력 전류)와 개방전압 VOC(전류전압곡선 상에서 I=0일 때의 출력전압)의 곱으로 구성된다. 태양에서 전해오는 모든 빛을 전기로 변환하는 변환효율은 단락전류나 개방전압을 높이거나 출력전압 곡선이 사각형(JSC×VOC)에 가까운 정도를 나타내는 충전율(fill factor, FF)을 1에 근접시켜야 한다.The output of the solar cell is composed of the product of the short-circuit current J SC (the output current when V = 0 on the current-voltage curve) and the open-circuit voltage V OC (the output voltage when I = 0 on the current-voltage curve). The conversion efficiency of converting all the light from the sun into electricity is to increase the short-circuit current or open-circuit voltage, or to close the fill factor (FF) to 1, which indicates the approximation of the output voltage curve to a square (J SC × V OC ) do.

주로 JSC는 태양전지에 조사되는 빛에 대한 반사율이 감소하면 증가하고, VOC는 캐리어(전자와 정공)의 재결합 정도가 작아지면 증가한다. FF는 n형 및 p형 반도체 내 또는 이들과 전극 사이에서의 저항이 작아지면 1에 근접한다. 이로부터 태양전지의 효율을 결정하는 인자인 JSC, VOC 및 FF는 서로 다른 요인에 의해 조절 된다는 것을 알 수 있다.J SC increases mainly as the reflectance for light irradiated to the solar cell decreases, and V OC increases as the degree of recombination of carriers (electrons and holes) decreases. FF is close to 1 when the resistance in n-type and p-type semiconductors or between these and the electrode is small. From this, it can be seen that J SC , V OC and FF, which determine the efficiency of the solar cell, are controlled by different factors.

태양전지의 효율을 향상시키는 방법으로서 태양광의 반사율을 억제하는 방안이 고안되고 있으며, 주로 기상법에 의한 건식 오목 볼록형의 텍스처를 형성시켜서 약 10∼20%의 반사율 수준으로 감소시키고 있으나, 보다 효율을 향상시키기 위한 방법이 검토되고 있다.As a method of improving the efficiency of the solar cell, a method of suppressing the reflectance of the sunlight has been devised, and a dry concave convex texture is mainly formed by the vapor phase method to reduce the reflectance to about 10-20%. However, Is being studied.

종래에는 태양전지의 효율 증가를 위해 태양광 반사율 감소의 극대화에 의한 태양광 효율 특성을 개선하여 광 포획량을 증가시키기 위한 방법으로 태양전지 표면에 반사방지막을 형성하거나 나노 구조체를 형성하는 방법이 있다. 반사방지막을 형성하는 방법으로는 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)방법을 이용하여 태양전지의 수광부 상에 질화실리콘(SINx)을 증착하고, 플라즈마를 사용한 건식 식각법이나 습식 식각법으로 질화실리콘을 패터닝하여 반사방지막을 형성하는 방법을 대표적인 예로 들 수 있다. 건식 식각법과 습식 식각법 중에서 태양전지의 낮은 제조 단가를 위해 주로 습식 식각법이 검토되고 있다.Conventionally, there is a method of forming an antireflection film on a surface of a solar cell or forming a nanostructure on the surface of a solar cell by improving the photovoltaic efficiency characteristic by maximizing reduction of the solar light reflectance for increasing the efficiency of the solar cell. As a method for forming the antireflection film, silicon nitride (SINx) may be deposited on the light receiving portion of a solar cell by a chemical vapor deposition (CVD) method, and a silicon nitride To form an antireflection film. The wet etching method is mainly studied for the low production cost of the solar cell among the dry etching method and the wet etching method.

또한, 나노 구조체를 형성하는 방법으로는, 주로 나노 와이어를 성장시키면서 제조하는 VLS (Vapor-Liquid-solid) 법과 다공성 마스크를 이용하여 나머지 공간을 습건식 식각 공정에 의해 나노 구조체를 형성하는 방법이 있다.As a method of forming the nanostructure, there is a Vapor-Liquid-Solid (VLS) method, which is mainly manufactured by growing nanowires, and a method of forming a nanostructure by a wet-dry etching process using a porous mask .

종래의 VLS 방법에 의해 나노 와이어가 제조되었을 경우, 나노 와이어의 어레이가 불규칙하게 되고 최적화된 태양전지 후속공정(passivation, 도핑 및 TCO 공정)을 적용하더라도 성장 시 발생되는 나노 와이어간 간섭에 의하여 고효율화에 한계가 있어 나노 와이어를 어레이 할 수 있는 방법으로 에칭법이 제안되고 있다. 또한, 다공성 마스크를 이용하여 나노 구조를 형성하는 방법은 일정한 배열과 수직형 나노 구조를 형성할 수 있는 장점이 있으나 유리기판과 같은 저가형 기판에 다결정 실리콘 박막을 형성하는데 어려움이 있어 제한을 받는다.When nanowires are fabricated by the conventional VLS method, the array of nanowires becomes irregular. Even when the optimized solar cell passivation (doping and TCO process) is applied, An etching method has been proposed as a method for arraying nanowires with limitations. In addition, the method of forming a nanostructure using a porous mask is advantageous in that it can form a uniform arrangement and a vertical nanostructure, but is limited because it is difficult to form a polycrystalline silicon thin film on a low-cost substrate such as a glass substrate.

