KR20160031818A - Solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다. Recently, as energy resources such as oil and coal are expected to be depleted, interest in alternative energy to replace them is increasing, and solar cells that produce electric energy from solar energy are attracting attention.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다.Typical solar cells have a semiconductor portion that forms a p-n junction by different conductive types, such as p-type and n-type, and electrodes connected to semiconductor portions of different conductivity types, respectively.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 복수의 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍은 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어, 전자는 n형의 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 p형의 반도체부와 n형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.When light is incident on such a solar cell, a plurality of electron-hole pairs are generated in the semiconductor, and the generated electron-hole pairs are separated into electrons and holes, respectively, so that electrons move toward the n- And moves toward the semiconductor portion. The transferred electrons and holes are collected by the different electrodes connected to the p-type semiconductor portion and the n-type semiconductor portion, respectively, and the electrodes are connected by a wire to obtain electric power.
본 발명은 태양 전지를 제공하는데 그 목적이 있다.The object of the present invention is to provide a solar cell.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지는 제1 도전성 타입의 불순물을 함유하는 반도체 기판; 반도체 기판의 후면 위에 위치하고, 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 가지며, 다결정 실리콘 재질로 형성되는 복수 개의 에미터부; 반도체 기판의 후면 위에 복수 개의 에미터부와 이격되어 위치하고, 반도체 기판보다 제1 도전성 타입의 불순물을 고농도로 함유하며, 다결정 실리콘 재질로 형성되는 복수 개의 후면 전계부; 반도체 기판의 후면 중 복수 개의 에미터부와 복수 개의 후면 전계부 사이에 위치하는 제1 패시베이션층; 복수 개의 에미터부 각각에 연결되는 복수 개의 제1 전극; 및 복수 개의 후면 전계부 각각에 연결되는 복수 개의 제2 전극;을 포함하고, 복수 개의 에미터부 각각 중 적어도 어느 하나는 서로 이격되고, 다결정 실리콘 재질로 형성되는 복수 개의 에미터부 기둥을 포함하고, 복수 개의 후면 전계부 각각 중 적어도 어느 하나는 서로 이격되고, 다결정 실리콘 재질로 형성되는 복수 개의 후면 전계부 기둥을 포함한다.A solar cell according to an example of the present invention includes: a semiconductor substrate containing an impurity of a first conductivity type; A plurality of emitter regions located on a rear surface of the semiconductor substrate and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type, the emitter portions being formed of a polycrystalline silicon material; A plurality of rear electric parts located on the rear surface of the semiconductor substrate and spaced apart from the plurality of emitter portions and formed of a polycrystalline silicon material and containing impurities of the first conductive type at a high concentration than the semiconductor substrate; A first passivation layer positioned between a plurality of emitter portions and a plurality of rear electrical portions on the rear surface of the semiconductor substrate; A plurality of first electrodes connected to each of the plurality of emitter portions; And a plurality of second electrodes connected to each of the plurality of rear electric fields, wherein at least one of the plurality of emitter portions is spaced apart from each other and includes a plurality of emitter column portions formed of a polycrystalline silicon material, At least one of the plurality of rear electric fields is spaced apart from each other and includes a plurality of rear electric tower pillars formed of a polycrystalline silicon material.
여기서, 복수 개의 에미터부 중 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥은 복수 개의 제1 전극 중 어느 하나의 제1 전극에 공통으로 접속되고, 복수 개의 후면 전계부 중 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥은 복수 개의 제2 전극 중 어느 하나의 제2 전극에 공통으로 접속될 수 있다.Here, the plurality of emitter pillars provided on any emitter portion of the plurality of emitter portions are commonly connected to any one of the plurality of first electrodes, and one of the plurality of rear electric portions, The plurality of rear electric field pillars formed on the first electrode may be commonly connected to any one of the plurality of second electrodes.
여기서, 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 및 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각은 반도체 기판으로부터 어느 하나의 제1, 2 전극 각각의 방향으로 길게 형성될 수 있다.Here, the plurality of emitter pillars formed on one of the emitter portions and the plurality of rear wall pillars formed on the one of the backside electrical portions may be elongated in the direction of each of the first and second electrodes from the semiconductor substrate have.
이때, 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 각각 및 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각의 길이는 폭보다 더 길 수 있다. 일례로, 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 각각 및 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각의 길이 대비 폭은 1: 1/3 ~ 2/3 사이일 수 있다.At this time, the length of each of the plurality of emitter-side pillars formed on one of the emitter portions and the plurality of rear-side conductive pillars formed on one of the rear-side electric portions may be longer than the width. For example, each of the plurality of emitter-side pillars formed on one emitter portion and the plurality of rear-side pillars provided on the one rear-side electric portion may have a width of 1: 1/3 to 2/3 .
보다 구체적으로, 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 및 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각의 길이는 150nm ~ 750nm 사이이고, 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 각각 및 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각의 폭은 50nm ~ 500nm 사이일 수 있다.More specifically, the length of each of the plurality of emitter-side pillars formed on one emitter portion and the plurality of rear-side bank portions formed on one of the rear-side electric portions is between 150 nm and 750 nm, and a plurality of The width of each of the plurality of rear electric-field pillars formed in each of the emitter-side pillars and the one rear-side electric portion may be between 50 nm and 500 nm.
아울러, 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 사이 및 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 사이의 각각의 간격은 50nm ~ 500nm 사이일 수 있다.In addition, the spacing between the plurality of emitter pillars formed in any one emitter portion and the plurality of back wall pillars formed in any one back electrified portion may be between 50 nm and 500 nm.
또한, 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 각각과 반도체 기판 사이 및 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각과 반도체 기판 사이에는 터널층이 더 형성될 수 있다. 이때, 터널층의 재질은 SiOx 또는 SiCx일 수 있다.Further, a tunnel layer may be further formed between each of the plurality of rear electric field pillars formed on each of the plurality of emitter pillars formed in one of the emitter portions and the semiconductor substrate, and between the plurality of rear electric field pillars formed on one of the rear electric field portions, and the semiconductor substrate. At this time, the material of the tunnel layer may be SiOx or SiCx.
