KR20150097612A - 규소 나노 입자들을 사용한 태양 전지 이미터 영역 제조 - Google Patents

규소 나노 입자들을 사용한 태양 전지 이미터 영역 제조 Download PDF

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Abstract

규소 나노 입자들을 사용한 태양 전지 이미터 영역의 제조 방법 및 생성된 태양 전지가 기술된다. 일례에서, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법은 태양 전지의 기판의 표면 위에 배치된 유전체 층 위에 도핑된 규소 나노 입자들의 영역을 형성하는 단계를 포함한다. 도핑된 규소 나노 입자들의 영역 상에 규소 층이 형성된다. 유전체 층 상에 배치되어진 도핑된 다결정 규소 층을 형성하기 위해 규소 층의 적어도 일부분이 도핑된 규소 나노 입자들의 영역의 적어도 일부분과 혼합된다.

Description

규소 나노 입자들을 사용한 태양 전지 이미터 영역 제조{SOLAR CELL EMITTER REGION FABRICATION USING SILICON NANO-PARTICLES}
본 발명의 실시예들은 재생가능한 에너지의 분야에 관한 것이고, 특히, 규소 나노 입자들을 사용한 태양 전지 이미터 영역(solar cell emitter region)들의 제조 방법들 및 생성된 태양 전지들에 관한 것이다.
통상 태양 전지로서 알려진 광전지(photovoltaic cell)는 전기 에너지로의 태양 방사선의 직접 변환을 위한 잘 알려진 장치이다. 일반적으로, 태양 전지는 기판(substrate)의 표면 부근에 p-n 접합을 형성하기 위해 반도체 처리 기술을 사용하여 반도체 웨이퍼(semiconductor wafer) 또는 기판 상에 제조된다. 기판의 표면 상에 충돌하여 기판 내로 유입되는 태양 방사선은 기판의 대부분에 전자 및 정공 쌍을 생성한다. 전자 및 정공 쌍은 기판 내의 p-도핑된(doped) 영역 및 n-도핑된 영역으로 이동하며, 이로써 도핑된 영역들 사이의 전압차를 발생시킨다. 도핑된 영역은 전지로부터 전지에 결합되어 있는 외부 회로로 전류를 지향시키기 위해 태양 전지 상의 전도성 영역에 연결된다.
효율은, 그것이 태양 전지의 발전 능력에 직접 관련되기 때문에, 태양 전지의 중요한 특성이다. 마찬가지로, 태양 전지의 제조에서의 효율은 그러한 태양 전지의 비용 효율성에 직접 관련된다. 따라서, 일반적으로, 태양 전지의 효율을 증가시키기 위한 기술, 또는 태양 전지의 제조에서의 효율을 증가시키기 위한 기술이 바람직하다. 본 발명의 일부 실시예는 태양 전지 구조물을 제조하기 위한 신규한 공정을 제공함으로써 증가된 태양 전지 제조 효율을 허용한다. 본 발명의 일부 실시예는 신규한 태양 전지 구조물을 제공함으로써 증가된 태양 전지 효율을 허용한다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 태양 전지의 제조에서의 다양한 단계들의 단면도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 태양 전지의 제조에서의 다양한 단계들의 단면도.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 태양 전지의 제조에서의 다양한 단계들의 단면도.
규소 나노 입자들을 사용한 태양 전지 이미터 영역의 제조 방법 및 생성된 태양 전지가 본 명세서에 기술된다. 하기 설명에서, 본 발명의 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해, 특정 공정 흐름 작업과 같은 다수의 특정 상세 사항이 기재된다. 본 발명의 실시예가 이들 특정 상세 사항 없이도 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 예에서, 리소그래피(lithography) 및 패턴화(patterning) 기술과 같은 주지된 제조 기술은 본 발명의 실시예를 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않는다. 또한, 도면에 도시된 다양한 실시예가 예시적인 표현이고, 반드시 축척대로 그려진 것은 아니라는 것을 이해하여야 한다.
본 명세서에는 태양 전지의 제조 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법은 태양 전지의 기판의 표면 위에 배치된 유전체 층 위에 도핑된 규소 나노 입자들의 영역을 형성하는 단계를 포함한다. 도핑된 규소 나노 입자들의 영역 상에 규소 층이 형성된다. 유전체 층 상에 배치되어진 도핑된 다결정 규소 층을 형성하기 위해 규소 층의 적어도 일부분이 도핑된 규소 나노 입자들의 영역의 적어도 일부분과 혼합된다.
다른 실시예에서, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법은 태양 전지의 기판의 배면 표면 위에 배치된 유전체 층 위에 도핑된 규소 나노 입자들의 영역을 형성하는 단계를 포함한다. 배면 표면은 태양 전지의 수광 표면의 반대편에 있다. 도핑된 규소 나노 입자들의 영역 상의 일부분 및 유전체 층 상의 일부분을 포함한, 기판의 배면 표면 위 그리고 수광 표면 상 둘 모두에 규소 층이 형성된다. 유전체 층 상에 배치되어진 도핑된 다결정 규소 층을 형성하기 위해 도핑된 규소 나노 입자들의 영역 상에 형성된 규소 층의 일부분이 도핑된 규소 나노 입자들의 영역의 적어도 일부분과 혼합된다. 기판의 수광 표면 상의 규소 층, 유전체 층 상의 규소 층의 일부분, 및 도핑된 다결정 규소 층의 최외측 영역이 산화되어, 수광 표면 상에 그리고 기판의 배면 표면 위에 산화규소 층을 형성한다. 수광 표면 상의 산화규소 층 상에 그리고 기판의 배면 표면 위의 산화규소 층 상에 반사-방지 코팅 층이 형성된다.
