KR20150053552A - 마스크 조립체 및 이를 이용한 태양 전지의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 마스크 조립체는, 마스크; 반도체 기판 및 상기 마스크가 고정되는 베이스 플레이트; 상기 반도체 기판에 대한 상기 마스크의 위치가 변화하도록 상기 마스크를 이동하는 마스크 이동 부재를 포함한다.
Description
본 발명은 마스크 조립체 및 이를 이용한 태양 전지의 제조 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는, 구조를 개선한 마스크 조립체 및 이를 이용한 태양 전지의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.
이러한 태양 전지에서는 다양한 층 및 전극을 설계에 따라 형성하는 것에 의하여 제조될 수 있다. 그런데 다양한 층 및 전극을 형성하는 것에 의하여 제조 공정이 복잡해지고 제조 비용이 상승하여 태양 전지의 생산성이 저하될 수 있다.
본 발명은 태양 전지의 제조에 사용되어 생산성을 향상할 수 있는 마스크 조립체 및 이를 이용한 태양 전지의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 마스크 조립체는, 마스크; 반도체 기판 및 상기 마스크가 고정되는 베이스 플레이트; 상기 반도체 기판에 대한 상기 마스크의 위치가 변화하도록 상기 마스크를 이동하는 마스크 이동 부재를 포함한다.
상기 마스크는 복수의 개구부를 포함하고, 상기 마스크 이동 부재가 상기 복수의 개구부의 길이 방향과 교차하는 방향으로 상기 마스크를 이동할 수 있다.
상기 마스크는 제1 피치를 가지는 복수의 개구부를 포함하고, 상기 마스크 이동 부재에 의한 상기 마스크의 이동 거리가 상기 마스크의 상기 제1 피치의 0.4배 내지 0.6배에 해당할 수 있다.
상기 베이스 플레이트에 상기 마스크를 수용하는 마스크 수용부가 위치하고, 상기 마스크 수용부의 길이가 상기 마스크보다 길이보다 클 수 있다.
상기 마스크 수용부의 길이는 상기 마스크의 길이와 상기 마스크 이동 부재에 의한 이동 거리의 합과 같거나 그보다 클 수 있다.
상기 마스크 이동 부재는 상기 마스크에 고정되는 제1 부재와 제2 부재를 포함하고, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 상기 마스크의 대각선 방향의 양측에 위치할 수 있다.
상기 베이스 플레이트는, 상기 반도체 기판이 놓여지는 기판 수용부를 포함하는 플레이트부와, 상기 반도체 기판을 덮으면서 위치하는 상기 마스크의 적어도 일부를 덮는 덮개부를 포함할 수 있다.
상기 덮개부에 상기 마스크 이동 부재가 이동하는 경로를 제공하는 가이드부가 위치할 수 있다.
상기 가이드부가 홀 또는 개구 형상을 가질 수 있다.
상기 마스크가 복수의 개구부를 포함하고, 상기 가이드부가 상기 복수의 개구부의 길이 방향과 교차하는 방향으로 연장될 수 있다.
상기 마스크에 상기 마스크 이동 부재가 고정되는 고정부가 위치할 수 있다.
상기 고정부에 상기 마스크 이동 부재가 나사 결합될 수 있다.
상기 덮개부가, 상기 마스크의 일측 가장자리 부분을 덮는 제1 부분과, 상기 마스크의 타측 가장자리 부분을 덮는 제2 부분을 포함할 수 있다. 상기 마스크 이동 부재는, 상기 제1 부분의 길이 방향에서의 일측에 위치하는 제1 부재와, 상기 제2 부분의 길이 방향에서의 타측에 위치하는 제2 부재를 포함할 수 있다.
상기 덮개부의 측면에 상기 마스크가 위치하는 마스크 수용부가 위치하거나, 상기 플레이트부에 상기 마스크가 위치하는 마스크 수용부가 위치할 수 있다.
상기 마스크가, 복수의 개구부가 형성되는 마스크 부분과, 상기 마스크 본체의 양측 가장자리 부분에 형성되는 플렉서블 부분을 포함할 수 있다. 상기 베이스 플레이트는, 상기 반도체 기판이 놓여지는 기판 수용부를 포함하는 플레이트부를 포함할 수 있다. 상기 마스크 이동 부재가 상기 플렉서블 부분을 권취하여 상기 플레이트부에 고정하는 롤러부를 포함할 수 있다.
상기 베이스 플레이트가 그라파이트 또는 탄화규소를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법은, 복수의 개구부를 가지는 마스크, 베이스 플레이트 및 마스크 이동 부재를 포함하는 마스크 조립체에 반도체 기판을 장착하는 단계; 상기 마스크를 이용하여 상기 반도체 기판에 제1 도전형 도펀트를 도핑하여 제1 도전형 영역을 형성하는 단계; 상기 마스크 이동 부재를 이용하여 상기 마스크를 이동하는 단계; 및 상기 마스크를 이용하여 상기 반도체 기판에서 상기 제1 도전형 영역과 다른 위치에 제2 도전형 도펀트를 도핑하여 제2 도전형 영역을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 마스크의 위치를 이동하는 단계에서, 상기 마스크 이동 부재가 상기 마스크의 상기 복수의 개구부의 길이 방향과 교차하는 방향으로 상기 마스크를 이동할 수 있다.
상기 마스크의 상기 복수의 개구부가 제1 피치를 가지고, 상기 마스크의 위치를 이동하는 단계에서, 상기 마스크 이동 부재에 의한 상기 마스크의 이동 거리가 상기 마스크의 상기 제1 피치의 0.4배 내지 0.6배에 해당할 수 있다.
상기 제1 피치가 상기 복수의 개구부 각각의 폭보다 커서 상기 제1 도전형 영역과 상기 제2 도전형 영역 사이에 도핑이 이루어지지 않은 배리어 영역이 위치할 수 있다.
본 실시예에 따른 마스크 조립체를 사용하면, 마스크 이동 부재에 의하여 마스크를 이동하는 것에 의하여 제1 도전형 영역과 제2 도전형 영역을 하나의 마스크 조립체 또는 마스크로 형성할 수 있어 제조 공정을 단순화하고 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 마스크 조립체와 마스크 이동 부재에 의하여 마스크와 반도체 기판을 정밀하게 얼라인할 수 있어 제1 및 제2 도전형 영역의 얼라인 특성을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 조립체에 의하여 제조될 수 있는 태양 전지의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지의 제1 및 제2 도전형 영역, 그리고 배리어 영역의 배치를 개략적으로 도시한 후면 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 조립체를 도시한 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 마스크 조립체의 베이스 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3a의 IV-IV 선을 따라 잘라서 본 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 변형예에 따른 마스크 조립체를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 변형예에 따른 마스크 조립체를 도시한 사시도이다.
도 7a 내지 도 7i는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 도시한 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 6d 및 도 6f에 각기 도시한 공정에서의 마스크 조립체를 도시한 평면도이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 조립체에 의하여 제조될 수 있는 태양 전지의 다른 예를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지의 제1 및 제2 도전형 영역, 그리고 배리어 영역의 배치를 개략적으로 도시한 후면 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 조립체를 도시한 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 마스크 조립체의 베이스 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3a의 IV-IV 선을 따라 잘라서 본 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 변형예에 따른 마스크 조립체를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 변형예에 따른 마스크 조립체를 도시한 사시도이다.