이상과 같이, 종래의 방법에 의해 제조된 실리콘 흡수층의 반사 방지층은 비교적 고가의 생산기술로서 소량 생산에 적합하며 태양광 효율에 직접적으로 영향을 주는 반사율의 저하에도 한계가 있음이 확인되고 있다.
As described above, it has been confirmed that the antireflection layer of the silicon absorbing layer manufactured by the conventional method is a relatively expensive production technique, which is suitable for small-scale production and has a limit to the lowering of the reflectance directly affecting the solar light efficiency.

본 발명의 실시예들에 따르면 습식법을 통한 저가형 고효율 태양전지 또는 2차전지의 흡수층을 제조하는 전지 제조방법 및 그에 따라 제조된 전지를 제공하기 위한 것이다.
According to embodiments of the present invention, a method for manufacturing a low-cost high efficiency solar cell or an absorbing layer of a secondary battery through a wet process, and a battery manufactured thereby are provided.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 전지는, 실리콘 기판 및 상기 기판 상에 질산은 용액을 이용하여 무전해 도금으로 형성된 나노 금속 촉매를, 과산화수소 용액을 이용한 전기화학적 식각으로 형성된 나노 와이어 구조체를 포함하고, 상기 나노 와이어 구조체는, 0.25M 농도의 과산화수소 용액을 이용하여 전기화학적으로 식각하여 형성된다.The battery according to the embodiments of the present invention includes a silicon substrate and a nano metal catalyst formed by electroless plating using a silver nitrate solution on the substrate, the nanowire structure formed by electrochemical etching using a hydrogen peroxide solution , And the nanowire structure is formed by electrochemically etching using a hydrogen peroxide solution with a concentration of 0.25M.

일 측에 따르면, 상기 금속 촉매층은, 10mM 농도의 질산은 용액으로 60초 동안 반응시켜 형성될 수 있다. 그리고 상기 금속 촉매층은, 20∼30℃ 온도에서 무전해 도금 공정이 수행될 수 있다.According to one aspect, the metal catalyst layer may be formed by reacting with a silver nitrate solution at a concentration of 10 mM for 60 seconds. The metal catalyst layer may be subjected to an electroless plating process at a temperature of 20 to 30 캜.

일 측에 따르면, 상기 나노 와이어 구조체는 불산과 과산화수소를 혼합하여 형성된 식각 용액을 이용하여 형성되고, 상기 불산은 4.8M의 농도를 갖고, 상기 과산화수소는 0.25M의 농도를 가질 수 있다. 여기서, 상기 나노 와이어 구조체는 25℃ 온도에서 전기화학적 식각 공정이 수행될 수 있다.According to one aspect, the nanowire structure is formed using an etching solution formed by mixing hydrofluoric acid and hydrogen peroxide, the hydrofluoric acid has a concentration of 4.8M, and the hydrogen peroxide has a concentration of 0.25M. Here, the nanowire structure may be subjected to an electrochemical etching process at a temperature of 25 ° C.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 전지의 제조방법은, 기판을 제공하는 단계, 상기 기판 상에 질산은 용액과 불산이 혼합된 무전해 도금액을 이용하여 금속 촉매층을 형성하는 단계 및 상기 금속 촉매층을 과산화수소 용액과 불산이 혼합된 식각 용액으로 전기화학적 식각하여 나노 와이어 구조체를 형성하는 단계를 포함하여 형성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a battery, including: providing a substrate; forming a metal catalyst layer on the substrate using an electroless plating solution mixed with a silver nitrate solution and a fluoric acid; And forming a nanowire structure by electrochemically etching the catalyst layer with an etching solution mixed with hydrogen peroxide solution and hydrofluoric acid.

일 측에 따르면, 상기 기판을 제공하는 단계는, 상기 기판을 암모니아, 과산화수소, 물이 30:30:150 부피 비율로 혼합된 용액으로 80℃에서 10분간 세정하는 1차 세정 단계, 상기 1차 세정이 완료된 기판에 불산과 물이 4:200의 부피 비율로 혼합된 용액으로 상온에서 30초간 세정하고, 순수(DI)로 세정하는 2차 세정 단계 및 상기 2차 세정이 완료된 기판을 염산, 과산화수소, 물이 30:30:150 부피 비율로 혼합된 용액으로 85℃에서 10분간 세정하고, 순수(DI)로 세정 후 질소로 건조하는 3차 세정 단계가 수행될 수 있다.According to one aspect, the step of providing the substrate includes a first cleaning step of cleaning the substrate with a mixed solution of ammonia, hydrogen peroxide and water in a volume ratio of 30: 30: 150 by volume at 80 DEG C for 10 minutes, A second cleaning step of cleaning the substrate with a mixture of hydrofluoric acid and water at a volume ratio of 4: 200 at room temperature for 30 seconds, and cleaning the substrate with pure water (DI), and a second cleaning step of cleaning the substrate with hydrochloric acid, hydrogen peroxide, A tertiary cleaning step of washing the solution with a mixed solution of water and water at a volume ratio of 30: 30: 150 at 85 DEG C for 10 minutes, washing with pure water (DI), and drying with nitrogen can be performed.

일 측에 따르면, 상기 금속 촉매층을 형성하는 단계는, 4.8M의 불산과 10mM 의 질산은 용액이 혼합된 용액을 이용하여 20∼30℃ 온도에서 30~60초 동안 반응시켜 형성할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the forming of the metal catalyst layer may be performed by using a mixed solution of 4.8 M of hydrofluoric acid and 10 mM of silver nitrate at a temperature of 20 to 30 ° C for 30 to 60 seconds.