또 다른 실시예에서, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법은 태양 전지의 기판의 배면 표면 위에 배치된 유전체 층 위에 N형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역 및 P형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역을 형성하는 단계를 포함한다. 배면 표면은 태양 전지의 수광 표면의 반대편에 있다. N형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역은 P형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역에 인접하지만 이와 접촉하지는 않는다. N형 및 P형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역들 상의 일부분 및 유전체 층 상의 일부분을 포함한, 적어도 기판의 배면 표면 위에 규소 층이 형성된다. 유전체 층 상에 각각 배치된 N형 도핑된 다결정 규소 층 및 P형 도핑된 다결정 규소 층을 각각 형성하기 위해 N형 및 P형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역들 상에 형성된 규소 층의 일부분이 N형 및 P형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역들 각각의 적어도 일부분과 혼합된다. 유전체 층 상의 규소 층의 일부분, 및 N형 및 P형 도핑된 다결정 규소 층들 각각의 최외측 영역이 산화되어 기판의 배면 표면 위에 산화규소 층을 형성한다. 기판의 배면 표면 위의 산화규소 층이 마스킹되고 에칭되어, 기판의 배면 표면 내에 형성된 트렌치(trench)에 의해 분리된 N형 도핑된 폴리실리콘 영역 및 P형 도핑된 다결정 규소 영역을 제공하며, N형 도핑된 폴리실리콘 영역 및 P형 도핑된 다결정 규소 영역 각각은 산화규소 층의 일부분을 상부에서 보유한다. N형 도핑된 폴리실리콘 영역 및 P형 도핑된 다결정 규소 영역 상에 그리고 트렌치 내에 반사-방지 코팅 층이 형성된다.
제1 태양에서, 개요로서, 도핑된 규소 나노 입자들을 인쇄하고 이어서 저압 화학 기상 증착(low pressure chemical vapor deposition, LPCVD)에 의해 얇은 비정질 규소(a-Si) 층을 침착시킴으로써 폴리실리콘 이미터들이 형성될 수 있다. 생성된 구조물을 고온에서 어닐링할 때, 재료 스택(stack)이 도핑된 폴리실리콘 층으로 치밀화하고, 이는 태양 전지를 위한 폴리 이미터로서 사용될 수 있다. 일 실시예에서, n형 및 p형 이미터들 중 하나 또는 둘 모두가 나노 입자들을 이용하여 생성되고, 침착되는 바대로 기판 상으로 직접 패턴화될 수 있다. 그러한 접근법은 도펀트들을 추진시키거나, 도핑된 영역들을 패턴화하거나, 이미터들 사이에 트렌치를 패턴화할 필요성을 제거할 수 있다.
보다 일반적으로, 폴리실리콘 이미터들은 제조하는 데 고가여서, 흔히 기판-이미터 제조 공정에 비하여 몇몇 부가의 공정 단계들을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 폴리실리콘의 블랭킷(blanket) 침착 및 후속하는 도펀트 필름들의 침착은 전형적으로 이미터들 사이의 트렌치 및 패턴화되어진 도핑된 핑거들을 제조하기 위해 몇몇 에칭 작업들을 필요로 한다. 몇몇 과거의 시도들은, 트렌치를 제조할 필요성을 제거할 수 있는 고 수명 폴리실리콘의 사용과 같은, 그러한 공정에서의 작업들의 개수의 감축을 지향하였다. 한편, 잉크젯 도펀트들의 사용은 폴리실리콘 층 상으로의 도펀트들의 직접적인 패턴화를 허용하였다. 작업-감축 공정 흐름들을 위해, 도핑된 a-Si 층들의 섀도마스크 플라즈마 강화 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)이 또한 사용되었다. 상기 접근법들과는 대조적으로 또는 그와 함께, 본 명세서에 기술된 실시예들은, 아래에 더 상세히 기술된 바와 같이, 기판 위에 이미터 영역들을 형성하기 위한 규소 나노 입자 영역들의 사용을 포함한다.
보다 구체적으로, 일 실시예에서, 먼저 기판 표면 상에 터널 산화물을 성장시키고 이어서 터널 산화물 층 상에 n형 규소 나노 입자들과 p형 규소 나노 입자들 둘 모두를 인쇄함으로써 폴리실리콘 이미터들이 형성될 수 있다. LPCVD에 의해 a-Si 층이 침착되는데, 이는 나노 입자들 사이의 공극(void)들을 채운다. 어닐링할 때, a-Si 재료와 Si 나노 입자들의 생성되어진 블렌딩된 필름은 치밀화되어 폴리실리콘 층으로 결정화된다. 나노 입자들 또는 LPCVD 기반 a-Si, 또는 둘 모두에 존재하는 도펀트는 형성된 폴리실리콘 층 전체에 걸쳐 확산될 수 있다. 인쇄된 나노 입자 이미터들을 연결하는 얇은 폴리실리콘 층이 남아 있을 수 있다. 일 실시예에서, 이 층이 문제가 된다면, 산화를 수행하여 남아 있는 폴리실리콘을 산화물 필름으로 전환시켜, 상이한 이미터들 사이의 전기적 연결을 제거할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, n형 및 p형 이미터들 중 하나 또는 둘 모두가 나노 입자들을 사용하여 제조된다. 도핑된 나노 입자들을 인쇄하는 능력은 도펀트를 폴리실리콘 층 내로 추진시킬 필요성을 제거할 수 있는 반면, (침착된 바대로의) 패턴화는 층들을 마스킹하고 에칭할 필요성을 제거할 수 있다. 부가적으로, 이미터들 사이의 얇은 폴리실리콘 층의 산화는 이미터들 사이에 트렌치를 에칭할 필요성을 제거할 수 있다. 특정 실시예에서, LPCVD에 의한 a-Si의 비교적 느리고 균일한 침착은 나노 입자들 사이의 공극들을 채우기 위한 우수한 방법이다. 따라서, 기판 내부에서와는 대조적으로 기판 위에서의 이미터 영역들의 형성을 수반하는 제조 공정에서의 다수의 공정 작업들이 2개 내지 8개 정도의 공정 작업들만큼 감축될 수 있으며, 그의 예들이 아래에 상세히 기술된다.
일례로서, 도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 태양 전지의 제조에서의 다양한 단계들의 단면도들을 도시한다.