도 7a 내지 도 7i는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 도시한 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 6d 및 도 6f에 각기 도시한 공정에서의 마스크 조립체를 도시한 평면도이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 조립체에 의하여 제조될 수 있는 태양 전지의 다른 예를 도시한 평면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 마스크 조립체 및 이를 이용한 태양 전지의 제조 방법을 상세하게 설명한다. 먼저, 본 실시예에 따른 마스크 조립체를 이용하여 제조될 수 있는 태양 전지의 일 예를 설명한 다음, 구체적인 마스크 조립체의 구조 및 이를 이용한 태양 전지의 제조 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 조립체에 의하여 제조될 수 있는 태양 전지의 일 예를 도시한 단면도이다. 참고로, 도 1은 도 2의 I-I 선에 대응하는 선을 따라서 잘라서 본 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지(100)는, 베이스 영역(110)을 포함하는 반도체 기판(10)과, 반도체 기판(10)의 일면(일 예로, 반도체 기판(10)의 후면) 쪽에 위치하는 도전형 영역(32, 34)과, 도전형 영역(32, 34)에 연결되는 전극(42, 44)을 포함한다. 그리고 태양 전지(100)는 터널링층(20), 패시베이션막(24), 반사 방지막(26), 절연층(40) 등을 더 포함할 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
반도체 기판(10)은 제2 도전형 도펀트를 상대적으로 낮은 도핑 농도로 포함하는 베이스 영역(110)을 포함할 수 있다. 본 실시예의 베이스 영역(110)은 제2 도전형 도펀트를 포함하는 결정질(단결정 또는 다결정) 실리콘을 포함할 수 있다. 일 예로, 베이스 영역(110)은 제2 도전형 도펀트를 포함하는 단결정 실리콘 기판(일 예로, 단결정 실리콘 반도체 기판)으로 구성될 수 있다. 그리고 제2 도전형 도펀트는 n형 또는 p형일 수 있다. n형 도펀트로는 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소를 사용할 수 있고, p형 도펀트로는 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소를 사용할 수 있다. 일 예로, 베이스 영역(110)이 n형을 가지면 베이스 영역(110)과 광전 변환에 의하여 캐리어를 형성하는 접합(일 예로, 터널링층(20)을 사이에 둔 pn 접합)을 형성하는 p형의 제1 도전형 영역(32)을 넓게 형성하여 광전 변환 면적을 증가시킬 수 있다. 또한, 이 경우에는 넓은 면적을 가지는 제1 도전형 영역(32)이 이동 속도가 상대적으로 느린 정공을 효과적으로 수집하여 광전 변환 효율 향상에 좀더 기여할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 반도체 기판(10)은 전면 쪽에 위치하는 전면 전계 영역(130)을 포함할 수 있다. 전면 전계 영역(130)은 베이스 영역(110)과 동일한 도전형을 가지면서 베이스 영역(110)보다 높은 도핑 농도를 가질 수 있다.
본 실시예에서는 전면 전계 영역(130)이 반도체 기판(10)에 제2 도전형 도펀트를 상대적으로 높은 도핑 농도로 도핑하여 형성된 도핑 영역으로 구성된 것을 예시하였다. 이에 따라 전면 전계 영역(130)이 제2 도전형을 가지는 결정질(단결정 또는 다결정) 반도체층을 포함하여 반도체 기판(10)을 구성하게 된다. 일 예로, 전면 전계 영역(130)은 제2 도전형을 가지는 단결정 반도체 기판(일 예로, 단결정 실리콘 반도체 기판 기판)의 일부분으로 구성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 반도체 기판(10)과 다른 별개의 반도체층(예를 들어, 비정질 반도체층, 미세 결정 반도체층, 또는 다결정 반도체층)에 제2 도전형 도펀트를 도핑하여 전면 전계 영역(130)을 형성할 수도 있다. 또는, 전면 전계 영역(130)이 반도체 기판(10)에 인접하여 형성된 층(예를 들어, 패시베이션막(24) 및/또는 반사 방지막(26))의 고정 전하에 의하여 도핑된 것과 유사한 역할을 하는 전계 영역으로 구성될 수도 있다. 그 외의 다양한 방법에 의하여 다양한 구조의 전면 전계 영역(130)을 형성할 수 있다.
본 실시예에서 반도체 기판(10)의 전면은 텍스쳐링(texturing)되어 피라미드 등의 형태의 요철을 가질 수 있다. 이와 같은 텍스쳐링에 의해 반도체 기판(10)의 전면 등에 요철이 형성되어 표면 거칠기가 증가되면, 반도체 기판(10)의 전면을 통하여 입사되는 광의 반사율을 낮출 수 있다. 따라서 베이스 영역(110)과 제1 도전형 영역(32)에 의하여 형성된 pn 접합까지 도달하는 광의 양을 증가시킬 수 있어, 광 손실을 최소화할 수 있다.
그리고 반도체 기판(10)의 후면은 경면 연마 등에 의하여 전면보다 낮은 표면 거칠기를 가지는 상대적으로 매끈하고 평탄한 면으로 이루어질 수 있다. 본 실시예와 같이 반도체 기판(10)의 후면 쪽에 제1 및 제2 도전형 영역(32, 34)이 함께 형성되는 경우에는 반도체 기판(10)의 후면의 특성에 따라 태양 전지(100)의 특성이 크게 달라질 수 있기 때문이다. 이에 따라 반도체 기판(10)의 후면에는 텍스쳐링에 의한 요철을 형성하지 않아 패시베이션 특성을 향상할 수 있고, 이에 의하여 태양 전지(100)의 특성을 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 반도체 기판(10)의 후면에 텍스쳐링에 의한 요철을 형성할 수도 있다. 그 외의 다양한 변형도 가능하다.
반도체 기판(10)의 후면 위에는 터널링층(20)이 형성된다. 터널링층(20)에 의하여 반도체 기판(10)의 후면의 계면 특성을 향상할 수 있으며 광전 변환에 의하여 생성된 캐리어가 터널링 효과에 의하여 원활하게 전달되도록 한다. 이러한 터널링층(20)은 캐리어가 터널링 될 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있는데, 일례로, 산화물, 질화물, 반도체, 전도성 고분자 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터널링층(20)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산화 질화물, 진성 비정질 실리콘, 진성 다결정 실리콘 등을 포함할 수 있다. 이때, 터널링층(20)은 반도체 기판(10)의 후면에 전체적으로 형성될 수 있다. 이에 따라 반도체 기판(10)의 후면을 전체적으로 패시베이션할 수 있고, 별도의 패터닝 없이 쉽게 형성될 수 있다.
터널링 효과를 충분하게 구현할 수 있도록 터널링층(20)의 두께는 절연층(40)의 두께보다 작을 수 있다. 일 예로, 터널링층(20)의 두께가 10nm 이하일 수 있고, 0.5nm 내지 10nm(좀더 구체적으로는, 0.5nm 내지 5nm, 일 예로, 1nm 내지 4nm)일 수 있다. 터널링층(20)의 두께가 10nm를 초과하면 터널링이 원할하게 일어나지 않아 태양 전지(100)가 작동하지 않을 수 있고, 터널링층(20)의 두께가 0.5nm 미만이면 원하는 품질의 터널링층(20)을 형성하기에 어려움이 있을 수 있다. 터널링 효과를 좀더 향상하기 위해서는 터널링층(20)의 두께가 0.5nm 내지 5nm(좀더 구체적으로 1nm 내지 4nm)일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 터널링층(20)의 두께가 다양한 값을 가질 수 있다.
터널링층(20) 위에는 도전형 영역(32, 34)이 위치할 수 있다. 좀더 구체적으로, 도전형 영역(32, 34)은 제1 도전형 도펀트를 가져 제1 도전형을 나타내는 제1 도전형 영역(32)과, 제2 도전형 도펀트를 가져 제2 도전형을 나타내는 제2 도전형 영역(34)을 포함할 수 있다. 그리고 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34) 사이에 배리어 영역(36)이 위치할 수 있다.
제1 도전형 영역(32)은 베이스 영역(110)과 터널링층(20)을 사이에 두고 pn 접합(또는 pn 터널 접합)을 형성하여 광전 변환에 의하여 캐리어를 생성하는 에미터 영역을 구성한다.
이때, 제1 도전형 영역(32)은 베이스 영역(110)과 반대되는 제1 도전형 도펀트를 포함하는 반도체(일례로, 실리콘)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 제1 도전형 영역(32)이 반도체 기판(10) 위(좀더 명확하게는, 터널링층(20) 위)에서 반도체 기판(10)과 별개로 형성되며 제1 도전형 도펀트가 도핑된 반도체층으로 구성된다. 이에 따라 제1 도전형 영역(32)은 반도체 기판(10) 상에 쉽게 형성될 수 있도록 반도체 기판(10)과 다른 결정 구조를 가지는 반도체층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 영역(32)은 증착 등의 다양한 방법에 의하여 쉽게 제조될 수 있는 비정질 반도체, 미세 결정 반도체, 또는 다결정 반도체(일 예로, 비정질 실리콘, 미세 결정 실리콘, 또는 다결정 실리콘) 등에 제1 도전형 도펀트를 도핑하여 형성될 수 있다. 제1 도전형 도펀트는 반도체층을 형성하는 공정에서 반도체층에 함께 포함되거나, 또는, 반도체층을 형성한 후에 열 확산법, 이온 주입법 등의 다양한 도핑 방법에 의하여 반도체층에 포함될 수도 있다.