일 측에 따르면, 상기 나노 와이어 구조체를 형성하는 단계는, 4.8M의 불산과 0.5M, 0.25M, 0.125M 중 어느 하나의 농도를 갖는 과산화수소를 혼합한 에칭 용액을 이용하여, 25℃ 에서 수행하여 형성될 수 있다. 여기서, 상기 나노 와이어 구조체를 형성하는 단계는, 상기 과산화수소는 0.25M의 농도를 가질 수 있다.
According to one aspect, the step of forming the nanowire structure is performed at 25 ° C using an etching solution comprising hydrogen fluoride mixed with 4.8 M of hydrofluoric acid and any one of concentrations of 0.5M, 0.25M, and 0.125M . Here, in the step of forming the nanowire structure, the hydrogen peroxide may have a concentration of 0.25M.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 태양전지 또는 2차전지 셀의 효율을 결정하는 흡수층에서, 반사방지 기능을 부여한 흡수층을 고안하여 태양광 반사도가 5% 수준으로 매우 낮은 실리콘 나노 와이어 구조체를 형성함으로써 빛의 흡수율을 증가시키고 태양전지의 전류 값 상승 및 와이어의 밀도에 따라 p-n 접합의 면적 제어로 평판형 실리콘 태양전지보다 더 높은 효율의 태양전지를 제조할 수 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, in the absorption layer for determining the efficiency of the solar cell or the secondary battery cell, the absorption layer having the anti-reflection function is devised, By forming the nanowire structure, it is possible to manufacture a solar cell with higher efficiency than the planar silicon solar cell by increasing the absorption rate of light and increasing the current value of the solar cell and controlling the area of the pn junction according to the density of the wire.

또한, 실리콘 나노 와이어 구조체는 무전해법과 전기화학적 금속 촉매 식각법을 이용하므로 태양전지 기판 제조 시, 저비용으로 대량생산이 가능하고, 재현성 있게 제조할 수 있다.
In addition, since the silicon nanowire structure uses an electroless method and an electrochemical metal catalytic etching method, it can be mass-produced at low cost and reproducibly manufactured when a solar cell substrate is manufactured.

도 1a와 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 제조방법에서, 질산은 용액의 온도에 따른 나노 금속 촉매의 형성을 설명하기 위한 도면으로, 도 1a는 20℃이고, 도 1b는 30℃에서의 결과를 보여준다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서, 과산화수소 용액의 에칭 반응 시간에 따라 제조된 나노 와이어 구조체를 보여주는 SEM 사진들이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 제조방법에서, 과산화수소 용액의 농도에 따른 반응 시간별 반사도 그래프들이다.
FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining the formation of a nano-metal catalyst according to the temperature of a silver nitrate solution in a solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is at 20 ° C., The results are shown in Fig.
FIG. 2 is a SEM photograph showing a nanowire structure fabricated according to an etching reaction time of a hydrogen peroxide solution in an embodiment of the present invention. FIG.
FIGS. 3A to 3C are graphs of reflectance according to reaction time according to the concentration of hydrogen peroxide solution in a solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to or limited by the embodiments. In describing the embodiments, a detailed description of well-known functions or constructions may be omitted so as to clarify the gist of the present invention.

이하, 도 1a 내지 도 3c를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 및 그 제조방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a battery and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A to 3C.

본 실시예에 따른 전지는 예를 들어, 태양전지일 수 있다. 본 실시예들에 따르면, 기판 상에 별도의 반사방지막을 형성하지 않고 반사방지 기능을 갖는 흡수층을 형성함으로써 효율성을 극대화한 나노 와이어 구조체를 갖는 전지를 제조할 수 있다.The battery according to this embodiment may be, for example, a solar cell. According to these embodiments, a battery having a nanowire structure maximizing efficiency can be manufactured by forming an absorption layer having an antireflection function without forming a separate antireflection film on the substrate.

이에 본 발명의 실시예들은 나노 와이어를 제조함에 있어서 단결정 p형 실리콘<100> 기판에 무전해법을 이용하여 기판 상에 은(Ag) 나노 입자의 형성 제어와 전기화학적 금속 촉매 식각법을 이용한 기판 식각을 제어하여 나노 와이어 구조체를 경제적이고 재현성 있게 제조할 수 있다.Therefore, in the fabrication of nanowires, embodiments of the present invention include a method of controlling the formation of silver (Ag) nanoparticles on a single crystal p-type silicon substrate by an electroless plating method and a method of etching a substrate using an electrochemical metal catalytic etching The nanowire structure can be manufactured economically and reproducibly.

실리콘 나노 와이어 제조공정 반응원리는 실리콘 웨이퍼를 기판으로 사용하여 질산은(AgNO3) 용액에 침지시켜서 실리콘 기판 표면에 무전해 도금 원리에 의해 나노 은(Ag) 입자를 형성하고, 형성된 나노 금속 촉매(예: Ag 분말) 상에서 에칭 용액인 과산화수소(H2O2) 용액의 환원 반응에 의한 홀(hole)이 생성되고, 생성된 홀이 금속 촉매를 통해 실리콘 기판으로 주입 확산되고 실리콘 기판은 주입된 홀에 의해 산화되고, 실리콘/금속 촉매의 계면에서 불산(HF)에 의해 실리콘 기판의 용해가 이루어진다.Silicon nanowire manufacturing process The reaction principle is to immerse a silicon wafer in a silver nitrate solution (AgNO 3 ) to form nano-silver (Ag) particles on the surface of a silicon substrate by electroless plating, : A hole due to a reduction reaction of a hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) solution as an etching solution is formed on the surface of the silicon substrate through the metal catalyst, and the generated hole is diffused into the silicon substrate through the metal catalyst, And the silicon substrate is dissolved by hydrofluoric acid (HF) at the interface of the silicon / metal catalyst.