도 1a를 참조하면, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법은 기판(100)의 표면(102) 상에 얇은 유전체 층(104), 예를 들어 터널 산화물층을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 기판(100)은 벌크 단결정 N형 도핑된 규소 기판과 같은 벌크 규소 기판이다. 그러나, 기판(100)이 전체 태양 전지 기판 상에 배치된, 다결정 규소 층과 같은 층일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일 실시예에서, 얇은 유전체 층(104)은 산화규소 또는 이산화규소 층이고, 예를 들어 열 산화, 화학 산화, 또는 UV/오존 산화에 의해 하부의 결정 규소 기판(100)의 일부분의 소비에 의해 형성된다. 다른 실시예에서, 얇은 유전체 층(104)은 액체 산화물 침착 또는 다른 적합한 침착 접근법에 의해 형성된 산화규소 또는 이산화규소 층이다.
도 1b를 참조하면, 도핑된 규소 나노 입자들의 영역(106A, 106B)들이 얇은 유전체 층(104) 상에 형성된다.
일 실시예에서, 도핑된 규소 나노 입자들의 영역(106A, 106B)들은 대략 5 내지 100 나노미터 범위의 평균 입자 크기 및 적어도 일부의 개방된 기공(pore)들을 갖는 대략 10 내지 50% 범위의 다공도(porosity)를 가지는 도핑된 규소 나노 입자들의 영역들을 인쇄(예를 들어, 스크린인쇄, 잉크젯 인쇄, 노즐젯 인쇄, 압출 인쇄, 또는 에어로졸 젯 인쇄)하거나 스핀-온 코팅(spin-on coating)함으로써 형성된다. 특정 실시예에서, 도핑된 규소 나노 입자들은, 나중에 증발하거나 연소 제거될 수 있는 담체 용매 또는 유체의 존재 하에 전달된다. 일 실시예에서, 스크린 인쇄 공정을 사용할 때, 저점도 액체의 사용은 흘러나옴(bleeding) 및 이에 따른 규정된 영역들의 분해능 감소로 이어질 수 있기 때문에, 전달을 위해 고점도를 갖는 액체 소스를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
일 실시예에서, p형 도핑된 영역들(예를 들어, 영역(106A)들) 및 n형 도핑된 영역(106B)들 둘 모두가 형성된다. 상이한 도펀트 유형의 영역들은 n형 영역들이 첫번째로 p형 영역들이 두번째로 형성되거나, p형 영역들이 첫번째로 n형 영역들이 두번째로 형성되거나, p형 영역들과 n형 영역들이 동시에, 예들 들어 단일 인쇄 작업으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, p형 도펀트들은 붕소 도펀트 불순물 원자들인 반면, n형 도펀트들은 인 도펀트 불순물 원자들이다. 일 실시예에서, 도핑된 규소 나노 입자들의 각각의 영역(106A 또는 106B)은 대략 0.2 내지 3 마이크로미터 범위의 두께로 형성된다.
도 1c를 참조하면, 도핑된 규소 나노 입자들의 영역(106A, 106B)들 상에 규소 층(108)이 형성된다.
일 실시예에서, 규소 층(108)은 도핑되지 않은, 진성의(intrinsic), 또는 저농도 도핑된 비정질 규소 층이다. 하나의 그러한 실시예에서, 규소 층(108)은 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 챔버에서 대략 섭씨 525 내지 565도 범위의 온도에서 실란(SiH4)으로부터 형성된다. 일 실시예에서, 도핑된 규소 나노 입자들의 영역(106A, 106B)들이 적어도 일부의 개방된 기공들을 포함하는 경우에, 규소 층(108)의 적어도 일부분이 도핑된 규소 나노 입자들의 영역(106A, 106B)들 내에 형성된다. 하나의 그러한 실시예에서, 규소 층(108)은 도핑된 규소 나노 입자들의 영역(106A, 106B)들의 하나 이상의 개방된 기공들을 규소 층(108)의 일부분으로 폐쇄한다. 특정한 그러한 실시예에서, 도핑된 규소 나노 입자들의 영역(106A, 106B)들의 하나 이상의 개방된 기공들은 각진 에지(angular edge)를 생성하면서 폐쇄된다. 일 실시예에서, 규소 층(108)은 대략 200 내지 2000 옹스트롬 범위의 절대 두께로 형성된다.
하나의 기술된 예에서 나노 입자들의 영역(106A, 106B)들의 공극들을 채우기 위해 LPCVD 기반의 a-Si 층이 사용되지만, APCVD 또는 PECVD와 같은 다른 방법들이 그러한 공극들을 채우도록 조정될 수 있다. 이미터들의 하나 또는 둘 모두의 유형(예를 들어, n형 및/또는 p형)이 이러한 접근법에 의해 제조될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 다른 실시예에서, 얇은 유전체 층(104) 상에 a-Si 또는 폴리-Si의 얇은 층을 침착시키기 위해 LPCVD가 사용된다. 이 층이 LPCVD에 의해 침착되므로, 나노 입자 층 전체에 걸쳐 침착이 일어나서 필름의 다공도를 채운다. 침착된 층은, 일 실시예에서, 규소 나노 입자 층 두께보다 얇고, 그 자체는 p형이든 n형이든 도핑된 필름으로서 침착될 수 있다.
도 1d를 참조하면, 규소 층(108)의 적어도 일부분이 도핑된 규소 나노 입자들의 영역(106A, 106B)들의 적어도 일부분과 혼합되어 유전체 층(104) 상에 배치된 도핑된 다결정 규소 영역(110A, 110B)들을 형성한다. 일 실시예에서, 영역(106A, 106B)들이 각각 p형 또는 n형 도핑된 경우, 다결정 규소 영역(110A, 110B)들은 각각 p형 또는 n형 도핑된다. 규소 층(108)의 반응되지 않은(예를 들어, 혼합되지 않은) 부분들의 잔류 층(112)이 도핑된 다결정 규소 영역(110A, 110B)들 사이에 남아 있다.
