KR20170073480A - Solar cell and method for manufacturing the same - Google Patents

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이진형
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 태양 전지는, 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 전면 위에 위치하는 제1 패시베이션막; 상기 반도체 기판의 후면 위에 위치하는 제2 패시베이션막; 상기 반도체 기판의 전면 쪽에서 상기 제1 패시베이션막 위에 위치하며 상기 반도체 기판과 동일한 도전형을 가지는 전면 전계 영역; 상기 반도체 기판의 후면 쪽에서 상기 제2 패시베이션막 위에 위치하며 상기 반도체 기판과 반대되는 도전형을 가지는 에미터 영역; 상기 전면 전계 영역에 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및 상기 에미터 영역에 전기적으로 연결되는 제2 전극을 포함한다. A solar cell according to an embodiment of the present invention includes: a semiconductor substrate; A first passivation film located on the front surface of the semiconductor substrate; A second passivation film located on a rear surface of the semiconductor substrate; A front field region located on the first passivation film on the front side of the semiconductor substrate and having the same conductivity type as the semiconductor substrate; An emitter region located on the second passivation film on the rear side of the semiconductor substrate and having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate; A first electrode electrically connected to the front electric field area; And a second electrode electrically connected to the emitter region.

Description

태양 전지 및 이의 제조 방법{SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME} SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

본 발명은 태양 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는, 구조를 개선한 태양 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a solar cell having improved structure and a manufacturing method thereof.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다. With the recent depletion of existing energy sources such as oil and coal, interest in alternative energy to replace them is increasing. Among them, solar cells are attracting attention as a next-generation battery that converts solar energy into electric energy.

이러한 태양 전지에서는 다양한 층 및 전극을 설계에 따라 형성하는 것에 의하여 제조될 수 있다. 그런데 이러한 다양한 층 및 전극의 설계에 따라 태양 전지 효율이 결정될 수 있다. 태양 전지의 상용화를 위해서는 낮은 효율을 극복하여야 하는바, 다양한 층 및 전극이 태양 전지의 효율을 최대화할 수 있도록 설계되는 것이 요구된다.In such solar cells, various layers and electrodes can be fabricated by design. However, solar cell efficiency can be determined by the design of these various layers and electrodes. In order to commercialize solar cells, it is required to overcome low efficiency, and various layers and electrodes are required to be designed so as to maximize the efficiency of the solar cell.

본 발명은 높은 효율을 가질 수 있는 태양 전지 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다. The present invention provides a solar cell having high efficiency and a manufacturing method thereof.

본 발명의 실시예에 따른 태양 전지는, 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 전면 위에 위치하는 제1 패시베이션막; 상기 반도체 기판의 후면 위에 위치하는 제2 패시베이션막; 상기 반도체 기판의 전면 쪽에서 상기 제1 패시베이션막 위에 위치하며 상기 반도체 기판과 동일한 도전형을 가지는 전면 전계 영역; 상기 반도체 기판의 후면 쪽에서 상기 제2 패시베이션막 위에 위치하며 상기 반도체 기판과 반대되는 도전형을 가지는 에미터 영역; 상기 전면 전계 영역에 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및 상기 에미터 영역에 전기적으로 연결되는 제2 전극을 포함한다. A solar cell according to an embodiment of the present invention includes: a semiconductor substrate; A first passivation film located on the front surface of the semiconductor substrate; A second passivation film located on a rear surface of the semiconductor substrate; A front field region located on the first passivation film on the front side of the semiconductor substrate and having the same conductivity type as the semiconductor substrate; An emitter region located on the second passivation film on the rear side of the semiconductor substrate and having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate; A first electrode electrically connected to the front electric field area; And a second electrode electrically connected to the emitter region.

