KR20170065556A - 태양 전지 제조를 위한 에칭 공정 - Google Patents

태양 전지 제조를 위한 에칭 공정 Download PDF

Info

Publication number
KR20170065556A
KR20170065556A KR1020177010712A KR20177010712A KR20170065556A KR 20170065556 A KR20170065556 A KR 20170065556A KR 1020177010712 A KR1020177010712 A KR 1020177010712A KR 20177010712 A KR20177010712 A KR 20177010712A KR 20170065556 A KR20170065556 A KR 20170065556A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
dopant
forming
etching process
silicon substrate
Prior art date
Application number
KR1020177010712A
Other languages
English (en)
Inventor
스콧 해링턴
벤카타수브라마니 발루
스태판 웨스터버그
피터 존 커즌즈
Original Assignee
선파워 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 선파워 코포레이션 filed Critical 선파워 코포레이션
Publication of KR20170065556A publication Critical patent/KR20170065556A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0236—Special surface textures
    • H01L31/02366—Special surface textures of the substrate or of a layer on the substrate, e.g. textured ITO/glass substrate or superstrate, textured polymer layer on glass substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/035281—Shape of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0376—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0745—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells
    • H01L31/0747—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC solar cells comprising a heterojunction of crystalline and amorphous materials, e.g. heterojunction with intrinsic thin layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)

Abstract

태양 전지를 제조하는 방법은 규소 기판 위에 제1 도펀트 영역을 형성하고 제1 도펀트 영역 위에 산화물 영역을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 실시예에서, 산화물 영역은 제1 에칭 공정으로부터 제1 도펀트 영역을 보호할 수 있다. 실시예에서, 규소 기판 위에 제2 도펀트 영역이 형성될 수 있고, 제1 에칭 공정으로부터 제2 도펀트 영역의 제1 부분을 보호하기 위하여 마스크가 형성될 수 있다. 실시예에서, 제1 에칭 공정이 수행되어 규소 기판 및/또는 규소 영역의 부분들을 노출시킬 수 있다. 태양 전지의 제1 및 제2 도핑된 영역을 분리하는 트렌치 영역을 형성하기 위하여 제2 에칭 공정이 수행될 수 있다. 태양 전지로부터 오염물질들을 제거하고 산화물 영역의 임의의 잔존 부분들을 제거하기 위하여 제3 에칭 공정이 수행될 수 있다.