이와 같은 터널층은 반도체 기판의 후면 중에서 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 각각 및 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각과 중첩되는 부분에 위치하고, 반도체 기판의 후면 중에서 복수 개의 에미터부 기둥 각각 및 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각과 중첩되지 않는 부분에는 위치하지 않을 수 있다.The tunnel layer is disposed on each of a plurality of emitter pillars formed on one of the emitter portions and a plurality of rear wall pillars formed on the one of the rear wall portions of the rear surface of the semiconductor substrate, May not be located at portions where each of the plurality of emitter pillars and the plurality of rear wall pillars do not overlap with each other.
따라서, 터널층의 폭은 에미터부 기둥 및 후면 전계부 기둥의 폭과 동일할 수 있다.Thus, the width of the tunnel layer may be the same as the width of the emitter and column backing pillars.
또한, 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 사이 및 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 사이에는 제1 패시베이션층이 더 구비될 수 있다.In addition, a first passivation layer may be further provided between the plurality of emitter-side pillars formed on any one emitter portion and the plurality of rear-side electrum pillars formed on any one of the backside electrified portions.
이와 같은 제1 패시베이션층은 유전체 재질을 포함할 수 있으며, 제1 패시베이션층의 두께는 에미터부 기둥 및 후면 전계부 기둥의 길이와 동일할 수 있다.Such a first passivation layer may comprise a dielectric material, and the thickness of the first passivation layer may be equal to the length of the emitter pillar and the back conductor pillar.
또한, 제1 패시베이션층의 후면 위에는 제2 패시베이션층;을 더 포함할 수 있다. 이와 같은 제2 패시베이션층에서 복수 개의 에미터부 및 복수 개의 후면 전계부와 중첩되는 부분에는 개구부가 형성될 수 있으며, 제2 패시베이션층에 형성된 각 개구부를 통해 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥이 어느 하나의 제1 전극에 공통으로 접속되고, 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥이 어느 하나의 제2 전극에 공통으로 접속될 수 있다.In addition, the second passivation layer may further include a second passivation layer on the rear surface of the first passivation layer. In the second passivation layer, an opening portion may be formed at a portion overlapping the plurality of emitter portions and the plurality of rear electric field portions, and a plurality of emitter portions formed in any one emitter portion through each opening portion formed in the second passivation layer. The column may be commonly connected to any one of the first electrodes, and a plurality of rear electric column portions formed on one of the rear electric fields may be commonly connected to any one of the second electrodes.
본 발명에 따른 태양 전지는 각 에미터부와 각 후면 전계부 각각에 서로 이격된 복수 개의 에미터부 기둥과 복수 개의 후면 전계부 기둥이 구비되도록 하여 정션 리키지(junction leakage)를 방지할 수 있고, 아울러, 제조 공정상 에미터부와 후면 전계부 사이에 제1 패시베이션층을 자연스럽게 형성할 수 있어, 제조 공정이 보다 단순화할 수 있다.The solar cell according to the present invention has a plurality of emitter pillars spaced apart from each other and a plurality of rear wall pillars spaced from each other in each emitter portion and each rear electric field portion to prevent junction leakage, , It is possible to naturally form the first passivation layer between the emitter portion and the rear electric field portion in the manufacturing process, so that the manufacturing process can be further simplified.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ 라인에 따른 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지를 설명하기 위한 도이다.
도 4a 내지 도 4g는 도 1 내지 도 2에 도시된 태양 전지에서 반도체 기판의 후면을 구조를 제조하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.1 is a partial perspective view of a solar cell according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in Fig. 1. Fig.
3A and 3B illustrate a solar cell according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 4A to 4G are views for explaining an example of a method of manufacturing a structure of a rear surface of a semiconductor substrate in the solar cell shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 “전체적”으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification. When a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the case directly above another portion but also the case where there is another portion in between. Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle. Also, when a part is formed as "whole" on the other part, it means not only that it is formed on the entire surface (or the front surface) of the other part but also not on the edge part.
아울러, 이하에서, 전면이라 함은 직사광이 입사되는 반도체 기판의 일면일 수 있으며, 후면이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판의 반대면일 수 있다.Hereinafter, the front surface may be one surface of a semiconductor substrate to which the direct light is incident, and the rear surface may be the opposite surface of the semiconductor substrate in which direct light is not incident, or reflected light other than direct light may be incident.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일례에 따른 태양 전지를 설명하기 위한 도로서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ 라인에 따른 단면도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예들을 설명하기 위한 도이다.1 is a perspective view of a solar cell according to a first embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in Fig. 1 And FIGS. 3A and 3B are views for explaining another embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지는 반사 방지막(130), 반도체 기판(110), 에미터부(121), 후면 전계부(172), 제1 패시베이션층(191), 제2 패시베이션층(192), 제1 전극(141) 및 제2 전극(142)을 포함할 수 있다.1 and 2, the solar cell according to the first embodiment of the present invention includes an