본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법은, 반도체 기판의 전면 및 후면 위에 각기 위치하는 제1 패시베이션막 및 제2 패시베이션막을 형성하는, 패시베이션막 형성 단계; 상기 반도체 기판의 전면 쪽에서 상기 제1 패시베이션막 위에 위치하며 상기 반도체 기판과 동일한 도전형을 가지는 전면 전계 영역 및 상기 반도체 기판의 후면 쪽에서 상기 제2 패시베이션막 위에 위치하며 상기 반도체 기판과 반대되는 도전형을 가지는 에미터 영역을 형성하는, 도전형 영역 형성 단계; 상기 전면 전계 영역 위에 위치하는 제1 투명 전극층 및 상기 에미터 영역 위에 위치하는 제2 투명 전극층을 형성하는, 투명 전극층 형성 단계; 및 상기 제1 투명 전극층 위에 위치하는 제1 금속 전극층 및 상기 에미터 영역 위에 위치하는 제2 투명 전극층을 형성하는, 금속 전극층 형성 단계를 포함한다. A method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention includes: forming a first passivation film and a second passivation film on the front and rear surfaces of a semiconductor substrate; A first passivation film located on the first passivation film on the front side of the semiconductor substrate and having a front electric field area having the same conductivity type as the semiconductor substrate and a conductive type opposite to the semiconductor substrate located on the second passivation film on the rear side of the semiconductor substrate, A conductive type region forming step of forming a plurality of emitter regions; Forming a first transparent electrode layer on the front electric field area and a second transparent electrode layer on the emitter area; And a metal electrode layer forming step of forming a first metal electrode layer located on the first transparent electrode layer and a second transparent electrode layer located on the emitter region.

본 실시예에 따르면, 전면 전계 영역의 두께를 상대적으로 작게 하여 광 손실을 최소화하고 에미터 영역의 두께를 상대적으로 크게 하여 광전 변환이 원활하게 이루어지도록 하고 패시베이션 특성을 향상할 수 있다. 그리고 반도체 기판이 도핑 영역을 구비하지 않고 베이스 영역으로만 이루어져 우수한 패시베이션 특성을 가질 수 있다. 이와 함께, 반도체 기판의 전면 쪽에 위치하는 제1 패시베이션막 및 제1 투명 전극층과, 반도체 기판의 후면 쪽에 위치하는 제2 패시베이션막 및 제2 투명 전극층의 두께 관계, 두께 비율, 그리고 전면 전계 영역, 에미터 영역, 제1 및 제2 패시베이션막 및 제1 및 제2 투명 전극층의 물질 등을 함께 한정하여, 패시베이션 특성을 최대화하고 전류 밀도를 극대화할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지의 효율을 최대화할 수 있다. According to this embodiment, the thickness of the front electric field area is relatively reduced, the light loss is minimized, and the thickness of the emitter area is relatively increased, so that the photoelectric conversion can be smoothly performed and the passivation property can be improved. And, the semiconductor substrate does not have a doped region but consists only of a base region and can have excellent passivation characteristics. The first passivation film and the first transparent electrode layer positioned on the front side of the semiconductor substrate and the second passivation film and the second transparent electrode layer located on the rear side of the semiconductor substrate have a thickness relationship, The material of the first and second passivation films and the first and second transparent electrode layers may be defined together to maximize the passivation characteristic and maximize the current density. Thus, the efficiency of the solar cell can be maximized.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지의 제1 및 제2 금속 전극층의 평면도이다.
도 3a 내지 도 3e은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다.
1 is a cross-sectional view illustrating a solar cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of the first and second metal electrode layers of the solar cell shown in FIG.
3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it is needless to say that the present invention is not limited to these embodiments and can be modified into various forms.

도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다. In the drawings, the same reference numerals are used for the same or similar parts throughout the specification. In the drawings, the thickness, the width, and the like are enlarged or reduced in order to make the description more clear, and the thickness, width, etc. of the present invention are not limited to those shown in the drawings.