이때, 제1 도전형 도펀트는 베이스 영역(110)과 반대되는 도전형을 나타낼 수 있는 도펀트이면 족하다. 즉, 제1 도전형 도펀트가 p형일 경우에는 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소를 사용할 수 있다. 제1 도전형 도펀트가 n형일 경우에는 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소를 사용할 수 있다.
제2 도전형 영역(34)은 후면 전계(back surface field)를 형성하여 반도체 기판(10)의 표면(좀더 정확하게는, 반도체 기판(10)의 후면)에서 재결합에 의하여 캐리어가 손실되는 것을 방지하는 후면 전계 영역을 구성한다.
이때, 제2 도전형 영역(34)은 베이스 영역(110)과 동일한 제2 도전형 도펀트를 포함하는 반도체(일례로, 실리콘)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 제2 도전형 영역(34)이 반도체 기판(10) 위(좀더 명확하게는, 터널링층(20) 위)에서 반도체 기판(10)과 별개로 형성되며 제2 도전형 도펀트가 도핑된 반도체층으로 구성된다. 이에 따라 제2 도전형 영역(34)은 반도체 기판(10) 상에 쉽게 형성될 수 있도록 반도체 기판(10)과 다른 결정 구조를 가지는 반도체층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 도전형 영역(34)은 증착 등의 다양한 방법에 의하여 쉽게 제조될 수 있는 비정질 반도체, 미세 결정 반도체, 또는 다결정 반도체(일 예로, 비정질 실리콘, 미세 결정 실리콘, 또는 다결정 실리콘) 등에 제2 도전형 도펀트를 도핑하여 형성될 수 있다. 제2 도전형 도펀트는 반도체층을 형성하는 공정에서 반도체층에 함께 포함되거나, 또는, 반도체층을 형성한 후에 열 확산법, 이온 주입법 등의 다양한 도핑 방법에 의하여 반도체층에 포함될 수도 있다.
이때, 제2 도전형 도펀트는 베이스 영역(110)과 동일한 도전형을 나타낼 수 있는 도펀트이면 족하다. 즉, 제2 도전형 도펀트가 n형일 경우에는 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소를 사용할 수 있다. 제2 도전형 도펀트가 p형일 경우에는 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소를 사용할 수 있다.
그리고 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34) 사이에 배리어 영역(36)이 위치하여 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34)을 서로 이격시킨다. 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34)이 서로 접촉하는 경우에는 션트(shunt)가 발생하여 태양 전지(100)의 성능을 저하시킬 수 있다. 이에 따라 본 실시예에서는 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34) 사이에 배리어 영역(36)을 위치시켜 불필요한 션트를 방지할 수 있다.
배리어 영역(36)은 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34) 사이에서 이들을 실질적으로 절연할 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 즉, 배리어 영역(36)으로 도핑되지 않은(즉, 언도프트) 절연 물질(일례로, 산화물, 질화물) 등을 사용할 수 있다. 또는, 배리어 영역(36)이 진성(intrinsic) 반도체를 포함할 수도 있다. 이때, 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)과 배리어 영역(36)이 동일 평면 상에서 형성되며 실질적으로 동일한 두께를 가지며 동일한 반도체(일례로, 비정질 실리콘, 미세 결정 실리콘, 다결정 실리콘)로 구성되되, 실질적으로 도펀트를 포함하지 않을 수 있다. 일 예로, 반도체 물질을 포함하는 반도체층을 형성한 다음, 반도체층의 일부 영역에 제1 도전형 도펀트를 도핑하여 제1 도전형 영역(32)을 형성하고 다른 영역 중 일부에 제2 도전형 도펀트를 도핑하여 제2 도전형 영역(34)을 형성하면, 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)이 형성되지 않은 영역이 배리어 영역(36)을 구성하게 될 수 있다. 이에 의하면 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34) 및 배리어 영역(36)의 제조 방법을 단순화할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 배리어 영역(36)을 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)과 별도로 형성한 경우에는 배리어 영역(36)의 두께가 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)과 다를 수 있다. 일례로, 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)의 쇼트를 좀더 효과적으로 막기 위하여 배리어 영역(36)이 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)보다 더 두꺼운 두께를 가질 수도 있다. 또는, 배리어 영역(36)을 형성하기 위한 원료를 절감하기 위하여 배리어 영역(36)의 두께를 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)의 두께보다 작게 할 수도 있다. 이외 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 또한, 배리어 영역(36)의 기본 구성 물질이 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)과 다른 물질을 포함할 수도 있다. 또는, 배리어 영역(36)이 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34) 사이에 위치한 빈 공간(예를 들어, 트렌치)으로 구성될 수도 있다.
그리고 배리어 영역(36)이 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)의 경계의 일부만을 이격시키도록 형성될 수도 있다. 이에 의하면 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)의 경계의 다른 일부는 서로 접촉할 수도 있다. 또한, 배리어 영역(36)이 반드시 구비되어야 하는 것은 아니며, 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)이 전체적으로 접촉하여 형성되는 것도 가능하다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
본 실시예에서는 도전형 영역(32, 34)이 터널링층(20)을 사이에 두고 반도체 기판(10)의 후면 위에 위치하는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 터널링층(20)이 구비되지 않고 도전형 영역(32, 34)이 반도체 기판(10)에 도펀트를 도핑하여 형성된 도핑 영역으로 구성되는 것도 가능하다. 즉, 도전형 영역(32, 34)이 반도체 기판(10)의 일부를 구성하는 단결정 반도체 구조의 도핑 영역으로 구성될 수도 있다. 그 외의 다양한 방법에 의하여 도전형 영역(32, 34)이 형성될 수 있다.
제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)과 배리어 영역(36) 위에 절연층(40)이 형성될 수 있다. 절연층(40)은 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)이 연결되어야 하지 않을 전극(즉, 제1 도전형 영역(32)의 경우에는 제2 전극(44), 제2 도전형 영역(34)의 경우에는 제1 전극(42))과 연결되는 것을 방지하고, 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)을 패시베이션하는 효과를 가질 수도 있다. 절연층(40)은 제1 도전형 영역(32)을 노출하는 제1 개구부(402)와, 제2 도전형 영역(34)을 노출하는 제2 개구부(404)를 구비한다.
이러한 절연층(40)은 터널링층(20)과 같거나 그보다 두꺼운 두께로 형성될 수 있다. 이에 의하여 절연 특성 및 패시베이션 특성을 향상할 수 있다. 절연층(40)은 다양한 절연 물질(예를 들어, 산화물, 질화물 등)으로 이루어질 수 있다. 일례로, 절연층(40)은 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, Al2O3, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 절연층(40)이 다양한 물질을 포함할 수 있음은 물론이다.
반도체 기판(10)의 후면에 위치하는 전극(42, 44)은, 제1 도전형 영역(32)에 전기적 및 물리적으로 연결되는 제1 전극(42)과, 제2 도전형 영역(34)에 전기적 및 물리적으로 연결되는 제2 전극(44)을 포함한다.