Description

태양 전지 제조를 위한 에칭 공정{ETCHING PROCESSES FOR SOLAR CELL FABRICATION}
태양 전지로서 흔히 알려진 광기전 전지(photovoltaic(PV) cell)는 전기 에너지로의 태양 방사선의 변환을 위한 잘 알려진 장치이다. 일반적으로, 태양 전지의 기판의 표면 상에 충돌하고 기판 내로 진입하는 태양 복사선은 기판의 대부분에서 전자 및 정공(hole) 쌍을 생성한다. 전자 및 정공 쌍은 기판 내의 P도핑된(doped) 영역 및 N도핑된 영역으로 이동함으로써, 도핑된 영역들 사이에 전압차를 생성한다. 도핑된 영역들은 태양 전지 상의 전도성 영역들에 연결되어, 전지로부터 외부 회로로 전류를 보낸다. PV 전지들이 PV 모듈과 같은 어레이 내에 조합될 때, 모든 PV 전지들로부터 수집된 전기 에너지는 소정의 전압 및 전류를 갖는 전력을 공급하도록 직렬 및 병렬 배열로 조합될 수 있다.
효율은, 태양 전지의 발전 능력에 직접 관련되기 때문에, 태양 전지의 중요한 특성이다. 따라서, 태양 전지의 제조 공정을 개선하고, 생산 비용을 절감하며, 효율을 높이기 위한 기술들이 일반적으로 바람직하다.
도 1은 일부 실시예들에 따른 태양 전지를 제조하는 방법의 흐름도 표현을 예시한다.
도 2 내지 도 7은 일부 실시예들에 따른 다양한 처리 단계들에서 태양 전지의 단면도들을 예시한다.
하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 사실상 단지 예시적인 것이며, 본 출원의 요지의 실시예들 또는 그러한 실시예들의 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단어 "예시적인"은 "예, 사례, 또는 실례로서 역할하는" 것을 의미한다. 본 명세서에 예시적인 것으로 기술된 임의의 구현예는 다른 구현예들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 반드시 해석되는 것은 아니다. 또한, 전술한 기술분야, 배경기술, 간략한 요약, 또는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 제시되는 임의의 명시적 또는 묵시적 이론에 의해 구애되도록 의도되지 않는다.
본 명세서는 "하나의 실시예" 또는 "실시예"의 언급을 포함한다. 문구 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"의 출현은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 특정 특징부들, 구조들 또는 특성들이 본 개시내용과 일관되는 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
용어. 하기 단락들은(첨부된 청구범위를 포함한) 본 개시내용에서 보여지는 용어들에 대한 정의 및/또는 맥락을 제공한다:
"포함하는". 이 용어는 개방형(open-ended)이다. 첨부된 청구 범위에서 사용되는 바와 같이, 이 용어는 추가적인 구조물 또는 단계를 배제하지 않는다.
"~하도록 구성된". 다양한 유닛들 또는 구성요소들이 작업 또는 작업들을 수행 "하도록 구성된" 것으로 기술되거나 청구될 수 있다. 그러한 맥락에서, "하도록 구성된"은 유닛들/구성요소들이 작동 동안에 그러한 작업 또는 작업들을 수행하는 구조물을 포함한다는 것을 나타냄으로써 구조물을 함축하는 데 사용된다. 이와 같이, 유닛/구성요소는 명시된 유닛/구성요소가 현재 동작 중이지 않을 때에도(예를 들어, 온(on)/활성(active) 상태가 아닐 때에도) 작업을 수행하도록 구성된 것으로 언급될 수 있다. 유닛/회로/구성요소가 하나 이상의 작업을 수행"하도록 구성된" 것임을 기술하는 것은 명확히, 그 유닛/구성요소에 대해 35 U.S.C §112의 6번째 단락을 원용하지 않도록 의도된다.
"제1", "제2" 등. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 이러한 용어들은 이들의 뒤에 오는 명사에 대한 라벨로서 사용되며, (예를 들어, 공간적, 시간적, 논리적 등의) 임의의 유형의 순서를 암시하지 않는다. 예를 들어, "제1" 에칭 공정의 지칭은 이 에칭 공정이 순서상 첫번째 에칭 공정임을 반드시 의미하는 것은 아니고; 대신 용어 "제1"은 이 에칭 공정을 다른 에칭 공정(예컨대, "제2" 에칭 공정)으로부터 구별하는데 사용된다.
"~에 기초하여". 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 이러한 용어는 결정에 영향을 미치는 하나 이상의 인자를 기술하는 데 사용된다. 이 용어는 결정에 영향을 미칠 수 있는 추가의 인자들을 배제하지 않는다. 즉, 결정은 이들 인자에만 기초할 수 있거나, 이들 인자에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 문구 "B에 기초하여 A를 결정한다"를 고려해 보자. B가 A의 결정에 영향을 미치는 인자일 수 있지만, 그러한 문구는 A의 결정이 또한 C에 기초하는 것을 배제하지 않는다. 다른 경우에서, A는 오직 B에 기초하여 결정될 수 있다.
"결합된" - 하기의 설명은 서로 "결합된" 요소들 또는 노드(node)들 또는 특징부들을 언급한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 명시적으로 달리 언급되지 않는 한, "결합된"은 하나의 요소/노드/특징부가, 반드시 기계적일 필요는 없고, 다른 요소/노드/특징부에 직접적으로 또는 간접적으로 결합됨(또는 그것과 직접적으로 또는 간접적으로 통함)을 의미한다.
"억제하다" - 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 억제는 효과를 감소 또는 최소화시키는 것을 기술하는 데 사용된다. 컴포넌트 또는 특징부가 작동, 모션 또는 조건을 억제하는 것으로 기술될 때, 이는 결과 또는 성과 또는 향후 상태를 완전하게 방지할 수 있다. 또한, "억제하다"는, 그렇지 않을 경우 발생할 수도 있는 성과, 성능 및/또는 효과의 감소 또는 완화를 또한 지칭할 수 있다. 따라서, 구성요소, 요소 또는 특징부가 결과 또는 상태를 억제하는 것으로 지칭될 때, 이는 결과 또는 상태를 완벽하게 방지 또는 제거할 필요는 없다.
또한, 소정 용어는 또한 단지 참조의 목적으로 하기 설명에 사용될 수 있으며, 따라서 제한하고자 의도되지 않는다. 예를 들어, "상부", "하부", "위", 및 "아래"와 같은 용어는 참조되는 도면에서의 방향을 지칭한다. "전면", "배면", "후방", "측방", "외측", 및 "내측"과 같은 용어는 논의 중인 구성요소를 기술하는 본문 및 관련 도면을 참조함으로써 명확해지는 일관된, 그러나 임의적인 좌표계 내에서의 구성요소의 부분들의 배향 및/또는 위치를 기술한다. 그러한 용어는 위에서 구체적으로 언급된 단어, 이의 파생어, 및 유사한 의미의 단어를 포함할 수 있다.
하기 설명에서, 본 개시내용의 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해, 특정 작업과 같은 다수의 특정 상세 사항이 기재된다. 본 개시내용의 실시예가 이들 특정 상세 사항 없이도 실시될 수 있다는 것이 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 다른 사례에서, 잘 알려진 기술들은 본 개시내용의 실시예들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않는다.
본 명세서는 P도핑 및 N도핑된 영역들을 형성하기 위한 개선된 에칭 공정을 포함하는 태양 전지를 제조하는 예시 방법을 기재하고, 태양 전지 제조를 위한 에칭 공정의 다양한 실시예들에 대한 더 상세한 설명이 이어진다. 다양한 예들이 전반에 걸쳐 제공된다.