그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다. Wherever certain parts of the specification are referred to as "comprising ", the description does not exclude other parts and may include other parts, unless specifically stated otherwise. Also, when a portion of a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it also includes the case where another portion is located in the middle as well as the other portion. When a portion of a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "directly on" another portion, it means that no other portion is located in the middle.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지를 상세하게 설명한다. Hereinafter, a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지(100)는, 베이스 영역(10)을 포함하는 반도체 기판(110)과, 반도체 기판(110)의 전면 위에 형성되는 제1 패시베이션막(52)과, 반도체 기판(110)의 후면 위에 형성되는 제2 패시베이션막(54)과, 반도체 기판(110)의 전면 쪽에서 제1 패시베이션막(52) 위에 형성되는 전면 전계 영역(20)과, 반도체 기판(110)의 후면 쪽에서 제2 패시베이션막(54) 위에 형성되는 에미터 영역(30)과, 전면 전계 영역(20)에 전기적으로 연결되는 제1 전극(42)과, 에미터 영역(30)에 전기적으로 연결되는 제2 전극(44)을 포함할 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명한다. 1, a solar cell 100 according to the present embodiment includes a semiconductor substrate 110 including a base region 10, a first passivation film 52 formed on a front surface of the semiconductor substrate 110, A second passivation film 54 formed on the rear surface of the semiconductor substrate 110, a front electric field area 20 formed on the first passivation film 52 on the front side of the semiconductor substrate 110, The emitter region 30 formed on the second passivation film 54 at the rear side of the emitter region 110 and the first electrode 42 electrically connected to the front field region 20, And a second electrode 44 connected to the second electrode 44. This will be explained in more detail.

반도체 기판(110)은 결정질 반도체로 구성될 수 있다. 일 예로, 반도체 기판(110)은 단결정 또는 다결정 반도체(일 예로, 단결정 또는 다결정 실리콘)로 구성될 수 있다. 특히, 반도체 기판(110)은 단결정 반도체(예를 들어, 단결정 반도체 웨이퍼, 좀더 구체적으로는, 단결정 실리콘 웨이퍼)로 구성될 수 있다. 이와 같이 반도체 기판(110)이 단결정 반도체(예를 들어, 단결정 실리콘)로 구성되면, 태양 전지(100)가 단결정 반도체 태양 전지(예를 들어, 단결정 실리콘 태양 전지)를 구성하게 된다. 이와 같이 결정성이 높아 결함이 적은 결정질 반도체로 구성되는 반도체 기판(110)을 기반으로 하는 태양 전지(100)가 우수한 전기적 특성을 가질 수 있다. The semiconductor substrate 110 may be formed of a crystalline semiconductor. In one example, the semiconductor substrate 110 may be composed of a single crystal or polycrystalline semiconductor (e.g., single crystal or polycrystalline silicon). In particular, the semiconductor substrate 110 may be composed of a single crystal semiconductor (for example, a single crystal semiconductor wafer, more specifically, a single crystal silicon wafer). Thus, when the semiconductor substrate 110 is made of a single crystal semiconductor (for example, a single crystal silicon), the solar cell 100 constitutes a single crystal semiconductor solar cell (for example, a single crystal silicon solar cell). As described above, the solar cell 100 based on the semiconductor substrate 110 made of a crystalline semiconductor having high crystallinity and having few defects can have excellent electrical characteristics.

본 실시예에서는 반도체 기판(110)에 별도의 도핑 영역이 형성되지 않고 반도체 기판(110)이 베이스 영역(10)만으로 구성될 수 있다. 이와 같이 반도체 기판(110)에 별도의 도핑 영역이 형성되지 않으면, 도핑 영역을 형성할 때 발생할 수 있는 반도체 기판(110)의 손상, 결함 증가 등이 방지되어 반도체 기판(110)이 우수한 패시베이션 특성을 가질 수 있다. 이에 의하여 반도체 기판(110)의 표면에서 발생하는 표면 재결합을 최소화할 수 있다. In this embodiment, the semiconductor substrate 110 may be composed of only the base region 10 without forming a separate doping region in the semiconductor substrate 110. If a separate doping region is not formed in the semiconductor substrate 110 as described above, damage to the semiconductor substrate 110, increase in defects, and the like, which may occur when the doping region is formed, are prevented so that the semiconductor substrate 110 has excellent passivation characteristics Lt; / RTI > Thus, surface recombination occurring on the surface of the semiconductor substrate 110 can be minimized.