이때, 제1 전극(42)은 절연층(40)의 제1 개구부(402)를 통하여 제1 도전형 영역(32)에 연결되고, 제2 전극(44)은 절연층(40)의 제2 개구부(404)를 통하여 제2 도전형 영역(34)에 연결된다. 이러한 제1 및 제2 전극(42, 44)으로는 다양한 금속 물질을 포함할 수 있다. 그리고 제1 및 제2 전극(42, 44)은 서로 전기적으로 연결되지 않으면서 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)에 각기 연결되어 생성된 캐리어를 수집하여 외부로 전달할 수 있는 다양한 평면 형상을 가질 수 있다. 즉, 본 발명이 제1 및 제2 전극(42, 44)의 평면 형상에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 도 2를 참조하여, 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34), 배리어 영역(36)의 평면 형상을 상세하게 설명한다. 도 2는 도 1에 도시한 태양 전지의 제1 및 제2 도전형 영역(32, 34), 그리고 배리어 영역(36)의 배치를 개략적으로 도시한 후면 평면도이다. 명확하고 간략한 도시를 위하여 도 2에서는 절연층(40), 그리고 제1 및 제2 전극(42, 44)의 도시를 생략하였다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에서는, 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34)은 각기 스트라이프 형상을 이루도록 길게 형성되면서, 길이 방향과 교차하는 방향에서 서로 교번하여 위치하고 있다. 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34) 사이에 이들을 이격하는 배리어 영역(36)이 위치할 수 있다. 도면에 도시하지는 않았지만, 서로 이격된 복수의 제1 도전형 영역(32)이 일측 가장자리에서 서로 연결될 수 있고, 서로 이격된 복수의 제2 도전형 영역(34)이 타측 가장자리에서 서로 연결될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는, 일 예로, 제1 도전형 영역(32)의 폭과 제2 도전형 영역(34)의 폭이 서로 동일 또는 유사할 수 있고, 제1 도전형 영역(32)의 피치(P1)와 제2 도전형 영역(34)의 피치(P2)가 서로 동일하거나 유사할 수 있다. 이에 의하여 마스크(210)를 이용하여 제1 도전형 영역(32)(또는 제2 도전형 영역(34))을 형성한 다음 마스크(210)를 쉬프트 하여 제2 도전형 영역(34)(또는 제1 도전형 영역(32))을 형성할 수 있다. 즉, 하나의 마스크(210)를 이용하여 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34)을 형성할 수 있어 마스크(210)의 사용량을 크게 줄일 수 있다. 이에 대해서는 추후에 마스크(210)를 포함하는 마스크 조립체(200) 및 이를 이용한 태양 전지(100)의 제조 방법을 설명하면서 좀더 상세하게 설명한다.
다시 도 1을 참조하면, 제1 전극(42)이 제1 도전형 영역(32)에 대응하여 스트라이프 형상으로 형성되고, 제2 전극(44)이 제2 도전형 영역(34)에 대응하여 스트라이프 형상으로 형성될 수 있다. 도면에서는 제1 및 제2 개구부(402, 404) 각각이 제1 및 제2 전극(42, 44)에 대응하여 제1 및 제2 전극(42, 44)의 전체 면적에 형성되는 것을 예시하였다. 이에 의하면 제1 및 제2 전극(42, 44)과 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)의 접촉 면적을 최대화하여 캐리어 수집 효율을 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 및 제2 개구부(402, 404)가 제1 및 제2 전극(42, 44)의 일부만을 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)에 각기 연결하도록 형성되는 것도 가능함은 물론이다. 예를 들어, 제1 및 제2 개구부(402, 404)가 복수 개의 컨택홀로 구성될 수 있다. 그리고 도면에 도시하지는 않았지만, 제1 전극(42)이 일측 가장자리에서 서로 연결되어 형성되고, 제2 전극(44)이 타측 가장자리에서 서로 연결되어 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
반도체 기판(10)의 전면 위(좀더 정확하게는, 반도체 기판(10)의 전면에 형성된 전면 전계 영역(130) 위)에 패시베이션막(24) 및/또는 반사 방지막(26)이 위치할 수 있다. 실시예에 따라, 전면 전계 영역(130) 위에 패시베이션막(24)만 형성될 수도 있고, 전면 전계 영역(130) 위에 반사 방지막(26)만 형성될 수도 있고, 또는 전면 전계 영역(130) 위에 패시베이션막(24) 및 반사 방지막(26)이 차례로 위치할 수도 있다. 도면에서는 전면 전계 영역(130) 위에 패시베이션막(24) 및 반사 방지막(26)이 차례로 형성되어, 반도체 기판(10)의 전면 쪽에 형성된 전면 전계 영역(130)이 패시베이션막(24)과 접촉 형성되는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 전면 전계 영역(130)이 반사 방지막(26)에 접촉 형성되는 것도 가능하며, 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
패시베이션막(24) 및 반사 방지막(26)은 실질적으로 반도체 기판(10)의 전면에 전체적으로 형성될 수 있다. 여기서, 전체적으로 형성되었다 함은 물리적으로 완벽하게 모두 형성된 것뿐만 아니라, 불가피하게 일부 제외된 부분이 있는 경우를 포함한다.
패시베이션막(24)은 반도체 기판(10)의 전면에 접촉하여 형성되어 반도체 기판(10)의 전면 또는 벌크 내에 존재하는 결함을 부동화 시킨다. 이에 의하여 소수 캐리어의 재결합 사이트를 제거하여 태양 전지(100)의 개방 전압을 증가시킬 수 있다. 반사 방지막(26)은 반도체 기판(10)의 전면으로 입사되는 광의 반사율을 감소시킨다. 이에 의하여 반도체 기판(10)의 전면을 통해 입사되는 광의 반사율이 낮추는 것에 의하여 베이스 영역(110)과 제1 도전형 영역(32)의 계면에 형성된 pn 접합까지 도달되는 광량을 증가시킬 수 있다. 이에 따라 태양 전지(100)의 단락 전류(Isc)를 증가시킬 수 있다. 이와 같이 패시베이션막(24) 및 반사 방지막(26)에 의해 태양 전지(100)의 개방 전압과 단락 전류를 증가시켜 태양 전지(100)의 효율을 향상할 수 있다.
패시베이션막(24) 및/또는 반사 방지막(26)은 다양한 물질로 형성될 수 있다. 일례로, 패시베이션막(24)은 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, 알루미늄 산화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다. 일 예로, 패시베이션막(24)은 실리콘 산화물을 포함하고, 반사 방지막(26)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 태양 전지(100)에 광이 입사되면 베이스 영역(110)과 제1 도전형 영역(32) 사이에 형성된 pn 접합에서의 광전 변환에 의하여 전자와 정공이 생성되고, 생성된 정공 및 전자는 터널링층(20)을 터널링하여 각기 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)로 이동한 후에 제1 및 제2 전극(42, 44)으로 이동한다. 이에 의하여 전기 에너지를 생성하게 된다.
본 실시예에와 같이 반도체 기판(10)의 후면에 전극(42, 44)이 형성되고 반도체 기판(10)의 전면에는 전극이 형성되지 않는 후면 전극 구조의 태양 전지(100)에서는 반도체 기판(10)의 전면에서 쉐이딩 손실(shading loss)를 최소화할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지(100)의 효율을 향상할 수 있다.
이와 같은 태양 전지(100)의 제조에 사용될 수 있는 본 실시예에 따른 마스크 조립체(200) 및 이를 이용한 태양 전지(100)의 제조 방법을 이하에서 상세하게 설명한다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 조립체를 도시한 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 마스크 조립체의 베이스 플레이트를 도시한 사시도이다. 그리고 도 4는 도 3a의 IV-IV 선을 따라 잘라서 본 개략적인 단면도이다.
도 3a을 참조하면, 본 실시예에 따른 마스크 조립체(200)는, 마스크(210)와, 반도체 기판(도 1의 참조부호 10, 이하 동일) 및 마스크(20)가 고정되는 베이스 플레이트(220)와, 마스크(210)의 위치를 조정할 수 있는 마스크 이동 부재(230)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 마스크(210)는 마스크(210)는 제1 도전형 영역(도 1의 참조부호 32, 이하 동일) 또는 제2 도전형 영역(도 1의 참조부호 34, 이하 동일)에 대응하는 영역에 대응하도록 복수의 개구부(212)가 형성된다. 복수의 개구부(212)는 제1 또는 제2 도전형 영역(32, 34)의 형상에 대응하도록 일 방향으로 길게 이어지는 스트라이프 형상을 가질 수 있다.
복수의 개구부(212)의 제1 피치(P)는 제1 도전형 영역(32)의 피치(P1) 또는 제2 도전형 영역(34)의 피치(P2)와 실질적으로 동일할 수 있다. 그리고 개구부(212)는 제1 도전형 영역(32) 또는 제2 도전형 영역(34)과 동일 또는 유사한 폭 및 길이를 가질 수 있다. 다만, 마스크(210)를 이용하여 도펀트 도핑 시 개구부(212)를 통과한 도펀트가 넓게 퍼지면서 개구부(212)보다 큰 폭 및 길이를 가지면서 반도체 기판(10)에 도핑될 수 있다. 이를 고려하여 개구부(212)의 폭 및 길이를 제2 도전형 영역(34)의 폭 및 길이와 다소 차이를 가지도록 할 수도 있다.