일 실시예에서, 기판(100)을 대략 섭씨 700 내지 1100도 범위의 온도로 가열함으로써 규소 층(108)의 일부분이 도핑된 규소 나노 입자들의 영역(106A, 106B)들 일부분과 혼합되어 도핑된 다결정 규소 영역(110A, 110B)들을 형성한다. 일 실시예에서, 도핑된 다결정 규소 영역(110A, 110B)들을 형성하기 위해 규소 층(108)의 일부분을 도핑된 규소 나노 입자들의 영역(106A, 106B)들의 일부분과 혼합하는 것은 규소 층(108)과 도핑된 규소 나노 입자들의 영역(106A, 106B)들의 조합된 두께를 대략 20 내지 50% 범위의 양만큼 감소시킨다. 즉, 각각의 영역(110A 또는 110B)의 두께는 층(108)과 영역(106A 또는 106B)의 조합된 개개의 두께들보다 대략 20 내지 50% 작다. 일 실시예에서, 도핑된 규소 나노 입자들의 영역(106A, 106B)들의 하나 이상의 개방된 기공들이 각진 에지들을 생성하면서 폐쇄되는 경우에, 도핑된 다결정 규소 영역(110A, 110B)들을 각각 형성하기 위해 규소 층(108)의 일부분을 도핑된 규소 나노 입자들의 영역(106A, 106B)들의 일부분과 혼합하는 것은 각진 에지들을 갖는 폐쇄된 기공들을 수정하여 궁극적으로 둥근 폐쇄된 기공들을 생성하는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 기판(100)의 표면(102)은 기판(100)의 수광 표면(도 1d에서 방향(101)으로 도시됨)에 반대편인 기판(100)의 배면 표면이다. 하나의 그러한 실시예에서, 도핑된 다결정 규소 영역(110A, 110B)을 형성한 이후에, 도핑된 다결정 규소 영역(110A, 110B)들 상에 금속 접점들이 제조된다. 금속 접점들은 생성된 배면 접점 태양 전지를 위한 금속 접점들일 수 있다. 일 실시예에서, 금속 접점들은 침착, 리소그래피, 및 에칭 처리에 의해 형성된다. 도 1d의 구조물의 제조 후에, 그리고 도핑된 다결정 규소 영역(110A, 110B)에 대한 금속 접점들의 실제 제조 전에, 다양한 가공 기회들이 존재한다는 것이 이해될 것이다. 그러한 제조 기회들의 예들이 도 2a 내지 도 2c 및 도 3a 내지 도 3f에 관련하여 후술된다.
제2 태양에서, 개요로서, 도 1a 내지 도 1d의 일반적인 이미터 영역 제조 방법은 고 수명 n형 웨이퍼 손상전 에칭(pre-damage etch)에 기초한 공정 흐름과 함께 사용된다. 일례로서, 손상 에칭(damage etch)이 기판의 전방 표면의 단면 텍스처링(single-side texturing)과 조합된다. 한편, 기판의 배면 표면의 산화이 수행되어 고품질 터널 산화물을 제조한다. 산화는, 예를 들어 화학 산화, UV/오존 산화, 또는 액체 산화물 침착에 의해 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 접근법의 이점은, 청결한 웨이퍼 표면들을 유지하기 위해 소수성 표면보다 바람직할 수 있는, 태양 전지 웨이퍼의 표면들 상에서의 친수성 산화물의 제조를 포함한다. 이어서 웨이퍼는 이중 인쇄 작업(double-print operation)을 받을 수 있는데, 여기서 n형 및 p형 Si 나노 입자들 둘 모두가 표면 상에 (예를 들어, 도 1b와 관련하여 기술된 실시예로서) 적당한 패턴으로 침착된다. 나노 입자 침착은, 예를 들어 2단계 스크린 프린터, 잉크젯 프린터, 압출 프린터 또는 에어로졸 젯 프린터에 의해 수행될 수 있다.
다음으로, 웨이퍼는 LPCVD 노 내에 로딩될 수 있다. LPCVD 노 내에서, n형 a-Si 침착이 (예를 들어, 도 1c와 관련하여 기술된 실시예로서) 수행된다. 전술된 바와 같이, a-Si 층은 단순화된 폴리실리콘 이미터 형성을 위해 입자들 사이의 공극들을 채우는 데 사용될 수 있다. 어닐링 시에, Si 나노 입자들/a-Si 스택은 치밀화되고 확산되어, 도핑된 폴리실리콘 이미터 영역들을 형성한다. 존재한다면, a-Si 침착으로부터의 소량의 n형 도펀트는 고농도로 도핑된 p형 Si 나노 입자들 전체에 걸쳐 희석되어, p형 나노 입자들을 위한 폴리실리콘 층은 p형으로 남아 있다. 전방 표면 상의 대응하는 얇은 n형 폴리실리콘 층은 전방 표면을 위한 패시베이션 층으로서 작용하도록 사용될 수 있다. 부가적으로, 이미터들 사이의 얇은 폴리실리콘 층(예를 들어, 도 1d의 잔류 부분(112)들)이 p-폴리 이미터와의 접합으로 인한 상당한 손실을 허용하는 경우, 이러한 얇은 폴리 층의 두께를 줄이기 위해 산화 작업이 포함될 수 있다. 폴리 두께로 인해 전방 표면 상에 투과 손실이 있다면, 폴리 규소 층을 얇게 하기 위해 산화 작업이 또한 사용될 수 있다. 어닐링 후에, 구조물은 반사-방지 코팅 및 수분 장벽, 예를 들어 LPCVD 질화규소로 덮일 수 있다.
일례로서, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 태양 전지의 제조에서의 다양한 단계들의 단면도들을 도시한다.
도 2a를 참조하면, 공정 흐름은 본질적으로 도 1d의 구조물로 시작되는데, 일부 차이점이 주목된다. 기판(100)의 표면(102) 상에 배치된 유전체 층(104) 상에 배치되어진 도핑된 다결정 규소 영역(110A, 110B)들은 도 1a 내지 도 1d에 관련하여 기술된 바와 같다. 더욱이, 전술된 이미터 영역 제조 공정으로부터 규소 층(108)의 부분(112)들이 남아 있다. 일 실시예에서, 다결정 규소 영역(110A, 110B)들은 각각 p형 및 n형 도핑되어 있다.