본 실시예에서 반도체 기판(110) 또는 베이스 영역(10)은 베이스 도펀트인 제1 도전형 도펀트가 낮은 도핑 농도로 도핑되어 제1 도전형을 가질 수 있다. 이때, 반도체 기판(110) 또는 베이스 영역(10)은 이와 동일한 도전형을 가지는 전면 전계 영역(20)보다 낮은 도핑 농도, 높은 저항 또는 낮은 캐리어 농도를 가질 수 있다. In this embodiment, the semiconductor substrate 110 or the base region 10 may have a first conductivity type doped with a low doping concentration of the first conductivity type dopant, which is a base dopant. At this time, the semiconductor substrate 110 or the base region 10 may have a lower doping concentration, higher resistance, or lower carrier concentration than the front electric field region 20 having the same conductivity type.

반도체 기판(110)의 전면 및/또는 후면은 반사를 방지할 수 있도록 요철(112, 114)을 가질 수 있다. 좀더 구체적으로, 본 실시예에서는 요철(112, 114)은 반도체 기판(110)의 전면(또는 전면 쪽 표면)에 형성되는 제1 요철(112)과 반도체 기판(110)의 후면(후면 쪽 표면)에 형성되는 제2 요철(114)을 포함할 수 있다. 이에 의하여 반도체 기판(110)의 전면 및 후면으로 입사하는 광의 반사를 모두 방지할 수 있어, 본 실시예와 같은 양면 수광형(bi-facial) 구조를 가지는 태양 전지(100)에서의 광 손실을 효과적으로 감소할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 요철(112) 및 제2 요철(114) 중 어느 하나만 형성되는 것도 가능하다. The front surface and / or the rear surface of the semiconductor substrate 110 may have irregularities 112 and 114 to prevent reflection. More specifically, in this embodiment, the concavities and convexities 112 and 114 are formed on the rear surface (rear surface side) of the semiconductor substrate 110 and the first concavities and convexities 112 formed on the front surface (or front surface side surface) And the second concave and convex portions 114 may be formed on the second concave and convex portions. Thus, reflection of light incident on the front surface and the rear surface of the semiconductor substrate 110 can be prevented, and the optical loss in the solar cell 100 having the bi-facial structure similar to that of the present embodiment can be effectively . However, the present invention is not limited to this, and it is also possible that only one of the first irregularities 112 and the second irregularities 114 is formed.

반도체 기판(110)의 전면에 위치하는 제1 요철(112)은 광학적 손실을 최소화할 수 있도록 제1 요철부(112a) 및 제2 요철부(112b)을 포함할 수 있다. 제2 요철부(112b)는 제1 요철부(112a) 위에, 좀더 상세하게는, 제1 요철부(112a)를 구성하는 외면 위에 형성되며 해당 제1 요철부(112a)보다 작은 크기를 가질 수 있다. 이에 따라 제2 요철부(112b)의 평균 크기는 제1 요철부(112a)의 평균 크기보다 작을 수 있고, 제2 요철부(112b)는 제1 요철부(112a)를 구성하는 각각의 외면 위에 적어도 하나 이상, 예를 들어, 복수 개 위치할 수 있다. 이와 같은 제1 요철부(112a)와 제2 요철부(112b)는 서로 다른 방법에 의하여 형성될 수 있다. The first irregularities 112 located on the front surface of the semiconductor substrate 110 may include first irregularities 112a and second irregularities 112b to minimize optical loss. The second concavo-convex portion 112b is formed on the first concavo-convex portion 112a, more specifically, on the outer surface constituting the first concavo-convex portion 112a and may have a smaller size than the first concavo-convex portion 112a have. The average size of the second concave-convex portion 112b may be smaller than the average size of the first concave-convex portion 112a and the second concave-convex portion 112b may be smaller than the average size of the first concave- At least one, e.g., a plurality of, locations. The first irregular portion 112a and the second irregular portion 112b may be formed by different methods.