마스크(210)는 반도체 기판(10)보다 평면 면적이 클 수 있다. 이는 얼라인 오차가 발생하더라도 마스크(210)가 반도체 기판(10)을 전체적으로 덮을 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 본 실시예에서는 마스크(210)가 마스크 이동 부재(230)에 의하여 이동하더라도 마스크(210)가 반도체 기판(10)을 전체적으로 덮을 수 있도록 한다.
베이스 플레이트(220)는 반도체 기판(10)이 수용되는 기판 수용부(226)를 구비하는 플레이트부(222)를 포함할 수 있다. 플레이트부(222)는 반도체 기판(10) 및 마스크(210)보다 큰 면적을 가지면서 반도체 기판(10) 및 마스크(210)의 하부를 지지하는 판상 형상을 가질 수 있다. 플레이트부(222)에 형성된 기판 수용부(226)는 반도체 기판(10)의 평면 형상과 동일 또는 극히 유사한 평면 형상을 가지면서 반도체 기판(10)의 두께에 해당하는 깊이로 함몰된 홈 또는 오목부의 형상을 가질 수 있다. 그러면, 반도체 기판(10)을 기판 수용부(226) 내에 위치시키는 것에 의하여 반도체 기판(10)을 안정적으로 고정할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 반도체 기판(10)을 별도의 고정 부재 등을 이용하여 고정하는 등 다양한 변형이 가능하다.
그리고 베이스 플레이트(220)는 마스크(210)의 일부를 덮는 덮개부(224)를 포함할 수 있다. 일 예로, 덮개부(224)는, 마스크(210)의 일측 가장자리 부분을 덮는 제1 부분(2241)과, 이에 대향하는 마스크(210)의 타측 가장자리 부분을 덮는 제2 부분(2242)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 부분(2241, 2242)은 마스크(210)에 형성된 개구부(212)와 교차한 방향에서 양측에 위치할 수 있고, 마스크(210)에 형성된 개구부(212)와 평행한 방향으로 형성될 수 있다.
이때, 덮개부(224)(또는 제1 및 제2 부분(2241, 2242) 각각)은, 마스크(210)의 측면 가장자리를 덮는 측면부(224a)와, 측면부(224a)로부터 절곡 연장되어 플레이트부(222)와 일정 거리만큼 이격되어 평행하게 형성되는 수평부(224b)를 포함할 수 있다. 이와 같은 형상에 의하여 플레이트부(222)와 수평부(224b) 사이에 마스크(210)가 삽입되는 마스크 수용부(228)가 형성된다.
마스크 수용부(228)는 제1 부분(2241)에 형성되는 제1 수용 홈(228a)과 제2 부분(2242)에 형성되는 제2 수용 홈(228b) 사이에 형성되는 공간이다. 마스크(210)의 일측 가장자리를 제1 부분(2241)의 제1 수용 홈(228a) 내에 위치하도록 하고, 마스크(210)의 타측 가장자리를 제2 부분(2242)의 제2 수용 홈(228b) 내에 위치하도록 하면, 마스크(210)가 베이스 플레이트(220)와 덮개부(224) 사이에서 안정적으로 고정되면서 반도체 기판(10) 위에 안정적으로 위치할 수 있다.
이때, 마스크 수용부(228)의 길이(즉, 제1 수용 홈(228a)과 제2 수용 홈(228b) 사이의 거리(L1)(즉, 제1 수용 홈(228a)의 내부 측면으로부터 제2 수용 홈(228b)의 내부 측면 사이의 거리)가, 이와 평행한 방향(마스크(210)의 개구부(212)와 교차하는 방향)에서 측정된 마스크(210)의 길이(L2)보다 클 수 있다. 이는 마스크(210)가 마스크 이동 부재(230)에 의하여 이동하는 것을 고려하여 마스크(210)가 이동할 수 있는 유격을 제공하기 위한 것이다. 이때, 마스크 수용부(228)의 길이(L1)는 마스크(210)의 길이(L2)와 마스크 이동 부재(230)에 의한 마스크(210)의 이동 거리의 합과 같거나 그보다 클 수 있다. 그러면, 마스크(210)가 마스크 이동 부재(230)에 의하여 원하는 이동 거리만큼 충분하게 이동할 수 있다. 여기서, 이때, 마스크 수용부(228)의 길이(L1)와, 마스크(210)의 길이(L2)와 마스크 이동 부재(230)에 의한 마스크(210)의 이동 거리의 합을 같게 하면 마스크(210)의 일측 가장자리 또는 타측 가장자리가 제1 수용 홈(228a) 또는 제2 수용 홈(228b)에 밀착되므로, 마스크(210)의 고정 안정성을 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는 베이스 플레이트(220)의 덮개부(224)에 형성된 수용 홈(228)에 의하여 마스크 수용부(228)가 형성된다. 이에 의하여 마스크(210)가 플레이트부(222)의 상면 위에서 덮개부(224)에 형성된 수용 홈(228)에 삽입된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 마스크 수용부(228)의 형태, 구조 등은 다양하게 변형이 가능하다. 예를 들어, 변형예로, 도 5에 도시한 바와 같이, 플레이트부(222)의 상면으로부터 마스크(210)의 두께만큼 함몰된 홈 또는 오목부로 형성되는 마스크 수용부(228)가 형성도리 수 있다. 이 경우에는 마스크 수용부(228)에 기판 수용부(226)가 형성되어, 기판 수용부(226)가 마스크 수용부(228)의 바닥면으로부터 반도체 기판(10)의 깊이만큼 함몰된 홈 또는 오목부로 구성될 수 있다. 그리고 덮개부(224)는 측면부(224a)를 구비하지 않고 수평부(224b)만으로 이루어질 수 있다. 그 외에도 다양한 변형이 가능하다.
덮개부(224)는 다양한 구조, 방식 등에 의하여 플레이트부(222)에 고정될 수 있다. 일 예로, 덮개부(224)를 힌지 구조에 의하여 플레이트부(222) 상에 고정할 수 있다. 이 경우에는 덮개부(224)를 플레이트부(222)로부터 멀어지도록 회전시켜 개방한 상태에서 반도체 기판(10)을 기판 수용부(226)에 놓고 마스크(210)를 플레이트부(222)에 놓은 다음 덮개부(224)를 마스크(210) 쪽으로 회전시켜 마스크(210)를 덮도록 할 수 있다. 또는, 덮개부(224)가 나사 등을 이용하여 플레이트부(222) 상에 고정될 수 있다. 이 경우에는 덮개부(224)를 플레이트부(222)로부터 분리한 상태에서 반도체 기판(10)을 기판 수용부(226)에 놓고 마스크(210)를 플레이트부(222) 위에 위치시킨 상태에서 덮개부(224)를 플레이트부(222)에 나사 등으로 고정할 수도 있다.
베이스 플레이트(220)를 구성하는 플레이트부(222) 및/또는 덮개부(224)는 그라파이트 또는 탄화규소 등을 포함할 수 있다. 내열성이 강하고 공정 중에 불순물을 거의 배출하지 않아 도핑 특성을 향상할 수 있기 때문이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서 마스크 이동 부재(230)는 슬라이딩 레버 구조를 가질 수 있다. 마스크 이동 부재(230)를 구성하는 슬라이딩 레버는 그라파이트 또는 탄화규소 등을 포함할 수 있다. 내열성이 강하고 공정 중에 불순물을 거의 배출하지 않아 도핑 특성을 향상할 수 있기 때문이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
좀더 상세하게는, 덮개부(224)에 마스크 이동 부재(230)가 이동할 수 있는 경로를 제공하도록 개구되는 가이드부(220a)가 형성될 수 있다. 그리고 가이드부(220a)에 의하여 노출되는 영역의 일부에 대응하도록 마스크(210)에 고정부(210a)가 형성될 수 있다.
덮개부(224)에 형성된 가이드부(220a)는 가이드부(220a)는 마스크 이동 부재(230)의 면적보다 큰 홀 또는 개구 형상을 가질 수 있다. 이에 따라 마스크 이동 부재(230)가 가이드부(220a)에 해당하는 길이만큼 이동할 수 있도록 한다. 이때, 가이드부(220a)는 개구부(212)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 연장하여 마스크(210)가 개구부(212)의 길이 방향과 반대되도록 이동하는 경로를 제공할 수 있다.