이제 도 1을 참조하면, 일부 실시예들에 따른 태양 전지를 제조하기 위한 방법을 예시하는 흐름도가 도시된다. 다양한 실시예들에서, 도 1의 방법은 예시된 것보다 추가된(또는 더 적은) 블록들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 제2 에칭 공정(블록(116))은 수행될 필요가 없다.
100에서, 규소 기판 위에 규소 영역이 형성될 수 있다. 실시예에서, 규소 영역은 비정질 규소 및/또는 폴리실리콘일 수 있다. 일부 실시예들에서, 규소 영역은 고온 공정(예컨대, 오븐 또는 고온 챔버)에서 침착 또는 성장될 수 있다. 실시예에서, 규소 영역을 형성하기 이전에 규소 기판 위에 유전체 영역이 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 유전체 영역은 산화물 또는 터널 산화물일 수 있다. 일부 실시예들에서, 규소 영역은 형성될 필요가 없다. 그와 같은 실시예들에서, 본 명세서에 기재된 바와 같이, 도펀트들이 규소 기판 자체에 침투될 수 있다.
102에서, 규소 기판 위에 제1 도펀트 영역이 형성될 수 있다. 실시예에서, 제1 도펀트 영역은 규소 영역 상에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 도펀트 영역은 규소 기판 상에 형성될 수 있다. 실시예에서, 제1 도펀트 영역은 화학 기상 증착 공정(CVD) 및/또는 플라즈마 강화 화학 기상 증착 공정(PECVD)을 통해 침착될 수 있다. 실시예에서, 제1 도펀트 영역은 P타입 도펀트, 예를 들어 붕소를 포함할 수 있다.
104에서, 제1 도펀트 영역 상에 산화물 영역이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 산화물 영역은 도핑되지 않은 산화물 영역일 수 있다. 실시예에서, 산화물 영역의 두께는 범위가 1000 내지 2500 옹스트롬일 수 있다. 실시예에서, 산화물 영역은 화학 기상 증착 공정(CVD) 및/또는 플라즈마 강화 화학 기상 증착 공정(PECVD)을 통해 침착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 산화물 영역은 제1 도펀트 영역과 동일한 공정 단계(블록(102))에서 형성될 수 있는데, 예컨대, 블록들(102, 104)은 동일한 공정(동시에 또는 단지 동일한 공정 내에 수행되지만 동시에 수행되지는 않음)에서 수행될 수 있다.
106에서, 규소 기판 위에 제2 도펀트 영역이 형성될 수 있다. 실시예에서, 제2 도펀트 영역은 규소 영역 상에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 도펀트 영역은 규소 기판 상에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 도펀트 영역은 제1 도펀트 영역 위에 형성될 수 있다. 실시예에서, 제2 도펀트 영역은 화학 기상 증착 공정(CVD) 및/또는 플라즈마 강화 화학 기상 증착 공정(PECVD)을 통해 침착될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 도펀트 영역은 (예컨대, 고온 오븐에서 또는 고온 공정을 통해) 성장될 수 있다. 실시예에서, 제2 도펀트 영역은 인(phosphorus)과 같은 N타입 도펀트를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 도펀트 영역 상에 산화물 영역이 또한 형성될 수 있다.
108에서, 제1 및 제2 도핑된 영역이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 도핑된 영역은 규소 영역에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 및 제2 도핑된 영역은 규소 기판에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 도핑된 영역은 각각 P타입 및 N타입 도핑된 영역일 수 있다. 실시예에서, 제1 및 제2 도핑된 영역은 제1 및 제2 도펀트 영역으로부터 규소 영역, 규소 기판 또는 규소 영역과 규소 기판 둘 모두 안으로 도펀트들을 침투시킴으로써 형성될 수 있다. 일 예시에서, 태양 전지를 가열하여 도펀트들을 제1 및 제2 도펀트 영역으로부터 규소 영역 안으로 침투시켜 제1 및 제2 도핑된 영역을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 및 제2 도핑된 영역을 형성하기 위하여 제2 도펀트 영역을 형성하고 도펀트들을 제1 및 제2 도펀트 영역으로부터 침투시키는 것은 단일 고온 오븐 및/또는 고온 공정(동시에 또는 단지 동일한 공정 내에 수행되지만 동시에 수행되지는 않음)에서 수행될 수 있다. 도 2는, 아래에 더 자세히 기재되는 바와 같이, 유전체 영역, 제1 및 제2 도핑된 영역, 제1 및 제2 도펀트 영역 및 산화물 영역을 형성한 이후의 예시 태양 전지를 도시한다.
110에서, 제2 도펀트 영역 상에 마스크가 형성될 수 있다. 실시예에서, 마스크는 제2 도펀트 영역의 제1 부분 위에 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 마스크는 에칭 레지스트 또는 잉크일 수 있다. 일 실시예에서, 마스크는 스크린인쇄 공정 및/또는 잉크젯 공정에 의해 형성될 수 있다. 도 3은, 아래에 더 자세히 기재되는 바와 같이, 제2 도펀트 영역의 제1 부분 상에 마스크(232)를 형성한 이후의 예시 규소 기판을 도시한다.
112에서, 제1 에칭 공정이 수행될 수 있다. 실시예에서, 제1 에칭 공정은 산화물 영역을 부분적으로 제거하는 것을 포함할 수 있다. 예시에서, 산화물 영역은 에칭중지 및/또는 마스크 역할을 하여 제1 에칭 공정 동안 제1 도펀트 영역의 에칭을 억제할 수 있다. 산화물 영역을 에칭중지 및/또는 마스크로서 사용하는 이득은 통상적으로 에칭 공정에 필요한 에칭 레지스트의 필요성을 감소 또는 제거하는 것을 포함할 수 있고, 이로써 재료들이 더 적게 들어가고(예컨대, 더 적은 에칭 레지스트 또는 잉크) 따라서 제조 비용도 감소될 수 있다.
산화물 영역이 에칭중지 또는 마스크의 역할을 하는 예시로서, 일 실시예에서, 산화물 영역의 상부 부분은 제1 도펀트 영역을 제1 에칭 공정으로부터 보호할 수 있다. 실시예에서, 산화물 영역의 상부 부분은 제1 에칭 공정 동안 제거될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 에칭 공정은 산화물 영역의 55 내지 90%를 에칭 및/또는 제거할 수 있다. 실시예에서, 제1 에칭 공정을 수행한 이후에 산화물 영역의 잔존 부분이 제1 도펀트 영역 상에 남을 수 있다. 일 실시예에서, 산화물 영역의 잔존 부분의 두께는 200 내지 900 옹스트롬일 수 있다. 실시예에서, 산화물 영역의 상부 부분은 제1 에칭 공정 이후에 에칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 에칭된 영역(예컨대, 상부 부분)은 두께가 600 내지 1900 옹스트롬일 수 있다. 실시예에서, 상부 부분 및 잔존 부분은 산화물 영역의 제1 및 제2 부분으로 각각 지칭될 수 있다.
실시예에서, 제1 에칭 공정을 수행하는 것은 규소 기판의 일부분을 노출시키는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 에칭 공정을 수행하는 것은 규소 영역의 일부분을 노출시키는 것을 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1 에칭 공정은 제2 도펀트 영역의 노출된 영역을 제거할 수 있다. 도 4는, 예를 들어, 제1 에칭 공정을 수행한 이후의, 규소 영역의 일부분(227)이 노출된, 규소 기판을 도시한다.