이와 같은 태양 전지에서 도 1 및 도 2에서는 반사 방지막(130)과 제2 패시베이션층(192)이 구비된 경우를 일례로 도시하였으나, 생략될 수도 있다. 그러나, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 구비된 경우 태양 전지의 효율을 더욱 향상시킬 수 있으므로 구비된 경우를 일례로 설명한다.In the solar cell, the
반도체 기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 n형 도전성 타입의 불순물이 도핑된 단결정 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 반도체 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑될 수 있다. The
하지만, 이와는 달리, 반도체 기판(110)은 p형 도전성 타입일 수 있고, 이와 같은 경우, 반도체 기판(110)은 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑될 수 있다. Alternatively, the
이러한 반도체 기판(110)은 입사면이 텍스처링(texturing)되어 요철면을 갖는다. 편의상 도 1에서, 반도체 기판(110)의 가장자리 부분만 요철면으로 도시하였지만, 실질적으로 반도체 기판(110)의 전면 전체가 요철면을 가질 수 있다.The incident surface of the
반사 방지막(130)은 반도체 기판(110)의 전면 위에 전체적으로 형성될 수 있으며, SiOx, SiNx, SiOxNy, 또는 AlOx와 같은 유전체 재질을 포함할 수 있다. The
복수 개의 에미터부(121) 각각은 반도체 기판(110)의 후면 표면 위에 제1 방향(x)으로 길게 배치되며, 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 갖는 다결정 실리콘 재질로 형성될 수 있으며, 에미터부(121)는 반도체 기판(110)과 p-n 접합을 형성할 수 있다.Each of the plurality of
따라서, 반도체 기판(110)과 복수의 에미터부(121) 간에 형성된 p-n 접합에 의해, 반도체 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자-정공 쌍은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. Therefore, the pn junction formed between the
따라서, 반도체 기판(110)이 n형이고 복수의 에미터부(121)가 p형일 경우, 분리된 정공은 각 에미터부(121)쪽으로 이동하고 분리된 전자는 반도체 기판(110)보다 불순물 농도가 높은 복수의 후면 전계부(172) 쪽으로 이동할 수 있다.Therefore, when the
각 에미터부(121)는 반도체 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 n형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 복수의 에미터부(121)쪽으로 이동하고 분리된 정공은 복수의 후면 전계부(172)쪽으로 이동할 수 있다.When the
복수의 에미터부(121)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우 에미터부(121)에는 3가 원소의 불순물이 도핑될 수 있고, 반대로 복수의 에미터부(121)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)에는 5가 원소의 불순물이 도핑될 수 있다.When the plurality of
이와 같은 에미터부(121)는 반도체 기판(110)의 후면에 다결정 재질의 진성 반도체층(150)을 형성시킨 이후, 다결정 재질의 진성 반도체층(150) 내에 제2 도전성 타입의 불순물을 주입시켜 형성될 수 있다. The
복수 개의 후면 전계부(172) 각각은 반도체 기판(110)의 후면 표면 위에서 복수 개의 에미터부(121)와 이격되어 제1 방향(x)으로 형성될 수 있다. 이와 같은 후면 전계부(172)는 제1 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 도핑되는 다결정 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 기판이 n형 타입의 불순물로 도핑되는 경우, 복수의 후면 전계부(172)는 n+의 불순물 영역일 수 있다.Each of the plurality of rear
이러한 후면 전계부(172)는 반도체 기판(110)과 후면 전계부(172)와의 불순물 농도 차이로 인한 전위 장벽에 의해 전자의 이동 방향인 후면 전계부(172) 쪽으로의 정공 이동을 방해하는 반면, 후면 전계부(172) 쪽으로의 전하(예, 전자) 이동을 용이하게 한다. 따라서, 후면 전계부(172) 및 그 부근 또는 제1 및 제2 전극(142)(141, 142)에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 전자 이동을 가속화시켜 후면 전계부(172)로의 전자 이동량을 증가시킬 수 있다. The rear
이와 같은 후면 전계부(172)와 에미터부(121)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 이격될 수 있다.The rear
제1 패시베이션층(191)은 반도체 기판(110)의 후면 중 에미터부(121)와 후면 전계부(172) 사이에 위치할 수 있다.The
보다 구체적으로, 제1 패시베이션층(191)은 에미터부(121)와 후면 전계부(172) 사이에 위치하되, 제1 패시베이션층(191)은 각 에미터부(121)와 각 후면 전계부(172) 사이에서 반도체 기판(110)의 후면에 직접 접촉할 수 있다.More specifically, the
이와 같은 제1 패시베이션층(191)의 두께(T)는 에미터부(121)의 두께(T) 및 후면 전계부(172)의 두께(T)와 동일할 수 있다.The thickness T of the
이와 같은 제1 패시베이션층(191)은 반도체 기판(110)의 후면에 대한 결함(defect)을 제거하여, 반도체 기판(110)에서 생성된 캐리어가 재결합되어 소멸되는 것을 방지하는 패시베이션 기능을 수행할 수 있다.The
이를 위하여, 제1 패시베이션층(191)은 유전체 재질을 포함하고, 일례로 SiNx, SiOx, SiOxNy 또는 AlOx 중 적어도 어느 하나에 수소가 함유되어 형성될 수 있다.For this purpose, the
아울러, 제2 패시베이션층(192)은 제1 패시베이션층(191) 위에 위치하며, 제2 패시베이션층(192)에서 복수 개의 에미터부(121) 및 복수 개의 후면 전계부(172)와 중첩되는 부분에는 개구부가 형성되고, 각각의 개구부를 통해 복수 개의 에미터부(121)와 복수 개의 제1 전극(141)이 접속되고, 복수 개의 후면 전계부(172)가 복수 개의 제2 전극(142)에 접속될 수 있다.The
이와 같은 제2 패시베이션층(192)은 유전체 재질을 포함할 수 있고, 일례로 SiNx, SiOx, SiOxNy 또는 AlOx 중 적어도 어느 하나에 수소가 함유되어 형성될 수 있다.The
아울러, 이와 같은 제2 패시베이션층(192)의 재질은 제1 패시베이션층(191)의 재질과 동일할 수도 있다.In addition, the material of the
복수 개의 제1 전극(141) 각각은 복수의 에미터부(121) 위에 위치하여 복수의 에미터부(121)를 따라서 연장되어 있고, 복수의 에미터부(121)와 전기적 및 물리적으로 연결될 수 있다. 따라서, 각 제1 전극(141)은 해당 에미터부(121)쪽으로 이동한 전하, 예를 들어, 정공을 수집할 수 있다.Each of the plurality of
복수 개의 제2 전극(142) 각각은 복수의 후면 전계부(172) 위에 위치하여 복수의 후면 전계부(172)를 따라서 길게 연장되어 있고, 복수의 후면 전계부(172)와 전기적 및 물리적으로 연결될 수 있다. 따라서, 각 제2 전극(142)은 해당 후면 전계부(172)쪽으로 이동하는 전하, 예를 들어, 전자를 수집할 수 있다.Each of the plurality of
이와 같은 복수의 제1 및 제2 전극(141, 142)은 도전성 금속 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어질 수도 있고, 이와 다르게, 투명 도전성 금속, 예를 들어 TCO를 포함하여 형성될 수도 있다. The plurality of first and
이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지의 동작은 다음과 같다.The operation of the solar cell according to this embodiment having such a structure is as follows.