그러나, 일 실시예에서, 도 1a와 도 1b의 작업들 사이에, 기판의 전방 표면(101)이 텍스처화되어 텍스처화된 표면(220)을, 예를 들어 배면 접점 태양 전지의 텍스처화된 수광 표면으로서 제공한다. 텍스처화된 표면은, 입사 광을 산란시켜 태양 전지의 수광 표면으로부터 반사되는 광의 양을 감소시키기 위한 규칙적인 또는 불규칙적인 형상의 표면을 갖는 것일 수 있다. 일 실시예에서, 텍스처화된 표면은 수산화칼륨 기반의 알칼리 에칭과 같은 습식 에칭 공정을 사용함으로써 수행되는 에칭에 의해 제조된다. 일 실시예에서, 얇은 유전체 층은 에칭 동안에 기판(100)의 배면 표면(102)을 보호한다. 그러나, 다른 실시예에서, 전방 표면은 단면 텍스처 공정 또는 도구를 사용하여 텍스처 형성된다.
부가적으로, 텍스처화된 표면(220) 상에 규소 층(222)이 형성된다. 규소 층(222)은 층(108)의 제조와 동일한 공정 작업에서 제조될 수 있는데, 조성들 및 형성 방법들은 전술된 바와 같다. 따라서, 도 2a를 다시 참조하면, 수광 표면(220) 상에 (예를 들어, 층(222)으로서) 그리고 다결정 규소 영역(110A, 110B)들 사이의 얇은 유전체 층(104)의 일부분 상에 규소 층이 배치된다.
도 2b를 참조하면, 기판(100)의 수광 표면(220) 상의 규소 층(222), 유전체 층(104) 상의 규소 층(108)의 부분(112), 및 도핑된 다결정 규소 영역(110A, 110B)들의 최외측 영역이 산화되어 수광 표면(220) 상에 (이산화규소일 수 있는) 제1 산화규소 층(224) 및 기판(100)의 배면 표면(102) 위에 (이산화규소일 수 있는) 제2 산화규소 층(226)을 형성한다. 일 실시예에서, 산화규소 층(224, 226)들은 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 챔버에서 산소(O2), 수증기(H2O), 또는 아산화질소(N2O)의 존재 하에 기판(100)을 가열함으로써 형성된다.
대안적으로, 도 2b의 작업은 생략되거나, 예를 들어 영역(110A, 110B)들로부터 형성된 이미터들을 격리시키기에 충분할 수 있는 부분 산화로 감축될 수 있다. 즉, 이미터들 사이의 얇은 폴리실리콘 층의 산화가 반드시 완전할 필요가 있는 것은 아니다. 대신에 얇은 폴리실리콘 층이 단결정 기판 상에 에피택셜 성장될 수 있거나, 그 얇은 층을 통한 측방향 수송이 우세한 재조합 방법이 아닐 정도로 충분히 저항성일 수 있다. 이 층은 또한 전도도를 허용가능한 수준으로 감소시키기 위해 부분적으로 산화될 수 있다. 도핑된 a-Si 층이 LPCVD에 의해 침착된다면, 도핑된 폴리실리콘 층은 이미터들 사이의 배면 표면 상의 영역 및 전방 표면을 위한 패시베이션 필름으로서 작용할 수 있다. 대안적으로, 2개의 이미터들이 전기적으로 격리되지 않는다면, 잔류하는 얇은 폴리실리콘 층은 산화 및/또는 에칭 처리를 통하여 제거될 수 있다.
도 2c를 참조하면, 수광 표면(220) 상의 산화규소 층(224) 상에 그리고 기판(100)의 배면 표면(102) 위의 산화규소 층(226) 상에 반사-방지 코팅 층(228)이 형성된다. 일 실시예에서, 반사-방지 코팅 층(228)은 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 챔버에서 형성된 질화규소 층이다. 일 실시예에서, 규소 층(108)(및 따라서 나머지 부분(112)들) 및 규소 층(222)의 형성, 나머지 부분(112)들 및 층(222)의 산화, 및 반사-방지 코팅 층(228)의 형성은 모두 단일 LPCVD 도구에서, 예를 들어 LPCVD 도구의 챔버에서 단일 패스(pass)로서 수행된다. 일 실시예(도시되지 않음)에서, 전술된 바와 같이, 도핑된 다결정 규소 영역(110A, 110B)들에 대해 금속 접점이 후속적으로 형성된다.
제3 태양에서, 개요로서, 고 수명 n형 웨이퍼가 손상 에칭 공정을 받지만, 에칭은 웨이퍼의 배면(및 가능하게는 전방) 표면 상의 산화물 성장/침착으로 종료된다. 산화는 화학 산화, UV/오존 산화 또는 액체 산화물 침착 등일 수 있다. 생성된 친수성 산화물 표면(들)은, 예를 들어 소수성 표면에 비하여, 웨이퍼의 오염을 줄이는 데 사용될 수 있다. 산화물 침착에 이어서, 웨이퍼가 인쇄 작업을 받게 되는데, 여기서 전지의 배면 표면 상에 이미터 패턴으로 p형 및 n형 나노 입자들 둘 모두가 침착된다. Si 나노 입자들은 이중 스크린 프린터, 잉크젯 프린터, 압출 프린터, 또는 에어로졸 젯 프린터 등에 의해 침착될 수 있다. 이어서 웨이퍼는 얇은 a-Si 층의 침착을 위해 LPCVD 노 내에 로딩된다. a-Si 층은 전술된 바와 같이 나노 입자들 사이의 공극들을 채우는 데 사용된다. a-Si 침착에 이어서, 웨이퍼는 고온 어닐링을 받게 되어 Si 나노 입자들 및 a-Si 필름 스택을 폴리실리콘 층으로 치밀화하고, 폴리실리콘 필름들 전체에 걸쳐 도펀트들의 확산 및 전기적 활성화를 허용한다. 치밀화 후에, 웨이퍼의 표면 상에서 열 산화물을 성장시키기 위해 산화 단계가 수행될 수 있다. 산화는 습식 또는 건식 산화, 또는 저온 산화제를 사용하여 수행될 수 있다. 산화물이 온전한 상태에서, 웨이퍼가 LPCVD 노로부터 제거되고 트렌치 마스킹 작업들을 받을 수 있다. 트렌치 마스킹에 이어서, 웨이퍼는 트렌치 에칭(TOXE) 및 랜덤화된 텍스처링(rantex) - 이는 전방 표면에 텍스처 형성하고 이미터들 사이의 임의의 잔류하는 얇은 폴리실리콘을 제거함 - 을 받을 수 있다. 트렌치 형성 및 rantex 작업들에 이어서 후속의 이미터 제조 작업들이 추가로 수행될 수 있다.