제1 요철부(112a)는 텍스쳐링(texturing) 공정에 의하여 형성될 수 있다. 이에 의하여 제1 요철부(112a)의 외면은 특정한 결정면들로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 요철부(112a)는 (111)면인 4개의 외면에 의하여 형성되는 대략적인 피라미드 형상을 가질 수 있다. The first irregular portion 112a may be formed by a texturing process. Accordingly, the outer surface of the first concavo-convex portion 112a may be composed of specific crystal faces. For example, the first irregular portion 112a may have a rough pyramid shape formed by four outer surfaces that are (111) surfaces.

제1 요철부(112a)의 평균 크기(일 예로, 제1 요철부(112a)의 높이의 평균 값)는 마이크로미터 수준(예를 들어, 1um 내지 1mm)일 수 있는데, 일 예로, 대략 10um 내지 30um일 수 있다. 평균 크기가 10um 미만인 제1 요철부(112a)의 제조가 어려울 수 있고, 제1 요철부(112a)의 평균 크기를 30um 이하로 형성하면 반사 방지 효과를 향상할 수 있다. 그리고 제1 요철부(112a)의 크기의 편차는 상대적으로 큰 제1 편차를 가질 수 있다. 이와 같은 제1 요철부(112a)는 습식 식각에 의한 비등방 식각에 의하여 형성될 수 있다. 습식 식각에 의하여 제1 요철부(112a)를 형성하면, 간단한 공정에 의하여 짧은 시간 내에 제1 요철부(112a)를 형성할 수 있다. (For example, an average value of the height of the first irregular portion 112a) of the first irregular portion 112a may be a micrometer level (for example, 1um to 1mm), for example, Lt; / RTI > It may be difficult to manufacture the first concave portion 112a having an average size of less than 10 um and the average size of the first concave portion 112a may be formed to be less than 30 um to improve the antireflection effect. The deviation of the size of the first concavo-convex portion 112a may have a relatively large first variation. The first concavo-convex portion 112a may be formed by anisotropic etching by wet etching. When the first irregular portion 112a is formed by wet etching, the first irregular portion 112a can be formed within a short time by a simple process.

제2 요철부(112b)는 제1 요철부(112a)의 외면(예를 들어, (111) 면) 상에 미세한 크기를 가지면서 형성될 수 있다. 제2 요철부(112b)은 뾰족한 단부를 가질 수 있는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제2 요철부(112b)가 라운드진 단부를 가질 수도 있다. The second concavo-convex portion 112b may be formed on the outer surface (for example, the (111) surface) of the first concavo-convex portion 112a while having a minute size. The second concave-convex portion 112b may have a pointed end, but the present invention is not limited thereto and the second concave-convex portion 112b may have rounded ends.

제2 요철부(112b)의 평균 크기(일 예로, 제2 요철부(112b)의 높이의 평균 값)는 나노미터 수준(즉, 1um 이하, 예를 들어, 1nm 내지 1um)일 수 있는데, 일 예로, 대략 100nm 내지 500nm의 크기를 가질 수 있다. 이와 같이 제1 요철부(112a) 위에 이보다 작은 크기의 제2 요철부(112b)를 형성하게 되면 반사 방지 효과를 향상할 수 있다. 평균 크기가 100nm 미만인 제2 요철부(112b)는 제조가 어려울 수 있고, 제2 요철부(112b)의 평균 크기를 500nm 이하로 형성하면 반사 방지 효과를 좀더 향상할 수 있다. 제2 요철부(112b)의 크기 편차는 제1 편차보다 작은 제2 편차를 가질 수 있다. 이는 제2 요철부(112b)의 평균 크기가 더 작기 때문이기도 하며, 제2 요철부(112b)의 공정이 등방성 식각을 기본으로 하여 이루어지기 때문이기도 하다. 이와 같이 본 실시예에서는 균일하고 미세한 제2 요철부(112b)가 제1 요철부(112a)의 외면 상에 형성된다. The average size (for example, the average value of the height of the second concave-convex portion 112b) of the second concave-convex portion 112b may be on the order of nanometers (i.e., 1um or less, for example, 1nm to 1um) For example, it may have a size of about 100 nm to 500 nm. If the second concave-convex portion 112b having a smaller size than the first concave-convex portion 112a is formed in this way, the anti-reflection effect can be improved. The second concavo-convex portion 112b having an average size of less than 100 nm may be difficult to manufacture, and if the average size of the second concavo-convex portion 112b is set to 500 nm or less, the antireflection effect can be further improved. The size variation of the second concave and convex portion 112b may have a second variation smaller than the first variation. This is because the average size of the second concave-convex portion 112b is smaller, and the process of the second concave-convex portion 112b is based on isotropic etching. Thus, in this embodiment, the uniform and fine second concave-convex portion 112b is formed on the outer surface of the first concave-convex portion 112a.