일부 실시예들에서, (블록(110)의) 마스크는 제1 에칭 공정 동안 제2 도펀트 영역의 제1 부분을 보호할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 에칭 공정은 시간의 경과에 따라 제어되어, 예컨대, 희석된 플루오르화수소산 또는 완충 산화물 에칭 용액으로 시간적 산화물 에칭(timed oxide etch)을 수행하여 규소 기판의 일부분을 노출시킬 수 있다. 실시예에서, 플루오르화수소산 및/또는 질산을 이용한 에칭 공정을 이용하여 규소 기판의 일부분을 노출시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 에칭 공정은 제2 도펀트 영역 위에 형성된 임의의 산화물을 제거할 수 있고 제1 도펀트 영역 위에 형성된 산화물을 부분적으로 제거할 수 있다.
114에서, (블록(110)의) 마스크는 제2 도펀트 영역으로부터 제거될 수 있다. 실시예에서, 마스크는 에칭 레지스트 또는 잉크일 수 있다. 일 실시예에서, 마스크를 제거하기 위하여 잉크스트립(ink-strip) 공정이 수행될 수 있다.
116에서, 제2 에칭 공정이 수행될 수 있다. 실시예에서, 제2 에칭 공정을 수행하는 것은 제1 및 제2 도핑된 영역(블록(108))을 분리하기 위하여 트렌치 영역을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 도 5는 트렌치 영역(240)을 형성한 이후의 태양 전지를 도시한다. 실시예에서, 트렌치 영역은 제1 및 제2 도핑된 영역을 전기적으로 분리할 수 있다. 실시예에서, 트렌치 영역은 규소 기판의 일부분을 노출시킬 수 있다. 일 실시예에서, 도 5를 참조하여, 산화물 영역의 잔존 부분(231)은 제1 도펀트 영역을 제2 에칭 공정으로부터 보호할 수 있다. 실시예에서, 알칼리성 에칭제(예컨대, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화테트라메틸암모늄)를 이용하여 규소 기판을 에칭하여 트렌치 영역을 형성할 수 있다. 실시예에서, 제2 에칭 공정은 시간의 경과에 따라 제어되어, 예컨대, 시간적 산화물 에칭을 수행하여 규소 기판의 일부분을 노출시킬 수 있다. 제1 및 제2 도핑된 영역이 규소 기판에 형성되는 것과 같은 일부 실시예들에서, 제2 에칭 공정 및/또는 트렌치 영역이 형성될 필요가 없다.
118에서, 텍스처링 공정이 수행될 수 있다. 실시예에서, 텍스처링 공정은 규소 기판의 노출된 영역들 상에 텍스처된 영역을 형성할 수 있다. 도 6은, 예를 들어, 규소 기판의 노출된 영역들(예컨대, 전면 표면 상) 및 트렌치 영역 상에 텍스처된 표면을 텍스처링 및 형성한 이후의 규소 기판을 도시한다. 일 실시예에서, 수산화칼륨을 이용하여 규소 기판의 트렌치 영역 및 노출된 영역들 상에 텍스처된 표면을 형성할 수 있다.
120에서, 규소 기판 상에 제3 에칭 공정이 수행될 수 있다. 실시예에서, 제3 에칭 공정을 수행하는 것은 제1 도펀트 영역, 제2 도펀트 영역 및 산화물 영역의 잔존 부분을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제3 에칭 공정은 플루오르화수소산, 오존 용액, 질산, 인산 또는 이들의 조합을 이용한 에칭을 포함할 수 있다. 실시예에서, 제3 에칭 공정은 완충 산화물 에칭을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 도 7은, 예를 들어, 제3 에칭 공정을 수행하여 제1 도펀트 영역, 제2 도펀트 영역 및 산화물 영역의 잔존 부분을 제거한 이후의 규소 기판을 도시한다. 일 실시예에서, 제3 에칭 공정은 규소 기판으로부터 오염물질들을 제거하고 산화물 영역을 제거하기 위한 금속 세정 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 실시예에서, 금속 세정 공정은 또한 공정 동안 산화물 영역의 제2 부분을 에칭하고 태양 전지로부터 오염물질들을 제거할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제3 에칭 공정은 단일 수조에서 금속 세정 공정을 수행하는 것, 예컨대, 오염물질 제거, 및 산화물 영역 제거를 허용한다. 실시예에서, 제3 에칭 공정을 수행하는 것은 농도의 범위가 0.1 내지 1.5 중량 퍼센트(%)인 플루오르화수소산을 이용한 에칭을 포함할 수 있다.
실시예에서, 태양 전지는 건조될 수 있다. 예를 들어, 건조 공정은 태양 전지로부터 임의의 잔여 습기를 제거하기 위하여 수행될 수 있다. 실시예에서, 건조 공정은 임의의 습기가 건조되기를 기다리는 위치에 태양 전지를 설치하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 건조 공정은 임의의 잔여 습기를 제거하기 위하여 태양 전지 상에 공기를 부는 것을 포함할 수 있다. 실시예에서, 건조 공정은 온수, 희석된 플루오르화수소산, 또는 플루오르화수소산과 오존 용액의 혼합물로부터 태양 전지들을 천천히 꺼내는 것을 포함할 수 있다.
122에서, 제1 및 제2 도핑된 영역 상에 금속 컨택 영역이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 도핑된 영역 상에 금속 컨택 영역을 형성하기 위하여 어닐링 공정, 도금 공정 및/또는 임의의 유형의 금속 형성 공정이 수행될 수 있다. 실시예에서, 금속 컨택 영역은 태양 전지로부터 외부 회로로의 전류의 전도를 허용할 수 있다.
도 2 내지 도 7은 일부 실시예들에 따른 규소 태양 전지를 제조하는 단면 표현들을 예시한다.
도 2를 참조하여, 블록들(100 내지 110) 중 하나 이상이 수행된 이후의 태양 전지가 도시된다. 실시예에서, 태양 전지(200)는 정상 동작 동안 태양에 대면하는 전면(204) 및 전면(204)의 반대편에 있는 배면(202)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 태양 전지(200)는 규소 기판(210)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 태양 전지(200)는 제1 도펀트 영역(223), 제2 도펀트 영역(224), 제1 도펀트 영역(223) 상에 형성된 산화물 영역(222)을 또한 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1 및 제2 도펀트 영역(223, 224)은 P타입 및 N타입 도펀트를 각각 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 도펀트 영역(223)은 붕소로 도핑될 수 있고 제2 도펀트 영역(224)은 인으로 도핑될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 도펀트 영역(224)은 제1 도펀트 영역(223), 산화물 영역(222) 및 규소 기판(210) 위에 형성될 수 있다. 실시예에서, 산화물 영역(222)은 도핑되지 않은 산화물 영역일 수 있다. 일 실시예에서, 산화물 영역(222)의 두께는 1000 내지 2500 옹스트롬의 범위일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 도펀트 영역(224) 상에 산화물 영역이 또한 형성될 수 있다.
실시예에서, 태양 전지(200)는 제1 및 제2 도핑된 영역(226, 228)을 갖는 규소 영역(221)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 태양 전지(200)는 규소 영역(221)과 규소 기판(210) 사이에 형성되는 유전체 영역(230)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 유전체 영역(230)은 산화물 또는 터널 산화물일 수 있다. 실시예에서, 제1 및 제2 도핑된 영역(226, 228)은 각각 P타입 및 N타입 도핑된 영역일 수 있다. 다른 실시예에서, 규소 영역(221)은 필요 없을 수 있고, 제1 및 제2 도핑된 영역(226, 228)이 대신 규소 기판(210)에 형성될 수 있다.