이와 같은 구조는, 태양전지에서 빛을 흡수하는 부분에 나노 구조를 형성함으로써, 기존의 평판형 태양전지에 비해 내부로 입사되는 빛의 경로가 증가한다. 그리고, 이로 인해 광자 저지(photon confinement) 등 양자효과 발생으로 전류 값이 증가되어 궁극적으로 태양전지의 고효율화에 기여할 뿐만 아니라, 기존의 태양전지에서 이용되는 고비용의 반사방지(Antireflection(AR)) 코팅이 필요 없을 정도로 매우 높은 빛 가둠 효과(light trapping effect)에 의한 높은 태양광 흡수를 가능하게 한다. 더불어, 태양전지에서 p-n junction이 형성되는 면적을 와이어의 밀도에 따라 몇 배의 오더로 극대화시킬 수 있다.
Such a structure increases the path of light incident to the interior of the conventional planar solar cell by forming a nanostructure in a portion absorbing light in the solar cell. As a result, the current value is increased due to the quantum effect such as photon confinement, which ultimately contributes to the high efficiency of the solar cell, and the high cost antireflection (AR) coating used in conventional solar cells This allows a high solar absorption by a very high light trapping effect to be unnecessarily high. In addition, the area where the pn junction is formed in the solar cell can be maximized to several orders of magnitude depending on the density of the wire.

실시예 1Example 1

본 발명은 나노 와이어를 제조하기 위해서 단결정 p형 실리콘<100> 기판을 이용하여 무전해 도금법을 이용하여 기판 위에 은 나노 입자를 형성하고, 전기화학적 금속 촉매 식각법을 이용한 기판 식각을 제어하여 나노 와이어 구조체를 제조한다. 나노 와이어 제조 공정은, 실리콘 기판을 세정하고, 세정된 기판 상에 금속 촉매를 무전해 도금 방법으로 도금하고, 상기 금속 촉매에 전기화학적 에칭(식각)을 수행하고, 그리고 무기물 금속제거 공정이 수행된다.The present invention relates to a method of manufacturing a nanowire by forming a silver nanoparticle on a substrate by using an electroless plating method using a single crystal p-type silicon substrate and controlling a substrate etching using an electrochemical metal catalytic etching method, A structure is prepared. In the nanowire manufacturing process, a silicon substrate is cleaned, a metal catalyst is plated on a cleaned substrate by an electroless plating method, an electrochemical etching (etching) is performed on the metal catalyst, and an inorganic metal removal process is performed .

여기서, 단결정 p형 실리콘<100> 기판은 다음의 3단계의 세정 과정을 통해 준비된다. 우선, 1단계 세정에서는, 실리콘 기판의 유기물 제거를 위한 세정이 필요하다. 1차 세정은, 암모니아, 과산화수소, 물이 30:30:150 부피 비율로 적절하게 혼합된 용액을 준비하고 80℃에서 10분간 세척을 실시한다. 이때, 효율적인 세정을 위해서, 먼저 암모니아와 물의 혼합용액을 제조하고 80℃ 온도로 가열한 후 여기에 과산화 수소를 적정하여 세정용액을 준비한다. 그리고 이와 같이 일정 조성과 온도로 준비된 용액으로 실리콘 기판을 10분 동안 세정한다. 다음으로, 1차 세정이 완료된 실리콘 기판 상에서 자연 산화층의 효율적인 제거를 위해 불산과 물을 4:200의 부피 비율로 제조된 혼합 용액을 준비하고, 이 용액을 이용하여 실리콘 기판을 상온에서 30초간 세척한 후 다시 DI로 세척하여 2차 세정을 완료한다. 그리고 실리콘 기판 상의 금속성 무기물을 제거하기 위해 3차 세정을 실시하며, 3차 세정에서는, 염산, 과산화수소, 물을 30:30:150 부피 비율로 혼합한 용액을 준비하고 85℃에서 10분간 세척을 실시하고 DI로 세척 후 질소 건으로 건조한다. 여기서, 효율적인 세정을 위해서, 3차 세정 시에도 염산과 물의 혼합용액을 제조하고 85℃ 온도로 가열한 후 여기에 과산화 수소를 적정하여 세정용액을 준비한다.Here, the single crystal p-type silicon substrate is prepared by the following three-step cleaning process. First, in the first stage cleaning, cleaning for removing organic substances from the silicon substrate is required. In the first cleaning, a solution in which ammonia, hydrogen peroxide, and water are appropriately mixed at a volume ratio of 30: 30: 150 is prepared and washed at 80 ° C for 10 minutes. At this time, for efficient cleaning, a mixed solution of ammonia and water is first prepared, and the solution is heated to 80 DEG C, and hydrogen peroxide is titrated to prepare a cleaning solution. Then, the silicon substrate is cleaned for 10 minutes with the solution prepared at such a constant composition and temperature. Next, a mixed solution prepared by mixing hydrofluoric acid and water at a volume ratio of 4: 200 was prepared for efficient removal of the native oxide layer on the silicon substrate subjected to the first cleaning, and the silicon substrate was washed at room temperature for 30 seconds After that, it is washed again with DI to complete the secondary washing. In order to remove metallic inorganic substances on the silicon substrate, a third cleaning is performed. In the third cleaning, a solution prepared by mixing hydrochloric acid, hydrogen peroxide and water at a volume ratio of 30: 30: 150 is prepared and washed at 85 ° C for 10 minutes After washing with DI, dry with nitrogen gun. Here, for efficient cleaning, a mixed solution of hydrochloric acid and water is also prepared at the time of the third rinsing, and the solution is heated at a temperature of 85 ° C, and hydrogen peroxide is titrated thereto to prepare a cleaning solution.