이와 같은 제2 요철부(112b)는 건식 식각에 의하여 등방 식각하여 형성될 수 있다. 건식 식각으로는, 일 예로, 반응성 이온 식각(reactive ion etching, RIE)이 사용될 수 있다. 반응성 이온 식각에 의하면 제2 요철부(112b)를 미세하고 균일하게 형성할 수 있다. 본 발명이 상술한 제2 요철부(112b)의 형상, 평균 크기, 크기 편차 등에 한정되는 것은 아니며, 제2 요철부(112b)의 형상, 평균 크기, 크기 편차 등은 다양하게 변형될 수 있다.The second concavo-convex portion 112b may be formed by isotropic etching by dry etching. As the dry etching, for example, reactive ion etching (RIE) may be used. The second irregular portion 112b can be formed finely and uniformly by reactive ion etching. The shape, average size, size deviation, etc. of the second concavo-convex portion 112b may be variously modified. The present invention is not limited to the shape, the average size, and the size variation of the second concavo-convex portion 112b.

본 실시예에서 반도체 기판(110)의 후면에 형성되는 제2 요철(114)은 제1 요철부(114a)를 구비할 수 있다. 제2 요철(114)의 제1 요철부(114a)에 대해서는 제1 요철(112)의 제1 요철부(112a)에 대한 설명이 그대로 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다. 이와 같이 반도체 기판(110)의 제2 요철(114)이 제1 요철부(114a)만을 구비하여 제1 및 제2 요철부(112a, 112b)를 가지는 제1 요철(112)과 다른 형상을 가지면, 제1 요철(112)에 의하여 광의 입사량이 많은 반도체 기판(110)의 전면에서의 반사를 효과적으로 방지할 수 있고, 제2 요철(114)은 간단한 구조를 가지도록 하여 태양 전지(100)의 제조 공정을 단순화할 수 있다. In this embodiment, the second concave and convex portions 114 formed on the rear surface of the semiconductor substrate 110 may include the first concave and convex portions 114a. The description of the first concavity and convexity 112a of the first concavity and convexity 112 may be applied to the first concavity and convexity 114a of the second concavity and convexity 114, and thus a detailed description thereof will be omitted. When the second concave and convex portions 114 of the semiconductor substrate 110 have different shapes from the first concave and convex portions 112 having the first and second concave and convex portions 112a and 112b with only the first concave and convex portions 114a, Reflection of the light from the front surface of the semiconductor substrate 110 having a large amount of light can be effectively prevented by the first irregularities 112 and the second irregularities 114 can have a simple structure, The process can be simplified.

그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 반도체 기판(110)의 전면에 형성된 제1 요철(112)이 제1 요철부(112a)를 구비하지 않는 것도 가능하고, 및/또는 제2 요철(114)이 형성되지 않는 것도 가능하다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.However, the present invention is not limited thereto. The first irregularities 112 formed on the front surface of the semiconductor substrate 110 may not have the first irregularities 112a and / or the second irregularities 114 may not be formed. Various other variations are possible.