도 3은 제2 도펀트 영역 상에 마스크를 형성한 이후의 도 2의 태양 전지를 예시한다. 실시예에서, 마스크(232)는 에칭 레지스트 또는 잉크일 수 있다. 일부 실시예들에서, 마스크(232)는 스크린인쇄 공정 및/또는 잉크젯 공정에 의해 형성될 수 있다. 마스크(232)는 제2 도펀트 영역의 제1 부분(224) 위에 배치될 수 있고, 제2 도펀트 영역의 제2 부분(225)은 노출될 수 있다. 실시예에서, 규소 영역(221)의 일부분을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정(도 1, 112)이 수행될 수 있다. 실시예에서, 제1 에칭 공정은 제1 도펀트 영역(222)의 상부 부분(229) 및 제2 도펀트 영역의 제2 부분(225)(예컨대, 노출된 부분)을 제거할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 에칭 공정은 산화물 영역(222)의 55 내지 90%를 에칭 및/또는 제거할 수 있다(예컨대, 산화물 영역의 상부 부분(229)이 산화물 영역(222)의 55 내지 90%일 수 있음). 실시예에서, 상부 부분(229)은 산화물 영역(222)의 제1 부분으로서 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상부 부분(229)의 두께는 600 내지 1900 옹스트롬일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 에칭 공정은 또한 규소 기판(210)의 일부분을 노출시킬 수 있다. 일 실시예에서, 플루오르화수소산 및/또는 질산을 이용한 에칭 공정을 수행하여 규소 영역(221)의 일부분, 규소 기판(210) 및/또는 규소 영역(221)과 규소 기판(210) 둘 모두를 노출시킬 수 있다. 후속 마스크 제거 공정(도 1, 114)이 마스크(232)를 제거할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 에칭 공정 및 마스크 제거 공정(도 1, 블록(112, 114))을 수행한 이후의 도 3의 태양 전지가 도시된다. 도 4의 태양 전지(200)는 산화물 영역의 잔존 부분(231), 규소 영역(221)의 노출된 부분(227) 및 제2 도펀트 영역의 일부분(224)(도 3에서 제1 부분)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 에칭 공정을 수행한 이후에 산화물 영역의 잔존 부분(231)의 두께는 200 내지 900 옹스트롬일 수 있다. 실시예에서, 잔존 부분(231)은 산화물 영역의 제2 부분으로서 지칭될 수 있다. 실시예에서, 제2 에칭 공정(도 1, 116)을 수행하여 노출된 부분(227)에 트렌치 영역을 형성하여 제1 및 제2 도핑된 영역(226, 228)을 분리할 수 있다. 실시예에서, 알칼리성 에칭제(예컨대, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화테트라메틸암모늄)를 이용하여 규소 기판을 에칭하여 트렌치 영역을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 트렌치 영역은 다른 기법들(예컨대, 레이저 어블레이션)을 이용하여 형성될 수 있다.
도 5는 제2 에칭 공정(도 1, 블록(116))을 수행하여 트렌치 영역을 형성한 이후의 도 4의 태양 전지를 예시한다. 실시예에서, 트렌치 영역(240)은 전기적으로 제1 및 제2 도핑된 영역(226, 228)을 분리할 수 있다. 실시예에서, 트렌치 영역(240)은 규소 기판(210)의 일부분을 노출시킬 수 있다. 제1 및 제2 도핑된 영역(226, 228)이 규소 기판(210)에 형성되는 것과 같은 일부 실시예들에서, 제2 에칭 공정, 및/또는 트렌치 영역(240)을 형성하는 것이 수행될 필요가 없다.
도 6을 참조하면, 텍스처링 공정(도 1, 118)을 수행한 이후의 도 5의 태양 전지가 도시된다. 실시예에서, 텍스처링 공정을 수행하여 텍스처된 영역(242, 244)을 노출된 영역들, 예컨대, 규소 기판(210)의 트렌치 영역(240) 및 전면(204) 상에 형성할 수 있다.
실시예에서, 제3 에칭 공정(도 1, 120)을 수행하여 산화물 영역(222)의 잔존 부분(231), 제1 도펀트 영역(223) 및 제2 도펀트 영역(224)의 잔존 부분을 제거할 수 있다. 일 실시예에서, 제3 에칭 공정은 태양 전지(200)로부터 오염물질들을 제거하고 산화물 영역(222)의 잔존 부분(231), 제1 도펀트 영역(223), 및 제2 도펀트 영역(224)을 제거할 수 있는 금속 세정 공정을 포함할 수 있다. 실시예에서, 제3 에칭 공정은 플루오르화수소산, 오존, 및/또는 염산의 혼합물 또는 이들의 조합을 이용한 에칭을 포함할 수 있다. 금속 세정과 산화물 영역의 제거를 조합하는 것은 에칭 단계수의 감소 및 공정 시간 단축과 같은 여러가지 이득을 제공할 수 있다. 후속적으로, 금속 컨택 영역 및 유전체 영역이 제1 및 제2 도핑된 영역(226, 228) 상에 형성될 수 있다.
도 7은 본 명세서에서 기재한 공정 단계들을 수행한 이후에 생성된 예시 태양 전지를 예시한다. 실시예에서, 태양 전지(200)는 정상 동작 동안 태양에 대면하는 전면(204) 및 전면(204)의 반대편에 있는 배면(202)을 가질 수 있다. 실시예에서, 태양 전지(200)는 규소 기판(210)을 가질 수 있다. 태양 전지(200)는 또한 제1 및 제2 도핑된 영역(226, 228)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 도핑된 영역(226, 228)은 각각 P타입 및 N타입 도핑된 영역일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 도핑된 영역(226, 228)은 제1 및 제2 도핑된 폴리실리콘 영역일 수 있다. 일 실시예에서, 유전체 영역(230)은 제1 및 제2 도핑된 영역(226, 228)과 규소 기판(210) 사이에 형성될 수 있다. 제1 및 제2 도핑된 영역(226, 228) 상에 금속 영역(250) 및 유전체 영역(252)이 형성될 수 있다. 실시예에서, 금속 영역(250)은 비금속을 포함하는 다른 전도성 재료들 중에서 구리, 알루미늄, 주석을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 유전체 영역(252)은 규소 질화물일 수 있다. 제1 및 제2 도핑된 영역(226, 228)을 분리하기 위하여 트렌치 영역(240)이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 트렌치 영역(230)이 형성될 필요가 없다. 실시예에서, 트렌치 영역(240)은 텍스처된 영역(242)을 가질 수 있고 태양 전지(200)의 전면(204)도 또한 텍스처된 영역(244)을 가질 수 있다.
특정 실시예들이 위에 기술되었지만, 이들 실시예는 단일 실시예만이 특정 특징에 대해 기술된 경우에도 본 개시내용의 범주를 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시내용에 제공된 특징들의 예들은, 달리 언급되지 않는 한, 제한적이기보다는 예시적인 것으로 의도된다. 상기 설명은, 본 개시내용의 이익을 갖는 통상의 기술자에게 명백하게 되는 바와 같이, 그러한 대안예, 수정예 및 등가물을 포함하고자 의도된다.