은 나노 입자의 금속 촉매의 생성을 위한 무전해 도금 공정은, 4.8M의 불산과 10mM 의 질산은 용액을 혼합하여 20∼30℃ 온도에서 수행한다. 상세하게는, 세정이 완료된 실리콘 기판을 상기와 같이 준비된 무전해 도금 용액이 수용된 반응 용기에 담그고 30∼60초 동안 유지한 후 DI 용액에 담과 세정을 완료하면 실리콘 기판 상에 은 나노 금속 촉매가 형성된다.The electroless plating process for the production of metal catalyst of silver nanoparticles is carried out at a temperature of 20 to 30 캜 by mixing 4.8 M of hydrofluoric acid and 10 mM of silver nitrate solution. Specifically, the cleaned silicon substrate is immersed in a reaction vessel containing the electroless plating solution prepared as described above, held for 30 to 60 seconds, and then immersed in DI solution and washed, a silver nano-metal catalyst .

나노 금속 촉매 입자를 생성시킨 후, 전기 화학 에칭(식각) 공정을 실시하여 나노 와이어 구조체를 형성한다. 여기서, 에칭 공정은, 4.8M의 불산과 0.5M, 0.25M, 0.125M의 과산화수소를 혼합한 에칭 용액을 이용하여, 25℃ 에서 각각 2분, 4분 6분, 8분 동안 에칭(식각) 처리를 실시하고 DI 용액으로 세정한다. 무전해 및 에칭 공정에서 정확한 반응시간 제어를 위해 실리콘 기판을 용액에 담그고 꺼내서 세척 할 수 있도록 치공구를 제작하였다. 전기화학 에칭 공정에 의해 실리콘 기판 상에는 나노 와이어 구조체가 생성되지만 반응 잔류의 금속 촉매 및 이물질 제거를 위해 일정 조성의 질산 용액으로 세정 처리를 하면 최종적으로 실리콘 나노 와이어 구조체의 제조가 완료된다.After the nano metal catalyst particles are produced, an electrochemical etching (etching) process is performed to form a nanowire structure. Here, the etching process is performed by etching (etching) at 25 DEG C for 2 minutes, 4 minutes, 6 minutes, and 8 minutes using an etching solution prepared by mixing hydrofluoric acid of 4.8M and hydrogen peroxide of 0.5M, 0.25M, and 0.125M And rinsed with DI solution. To control the reaction time accurately in the electroless and etching process, a tool was prepared so that the silicon substrate could be immersed in the solution and taken out and washed. Although the nanowire structure is formed on the silicon substrate by the electrochemical etching process, cleaning treatment with a nitric acid solution having a constant composition is performed to finally complete the manufacture of the silicon nanowire structure in order to remove the metal catalyst and the foreign substance remaining in the reaction.