반도체 기판(110)의 전면 위에는 제1 패시베이션막(52)이 형성되고, 반도체 기판(110)의 후면 위에는 제2 패시베이션막(54)이 형성된다. 이에 의하여 반도체 기판(110)의 전면 및 후면을 각기 패시베이션할 수 있다. A first passivation film 52 is formed on the front surface of the semiconductor substrate 110 and a second passivation film 54 is formed on the rear surface of the semiconductor substrate 110. Thus, the front surface and the rear surface of the semiconductor substrate 110 can be passivated.

본 명세서에서는 제1 패시베이션막(52) 및 제2 패시베이션막(54)이라는 용어를 사용하였으나, 제1 패시베이션막(52) 및/또는 제2 패시베이션막(54)이 터널링막으로서의 역할도 수행할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)은 전자 및 정공에게 일종의 배리어(barrier)로 작용하여, 소수 캐리어(minority carrier)가 통과되지 않도록 하고, 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)에 인접한 부분에서 축적된 후에 일정 이상의 에너지를 가지는 다수 캐리어(majority carrier)만이 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)을 각기 통과할 수 있도록 한다. 이때, 일정 이상의 에너지를 가지는 다수 캐리어는 터널링 효과에 의하여 쉽게 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)을 통과할 수 있다. 여기서, 터널링 효과를 충분하게 구현할 수 있도록 패시베이션막(52, 54)의 두께는 전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30)보다 작을 수 있다. Although the terms first passivation film 52 and second passivation film 54 are used in this specification, the first passivation film 52 and / or the second passivation film 54 can also serve as a tunneling film. have. That is, the first and second passivation films 52 and 54 function as a kind of barrier for electrons and holes to prevent the minority carriers from passing therethrough, and the first and second passivation films 52 and 54, Only the majority carriers having a certain energy or more are allowed to pass through the first and second passivation films 52 and 54, respectively. At this time, the majority carriers having a certain energy or more can easily pass through the first and second passivation films 52 and 54 by the tunneling effect. Here, the thickness of the passivation films 52 and 54 may be smaller than the front electric field area 20 and the emitter area 30 in order to sufficiently realize the tunneling effect.

일 예로, 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)이 진성 비정질 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)이 진성 비정질 실리콘(i-a-Si)층으로 이루어질 수 있다. 그러면, 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)이 반도체 기판(110)과 동일한 반도체 물질을 포함하여 유사한 특성을 가지기 때문에 반도체 기판(110)의 표면 특성을 좀더 효과적으로 향상할 수 있다. 이에 의하여 패시베이션 특성을 크게 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 제1 및/또는 제2 패시베이션막(52, 54)이 진성 비정질 실리콘 탄화물(i-a-SiCx)층 또는 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)이 진성 비정질 실리콘 산화물(i-a-SiOx)층을 포함할 수도 있다. 이에 의하면 넓은 에너지 밴드갭에 의한 효과가 향상될 수 있으나, 패시베이션 특성은 진성 비정질 실리콘(i-a-Si)층을 포함하는 경우보다 다소 낮을 수 있다. In one example, the first and second passivation films 52 and 54 may comprise an intrinsic amorphous semiconductor. For example, the first and second passivation films 52 and 54 may be made of an intrinsic amorphous silicon (i-a-Si) layer. Since the first and second passivation films 52 and 54 have similar characteristics including the same semiconductor material as the semiconductor substrate 110, the surface characteristics of the semiconductor substrate 110 can be improved more effectively. As a result, the passivation characteristic can be greatly improved. However, the present invention is not limited thereto. Accordingly, the first and / or second passivation films 52 and 54 may be formed of the intrinsic amorphous silicon carbide (ia-SiCx) layer or the first and second passivation films 52 and 54, . According to this, although the effect due to the wide energy band gap can be improved, the passivation characteristic may be somewhat lower than in the case of including an intrinsic amorphous silicon (i-a-Si) layer.

이때, 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)은 반도체 기판(110)의 전면 및 후면에 각기 전체적으로 형성될 수 있다. 이에 따라 반도체 기판(110)의 전면 및 후면을 전체적으로 패시베이션할 수 있고, 별도의 패터닝 없이 쉽게 형성될 수 있다.At this time, the first and second passivation films 52 and 54 may be formed on the front surface and the rear surface of the semiconductor substrate 110, respectively. Accordingly, the front surface and the rear surface of the semiconductor substrate 110 can be entirely passivated, and can be easily formed without additional patterning.