본 개시내용의 범주는, 본 명세서에서 다루어지는 문제들 중 임의의 것 또는 전부를 완화시키든 그렇지 않든 간에, 본 명세서에 (명백히 또는 암시적으로) 개시된 임의의 특징부 또는 특징부들의 조합, 또는 이들의 임의의 일반화를 포함한다. 따라서, 새로운 청구항이 본 출원(또는 이에 대한 우선권을 주장하는 출원)의 절차 진행 동안 임의의 그러한 특징부들의 조합에 대해 만들어질 수 있다. 특히, 첨부된 청구범위와 관련하여, 종속 청구항으로부터의 특징부들이 독립 청구항의 특징부들과 조합될 수 있고, 각각의 독립 청구항으로부터의 특징부들은 단지 첨부된 청구범위에 열거된 특정 조합들이 아닌 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
실시예에서, 태양 전지를 제조하는 방법은, 규소 기판 위에 제1 도펀트 영역을 형성하는 단계, 제1 도펀트 영역 위에 산화물 영역을 형성하는 단계 - 산화물 영역은 제1 에칭 공정으로부터 제1 도펀트 영역을 보호함 -, 규소 기판 위에 제2 도펀트 영역을 형성하는 단계, 제2 도펀트 영역의 제1 부분 위에 마스크를 형성하는 단계 - 마스크는 제1 에칭 공정으로부터 제2 도펀트 영역의 제1 부분을 보호함 -, 및 규소 기판의 부분들을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 규소 기판의 부분들을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계는 시간적 산화물 에칭을 수행하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 규소 기판의 부분들을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계는 플루오르화수소산 또는 질산 중 적어도 하나를 이용하여 에칭하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 산화물 영역을 형성하는 단계는 제1 도펀트 영역 상에 도핑되지 않은 산화물 영역을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 규소 기판 위에 제1 도펀트를 형성하는 단계는 규소 기판 위에 붕소를 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 방법은, 제1 에칭 공정을 수행하는 단계 이전에, 제1 및 제2 도핑된 영역을 규소 기판에 또는 그 위에 형성하기 위하여 제1 및 제2 도펀트 영역으로부터 도펀트들을 침투시키는 단계를 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 방법은, 도펀트들을 침투시키는 단계 이전에, 규소 기판 위에 유전체 영역을 형성하는 단계, 및 유전체 영역 위에 규소 영역을 형성하는 단계를 추가로 포함하고, 도펀트들을 침투시키는 단계는 규소 영역에 제1 및 제2 도핑된 영역을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 유전체 영역 위에 규소 영역을 형성하는 단계는 유전체 영역 위에 비정질 규소 영역을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 규소 기판 위에 제2 도펀트 영역을 형성하는 단계는 제1 도펀트 영역, 산화물 영역 및 규소 기판 위에 제2 도펀트 영역을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에서, 태양 전지를 제조하는 방법은 규소 기판 위에 규소 영역을 형성하는 단계, 규소 영역 상에 제1 도펀트 영역을 형성하는 단계, 제1 도펀트 영역 상에 산화물 영역을 형성하는 단계 - 산화물 영역의 제1 부분이 제1 에칭 공정으로부터 제1 도펀트 영역을 보호하고 산화물 영역의 제2 부분이 제2 에칭 공정으로부터 제1 도펀트 영역을 보호함 -, 규소 영역 상에 제2 도펀트 영역을 형성하는 단계, 도펀트들을 제1 및 제2 도펀트 영역으로부터 규소 영역으로 침투시키는 단계 - 침투시키는 단계는 규소 영역에 제1 및 제2 도핑된 영역을 형성함 -, 제2 도펀트 영역의 제1 부분 상에 마스크를 형성하는 단계 - 마스크는 제1 에칭 공정으로부터 제2 도펀트 영역의 제1 부분을 보호함 -, 규소 영역의 부분들을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계, 및 제1 및 제2 도핑된 영역을 분리하는 트렌치 영역을 형성하기 위하여 제2 에칭 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 규소 영역의 부분들을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계는 시간적 산화물 에칭을 수행하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 규소 영역의 부분들을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계는 플루오르화수소산 또는 질산 중 적어도 하나를 이용하여 에칭하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 규소 기판 위에 제1 도펀트 영역을 형성하는 단계는 규소 기판 위에 붕소를 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 방법은 산화물 영역을 제거하기 위하여 제3 에칭 공정을 수행하는 단계를 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 산화물 영역을 제거하기 위하여 제3 에칭 공정을 수행하는 것은 금속 세정 공정을 수행하는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 제3 에칭 공정을 수행하는 단계는 플루오르화수소산, 오존 또는 염산 중 적어도 하나를 이용하여 에칭하는 단계를 포함한다.
실시예에서, 태양 전지를 제조하는 방법은 규소 기판 위에 규소 영역을 형성하는 단계, 규소 영역 상에 제1 도펀트 영역을 형성하는 단계, 제1 도펀트 영역 상에 산화물 영역을 형성하는 단계 - 산화물 영역의 제1 부분이 제1 에칭 공정으로부터 제1 도펀트 영역을 보호하고 산화물 영역의 제2 부분이 제2 에칭 공정으로부터 제1 도펀트 영역을 보호함 -, 규소 영역 상에 제2 도펀트 영역을 형성하는 단계, 도펀트들을 제1 및 제2 도펀트 영역으로부터 규소 영역으로 침투시키는 단계 - 침투시키는 단계는 규소 영역에 제1 및 제2 도핑된 영역을 형성함 -, 제2 도펀트 영역의 제1 부분 상에 마스크를 형성하는 단계 - 마스크는 제1 에칭 공정으로부터 제2 도펀트 영역의 제1 부분을 보호함 -, 규소 영역의 부분들을 노출시키고 산화물 영역의 제1 부분 및 마스크를 제거하기 위하여 제1 에칭 공정을 형성하는 단계, 제1 및 제2 도핑된 영역을 분리하는 트렌치 영역을 형성하기 위하여 제2 에칭 공정을 수행하는 단계, 규소 기판의 노출된 영역 상에 텍스처된 영역을 형성하기 위하여 텍스처링 공정을 수행하는 단계, 산화물 영역 및 규소 기판으로부터의 오염물질들을 제거하기 위하여 제3 에칭 공정을 수행하는 단계, 및 규소 기판 상에 건조 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 규소 기판의 부분들을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계는 플루오르화수소산 및 질산 중 적어도 하나를 이용하여 에칭하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 제3 에칭 공정을 수행하는 단계는 플루오르화수소산, 오존 또는 염산 중 적어도 하나를 이용하여 에칭하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 규소 기판 위에 제2 도펀트 영역을 형성하는 단계는 제1 도펀트 영역, 산화물 영역 및 규소 기판 위에 제2 도펀트 영역을 형성하는 단계를 포함한다.