본 발명의 실시예에 따르면, 무전해 도금 용액의 농도, 온도와 반응시간을 제어함으로써 나노 금속 촉매의 형성 및 생성밀도 제어가 가능하다. 도 1a와 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 제조방법에서, 질산은 용액의 온도에 따른 나노 금속 촉매의 형성을 설명하기 위한 도면이다. 도 1a는 온도가 20℃이고, 농도가 10mM인 질산은 용액에서, 40∼60초 반응 시간에 의해 수행된 경우에 대한 것으로, 나노 금속 촉매 입자가 실리콘 기판 상에 단층으로 형성된 것을 보여준다. 그리고 도 1b는 도 1a와 동일한 용액의 동일한 농도 및 반응시간에서, 온도만 약 10℃ 증가시켜서 30℃인 경우에 대한 것으로, 실리콘 기판 상에 은 나노 촉매 입자가 다층 구조로 형성됨을 확인 할 수 있다. 본 발명에서는 무전해 용액의 온도, 조성(농도) 및 반응 시간에 따라 금속 촉매의 입자 크기 및 구조 제어가 가능함을 알 수 있다. 상기 반응에서 10mM 질산은 용액을 적용한 은 도포 입자는 반응기의 용액 온도를 기존의 20∼25℃에서 25∼30℃ 구간으로 증가시킨 조건이며, 이때 은 나노 촉매 입자의 반응은 용액의 온도에 매우 민감하게 반응함을 알 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the formation of the nano-metal catalyst and the control of the generation density are possible by controlling the concentration, the temperature and the reaction time of the electroless plating solution. FIGS. 1A and 1B are views for explaining the formation of a nano-metal catalyst according to the temperature of a silver nitrate solution in a solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A shows nanometer metal catalyst particles formed as a single layer on a silicon substrate, in the case of a silver nitrate solution with a temperature of 20 DEG C and a concentration of 10 mM, performed for a reaction time of 40 to 60 seconds. 1B shows the case where the silver nano catalyst particles are formed in a multi-layered structure on the silicon substrate at the same concentration and reaction time of the same solution as in FIG. . In the present invention, particle size and structure of the metal catalyst can be controlled according to the temperature, composition (concentration) and reaction time of the electroless solution. In the above reaction, the silver coated silver particles applied with 10 mM silver nitrate solution are prepared by increasing the solution temperature of the reactor to 20 to 25 ° C. in the range of 25 to 30 ° C. At that time, the reaction of the nanoparticle catalyst particles is very sensitive to the temperature of the solution The reaction is known.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 전기화학적 에칭된 실리콘 상의 나노 와이어의 구조를 보여주는 SEM 사진들이다. 도 2를 참조하면, 전기화학적 에칭 시 과산화 수소 0.25M (4분, 6분, 8분) 용액에 의해 전기화학적 에칭된 실리콘 기판 상의 나노 와이어 구조체를 보여준다. 도 2에 따르면, 제조된 나노 와이어의 폭과 길이가 반응 시간에 비례하여 증가하고 있으며, 상부에서 보면 비교적 뭉침 현상이 경미한 구조로 균일하게 치밀한 나노 구조가 형성되어 있음을 확인할 수 있다. 또한, 도 2에는 도시되어 있지 않지만, 반응 시간이 약 2분 정도로 매우 짧은 경우에도 매우 균일한 구조의 나노 와이어 구조체가 형성됨을 확인할 수 있었다. 그리고, 과산화수소 용액의 농도를 0.5M 에서 반응 시킬 경우, 2분에서 4분 정도의 짧은 반응 구간에서는 나노 와이어의 길이가 매우 짧고 상부의 표면이 매우 불균일한 특성을 보여주었다. 또한, 과산화 수소 용액의 농도를 0.125M 수준으로 낮출 경우, 용액의 농도가 0.5M인 경우에 비해, 형성되는 나노 와이어 구조체의 형상이 보다 균일하지만, 반응 시간을 증가시켜도 목표하는 와이어 폭과 길이가 형성되지 않음을 확인하였다. 따라서, 상기와 같이 0.25M 농도의 용액에서 가장 최적의 나노 와이어 구조체의 형상이 제작됨을 확인하였다.2 is SEM photographs showing the structure of nanowires on silicon electrochemically etched according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, there is shown a nanowire structure on a silicon substrate electrochemically etched by a solution of hydrogen peroxide 0.25M (4 minutes, 6 minutes, 8 minutes) during electrochemical etching. According to FIG. 2, the width and length of the prepared nanowires are increased in proportion to the reaction time, and the nanowires are uniformly dense with a relatively slight aggregation at the top. Although not shown in FIG. 2, it was confirmed that a very uniform nanowire structure was formed even when the reaction time was as short as about 2 minutes. When the concentration of hydrogen peroxide solution was 0.5M, the length of the nanowire was very short and the surface of the top surface was very heterogeneous in a short reaction period of 2 to 4 minutes. In addition, when the concentration of the hydrogen peroxide solution is lowered to 0.125M, the shape of the formed nanowire structure is more uniform than that of the solution having a concentration of 0.5M. However, even if the reaction time is increased, . Therefore, it was confirmed that the most optimal shape of the nanowire structure was formed in the 0.25M concentration solution as described above.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 제조방법에서, 과산화수소 용액의 농도에 따른 반응 시간별 반사도 그래프들이다. 도 3a 내지 도 3c는, 무전해 촉매 금속을 질산은 10mM, 60초의 조건에서 형성한 후, 0.5M, 0.25M, 0.125M 과산화수소 용액으로 전기화학적 에칭을 수행하여 나노 와이어 구조체를 제조 하였을 때의, 반응 시간(2분, 4분, 6분, 8분)에 따라 태양광 유효 파장 영역에서 나노 와이어 구조체의 반사도(흡수도)를 측정한 결과들을 보여주는 그래프들이다. 도면을 참조하면, 에칭 시간에 따라 평균 3.7∼8.4% (파장 영역: 300∼1200nm) 수준의 반사도가 얻어졌다. 또한, 상기 0.25M의 과산화수소 용액 및 6분의 반응 시간 조건에서 반사도가 3.7%라는 낮은 반사율이 얻어졌으며, 더불어, 2분의 짧은 반응 조건에서도 전체 태양광 파장 영역에서 매우 낮은 반사도를 보여주고 있으며, 과산화수소 용액의 농도가 0.5M 및 0.125M의 동일 조건으로 제조된 경우에 비교하여 반사도가 2배 이상 개선된 효과를 가짐을 알 수 있다.FIGS. 3A to 3C are graphs of reflectance according to reaction time according to the concentration of hydrogen peroxide solution in a solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention. FIGS. 3A to 3C are graphs showing the results when the nanowire structure was prepared by forming the electroless catalyst metal under the conditions of 10 mM of silver nitrate and 60 seconds, and then performing electrochemical etching with 0.5 M, 0.25 M, and 0.125 M hydrogen peroxide solution, The graphs show the results of measuring the reflectance (absorbance) of the nanowire structure in the solar effective wavelength region according to the time (2 minutes, 4 minutes, 6 minutes, 8 minutes). Referring to the drawings, the reflectance on the average of 3.7 to 8.4% (wavelength range: 300 to 1200 nm) was obtained according to the etching time. In addition, the reflectance was as low as 3.7% in the case of the above-mentioned 0.25M hydrogen peroxide solution and the reaction time of 6 minutes, and also the reflectance was very low in the entire solar wavelength region even under a short reaction time of 2 minutes, It can be seen that the reflectance is improved more than two times as compared with the case where the concentration of the hydrogen peroxide solution is manufactured under the same conditions of 0.5M and 0.125M.