태양 전지로 빛이 조사되어 반도체 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 반도체 기판(110)에서 전자-정공 쌍이 발생한다. 이들 전자-정공 쌍은 반도체 기판(110)과 에미터부(121)의 p-n 접합에 의해 서로 분리되어 정공은 p형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(121)쪽으로 이동하고, 전자는 n형의 도전성 타입을 갖는 후면 전계부(172)쪽으로 이동하여, 각각 제1 전극(141)과 제2 전극(142)으로 전달되어 제1 및 제2 전극(141, 142)에 의해 수집된다. 이러한 제1 전극(141)과 제2 전극(142)을 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용할 수 있다.When light is irradiated to a solar cell and is incident on the
한편, 이와 같은 본 발명에 따른 태양 전지에서, 복수 개의 에미터부(121) 각각 중 적어도 어느 하나는 복수 개의 에미터부 기둥(121C)을 포함하고, 복수 개의 후면 전계부(172) 각각 중 적어도 어느 하나는 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)을 포함한다.In the solar cell according to the present invention, at least one of the plurality of
보다 구체적으로, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지는 복수 개의 에미터부(121) 중 적어도 어느 하나의 에미터부(121)는 다결정 실리콘 재질로 형성되는 복수 개의 에미터부 기둥(121C)을 포함하여 형성되고, 하나의 에미터부(121)에 포함된 복수 개의 에미터부 기둥(121C)은 서로 이격되어 형성될 수 있다.1 and 2, the solar cell according to the present invention is characterized in that at least one of the plurality of
아울러, 복수 개의 후면 전계부(172) 각각 중 적어도 어느 하나의 후면 전계부(172)는 다결정 실리콘 재질로 형성되는 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)을 포함하고, 하나의 후면 전계부(172)에 포함된 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)은 서로 이격되어 형성될 수 있다.At least one of the plurality of rear
도 1 및 도 2에서는 복수의 에미터부(121) 각각이 복수 개의 에미터부 기둥(121C)을 포함하고 복수 개의 후면 전계부(172) 각각이 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)을 포함하는 경우를 일례로 도시하였지만, 전술한 바와 같이, 복수의 에미터부(121) 중에서 어느 하나의 에미터부(121)가 복수 개의 에미터부 기둥(121C)을 포함하고, 복수의 후면 전계부(172) 중에서 어느 하나의 후면 전계부(172)가 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)을 포함할 수도 있다.1 and 2 illustrate a case where each of the plurality of
여기서, 어느 하나의 에미터부(121)에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥(121C) 각각은 반도체 기판(110)으로부터 어느 하나의 제1 전극(141) 각각의 방향으로 길게 형성되고, 어느 하나의 후면 전계부(172)에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C) 각각은 반도체 기판(110)으로부터 어느 하나의 제2 전극(142) 각각의 방향으로 길게 형성될 수 있다. Each of the plurality of emitter pillars 121C formed on one of the emitter layers 121 is formed to be elongated in the direction of each of the
일례로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수 개의 에미터부 기둥(121C)과 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C) 각각은 반도체 기판(110)에 직접 접촉될 수 있으며, 어느 하나의 에미터부(121)에 포함된 복수 개의 에미터부 기둥(121C)은 어느 하나의 제1 전극(141)에 공통으로 접속될 수 있으며, 어느 하나의 후면 전계부(172)에 포함된 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)은 어느 하나의 제2 전극(142)에 공통으로 접속될 수 있다.For example, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of emitter pillars 121C and a plurality of rear wall pillars 172C may be in direct contact with the
이와 같은 태양 전지는 도 2에 도시된 바와 같이, 태양 전지의 제2 방향(y)으로 절단된 단면을 보았을 때, 복수 개의 에미터부 기둥(121C) 및 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C) 각각의 길이(T)는 폭(W1, W2)보다 가 더 길 수 있다.As shown in FIG. 2, the solar cell is divided into a plurality of emitter-side pillars 121C and a plurality of rear-side bank pillars 172C, The length T may be longer than the widths W1 and W2.
여기서, 에미터부 기둥(121C)의 폭(W1) 및 후면 전계부 기둥(172C)의 폭(W2)은 도 2에 도시된 바와 같이, 태양 전지의 평면에서 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 절단된 태양 전지의 단면을 보았을 때, 제2 방향(y)으로의 폭을 의미하고, 에미터부 기둥(121C) 및 후면 전계부 기둥(172C)의 길이 방향은 제1, 2 방향(x, y)과 교차하는 제3 방향(z), 즉 태양 전지의 두께 방향을 의미한다.2, the width W1 of the emitter column 121C and the width W2 of the rear electric column 172C are the same as the width W2 of the emitter- The width of the photovoltaic cell cut in two directions y means the width in the second direction y and the longitudinal direction of the emitter pillar 121C and the back surface pillar 172C is the width of the first, Refers to a third direction (z) intersecting the two directions (x, y), i.e., the thickness direction of the solar cell.