Claims (20)

  1. 태양 전지를 제조하는 방법으로서,
    규소 기판 위에 제1 도펀트 영역을 형성하는 단계;
    제1 도펀트 영역 위에 산화물 영역을 형성하는 단계 - 산화물 영역은 제1 에칭 공정으로부터 제1 도펀트 영역을 보호함 -;
    규소 기판 위에 제2 도펀트 영역을 형성하는 단계;
    제2 도펀트 영역의 제1 부분 위에 마스크를 형성하는 단계 - 마스크는 제1 에칭 공정으로부터 제2 도펀트 영역의 제1 부분을 보호함 -; 및
    규소 기판의 부분들을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 규소 기판의 부분들을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계는 시간적 산화물 에칭(timed oxide etch)을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 규소 기판의 부분들을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계는 플루오르화수소산 또는 질산 중 적어도 하나를 이용하여 에칭하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 산화물 영역을 형성하는 단계는 도핑되지 않은 산화물 영역을 제1 도펀트 영역 상에 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 규소 기판 위에 제1 도펀트를 형성하는 단계는 규소 기판 위에 붕소를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 제1 에칭 공정을 수행하는 단계 이전에:
    규소 기판 내에 또는 그 위에 제1 및 제2 도핑된 영역을 형성하기 위하여 제1 및 제2 도펀트 영역으로부터 도펀트들을 침투시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 도펀트들을 침투시키는 단계 이전에:
    규소 기판 위에 유전체 영역을 형성하는 단계; 및
    유전체 영역 위에 규소 영역을 형성하는 단계를 추가로 포함하고, 도펀트들을 침투시키는 단계는 규소 영역에 제1 및 제2 도핑된 영역을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 유전체 영역 위에 규소 영역을 형성하는 단계는 유전체 영역 위에 비정질 규소 영역을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 규소 기판 위에 제2 도펀트 영역을 형성하는 단계는 제1 도펀트 영역, 산화물 영역 및 규소 기판 위에 제2 도펀트 영역을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 태양 전지를 제조하는 방법으로서,
    규소 기판 위에 규소 영역을 형성하는 단계;
    규소 영역 상에 제1 도펀트 영역을 형성하는 단계;
    제1 도펀트 영역 상에 산화물 영역을 형성하는 단계 - 산화물 영역의 제1 부분은 제1 에칭 공정으로부터 제1 도펀트 영역을 보호하고, 산화물 영역의 제2 부분은 제2 에칭 공정으로부터 제1 도펀트 영역을 보호함 -;
    규소 영역 상에 제2 도펀트 영역을 형성하는 단계;
    제1 및 제2 도펀트 영역으로부터 규소 영역으로 도펀트들을 침투시키는 단계 - 침투시키는 단계는 규소 영역에 제1 및 제2 도핑된 영역을 형성함 -;
    제2 도펀트 영역의 제1 부분 상에 마스크를 형성하는 단계 - 마스크는 제1 에칭 공정으로부터 제2 도펀트 영역의 제1 부분을 보호함 -;
    규소 영역의 부분들을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계; 및
    제1 및 제2 도핑된 영역을 분리하는 트렌치 영역을 형성하기 위하여 제2 에칭 공정을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 규소 영역의 부분들을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계는 시간적 산화물 에칭을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제10항에 있어서, 규소 영역의 부분들을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계는 플루오르화수소산 또는 질산 중 적어도 하나를 이용하여 에칭하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제10항에 있어서, 규소 기판 위에 제1 도펀트 영역을 형성하는 단계는 규소 기판 위에 붕소를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제10항에 있어서, 산화물 영역을 제거하기 위하여 제3 에칭 공정을 수행하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서, 산화물 영역을 제거하기 위하여 제3 에칭 공정을 수행하는 단계는 금속 세정 공정을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제14항에 있어서, 제3 에칭 공정을 수행하는 단계는 플루오르화수소산, 오존 또는 염산 중 적어도 하나를 이용하여 에칭하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 태양 전지를 제조하는 방법으로서,
    규소 기판 위에 규소 영역을 형성하는 단계;
    규소 영역 상에 제1 도펀트 영역을 형성하는 단계;
    제1 도펀트 영역 상에 산화물 영역을 형성하는 단계 - 산화물 영역의 제1 부분은 제1 에칭 공정으로부터 제1 도펀트 영역을 보호하고, 산화물 영역의 제2 부분은 제2 에칭 공정으로부터 제1 도펀트 영역을 보호함 -;
    규소 영역 상에 제2 도펀트 영역을 형성하는 단계;
    제1 및 제2 도펀트 영역으로부터 규소 영역으로 도펀트들을 침투시키는 단계 - 침투시키는 단계는 규소 영역에 제1 및 제2 도핑된 영역을 형성함 -;
    제2 도펀트 영역의 제1 부분 상에 마스크를 형성하는 단계 - 마스크는 제1 에칭 공정으로부터 제2 도펀트 영역의 제1 부분을 보호함 -;
    규소 영역의 부분들을 노출시키고 산화물 영역의 제1 부분 및 마스크를 제거하기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계;
    제1 및 제2 도핑된 영역을 분리하는 트렌치 영역을 형성하기 위하여 제2 에칭 공정을 수행하는 단계;
    규소 기판의 노출된 영역 상에 텍스처된 영역을 형성하기 위하여 텍스처링 공정을 수행하는 단계;
    규소 기판으로부터 산화물 영역 및 오염물질들을 제거하기 위하여 제3 에칭 공정을 수행하는 단계; 및
    규소 기판 상에 건조 공정을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 규소 기판의 부분들을 노출시키기 위하여 제1 에칭 공정을 수행하는 단계는 플루오르화수소산 및 질산 중 적어도 하나를 이용하여 에칭하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제17항에 있어서, 제3 에칭 공정을 수행하는 단계는 플루오르화수소산, 오존 또는 염산 중 적어도 하나를 이용하여 에칭하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제17항에 있어서, 규소 기판 위에 제2 도펀트 영역을 형성하는 단계는 제1 도펀트 영역, 산화물 영역 및 규소 기판 위에 제2 도펀트 영역을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
KR1020177010712A 2014-09-26 2015-09-23 태양 전지 제조를 위한 에칭 공정 KR20170065556A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/498,850 2014-09-26
US14/498,850 US9246046B1 (en) 2014-09-26 2014-09-26 Etching processes for solar cell fabrication
PCT/US2015/051786 WO2016049231A1 (en) 2014-09-26 2015-09-23 Etching processes for solar cell fabrication