본 발명의 실시예에 따르면, 실리콘 나노 와이어 구조체는 습식법으로 태양전지 기판 제조 시 저비용으로 대량생산이 가능하다. 또한, 나노 와이어를 형성함으로써 빛의 흡수율이 증가하여, 태양전지의 전류 값 상승 및 와이어의 밀도에 따라 p-n junction의 면적 제어로 종래의 평판형 실리콘 태양전지보다 더 높은 효율의 태양전지를 제조할 수 있다. 특히, 나노 와이어 구조의 흡수층을 태양광 셀에 적용함으로써, 태양광의 반사율을 종래의 10∼20% 수준에서 5% 이하로 감소시킬 수 있어서, 최종적으로 태양광 효율의 극대화에 기여할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the silicon nanowire structure can be mass-produced at low cost in manufacturing a solar cell substrate by a wet process. Further, by forming the nanowire, the absorption rate of light is increased, and the area of the pn junction can be controlled according to the increase of the current value of the solar cell and the density of the wire, so that a solar cell with higher efficiency than the conventional planar silicon solar cell can be manufactured have. In particular, by applying the absorbing layer of the nanowire structure to the solar cell, the reflectance of sunlight can be reduced to 5% or less from the conventional 10-20% level, which ultimately contributes to the maximization of the solar light efficiency.

한편, 본 발명의 실시예들은 태양전지에 적용되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 태양전지뿐만 아니라 2차전지의 음극 실리콘 기술에도 적용될 수 있다.While embodiments of the present invention have been described by way of example with reference to a solar cell, the present invention is not limited thereto, and may be applied to a cathode silicon technology of a secondary battery as well as a solar cell.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.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. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI &gt; or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (10)

실리콘 기판; 및
상기 기판 상에 질산은 용액을 이용하여 무전해 도금으로 형성된 나노 금속 촉매를, 과산화수소 용액을 이용한 전기화학적 식각으로 형성된 나노 와이어 구조체;
를 포함하고,
상기 나노 와이어 구조체는, 0.25M 농도의 과산화수소 용액을 이용하여 전기화학적으로 식각하여 형성된 전지.
A silicon substrate; And
A nanowire structure formed by electrochemical etching using a hydrogen peroxide solution on a nano-metal catalyst formed by electroless plating using silver nitrate solution on the substrate;
Lt; / RTI &gt;
Wherein the nanowire structure is formed by electrochemically etching using a hydrogen peroxide solution with a concentration of 0.25M.
제1항에 있어서,
상기 금속 촉매층은, 10mM 농도의 질산은 용액으로 60초 동안 반응시켜 형성된 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the metal catalyst layer is reacted with a silver nitrate solution at a concentration of 10 mM for 60 seconds.
제2항에 있어서,
상기 금속 촉매층은, 20∼30℃ 온도에서 무전해 도금 공정이 수행되는 전지.
3. The method of claim 2,
Wherein the metal catalyst layer is subjected to an electroless plating process at a temperature of 20 to 30 캜.
제1항에 있어서,
상기 나노 와이어 구조체는 불산과 과산화수소를 혼합하여 형성된 식각 용액을 이용하여 형성되고,
상기 불산은 4.8M의 농도를 갖고, 상기 과산화수소는 0.25M의 농도를 갖는 전지.
The method according to claim 1,
The nanowire structure is formed using an etching solution formed by mixing hydrofluoric acid and hydrogen peroxide,
The hydrofluoric acid has a concentration of 4.8M, and the hydrogen peroxide has a concentration of 0.25M.
제4항에 있어서,
상기 나노 와이어 구조체는 25℃ 온도에서 전기화학적 식각 공정이 수행되는 전지.
5. The method of claim 4,
Wherein the nanowire structure is subjected to an electrochemical etching process at a temperature of 25 &lt; 0 &gt; C.
기판을 제공하는 단계;
상기 기판 상에 질산은 용액과 불산이 혼합된 무전해 도금액을 이용하여 금속 촉매층을 형성하는 단계; 및
상기 금속 촉매층을 과산화수소 용액과 불산이 혼합된 식각 용액으로 전기화학적 식각하여 나노 와이어 구조체를 형성하는 단계;
를 포함하는 전지의 제조방법.
Providing a substrate;
Forming a metal catalyst layer on the substrate using an electroless plating solution in which silver nitrate solution and hydrofluoric acid are mixed; And
Electrochemically etching the metal catalyst layer with an etching solution mixed with hydrogen peroxide solution and hydrofluoric acid to form a nanowire structure;
&Lt; / RTI &gt;
제6항에 있어서,
상기 기판을 제공하는 단계는,
상기 기판을 암모니아, 과산화수소, 물이 30:30:150 부피 비율로 혼합된 용액으로 80℃에서 10분간 세정하는 1차 세정 단계;
상기 1차 세정이 완료된 기판에 불산과 물이 4:200의 부피 비율로 혼합된 용액으로 상온에서 30초간 세정하고, 순수(DI)로 세정하는 2차 세정 단계; 및
상기 2차 세정이 완료된 기판을 염산, 과산화수소, 물이 30:30:150 부피 비율로 혼합된 용액으로 85℃에서 10분간 세정하고, 순수(DI)로 세정 후 질소로 건조하는 3차 세정 단계;
가 수행되는 전지의 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein providing the substrate comprises:
A first cleaning step of cleaning the substrate with a mixed solution of ammonia, hydrogen peroxide and water in a volume ratio of 30: 30: 150 at 80 DEG C for 10 minutes;
A second cleaning step of cleaning the substrate with the mixed solution of hydrofluoric acid and water at a volume ratio of 4: 200 in the first cleaned state at room temperature for 30 seconds, and cleaning the substrate with pure water (DI); And
A second cleaning step of cleaning the substrate with the second cleaned substrate in a mixed solution of hydrochloric acid, hydrogen peroxide and water at a volume ratio of 30: 30: 150 at 85 ° C for 10 minutes, washing the substrate with pure water (DI)
Is carried out.
제6항에 있어서,
상기 금속 촉매층을 형성하는 단계는,
4.8M의 불산과 10mM 의 질산은 용액이 혼합된 용액을 이용하여 20∼30℃ 온도에서 30~60초 동안 반응시켜 형성하는 전지의 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein the forming of the metal catalyst layer comprises:
4. The method for producing a cell according to claim 1, wherein the solution is prepared by mixing a solution of 4.8 M of hydrofluoric acid and 10 mM of silver nitrate in a solution at a temperature of 20 to 30 DEG C for 30 to 60 seconds.
제6항에 있어서,
상기 나노 와이어 구조체를 형성하는 단계는,
4.8M의 불산과 0.5M, 0.25M, 0.125M 중 어느 하나의 농도를 갖는 과산화수소를 혼합한 에칭 용액을 이용하여, 25℃ 에서 수행하여 형성된 전지의 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein forming the nanowire structure comprises:
4. The method for producing a battery according to claim 1, wherein the etching solution is a mixture of hydrofluoric acid of 4.8M and hydrogen peroxide having a concentration of 0.5M, 0.25M or 0.125M at 25 占 폚.
제9항에 있어서,
상기 나노 와이어 구조체를 형성하는 단계는,
상기 과산화수소는 0.25M의 농도를 갖는 전지의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein forming the nanowire structure comprises:
Wherein the hydrogen peroxide has a concentration of 0.25M.
KR1020130125519A 2013-10-21 2013-10-21 Cell and manufacturing method for the solar cell KR101565212B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130125519A KR101565212B1 (en) 2013-10-21 2013-10-21 Cell and manufacturing method for the solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130125519A KR101565212B1 (en) 2013-10-21 2013-10-21 Cell and manufacturing method for the solar cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150045806A true KR20150045806A (en) 2015-04-29
KR101565212B1 KR101565212B1 (en) 2015-11-02