보다 구체적으로, 본 발명에서, 복수 개의 에미터부 기둥(121C) 및 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C) 각각의 길이(T) 대비 폭(W1, W2)은 1: 1/3 ~ 2/3 사이일 수 있다. More specifically, in the present invention, the widths W1 and W2 of the lengths T of the plurality of emitter column pillars 121C and the plurality of rear wall column pillars 172C are in a range of 1: 1/3 to 2/3 Lt; / RTI >
일례로, 도 1과 같이, 하나의 에미터부(121) 및 하나의 후면 전계부(172)의 폭(W121, W172)이 100um ~ 1mm 사이로 형성된 경우, 하나의 에미터부(121)에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥(121C) 각각 및 하나의 후면 전계부(172)에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C) 각각의 길이(T)는 150nm ~ 750nm 사이일 수 있고, 폭(W1, W2)은 길이(T)의 1/3 ~ 2/3 사이 범위인 50nm ~ 500nm 사이일 수 있다.For example, when the widths W121 and W172 of one
이때, 어느 하나의 에미터부(121)에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥(121C) 사이 및 어느 하나의 후면 전계부(172)에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C) 사이의 각각의 이격된 간격(D1, D2)은 50nm ~ 500nm 사이일 수 있다. At this time, the distance between the plurality of emitter pillars 121C formed on any one
아울러, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 에미터부(121)에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥(121C) 사이 및 어느 하나의 후면 전계부(172)에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C) 사이에는 제1 패시베이션층(191)이 더 구비될 수 있다.1 and 2, a plurality of rear
여기서, 각 에미터부(121)와 각 후면 전계부(172) 사이에 형성된 제1 패시베이션층(191)이나, 에미터부 기둥(121C) 사이에 구비된 제1 패시베이션층(191) 또는 후면 전계부(172) 사이에 구비된 제1 패시베이션층(191)의 두께(T)는 각 에미터부 기둥(121C) 및 각 후면 전계부 기둥(172C)의 길이(T)와 동일할 수 있다.The
아울러, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 패시베이션층(191)의 후면 위에 형성된 제2 패시베이션층(192)에 각 개구부를 통해 하나의 에미터부(121)에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥(121C)이 하나의 제1 전극(141)에 공통으로 접속되고, 하나의 후면 전계부(172)에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)이 하나의 제2 전극(142)에 공통으로 접속될 수 있다.1 and 2, the
이와 같은 태양 전지 구조는 어느 하나의 에미터부(121)와 어느 하나의 후면 전계부(172)가 각각 복수 개의 에미터부 기둥(121C) 및 복수 개의 실리콘 기둥으로 형성되는 경우, 반도체 기판(110)에서 생성된 캐리어가 에미터부(121)와 후면 전계부(172) 사이에서 재결합되는 정션 리키지(junction leakage)를 방지할 수 있고, 아울러, 각각의 에미터부(121)와 후면 전계부(172) 사이에 절연성 성질을 갖는 유전체 재질의 제1 패시베이션층(191)을 자연스럽게 형성할 수 있어, 제조 공정이 보다 단순화될 수 있다.When the
아울러, 각각의 에미터부(121)와 후면 전계부(172) 사이에 형성된 제1 패시베이션층(191)이 별도의 진성 반도체층(미도시) 없이 반도체 기판(110)의 후면에 직접 접촉하여 형성되므로 필 팩터(F.F)와 개방 전압(Voc)를 개선할 수 있다.The
지금까지는 복수 개의 에미터부 기둥(121C) 및 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)이 반도체 기판(110)에 직접 접촉되는 경우를 일례로 설명하였으나, 이와 다르게 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지는 어느 하나의 에미터부(121)에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥(121C) 각각과 반도체 기판(110) 사이 및 어느 하나의 후면 전계부(172)에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C) 각각과 반도체 기판(110) 사이에는 터널층(180)이 더 형성될 수도 있다.Although a plurality of emitter pillars 121C and a plurality of rear wall pillars 172C are directly in contact with the
여기서, 터널층(180)의 재질은 SiOx 또는 SiCx을 수 있으며, 이 외에도 silicon nitride (SiNx), hydrogenerated SiNx, aluminum oxide (AlOx), silicon oxynitride (SiON) 또는 hydrogenerated SiON로 형성이 가능하다.The material of the
이와 같은 터널층(180)이 복수 개의 에미터부 기둥(121C)과 반도체 기판(110) 사이 및 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)과 반도체 기판(110) 사이에 형성된 경우, 태양 전지의 개방 전압(Voc)을 보다 향상시킬 수 있다.When the
보다 구체적으로, 터널층(180)이 형성된 일례를 살펴보면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 터널층(180)은 반도체 기판(110)의 후면 중에서 어느 하나의 에미터부(121)에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥(121C) 각각 및 어느 하나의 후면 전계부(172)에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C) 각각과 중첩되는 부분에 위치하고, 반도체 기판(110)의 후면 중에서 복수 개의 에미터부 기둥(121C) 각각 및 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C) 각각과 중첩되지 않는 부분에는 위치하지 않을 수 있다.3A, the
여기서, 터널층(180)이 반도체 기판(110)의 후면 중에서 에미터부 기둥(121C) 및 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)과 중첩되는 부분에 위치하도록 하는 것은 전술한 바와 같이 태양 전지의 개방 전압(Voc)을 보다 향상시키기 위함이다.The reason why the
아울러, 터널층(180)이 반도체 기판(110)의 후면 중에서 에미터부 기둥(121C) 및 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)과 중첩되지 않는 부분에 위치하지 않도록 하는 것은 이와 같은 부분이 태양 전지의 개방 전압(Voc) 향상과는 무관하고, 터널층(180)이 형성되는 영역이 상대적으로 작아 공정 시간과 비용을 보다 절감할 수 있을 뿐만 아니라 제조 공정이 보다 용이하기 때문이다.The reason why the
여기서, 터널층(180)의 폭은 에미터부 기둥(121C) 및 후면 전계부 기둥(172C)의 폭(W2)과 동일할 수 있으며, 터널층(180)의 두께는 1nm ~ 1.5nm 사이일 수 있다.Here, the width of the
여기서, 터널층(180)의 두께를 전술한 바와 같이 한정하는 것은 전술한 수치 범위에서 터널링 효과를 가장 효과적으로 발휘할 수 있기 때문이고, 터널층(180)의 폭은 에미터부 기둥(121C) 및 후면 전계부 기둥(172C)의 폭(W2)과 동일하게 하는 것은 이와 같은 구조의 제조 공정이 보다 용이하기 때문이다.The reason for limiting the thickness of the
또한, 터널층(180)이 형성된 다른 일례를 살펴보면, 도 3a와 다르게, 터널층(180)이 반도체 기판(110)의 후면에 전체적으로 형성될 수 있다.In another example of forming the
즉, 터널층(180)이 도 3b에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 전체적으로 형성되어, 반도체 기판(110)과 복수 개의 에미터부 기둥(121C) 사이 및 반도체 기판(110)과 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C) 사이뿐만 아니라, 반도체 기판(110)과 제1 패시베이션층(191) 사이에도 형성될 수 있다.3B, the
따라서, 제1 패시베이션층(191)이 반도체 기판(110)의 후면에 직접 접촉되지 않고, 터널층(180)이 반도체 기판(110)의 후면에 전체적으로 형성된 상태에서, 복수 개의 에미터부 기둥(121C)과 후면 전계부 기둥(172C) 및 제1 패시베이션층(191)이 터널층(180)에 직접 접촉되어 형성되는 것도 가능하다.The
지금까지는 본 발명의 일례에 따른 태양 전지의 구조에 대해서 설명하였으나, 이하에서는 이와 같은 태양 전지를 제조하는 방법의 일례에 대해서 간단히 설명한다.Although the structure of a solar cell according to an example of the present invention has been described so far, an example of a method of manufacturing such a solar cell will be briefly described below.