일례로서, 도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른, 태양 전지의 제조에서의 다양한 단계들의 단면도들을 도시한다.
도 3a를 참조하면, 공정 흐름은 본질적으로 도 1d의 구조물로 시작되는데, 일부 차이점이 주목된다. 기판(100)의 표면(102) 상에 배치된 유전체 층(104) 상에 배치되어진 도핑된 다결정 규소 영역(110A, 110B)들은 도 1a 내지 도 1d에 관련하여 기술된 바와 같다. 더욱이, 전술된 이미터 영역 제조 공정으로부터 규소 층(108)의 부분(112)들이 남아 있다. 일 실시예에서, 다결정 규소 영역(110A, 110B)들은 각각 p형 및 n형 도핑되어 있다.
그러나, 일 실시예에서, 기판의 전방 표면(101) 상에 규소 층(322)이 형성된다. 규소 층(322)은 층(108)의 제조와 동일한 공정 작업에서 제조될 수 있는데, 조성들 및 형성 방법들은 전술된 바와 같다. 따라서, 도 2a를 다시 참조하면, 수광 표면(101) 상에 (예를 들어, 층(322)으로서) 그리고 다결정 규소 영역(110A, 110B)들 사이의 얇은 유전체 층(104)의 일부분 상에 (예를 들어, 층(108)의 나머지 부분(112)들로서) 규소 층이 배치된다.
도 3b를 참조하면, 기판(100)의 수광 표면(101) 상의 규소 층(322), 유전체 층(104) 상의 규소 층(108)의 부분(112), 및 도핑된 다결정 규소 영역(110A, 110B)의 최외측 영역이 산화되어 수광 표면(101) 상에 (이산화규소일 수 있는) 제1 산화규소 층(324) 및 기판(100)의 배면 표면(102) 위에 (이산화규소일 수 있는) 제2 산화규소 층(326)을 형성한다. 일 실시예에서, 산화규소 층(324, 326)들은 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 챔버에서 산소(O2), 수증기(H2O), 또는 아산화질소(N2O)의 존재 하에 기판(100)을 가열함으로써 형성된다.
도 3c를 참조하면, 제2 산화규소 층(326)의 영역들 위에, 특히 다결정 규소 영역(110A, 110B)들을 덮는 영역들 위에 마스크 층(330)이 형성된다. 일 실시예에서, 마스크 층(330)은 패턴을 갖도록 직접 인쇄된다. 다른 실시예에서, 레지스트 층이 리소그래피 및 현상을 받게 되어, 패턴을 갖는 마스크 층(330)을 제공한다.
도 3d를 참조하면, 도 3c의 구조물은 에칭 공정을 받아 산화규소 층(326)을 에칭하고 기판(100)의 배면 표면(102)에 형성된 트렌치(342)들에 의해 분리된 N형 도핑된 폴리실리콘 이미터 영역(340B)들 및 P형 도핑된 다결정 규소 이미터 영역(340A)들을 제공한다. 일 실시예에서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 에칭 공정 동안에 얇은 유전체 층(104)이 또한 패턴화된다. 또한, 일 실시예에서, N형 도핑된 폴리실리콘 영역(340B)들 및 P형 도핑된 다결정 규소 영역(340A)들 각각은, 도 3d에 또한 도시된 바와 같이, 산화규소 층(326)의 일부분을 상부에 보유한다.
도 3d를 다시 참조하면, 기판(100)의 노출된 표면(101, 102)들이 텍스처화된다. 텍스처화된 표면은, 입사 광을 산란시켜 태양 전지의 수광 표면으로부터 반사되는 광의 양을 감소시키기 위한 규칙적인 또는 불규칙적인 형상의 표면을 갖는 것일 수 있다. 일 실시예에서, 텍스처화된 표면은 수산화칼륨 기반의 알칼리 에칭과 같은 습식 에칭 공정을 사용함으로써 수행되는 에칭에 의해 제조된다. 트렌치(342)들의 저부에 있는 텍스처화된 부분들에 관하여, 그러한 텍스처화의 위치는 전방 표면(101)(즉, 수광 표면) 텍스처 공정 동안에 사용되는 공정 작업들의 아티팩트(artifact)일 수 있다. 필요하다면, 텍스처화에 이어서 산화물 층(326)의 잔류 부분들이 제거될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 3e를 참조하면, 일 실시예에서, 산화규소 층(326)을 마스킹하고 에칭한 후에, N형 도펀트들이 기판(100)의 노출된 부분들 내로 확산되거나 주입되어, 예를 들어 기판(100) 내에 보다 높은 농도의 n형 도펀트들을 갖는 영역(350)들을 형성한다. 하나의 그러한 실시예들에서, N형 도펀트들은 인 불순물 원자들이다.
도 3f를 참조하면, N형 도핑된 폴리실리콘 영역(340B)들 및 P형 도핑된 다결정 규소 영역(340A)들 상에, 트렌치(342)들 내에, 그리고 기판(100)의 전방 표면(101) 상에 반사-방지 코팅 층(360)이 형성된다. 일 실시예에서, 반사-방지 코팅 층(360)은 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 챔버에서 형성된 질화규소 층이다. 일 실시예에서, 규소 층(108)(및 따라서 나머지 부분(112)들) 및 규소 층(322)의 형성, 나머지 부분(112)들 및 층(322)의 산화, 및 반사-방지 코팅 층(360)의 형성은 모두 단일 LPCVD 도구에서, 예를 들어 LPCVD 도구의 챔버에서 단일 패스로서 수행된다. 그러나, 다른 실시예에서, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 기반 질화규소(SiNx) 층을 사용함으로써 패시베이션이 달성된다. (도시되지 않은) 일 실시예에서, N형 도핑된 폴리실리콘 영역(340B)들 및 P형 도핑된 다결정 규소 영역(340A)들에 금속 접점이 후속적으로 형성된다.