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170065556A true KR20170065556A (ko) 2017-06-13

Family

ID=55086247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177010712A KR20170065556A (ko) 2014-09-26 2015-09-23 태양 전지 제조를 위한 에칭 공정

Country Status (7)

Country Link
US (2) US9246046B1 (ko)
JP (1) JP6636961B2 (ko)
KR (1) KR20170065556A (ko)
CN (1) CN107078183B (ko)
MY (1) MY184311A (ko)
TW (2) TWI685120B (ko)
WO (1) WO2016049231A1 (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD822890S1 (en) 2016-09-07 2018-07-10 Felxtronics Ap, Llc Lighting apparatus
US10775030B2 (en) 2017-05-05 2020-09-15 Flex Ltd. Light fixture device including rotatable light modules
USD872319S1 (en) 2017-08-09 2020-01-07 Flex Ltd. Lighting module LED light board
USD833061S1 (en) 2017-08-09 2018-11-06 Flex Ltd. Lighting module locking endcap
USD862777S1 (en) 2017-08-09 2019-10-08 Flex Ltd. Lighting module wide distribution lens
USD877964S1 (en) 2017-08-09 2020-03-10 Flex Ltd. Lighting module
USD846793S1 (en) 2017-08-09 2019-04-23 Flex Ltd. Lighting module locking mechanism
USD832494S1 (en) 2017-08-09 2018-10-30 Flex Ltd. Lighting module heatsink
USD832495S1 (en) 2017-08-18 2018-10-30 Flex Ltd. Lighting module locking mechanism
USD862778S1 (en) 2017-08-22 2019-10-08 Flex Ltd Lighting module lens
USD888323S1 (en) 2017-09-07 2020-06-23 Flex Ltd Lighting module wire guard
DE102019006094B4 (de) * 2019-08-29 2021-04-22 Azur Space Solar Power Gmbh Zweistufiges Loch-Ätzverfahren
DE102019006097A1 (de) * 2019-08-29 2021-03-04 Azur Space Solar Power Gmbh Passivierungsverfahren für ein Durchgangsloch einer Halbleiterscheibe
CN118156350A (zh) * 2023-12-14 2024-06-07 天合光能股份有限公司 太阳能电池的制造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100498507B1 (ko) * 2003-08-08 2005-07-01 삼성전자주식회사 자기정렬형 1 비트 소노스(ｓｏｎｏｓ) 셀 및 그 형성방법
US20090142875A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Applied Materials, Inc. Method of making an improved selective emitter for silicon solar cells
US7851698B2 (en) * 2008-06-12 2010-12-14 Sunpower Corporation Trench process and structure for backside contact solar cells with polysilicon doped regions
US8207444B2 (en) * 2008-07-01 2012-06-26 Sunpower Corporation Front contact solar cell with formed electrically conducting layers on the front side and backside
TWI389322B (zh) * 2008-09-16 2013-03-11 Gintech Energy Corp 具有差異性摻雜之太陽能電池的製造方法
WO2011050889A2 (de) * 2009-10-30 2011-05-05 Merck Patent Gmbh Verfahren zur herstellung von solarzellen mit selektivem emitter
US8790957B2 (en) * 2010-03-04 2014-07-29 Sunpower Corporation Method of fabricating a back-contact solar cell and device thereof
US8377738B2 (en) * 2010-07-01 2013-02-19 Sunpower Corporation Fabrication of solar cells with counter doping prevention
KR101702982B1 (ko) * 2010-07-19 2017-02-06 삼성에스디아이 주식회사 태양 전지 및 그 제조 방법
JP5379767B2 (ja) * 2010-09-02 2013-12-25 ＰＶＧ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ株式会社 太陽電池セルおよびその製造方法
US8492253B2 (en) * 2010-12-02 2013-07-23 Sunpower Corporation Method of forming contacts for a back-contact solar cell
US8802486B2 (en) * 2011-04-25 2014-08-12 Sunpower Corporation Method of forming emitters for a back-contact solar cell
JP2013187462A (ja) * 2012-03-09 2013-09-19 Sharp Corp 光電変換素子および光電変換素子の製造方法
CN102623517B (zh) * 2012-04-11 2013-05-01 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种背接触型晶体硅太阳能电池及其制作方法
SG11201407170UA (en) * 2012-05-09 2014-11-27 Univ Singapore Non-acidic isotropic etch-back for silicon wafer solar cells
KR20140019099A (ko) * 2012-08-02 2014-02-14 삼성에스디아이 주식회사 광전소자
US8785233B2 (en) * 2012-12-19 2014-07-22 Sunpower Corporation Solar cell emitter region fabrication using silicon nano-particles

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017529682A (ja) 2017-10-05
MY184311A (en) 2021-03-31
TW202017197A (zh) 2020-05-01
WO2016049231A1 (en) 2016-03-31
JP6636961B2 (ja) 2020-01-29
CN107078183A (zh) 2017-08-18
US9246046B1 (en) 2016-01-26
CN107078183B (zh) 2019-03-08
US9419166B2 (en) 2016-08-16
TWI685120B (zh) 2020-02-11
US20160111583A1 (en) 2016-04-21
TW201626589A (zh) 2016-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170065556A (ko) 태양 전지 제조를 위한 에칭 공정
AU2015284552B2 (en) Solar cell emitter region fabrication using ion implantation
KR20160100957A (ko) 차별화된 p형 및 n형 영역 아키텍처를 갖는 태양 전지 이미터 영역 제조
EP3123527B1 (en) Solar cell with trench-free emitter regions
CN108987499B (zh) 太阳能电池中的相对掺杂物浓度水平
KR102401087B1 (ko) 차별화된 p형 및 n형 영역 아키텍처를 갖는 태양 전지의 메탈라이제이션
US11942565B2 (en) Solar cell emitter region fabrication using substrate-level ion implantation
WO2016154073A1 (en) Deposition approaches for emitter layers of solar cells
US12009441B2 (en) Solar cells with differentiated p-type and n-type region architectures
WO2016160535A1 (en) Passivation layer for solar cells
KR20160096083A (ko) 자가-정렬된 주입과 캡을 사용한 태양 전지 이미터 영역 제조
CN113224181A (zh) 具有改善的寿命、钝化和/或效率的太阳能电池
US9559236B2 (en) Solar cell fabricated by simplified deposition process
KR20130113002A (ko) 식각 용액 보호층을 이용한 선택적 에미터층을 형성하는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right