도 4a 내지 도 4g는 도 1 내지 도 2에 도시된 태양 전지에서 반도체 기판(110)의 후면을 구조를 제조하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도이다.FIGS. 4A to 4G are views for explaining an example of a method of manufacturing the structure of the rear surface of the
도 4a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면 전체에 유전체 재질의 유전체층(191L)을 증착할 수 있다. 이와 같은 유전체층(191L)은 일례로 PECVD법을 이용하여 증착될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.As shown in FIG. 4A, a
이후, 도 4b에 도시된 바와 같이, 유전체층(191L)에서 에미터부(121)나 후면 전계부(172)가 형성될 에미터 형성 영역(S1)과 후면 전계부 형성 영역(S2) 내에 반도체 기판(110)의 후면이 노출되도록 서로 이격된 복수 개의 제1, 2 홈(H1, H2)을 형성하여, 제1 패시베이션층(191)을 형성할 수 있다.4B, a semiconductor substrate (not shown) is formed in the emitter forming region S1 and the rear electric conductor forming region S2 in which the
이와 같이, 복수 개의 홈(H1, H2)을 형성하는 방법은 에미터부 형성 영역(S1)과 후면 전계부 형성 영역(S2) 내에서 복수 개의 제1, 2 홈(H1, H2)을 형성될 부분을 제외한 나머지 부분에 식각 방지 마스크(미도시)를 일례로, 프린팅이나 인쇄 방식으로 형성한 이후, 에칭액을 이용하여 식각 방지 마스크(미도시)가 형성된 부분을 제외한 나머지 부분을 식각함으로써, 도 4b와 같은 서로 이격된 복수 개의 홈(H1, H2)을 형성할 수 있다. 또는 이와 다르게 레이저를 조사하여 복수 개의 홈(H1, H2)을 형성하는 것도 가능하다.As described above, the method of forming the plurality of grooves H1 and H2 includes the steps of forming the plurality of first and second grooves H1 and H2 in the emitter forming region S1 and the rear electric conductor forming region S2, (Not shown) is formed on the remaining portions except for the portion where the etching-resistant mask (not shown) is formed by using the etching solution, A plurality of grooves H1 and H2 spaced apart from each other can be formed. Alternatively, it is also possible to form a plurality of grooves H1 and H2 by irradiating laser beams differently.
이후, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제1 패시베이션층(191)의 후면 표면과 제1 패시베이션층(191)에 형성된 복수 개의 제1, 2 홈(H1, H2)을 통해 노출되는 반도체 기판(110)의 후면 표면 위에 다결정 실리콘 재질층(PS)을 형성할 수 있다.4C, the
이와 같은 다결정 실리콘 재질층(PS)은 600℃ 이상에서 CVD 방법으로 다결정 실리콘을 증착하는 LPCVD 방법을 이용할 수 있다. 그러나, 이외에도 비정질 실리콘(a-Si)층을 형성한 이후 550℃ 이상 온도에서 열처리하여 다결정화하는 고상 결정화 방법이나, 비정질 실리콘(a-Si)층을 형성한 이후 레이저를 조사하여 다결정화하는 레이저 어닐링(Annealing) 방법이 이용될 수도 있다.Such a polycrystalline silicon material layer (PS) can use an LPCVD method for depositing polycrystalline silicon by a CVD method at 600 ° C or higher. However, it is also possible to use a solid-phase crystallization method in which an amorphous silicon (a-Si) layer is formed and then heat-treated at a temperature of 550 DEG C or higher to polycrystallize the semiconductor, or a laser Annealing methods may also be used.
이와 같이 함으로써, 에미터부 형성 영역(S1)에 구비된 복수 개의 제1 홈(H1)에 다결정 실리콘 재질로 형성되는 복수 개의 제1 실리콘 기둥(PCS1)을 형성하고, 후면 전계부 형성 영역(S2)에 구비된 복수 개의 제2 홈(H2)에 다결정 실리콘 재질로 형성되는 복수 개의 제2 실리콘 기둥(PCS2)을 형성할 수 있다.A plurality of first silicon pillars PCS1 formed of a polycrystalline silicon material are formed in the plurality of first grooves H1 provided in the emitter forming region S1, A plurality of second silicon pillars PCS2 formed of a polycrystalline silicon material may be formed on the plurality of second grooves H2 provided on the substrate.
이후, 도 4d와 같이, 에미터부 형성 영역(S1)에 구비된 복수 개의 제1 실리콘 기둥(PCS1)에 제2 도전성 타입의 불순물을 주입하여 복수 개의 에미터부 기둥(121C)을 형성하고, 후면 전계부 형성 영역(S2)에 구비된 복수 개의 제2 실리콘 기둥(PCS2)에 제1 도전성 타입의 불순물을 주입하여 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)을 형성할 수 있다.4D, impurities of the second conductivity type are implanted into the plurality of first silicon pillars PCS1 provided in the emitter forming region S1 to form a plurality of emitter pillars 121C, Impurities of the first conductivity type may be implanted into the plurality of second silicon pillars PCS2 provided in the step forming region S2 to form a plurality of rear electric field pillars 172C.