다른 태양에서, 인쇄된 Si 나노 입자들에서의 "스티칭(stitching)" 망상조직(network)의 사용이 고체 상태 확산을 위한 경로를 제공하고 소정 조건 하에서 필름이 치밀화되게 한다는 것이 밝혀졌다. 본 발명의 다른 실시예에서, 그러한 망상조직을 제조하기 위한 저비용 공정이 제공되고, 이 공정은 폴리실리콘 및 기판 기반 이미터 영역 공정 흐름들 둘 모두에 대해 Si 나노 입자들을 사용하여 상당한 비용 절감을 가능하게 할 수 있다. 보다 구체적으로, 규소 나노결정들의 영역들 상에 필름들을 침착시키기 위해 대기압 화학 기상 증착(APCVD)이 사용된다. APCVD는 대기압 및 저온, 예를 들어 섭씨 500도 미만의 온도에서 수행되는 저렴한 접근법일 수 있다. 전구체 분자인 실란은 공기 중의 산소와 쉽게 반응하여 SiO2를 형성하므로 순수 Si 층이 APCVD를 사용하여 일반적으로 침착되지 않지만, 산소 함량이 극히 적은 Si가 전술된 스티칭 층을 위한 고 수명 폴리실리콘을 얻는 데는 요구되지 않을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 표면 상에 이미 침착된 나노 입자 층에 압도적인 다량의 Si가 있기 때문에 나노 결정들의 영역들 상에 형성된 층에 대한 덜 엄격한 순도 요건들이 유발될 수 있다. 결과로서, 일 실시예에서, 침착 공정 동안에 대기로부터 도구를 "밀폐하고" 도구의 내부 산소 함량을 낮추는 약간의 사소한 도구 수정들을 이용하여 Si 나노 입자에 망상조직의 필름을 생성하도록 APCVD가 사용된다. 그러한 수정들은, 일 실시예에서, CDA 커튼을 N2 커튼으로 변경하는 것을 수반할 수 있다. 이는 CDA로부터의 입력 가스를 N2로 단순히 변경함으로써 APCVD 도구에서 쉽게 행해질 수 있다. 제조업체는 이것이 ppm 수준의 O2를 갖는 Si를 생성할 것이고 추정한다. 그러나, 대안적인 실시예에서, Si 입자들이 기판을 위한 도핑 소스로서 작용하도록 스티칭 망상조직만이 필요하게 된다는 사실로 인해, 스티칭 망상조직에서의 낮은 O2 함량은 훨씬 덜 중요하다.
전체적으로, 소정 재료들이 구체적으로 전술되었지만, 일부 재료들은 다른 재료들로 쉽게 대체될 수 있는데, 이때 다른 그러한 실시예들은 본 발명의 실시예들의 사상 및 범주 내에 남아 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, III-V족 재료 기판과 같은 상이한 재료 기판이 규소 기판 대신에 사용될 수 있다.
따라서, 규소 나노 입자들을 사용한 태양 전지 이미터 영역의 제조 방법 및 생성된 태양 전지가 개시되었다. 본 발명의 실시예에 따르면, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법은 태양 전지의 기판의 표면 위에 배치된 유전체 층 위에 도핑된 규소 나노 입자들의 영역을 형성하는 단계를 포함한다. 도핑된 규소 나노 입자들의 영역 상에 규소 층이 형성된다. 유전체 층 상에 배치되어진 도핑된 다결정 규소 층을 형성하기 위해 규소 층의 적어도 일부분이 도핑된 규소 나노 입자들의 영역의 적어도 일부분과 혼합된다. 일 실시예에서, 이 방법은 P형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역에 인접하지만 이와 접촉하지 않게 유전체 층 위에 N형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 규소 층은 N형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역 상에 형성된다. 유전체 층 상에 배치되어진 N형 도핑된 다결정 규소 층을 형성하기 위해 규소 층의 적어도 일부분이 N형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역의 적어도 일부분과 혼합된다.

Claims (20)

  1. 태양 전지(solar cell)의 이미터 영역(emitter region)의 제조 방법으로서,
    태양 전지의 기판(substrate)의 표면 위에 배치된 유전체 층 위에, 도핑된 규소 나노 입자들의 영역을 형성하는 단계;
    도핑된 규소 나노 입자들의 영역 상에 규소 층을 형성하는 단계; 및
    유전체 층 상에 배치되어진 도핑된 다결정 규소 층을 형성하기 위해 규소 층의 적어도 일부분을 도핑된 규소 나노 입자들의 영역의 적어도 일부분과 혼합하는 단계를 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 도핑된 규소 나노 입자들의 영역을 형성하는 단계는 대략 5 내지 100 나노미터 범위의 평균 입자 크기 및 적어도 일부의 개방된 기공(pore)들을 갖는 대략 10 내지 50% 범위의 다공도(porosity)를 가지는 도핑된 규소 나노 입자들의 영역을 인쇄하거나 스핀-온 코팅(spin-on coating)하는 단계를 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 규소 층을 형성하는 단계는 저압 화학 기상 증착(low pressure chemical vapor deposition, LPCVD) 챔버 내에서 대략 섭씨 525도 내지 565도 범위의 온도에서 실란(SiH4)으로부터, 도핑되지 않은, 진성의(intrinsic), 또는 저농도 도핑된 비정질 규소 층을 형성하는 단계를 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 규소 층을 형성하는 단계는 도핑된 규소 나노 입자들의 영역 내에 규소 층의 일부분을 형성하고, 도핑된 규소 나노 입자들의 영역의 하나 이상의 개방된 기공들을 규소 층의 일부분으로 폐쇄하는 단계를 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 도핑된 규소 나노 입자들의 영역의 하나 이상의 개방된 기공들을 규소 층의 일부분으로 폐쇄하는 단계는 각진 에지(angular edge)들을 갖는 폐쇄된 기공들을 형성하는 단계를 포함하고, 규소 층의 일부분을 도핑된 규소 나노 입자들의 영역의 일부분과 혼합하는 단계는 각진 에지들을 갖는 폐쇄된 기공들을 수정하여 둥근 폐쇄된 기공들을 형성하는 단계를 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 도핑된 다결정 규소 층을 형성하기 위해 규소 층의 일부분을 도핑된 규소 나노 입자들의 영역의 일부분과 혼합하는 단계는 기판을 대략 섭씨 700도 내지 1100도 범위의 온도로 가열하는 단계를 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 도핑된 다결정 규소 층을 형성하기 위해 규소 층의 일부분을 도핑된 규소 나노 입자들의 영역의 일부분과 혼합하는 단계는 규소 층과 도핑된 규소 나노 입자들의 영역의 조합된 두께를 대략 20 내지 50% 범위의 양만큼 감소시키는 단계를 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 도핑된 규소 나노 입자들의 영역은 대략 0.2 내지 3 마이크로미터 범위의 두께로 형성되고, 규소 층은 대략 200 내지 2000 옹스트롬 범위의 절대 두께로 형성되는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 도핑된 규소 나노 입자들은 P형 도핑된 규소 나노 입자들이고, 도핑된 다결정 규소 층은 P형 도핑된 다결정 규소 층인, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    P형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역에 인접하지만 이와 접촉하지 않게 유전체 층 위에 N형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역을 형성하는 단계;