마스크(210)에 형성된 고정부(210a)는 마스크 이동 부재(230)를 고정할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다. 일 예로, 마스크 이동 부재(230)의 단부에 나사산이 형성되고, 고정부(210a)의 내측면에 이에 대응하는 나사산이 형성될 수 있다. 그러면, 마스크 이동 부재(230)의 단부를 회전시키면서 마스크 이동 부재(230)의 나사산과 고정부(210a)의 내측면의 나사산을 나사 결합하여 마스크 이동 부재(230)를 마스크(210) 상에 고정할 수 있다. 이와 같은 구조를 가지면 마스크 이동 부재(230)의 구조 및 고정 구조를 단순화할 수 있고 쉽고 간단한 방법에 의하여 마스크 이동 부재(230)를 마스크(210) 상에 안정적으로 고정할 수 있다. 또한, 마스크 이동 부재(230)와 마스크(210)를 쉽게 체결 및 분리할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 구조, 방식 에 의하여 마스크 이동 부재(230)를 마스크(210) 상에 고정할 수 있다.
이와 같은 구조에 의하여 마스크 이동 부재(230)는 마스크(210)의 고정부(210a)에 고정된 상태로 가이드부(220a)를 통과하여 외부로 노출된 상태로 위치하게 된다. 그러면, 사용자가 마스크 이동 부재(230)를 이동시키거나, 마스크 이동 부재(230)를 구동하는 다른 장치에 의하여 마스크 이동 부재(230)를 이동시킬 수 있다. 그러면, 마스크 이동 부재(230)가 고정된 마스크(210)가 마스크 이동 부재(230)의 이동에 따라 함께 이동하면서 마스크(210)의 위치가 변화될 수 있다.
마스크(210)의 이동 거리는 실시예에 따라 달라질 수 있다. 상술한 바와 같이 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34)이 서로 번갈아서 위치하는 경우에는, 마스크(210)의 이동 거리가 마스크(210)의 제1 피치(P)의 대략 절반(예를 들어, 0.4배 내지 0.6배) 정도일 수 있다. 또는, 제1 및 제2 도전형 영역(32, 34)의 피치(P3)(즉, 제1 및 제2 도전형 영역(32, 34)에서 서로 인접한 도전형 영역(32, 34) 사이의 피치)의 0.8배 내지 1.2배 정도일 수 있다. 그러면, 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34)을 하나의 마스크(210) 또는 마스크 조립체(200)에 의하여 쉽게 제조할 수 있다.
마스크 이동 부재(230)는 복수 개 위치할 수 있다. 마스크 이동 부재(230)가 복수 개 위치하면, 마스크(210)를 좀더 안정적으로 원하는 위치로 이동할 수 있다. 일 예로, 본 실시예에서는 마스크 이동 부재(230)가 두 개 구비되고, 두 개의 마스크 이동 부재(230)가 마스크(210) 또는 마스크 조립체(200)의 대각선 방향의 양측에 하나씩 위치하도록 할 수 있다. 예를 들어, 마스크 이동 부재(230)가 제1 부분(2241)의 길이 방향에서 일측(도면의 우측)에 위치하는 제1 부재와, 제2 부분(2242)의 길이 방향에서 타측(도면의 좌측)에 위치하는 제2 부재를 포함할 수 있다. 그러면, 마스크(210)의 이동 시 마스크(210)가 틸팅(tilting)되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 마스크 이동 부재(230)의 개수 및 배치는 다양하게 달라질 수 있다.
본 실시예에서는 마스크(210)가 나사 구조 등에 의하여 마스크 이동 부재(230)에 고정되는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 다른 변형예로, 도 6에 도시한 바와 같이, 마스크 이동 부재(230)가 플레이트부(222)에 고정되며 마스크(210)를 권취하는 롤러부(232)를 포함할 수 있다. 그러면, 롤러부(232)를 회전하는 것에 의하여 마스크(210)의 위치를 변화시킬 수도 있다.
이 경우에는 마스크(210)의 가장자리가 롤러부(232) 상에 자유롭게 회전할 수 있도록 마스크(210)의 상부 및 하부 가장자리에 플렉서블 부분(2012)을 위치할 수 있다. 즉, 마스크(210)의 중앙 부분은 복수의 개구부(212)를 구비하는 마스크 부분(2100)으로 구성되고, 마스크 부분(2100)의 상부 가장자리 및 하부 가장자리에 각기 플렉서블 부분(2012)이 위치하도록 할 수 있다. 이에 의하면, 롤러부(232)를 회전하는 것에 의하여 쉽게 마스크(210)가 이동할 수 있다.
베이스 플레이트(220)를 구성하는 플레이트부(222) 및/또는 덮개부(224)는 그라파이트 또는 탄화규소 등을 포함할 수 있다. 내열성이 강하고 공정 중에 불순물을 거의 배출하지 않아 도핑 특성을 향상할 수 있기 때문이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 마스크(210)의 마스크 부분(2100)은 그라파이트 또는 탄화 규소 등을 포함할 수 있고, 플렉서블 부분(2012)은 다양한 수지 등을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 구조의 마스크 조립체(200)를 이용하여 태양 전지(100)를 제조하는 방법을 상세하게 설명한다. 위에서 이미 설명한 내용과 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 서로 다른 부분에 대해서 상세하게 설명한다. 이하에서는 일 예로 도 1 내지 도 4에 도시한 마스크 조립체(200)를 이용한 것을 도시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 도 5 및 도 6에 도시한 마스크 조립체(200)를 이용할 수도 있다.
도 7a 내지 도 7i는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 도시한 단면도이고, 도 8a 및 도 8b는 도 6d 및 도 6f에 각기 도시한 공정에서의 마스크 조립체를 도시한 평면도이다.
먼저, 도 7a에 도시한 바와 같이, 제1 도전형 불순물을 가지는 베이스 영역(110)으로 구성되는 반도체 기판(10)을 준비한다.
이때, 반도체 기판(10)의 전면 및 후면 중 적어도 한 면이 요철을 가지도록 텍스쳐링될 수 있다. 반도체 기판(10)의 표면의 텍스처링으로는 습식 또는 건식 텍스처링을 사용할 수 있다. 습식 텍스처링은 텍스처링 용액에 반도체 기판(10)을 침지하는 것에 의해 수행될 수 있으며, 공정 시간이 짧은 장점이 있다. 건식 텍스처링은 다이아몬드 그릴 또는 레이저 등을 이용하여 반도체 기판(10)의 표면을 깍는 것으로, 요철을 균일하게 형성할 수 있는 반면 공정 시간이 길고 반도체 기판(10)에 손상이 발생할 수 있다. 그 외에 반응성 이온 식각(RIE) 등에 의하여 반도체 기판(10)을 텍스쳐링 할 수도 있다. 이와 같이 본 발명에서는 다양한 방법으로 반도체 기판(10)을 텍스쳐링 할 수 있다.
이어서, 도 7b에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(10)의 후면에 터널링층(20)을 형성한다. 터널링층(20)은, 일례로, 열적 성장법, 증착법(예를 들어, 화학 기상 증착법(PECVD), 원자층 증착법(ALD)) 등에 의하여 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법에 의하여 터널링층(20)이 형성될 수 있다.
이어서, 도 7c에 도시한 바와 같이, 터널링층(20) 위에 반도체층(30)을 형성한다. 반도체층(30)은 미세 결정질, 비정질, 또는 다결정 반도체로 구성될 수 있다. 반도체층(30)은, 일례로, 열적 성장법, 증착법(예를 들어, 화학 기상 증착법(PECVD)) 등에 의하여 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법에 의하여 반도체층(30)이 형성될 수 있다.
이어서, 도 7d 내지 도 7f에 도시한 바와 같이, 반도체층(30)에 에미터 영역(32), 후면 전계 영역(34), 및 배리어 영역(36)을 형성한다. 간략하고 명확한 도면을 위하여 도 7d 내지 도 7g에서는 마스크 조립체(200) 중에 마스크(210)만을 도시하였으며, 전체적인 마스크 조립체(200)의 형상은 도 8a 및 도 8b에 도시하였다.