아울러, 에미터부 형성 영역(S1)에 제2 도전성 타입의 불순물을 주입할 때, 에미터부 형성 영역(S1)에 구비된 제1 패시베이션층(191)에도 제2 도전성 타입의 불순물이 주입될 수 있고, 후면 전계부 형성 영역(S2)에 제1 도전성 타입의 불순물을 주입할 때, 후면 전계부 형성 영역(S2)에 구비된 제1 패시베이션층(191)에도 제1 도전성 타입의 불순물이 주입될 수 있다.When the impurity of the second conductivity type is implanted into the emitter forming region S1, the impurity of the second conductivity type may be implanted into the
이와 같이, 제1, 2 영역(S1, S2) 각각에 제1, 2 도전성 타입의 불순물을 주입하는 방법은 제1, 2 영역(S1, S2) 위에 제1, 2 도전성 타입의 불순물이 포함된 제1, 2 도펀트층(미도시)을 각각 형성한 이후 열처리하여 확산시키는 방법이 이용될 수 있다.As described above, in the method of implanting impurities of the first and second conductivity types into the first and second regions S1 and S2, the impurity of the first and second conductivity types is included in the first and second regions S1 and S2 A method may be used in which first and second dopant layers (not shown) are respectively formed and then heat-treated and diffused.
이후, 에미터부 형성 영역(S1), 후면 전계부 형성 영역(S2) 및 그 사이의 영역에 위치한 제1 패시베이션층(191)의 후면 위에 위치한 다결정 실리콘 재질층(PS)을 전체적으로 식각하여, 도 4e에 도시된 바와 같이, 복수 개의 에미터부 기둥(121C)이 서로 이격되어 구비된 하나의 에미터부(121)와 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)이 서로 이격되어 구비된 하나의 후면 전계부(172)를 형성할 수 있다.Thereafter, the polycrystalline silicon material layer PS located on the rear surface of the
이후, 도 4f에 도시된 바와 같이, 에미터부(121)와 후면 전계부(172) 사이에 위치하는 제1 패시베이션층(191) 위에 제2 패시베이션층(192)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 제2 패시베이션층(192)은 하나의 에미터부(121) 및 하나의 후면 전계부(172)와 중첩되는 부분이 노출되는 복수 개의 개구부를 구비할 수 있다.4F, a
아울러, 제2 패시베이션층(192)의 각각의 개구부를 통해, 하나의 에미터부(121)에 구비된 복수 개의 에미터부 기둥(121C)의 끝단이 노출되고, 하나의 후면 전계부(172)에 구비된 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)의 끝단이 노출될 수 있다.The ends of the plurality of emitter pillars 121C provided in one
도 4g에 도시된 바와 같이, 제2 패시베이션층(192)에 구비된 개부구 위에 금속 전극층을 형성하여, 각 개구부를 통해 노출되는 복수 개의 에미터부 기둥(121C)과 공통으로 연결되는 제1 전극(141)을 형성하고, 각 개구부를 통해 노출되는 복수 개의 후면 전계부 기둥(172C)에 연결되는 제2 전극(142)을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 4G, a metal electrode layer is formed on the openings of the
아울러, 도 4a 내지 도 4g에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 일례로 설명하였으나, 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지를 제조하려는 경우, 도 4b에 도시된 바와 같이, 복수 개의 제1, 2 홈(H1, H2)을 구비한 제1 패시베이션층(191)을 형성한 상태에서, Oxidation 방법이나 PECVD 방법을 통하여 복수 개의 제1, 2 홈(H1, H2) 각각의 내부에 SiOx로 형성되는 터널층(180)을 형성할 수 있다.4A to 4G illustrate the method of manufacturing the solar cell according to the first embodiment of the present invention. However, when manufacturing the solar cell according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4B Similarly, the
이후, 도 4c 내지 도 4g에서 설명한 바와 동일한 방법을 수행하여, 도 3에 도시된 태양 전지를 제조할 수 있다.Thereafter, the solar cell shown in FIG. 3 can be manufactured by performing the same method as described in FIGS. 4C to 4G.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.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, Of the right.
Claims (18)
상기 반도체 기판의 후면 위에 위치하고, 상기 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입을 가지며, 다결정 실리콘 재질로 형성되는 복수 개의 에미터부;
상기 반도체 기판의 후면 위에 상기 복수 개의 에미터부와 이격되어 위치하고, 상기 반도체 기판보다 상기 제1 도전성 타입의 불순물을 고농도로 함유하며, 다결정 실리콘 재질로 형성되는 복수 개의 후면 전계부;
상기 반도체 기판의 후면 중 상기 복수 개의 에미터부와 상기 복수 개의 후면 전계부 사이에 위치하는 제1 패시베이션층;
상기 복수 개의 에미터부 각각에 연결되는 복수 개의 제1 전극; 및
상기 복수 개의 후면 전계부 각각에 연결되는 복수 개의 제2 전극;을 포함하고,
상기 복수 개의 에미터부 각각 중 적어도 어느 하나는 서로 이격되고, 상기 다결정 실리콘 재질로 형성되는 복수 개의 에미터부 기둥을 포함하고,
상기 복수 개의 후면 전계부 각각 중 적어도 어느 하나는 서로 이격되고, 상기 다결정 실리콘 재질로 형성되는 복수 개의 후면 전계부 기둥을 포함하는 태양 전지.A semiconductor substrate containing an impurity of a first conductivity type;
A plurality of emitter regions located on a rear surface of the semiconductor substrate and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type and formed of a polycrystalline silicon material;
A plurality of rear electrical parts located on the rear surface of the semiconductor substrate, the rear electrical parts being spaced apart from the plurality of emitter parts and containing impurities of the first conductive type at a high concentration than the semiconductor substrate;
A first passivation layer disposed between the plurality of emitter portions and the plurality of rear electric fields in the rear surface of the semiconductor substrate;
A plurality of first electrodes connected to each of the plurality of emitter portions; And
And a plurality of second electrodes connected to each of the plurality of rear electric fields,
At least one of the plurality of emitter portions being spaced apart from each other and including a plurality of emitter pillars formed of the polycrystalline silicon material,
Wherein at least one of the plurality of rear electric fields is spaced apart from each other and includes a plurality of rear electric field columns formed of the polycrystalline silicon material.