    N형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역 상에 규소 층을 형성하는 단계; 및
    유전체 층 상에 배치되어진 N형 도핑된 다결정 규소 층을 형성하기 위해 규소 층의 적어도 일부분을 N형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역의 적어도 일부분과 혼합하는 단계를 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서, 도핑된 규소 나노 입자들은 N형 도핑된 규소 나노 입자들이고, 도핑된 다결정 규소 층은 N형 도핑된 다결정 규소 층인, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서, 유전체 층은 기판 상에 형성되고 이미터 영역을 위한 터널 유전체 층인, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서, 기판의 표면은 기판의 수광 표면(light receiving surface)의 반대편인 기판의 배면 표면(back surface)이고, 상기 방법은,
    도핑된 다결정 규소 층 상에 금속 접점을 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  14. 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법으로서,
    태양 전지의 기판의 배면 표면 위에 배치된 유전체 층 위에, 도핑된 규소 나노 입자들의 영역을 형성하는 단계 - 상기 배면 표면은 태양 전지의 수광 표면의 반대편임 -;
    도핑된 규소 나노 입자들의 영역 상의 일부분 및 유전체 층 상의 일부분을 포함한, 기판의 배면 표면 위 그리고 수광 표면 상 둘 모두에 규소 층을 형성하는 단계;
    유전체 층 상에 배치되어진 도핑된 다결정 규소 층을 형성하기 위해 도핑된 규소 나노 입자들의 영역 상에 형성된 규소 층의 일부분을 도핑된 규소 나노 입자들의 영역의 적어도 일부분과 혼합하는 단계;
    기판의 수광 표면 상의 규소 층, 유전체 층 상의 규소 층의 일부분, 및 도핑된 다결정 규소 층의 최외측 영역을 산화시켜 수광 표면 상에 그리고 기판의 배면 표면 위에 산화규소 층을 형성하는 단계;
    및 수광 표면 상의 산화규소 층 상에 그리고 기판의 배면 표면 위의 산화규소 층 상에 반사-방지 코팅 층을 형성하는 단계를 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 수광 표면 상에 그리고 기판의 배면 표면 위에 산화규소 층을 형성하는 단계는 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 챔버에서 산소(O2), 수증기(H2), 또는 아산화질소(N2O)의 존재 하에 기판을 가열하는 단계를 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서, 산화규소 층 상에 반사-방지 코팅 층을 형성하는 단계는 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 챔버에서 질화규소 층을 형성하는 단계를 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    도핑된 다결정 규소 층에 대한 금속 접점을 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  18. 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법으로서,
    태양 전지의 기판의 배면 표면 위에 배치된 유전체 층 위에 N형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역 및 P형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역을 형성하는 단계 - 상기 배면 표면은 태양 전지의 수광 표면의 반대편이고, N형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역은 P형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역에 인접해 있지만 이와 접촉하지는 않음 -;
    N형 및 P형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역들 상의 일부분 및 유전체 층 상의 일부분을 포함한, 적어도 기판의 배면 표면 위에 규소 층을 형성하는 단계;
    유전체 층 상에 각각 배치된 N형 도핑된 다결정 규소 층 및 P형 도핑된 다결정 규소 층을 각각 형성하기 위해 N형 및 P형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역들 상에 형성된 규소 층의 일부분을 N형 및 P형 도핑된 규소 나노 입자들의 영역들 각각의 적어도 일부분과 혼합하는 단계;
    유전체 층 상의 규소 층의 일부분, 및 N형 및 P형 도핑된 다결정 규소 층들 각각의 최외측 영역을 산화시켜 기판의 배면 표면 위에 산화규소 층을 형성하는 단계;
    기판의 배면 표면 위의 산화규소 층을 마스킹하고 에칭하여, 기판의 배면 표면 내에 형성된 트렌치(trench)에 의해 분리된 N형 도핑된 폴리실리콘 영역 및 P형 도핑된 다결정 규소 영역을 제공하는 단계 - 상기 N형 도핑된 폴리실리콘 영역 및 P형 도핑된 다결정 규소 영역 각각은 산화규소 층의 일부분을 상부에서 보유함 -; 및
    N형 도핑된 폴리실리콘 영역 및 P형 도핑된 다결정 규소 영역 상에 그리고 트렌치 내에 반사-방지 코팅 층을 형성하는 단계를 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    반사-방지 코팅 층을 형성하기 전에, 수광 표면을 텍스처화하는(texturizing) 단계를 추가로 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    산화 규소 층을 마스킹하고 에칭한 후에 그리고 반사-방지 코팅 층을 형성하기 전에, N형 도펀트들을 기판 내로 확산시키는 단계를 추가로 포함하는, 태양 전지의 이미터 영역의 제조 방법.
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