즉, 도 7d 및 도 8a에 도시한 바와 같이, 반도체층(30) 쪽에 마스크(210)를 위치한 상태에서 제1 도전형 도펀트를 확산시켜 제1 도전형 영역(32)을 형성한다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
터널링층(20) 및 반도체층(30)이 형성된 반도체 기판(10)을 마스크 조립체(200)에 장착한다. 이때, 반도체 기판(10)의 전면이 마스크 수용부(206)의 바닥면 쪽에 위치하도록 반도체층(30)이 마스크(210) 쪽에 위치하도록 장착한다. 그리고 반도체 기판(10)(좀더 상세하게는, 반도체 기판(10) 위에 형성된 반도체층(30)) 위에 마스크(210)를 위치시키고 덮개부(224)를 덮고 가이드부(220a)를 관통하도록 마스크 이동 부재(230)를 삽입하여 마스크(210)의 고정부(210a)에 고정한다. 이 상태에서 제1 도전형 도펀트를 다양한 방법에 의하여 반도체층(30)에 도핑하면 마스크(210)의 개구부(212)를 통과한 제1 도전형 도펀트가 반도체층(30) 내부로 확산되면서 해당 영역에 제1 도전형 영역(32)을 형성한다. 제1 도전형 도펀트의 도핑 방법으로는 열 확산법, 이온 주입법 등의 다양한 방법을 사용할 수 있다.
이어서, 도 7e에 도시한 바와 같이, 마스크 이동 부재(230)를 이용하여 마스크(210)를 이동시킨다. 즉, 마스크 이동 부재(230)를 가이드부(220a)의 길이 방향을 따라 이동시키는 것에 의하여 마스크(210)의 위치를 변화시킨다. 이때, 가이드부(220a)는 마스크(210)의 개구부(212)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 형성되므로, 마스크(210)는 개구부(212)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 이동하게 된다.
일 예로, 상술한 바와 같이 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34)이 번갈아서 위치한 경우에는, 마스크(210)는 마스크(210)의 개구부(212)의 제1 피치(P)의 대략 절반에 해당하는 거리만큼 이동된다. 이때, 마스크(210)의 이동 거리는 공정 오차 등에 의하여 약간의 오차가 있을 수 있으므로, 좀더 구체적으로, 마스크(210)의 이동 거리는 제1 피치(P)의 0.4배 내지 0.6배일 수 있다. 그리고 개구부(212)의 제1 피치(P)는 개구부(212)의 폭보다 클 수 있다. 이는 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34) 사이에 도핑이 이루어지지 않은 배리어 영역(36)을 형성하기 위함이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다.
이어서, 도 7f 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 마스크(210)가 이동한 상태에서 제2 도전형 도펀트를 다양한 방법에 의하여 반도체층(30)에 도핑하면 마스크(210)의 개구부(212)를 통과한 제2 도전형 도펀트가 반도체층(30) 내부로 확산되면서 해당 영역에 제2 도전형 영역(34)을 형성한다. 제1 도전형 도펀트의 도핑 방법으로는 열 확산법, 이온 주입법 등의 다양한 방법을 사용할 수 있다.
이때, 마스크(210)가 제1 피치(P)의 대략 절반(0.4배 내지 0.6배)만큼 이동하였으므로, 마스크(210)의 개구부(212)는 이웃한 두 개의 제1 도전형 영역(32)의 사이에 각기 위치하게 된다. 이에 따라 제2 도전형 도펀트가 도핑되면 이웃한 두 개의 제1 도전형 영역(32) 사이에 제2 도전형 영역(34)이 형성될 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이, 제1 피치(P)보다 개구부(212)의 폭이 작으므로 개구부(212)가 이웃한 두 개의 제1 도전형 영역(32) 사이의 공간 중에 일부만을 개구하게 된다. 이에 따라 이웃한 두 개의 제1 도전형 영역(32) 사이의 공간의 일부에만 제2 도전형 영역(34)이 형성되고, 이에 의하여 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34) 사이에 도핑이 되지 않는 영역인 배리어 영역(36)이 존재하게 된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다.
상술한 설명 및 도면에서는 제1 도전형 영역(32)을 먼저 형성한 다음 제2 도전형 영역(34)을 형성하는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 제2 도전형 영역(34)을 먼저 형성한 다음 제1 도전형 영역(32)을 형성하는 것도 가능하다.
이어서, 도 7g에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(10)의 전면에 제2 도전형 도펀트를 도핑하여 전면 전계 영역(130)을 형성할 수 있다. 전면 전계 영역(130)은 이온 주입법, 열 확산법, 레이저 도핑법 등과 같은 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있다. 그 외의 다양한 방법이 사용될 수 있다.
이어서, 도 7h에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(10)의 전면 위에 패시베이션막(24) 및 반사 방지막(26)을 전체적으로 형성하고, 반도체 기판(10)의 후면 위에 제1 및 제2 도전형 영역(32, 34)을 덮도록 전체적으로 절연층(40)을 형성한다. 패시베이션막(24), 반사 방지막(26), 절연층(40)은 진공 증착법, 화학 기상 증착법, 스핀 코팅, 스크린 인쇄 또는 스프레이 코팅 등과 같은 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있다. 패시베이션막(24) 및 반사 방지막(26), 그리고 절연층(40)의 형성 순서는 다양하게 변형될 수 있다.
이어서, 도 7i에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 반도체층(32, 34)에 각기 연결되는 제1 및 제2 전극(42, 44)을 형성한다. 이 경우에는, 일례로, 절연층(40)에 제1 및 제2 개구부(402, 404)를 형성하고, 제1 및 제2 개구부(402, 404) 내에 도금법, 증착법 등의 다양한 방법으로 제1 및 제2 전극(42, 44)을 형성할 수 있다.
다른 실시예로, 제1 및 제2 전극 형성용 페이스트를 절연층(40) 상에 각기 스크린 인쇄 등으로 도포한 후에 파이어 스루(fire through) 또는 레이저 소성 컨택(laser firing contact) 등을 하여 상술한 형상의 제1 및 제2 전극(42, 44)을 형성하는 것도 가능하다. 이 경우에는 제1 및 제2 전극(42, 44)을 형성할 때 제1 및 제2 개구부(402, 404)가 형성되므로, 별도로 제1 및 제2 개구부(402, 404)를 형성하는 공정을 추가하지 않아도 된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 마스크 조립체(200)를 사용하면, 마스크 이동 부재(230)에 의하여 마스크(210)를 이동하는 것에 의하여 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34)을 하나의 마스크 조립체(200) 또는 마스크(210)로 형성할 수 있어 제조 공정을 단순화하고 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 마스크 조립체(200)와 마스크 이동 부재(230)에 의하여 마스크(210)와 반도체 기판(10)을 정밀하게 얼라인할 수 있어 제1 및 제2 도전형 영역(32, 34)의 얼라인 특성을 향상할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 구조가 개선된 마스크 조립체(200)를 사용하는 것에 의하여 반도체 기판(10)에 대한 마스크(210)의 상대적인 위치를 쉽고 간단하게 변화시킬 수 있다. 반면, 반도체 기판(10)에 대한 마스크(210)의 상대적인 위치를 변화시키기 위하여 마스크 조립체(200) 자체 또는 반도체 기판(10)의 위치를 변화시키는 경우에는 장비 자체의 설계를 변형하여야 하므로 경제적 부담이 커질 수 있다.
상술한 실시예에서는 마스크 이동 부재(230)를 이용하여 하나의 마스크(210)에 의하여 제1 및 제2 도전형 영역(32, 34)을 형성하는 경우를 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 마스크(210)가 제1 및 제2 도전형 영역(32, 34) 중 하나를 만드는 경우에도 적용될 수도 있다. 이 경우에는 마스크 이동 부재(230)가 마스크(210)의 위치를 변화시켜 마스크(210)와 반도체 기판(10)의 상대적인 위치를 변화시킬 수 있다. 이에 의하여 반도체 기판(10) 상에서 마스크(210)를 놓은 후에 마스크(210)를 이동하여 마스크(210)가 좀더 정밀한 위치에 위치하도록 할 수 있다. 이에 의하여 반도체 기판(10)과 마스크(210)의 얼라인 정밀도를 향상할 수 있다.
그리고 상술한 실시예에서는 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34)이 서로 번갈아서 위치하는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 동일 또는 유사한 폭을 가지는 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34)의 개수를 서로 다르게 할 수 있다. 즉, 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 도전형 영역(32)의 개수를 제2 도전형 영역(34)의 개수보다 많게 할 수 있다.