Family

ID=53037645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130125519A KR101565212B1 (en) 2013-10-21 2013-10-21 Cell and manufacturing method for the solar cell

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101565212B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102046255B1 (en) * 2018-06-21 2019-11-18 한국생산기술연구원 Method for fabricating selar cell having nano texturing structure

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101164113B1 (en) * 2011-03-31 2012-07-12 재단법인대구경북과학기술원 Fabricating method of multi-diameter silicon wire structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102046255B1 (en) * 2018-06-21 2019-11-18 한국생산기술연구원 Method for fabricating selar cell having nano texturing structure

Also Published As

Publication number Publication date
KR101565212B1 (en) 2015-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11349039B2 (en) Axially-integrated epitaxially-grown tandem wire arrays
Wang et al. Realizing high-efficiency omnidirectional n-type Si solar cells via the hierarchical architecture concept with radial junctions
AU2009314576B2 (en) Nanostructured devices
Abdelfatah et al. Fabrication and characterization of low cost Cu2O/ZnO: Al solar cells for sustainable photovoltaics with earth abundant materials
Kulakci et al. Application of Si nanowires fabricated by metal-assisted etching to crystalline Si solar cells
KR20090077274A (en) Method for fabricating selar cell having semiconductor wafer substrate with nano texturing structure
KR100928302B1 (en) Method for manufacturing solar cell of tricrystalline silicon using surfactant and acid solution wet etching method
Pudasaini et al. Aluminum oxide passivated radial junction sub-micrometre pillar array textured silicon solar cells
Es et al. An alternative metal-assisted etching route for texturing silicon wafers for solar cell applications
Leontis et al. Study of Si nanowires produced by metal-assisted chemical etching as a light-trapping material in n-type c-Si solar cells
US20140000713A1 (en) Mechanically stable device based on nano/micro wires and having improved optical properties and process for producing it
KR101401887B1 (en) Solar cell and manufacturing method for the solar cell
Lachiheb et al. Investigation of the effectiveness of SiNWs used as an antireflective layer in solar cells
Kalantari et al. Enhanced UV-sensing properties by utilizing solution-processed GQD in GQDs/Porous Si heterojunction Near-UV photodetector
Warren et al. Photoelectrochemical water splitting: silicon photocathodes for hydrogen evolution
KR101565212B1 (en) Cell and manufacturing method for the solar cell
Zhang et al. Core-shell structured Si/ZnO photovoltaics
KR101393092B1 (en) Ⅲ-ⅴ group compound solar cell and method for preparing the same
Srivastava et al. Nanostructured black silicon for efficient thin silicon solar cells: potential and challenges
Levine et al. Preparations and energetic applications of Si nanowires
Yu et al. Template-free fabrication of silicon micropillar structures by a one-step masking/MACE composite method
Li et al. Facile fabrication of Si nanowire arrays for solar cell application
Liu et al. Superior antireflection coating for a silicon cell with a micronanohybrid structure
Hao et al. Photoelectrochemical performance of a sub-micron structured film with poly (3-methylthiophene)(P3MT)-modified CdTe/ZnO shell-core sub-micron tube arrays
KR102169011B1 (en) Solar cell with Titanium Dioxide Nanotubes and Apparatus for Generating Hydrogen and Electricity Using the Same

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181002

Year of fee payment: 4