상기 복수 개의 에미터부 중 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥은 상기 복수 개의 제1 전극 중 어느 하나의 제1 전극에 공통으로 접속되고,
상기 복수 개의 후면 전계부 중 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥은 상기 복수 개의 제2 전극 중 어느 하나의 제2 전극에 공통으로 접속되는 태양 전지.The method according to claim 1,
A plurality of emitter pillars formed on any one of the plurality of emitter portions are commonly connected to any one of the plurality of first electrodes,
And a plurality of rear electric field pillars formed on one of the plurality of rear electric fields are commonly connected to any one of the plurality of second electrodes.
상기 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 및 상기 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각은 상기 반도체 기판으로부터 상기 어느 하나의 제1, 2 전극 각각의 방향으로 길게 형성되는 태양 전지. 3. The method of claim 2,
Wherein each of the plurality of emitter pillars provided on the emitter portion and the plurality of rear wall pillars formed on the one of the plurality of backside electrical portions are formed to be elongated in the direction of one of the first and second electrodes from the semiconductor substrate, Solar cells.
상기 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 각각 및 상기 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각의 길이는 폭보다 더 긴 태양 전지.The method according to claim 1,
Wherein each of the plurality of emitter pillars formed on one of the emitter portions and the plurality of rear electric power pillars formed on the one of the rear electric portions is longer than the width of each of the emitter pillars.
상기 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 각각 및 상기 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각의 길이 대비 폭은 1: 1/3 ~ 2/3 사이인 태양 전지. 5. The method of claim 4,
Wherein each of the plurality of emitter pillars formed on one of the emitter portions and each of the plurality of rear electric field pillars formed on the one of the rear electric portions is between 1: 1/3 and 2/3.
상기 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 및 상기 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각의 길이는 150nm ~ 750nm 사이인 태양 전지.6. The method of claim 5,
Wherein a length of each of the plurality of emitter pillars provided on any one of the emitter portions and a plurality of the rear wall pillars formed on the one of the plurality of rear electrical portions is between 150 nm and 750 nm.
상기 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 각각 및 상기 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각의 폭은 50nm ~ 500nm 사이인 태양 전지.6. The method of claim 5,
Wherein a width of each of the plurality of emitter pillars provided on any one of the emitter portions and a plurality of the rear wall pillars formed on the one of the rear electric portions is between 50 nm and 500 nm.
상기 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 사이 및 상기 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 사이의 각각의 간격은 50nm ~ 500nm 사이인 태양 전지.6. The method of claim 5,
Wherein the spacing between the plurality of emitter pillars provided on any one of the emitter portions and between the plurality of rear wall pillars formed on the one of the rear wall portions is between 50 nm and 500 nm.
상기 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 각각과 상기 반도체 기판 사이 및 상기 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각과 상기 반도체 기판 사이에는 터널층이 더 형성되는 태양 전지.The method according to claim 1,
Wherein a tunnel layer is further formed between each of the plurality of emitter post columns formed in any one of the emitter sections and a plurality of rear electric field columns formed between the semiconductor substrate and either one of the rear surface electric sections and the semiconductor substrate, .
상기 터널층의 재질은 SiOx 또는 SiCx인 태양 전지.10. The method of claim 9,
Wherein the material of the tunnel layer is SiOx or SiCx.
상기 터널층은 상기 반도체 기판의 후면 중에서 상기 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 각각 및 상기 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각과 중첩되는 부분에 위치하고,
상기 반도체 기판의 후면 중에서 상기 복수 개의 에미터부 기둥 각각 및 상기 복수 개의 후면 전계부 기둥 각각과 중첩되지 않는 부분에는 위치하지 않는 태양 전지. 10. The method of claim 9,
Wherein the tunnel layer is formed on each of a plurality of emitter pillars formed on one of the emitter portions of the semiconductor substrate and a plurality of rear wall pillars formed on the one of the rear electrical portions,
Wherein the plurality of emitter pillars and the plurality of rear wall pillars are not overlapped with each other in the rear surface of the semiconductor substrate.
상기 터널층의 폭은 상기 에미터부 기둥 및 상기 후면 전계부 기둥의 폭과 동일한 태양 전지.10. The method of claim 9,
Wherein the width of the tunnel layer is equal to the width of the emitter pillar and the rear electric tower pillar.
상기 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥 사이 및 상기 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥 사이에는 상기 제1 패시베이션층이 더 구비되는 태양 전지.The method according to claim 1,
Wherein the first passivation layer is further provided between a plurality of emitter pillars provided on any one of the emitter portions and between a plurality of rear wall pillars formed on any one of the backside electrified portions.
상기 제1 패시베이션층은 유전체 재질을 포함하는 태양 전지.14. The method of claim 13,
Wherein the first passivation layer comprises a dielectric material.
상기 제1 패시베이션층의 두께는 상기 에미터부 기둥 및 상기 후면 전계부 기둥의 길이와 동일한 태양 전지.14. The method of claim 13,
Wherein the thickness of the first passivation layer is equal to the length of the emitter pillar and the back surface pillar.
상기 제1 패시베이션층의 후면 위에는 제2 패시베이션층;을 더 포함하는 태양 전지.The method according to claim 1,
And a second passivation layer on the rear surface of the first passivation layer.
상기 제2 패시베이션층에서 상기 복수 개의 에미터부 및 상기 복수 개의 후면 전계부와 중첩되는 부분에는 개구부가 형성되는 태양 전지.17. The method of claim 16,
And an opening is formed in a portion of the second passivation layer overlapping the plurality of emitter portions and the plurality of rear electric fields.
상기 제2 패시베이션층에 형성된 각 개구부를 통해 상기 어느 하나의 에미터부에 형성된 복수 개의 에미터부 기둥이 상기 어느 하나의 제1 전극에 공통으로 접속되고, 상기 어느 하나의 후면 전계부에 형성된 복수 개의 후면 전계부 기둥이 상기 어느 하나의 제2 전극에 공통으로 접속되는 태양 전지.18. The method of claim 17,
A plurality of emitter pillars formed on one of the emitter portions are commonly connected to one of the first electrodes through respective openings formed in the second passivation layer, And a stepped column is commonly connected to any one of the second electrodes.
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