도면에서는, 예를 들어, 2개의 제1 도전형 영역(32)과 1개의 제2 도전형 영역(34)의 세 개의 도전형 영역(32, 34)을 기본으로 하여 이들이 반복되는 구조를 가질 수 있다. 이러한 구조의 제1 및 제2 도전형 영역(32, 34)은 마스크 조립체(200)의 마스크(210)를 도전형 영역(32, 34)의 피치(P3)(즉, 제1 및 제2 도전형 영역(32, 34) 중 서로 인접한 두 개 사이의 피치)에 해당하는 만큼 이동하면서, 제1 도전형 도펀트를 2회 도핑하고, 제2 도전형 도펀트를 1회 도핑하여 형성할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34)의 개수가 달라질 수 있다.
이와 같은 구조를 가지면 베이스 영역(110)과 동일한 도전형을 가지는 제2 도전형 영역(34)의 면적보다 베이스 영역(110)과 다른 도전형을 가지는 제1 도전형 영역(32)의 면적을 넓게 형성할 수 있다. 이에 의하여 베이스 영역(110)과 제1 도전형 영역(32)의 사이에서 터널링층(20)을 통하여 형성되는 pn 접합을 좀더 넓게 형성할 수 있다. 이때, 베이스 영역(110) 및 제2 도전형 영역(34)이 n형의 도전형을 가지고 제1 도전형 영역(32)이 p형의 도전형을 가질 경우에, 넓게 형성된 제1 도전형 영역(32)에 의하여 이동 속도가 상대적으로 느린 정공을 효과적으로 수집할 수 있다.
도 9에서는 제1 도전형 영역(32) 및 제2 도전형 영역(34)의 폭을 유사하게 유지하면서 제1 및 제2 도전형 영역(34)의 개수를 서로 다르게 한 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 마스크 이동 부재(230)의 이동 거리, 마스크(210)의 개구부(212)의 폭 및 피치 등을 조절하는 것에 의하여 제1 도전형 도펀트(또는 제2 도전형 도펀트)의 도핑 공정을 복수 횟수로 수행하면서 제1 도전형 영역(32)과 제2 도전형 영역(34)의 폭을 서로 다르게 형성하는 것도 가능하다. 이때, 제1 도전형 도펀트(제2 도전형 도펀트)의 도핑 공정을 복수 횟수(예를 들어, 2회)로 수행하면서 복수의 도핑 공정에서 마스크(210)의 개구부(212)의 일부가 겹쳐지도록 하면, 도핑 농도가 서로 다른 부분을 가지는 선택적 구조의 제1 도전형 영역(32)(또는 제2 도전형 영역(34))을 형성할 수도 있다.
상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 태양 전지
200: 마스크 조립체
210: 마스크
220: 베이스 플레이트
230: 마스크 이동 부재
200: 마스크 조립체
210: 마스크
220: 베이스 플레이트
230: 마스크 이동 부재
Claims (20)
- 마스크;
반도체 기판 및 상기 마스크가 고정되는 베이스 플레이트;
상기 반도체 기판에 대한 상기 마스크의 위치가 변화하도록 상기 마스크를 이동하는 마스크 이동 부재
를 포함하는 마스크 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 마스크는 복수의 개구부를 포함하고,
상기 마스크 이동 부재가 상기 복수의 개구부의 길이 방향과 교차하는 방향으로 상기 마스크를 이동하는 마스크 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 마스크는 제1 피치를 가지는 복수의 개구부를 포함하고,
상기 마스크 이동 부재에 의한 상기 마스크의 이동 거리가 상기 마스크의 상기 제1 피치의 0.4배 내지 0.6배에 해당하는 마스크 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 베이스 플레이트에 상기 마스크를 수용하는 마스크 수용부가 위치하고,
상기 마스크 수용부의 길이가 상기 마스크보다 길이보다 큰 마스크 조립체. - 제4항에 있어서,
상기 마스크 수용부의 길이는 상기 마스크의 길이와 상기 마스크 이동 부재에 의한 이동 거리의 합과 같거나 그보다 큰 마스크 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 마스크 이동 부재는 상기 마스크에 고정되는 제1 부재와 제2 부재를 포함하고,
상기 제1 부재와 상기 제2 부재가 상기 마스크의 대각선 방향의 양측에 위치하는 마스크 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 베이스 플레이트는, 상기 반도체 기판이 놓여지는 기판 수용부를 포함하는 플레이트부와, 상기 반도체 기판을 덮으면서 위치하는 상기 마스크의 적어도 일부를 덮는 덮개부를 포함하는 마스크 조립체. - 제7항에 있어서,
상기 덮개부에 상기 마스크 이동 부재가 이동하는 경로를 제공하는 가이드부가 위치하는 마스크 조립체. - 제8항에 있어서,
상기 가이드부가 홀 또는 개구 형상을 가지는 마스크 조립체. - 제8항에 있어서,
상기 마스크가 복수의 개구부를 포함하고,
상기 가이드부가 상기 복수의 개구부의 길이 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 마스크 조립체. - 제8항에 있어서,
상기 마스크에 상기 마스크 이동 부재가 고정되는 고정부가 위치하는 마스크 조립체. - 제11항에 있어서,
상기 고정부에 상기 마스크 이동 부재가 나사 결합되는 마스크 조립체. - 제8항에 있어서,
상기 덮개부가, 상기 마스크의 일측 가장자리 부분을 덮는 제1 부분과, 상기 마스크의 타측 가장자리 부분을 덮는 제2 부분을 포함하고,
상기 마스크 이동 부재는, 상기 제1 부분의 길이 방향에서의 일측에 위치하는 제1 부재와, 상기 제2 부분의 길이 방향에서의 타측에 위치하는 제2 부재를 포함하는 마스크 조립체. - 제8항에 있어서,
상기 덮개부의 측면에 상기 마스크가 위치하는 마스크 수용부가 위치하거나, 상기 플레이트부에 상기 마스크가 위치하는 마스크 수용부가 위치하는 마스크 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 마스크가, 복수의 개구부가 형성되는 마스크 부분과, 상기 마스크 본체의 양측 가장자리 부분에 형성되는 플렉서블 부분을 포함하고,
상기 베이스 플레이트는, 상기 반도체 기판이 놓여지는 기판 수용부를 포함하는 플레이트부를 포함하고,
상기 마스크 이동 부재가 상기 플렉서블 부분을 권취하여 상기 플레이트부에 고정하는 롤러부를 포함하는 마스크 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 베이스 플레이트가 그라파이트 또는 탄화규소를 포함하는 마스크 조립체. - 복수의 개구부를 가지는 마스크, 베이스 플레이트 및 마스크 이동 부재를 포함하는 마스크 조립체에 반도체 기판을 장착하는 단계;
상기 마스크를 이용하여 상기 반도체 기판에 제1 도전형 도펀트를 도핑하여 제1 도전형 영역을 형성하는 단계;
상기 마스크 이동 부재를 이용하여 상기 마스크를 이동하는 단계; 및
상기 마스크를 이용하여 상기 반도체 기판에서 상기 제1 도전형 영역과 다른 위치에 제2 도전형 도펀트를 도핑하여 제2 도전형 영역을 형성하는 단계
를 포함하는 태양 전지의 제조 방법. - 제17항에 있어서,
상기 마스크의 위치를 이동하는 단계에서, 상기 마스크 이동 부재가 상기 마스크의 상기 복수의 개구부의 길이 방향과 교차하는 방향으로 상기 마스크를 이동하는 태양 전지의 제조 방법. - 제17항에 있어서,
상기 마스크의 상기 복수의 개구부가 제1 피치를 가지고,
상기 마스크의 위치를 이동하는 단계에서, 상기 마스크 이동 부재에 의한 상기 마스크의 이동 거리가 상기 마스크의 상기 제1 피치의 0.4배 내지 0.6배에 해당하는 태양 전지의 제조 방법. - 제19항에 있어서,
상기 제1 피치가 상기 복수의 개구부 각각의 폭보다 커서 상기 제1 도전형 영역과 상기 제2 도전형 영역 사이에 도핑이 이루어지지 않은 배리어 영역이 위치하는 태양 전지의 제조 방법.
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| KR1020130135650A KR102132738B1 (ko) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | 마스크 조립체 및 이를 이용한 태양 전지의 제조 방법 |
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-
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- 2013-11-08 KR KR1020130135650A patent/KR102132738B1/ko active IP Right Grant
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