제1 패시베이션막(52) 위에는 제1 도전형을 가지는 전면 전계 영역(20)이 형성될 수 있다. 그리고 제2 패시베이션막(54) 위에는 제1 도전형과 반대되는 제2 도전형을 가지는 에미터 영역(30)이 위치할 수 있다.On the first passivation film 52, a front electric field area 20 having a first conductivity type may be formed. On the second passivation film 54, an emitter region 30 having a second conductivity type opposite to the first conductivity type may be disposed.

전면 전계 영역(20)은 제1 도전형 도펀트를 포함하여 제1 도전형을 가지는 영역일 수 있다. 그리고 에미터 영역(30)은 제2 도전형 도펀트를 포함하여 제2 도전형을 가지는 영역일 수 있다. 일 예로, 전면 전계 영역(20)이 제1 패시베이션막(52)에 접촉하고 에미터 영역(30)이 제2 패시베이션막(54)에 접촉할 수 있다. 그러면, 태양 전지(100)의 구조가 단순화되고 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)의 터널링 효과가 최대화될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The front electric field area 20 may be a region including the first conductive type dopant and having a first conductive type. The emitter region 30 may include a second conductivity type dopant and may have a second conductivity type. For example, the front field region 20 may contact the first passivation film 52 and the emitter region 30 may contact the second passivation film 54. Then, the structure of the solar cell 100 can be simplified and the tunneling effect of the first and second passivation films 52 and 54 can be maximized. However, the present invention is not limited thereto.

전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30)이 반도체 기판(110) 위에서 반도체 기판(110)과 별개로 형성되므로, 반도체 기판(110) 위에서 쉽게 형성될 수 있도록 전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30)이 반도체 기판(110)과 다른 물질 및/또는 결정 구조를 가질 수 있다. Since the front electric field area 20 and the emitter area 30 are formed separately from the semiconductor substrate 110 on the semiconductor substrate 110 so that the front electric field area 20 and the emitter area 30 can be easily formed on the semiconductor substrate 110, The gate electrode 30 may have a different material and / or crystal structure than the semiconductor substrate 110.

예를 들어, 전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30) 각각은 증착 등의 다양한 방법에 의하여 쉽게 제조될 수 있는 비정질 반도체 등에 제1 또는 제2 도전형 도펀트를 도핑하여 형성될 수 있다. 그러면 전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30)이 간단한 공정에 의하여 쉽게 형성될 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)이 진성 비정질 반도체(일 예로, 진성 비정질 실리콘)으로 구성되면, 우수한 접착 특성, 우수한 전기 전도도 등을 가질 수 있다. For example, each of the front electric field region 20 and the emitter region 30 may be formed by doping a first or second conductive type dopant into an amorphous semiconductor, which can be easily manufactured by various methods such as vapor deposition. Then, the front electric field area 20 and the emitter area 30 can be easily formed by a simple process. At this time, if the first and second passivation films 52 and 54 are made of an intrinsic amorphous semiconductor (for example, intrinsic amorphous silicon) as described above, excellent adhesion properties and excellent electrical conductivity can be obtained.

본 실시예에서 전면 전계 영역(20)의 에너지 밴드갭은 반도체 기판(110)의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다. 이와 유사하게 에미터 영역(30)의 에너지 밴드갭은 반도체 기판(110)의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다. 이에 의하면 에너지 밴드 벤딩이 충분하게 이루어져 정공 또는 전자의 선택적인 수집이 효과적으로 이루어질 수 있다. In this embodiment, the energy band gap of the front electric field area 20 may be larger than the energy band gap of the semiconductor substrate 110. Similarly, the energy band gap of the emitter region 30 may be greater than the energy band gap of the semiconductor substrate 110. According to this, energy band bending is sufficiently performed, so that selective collection of holes or electrons can be effectively performed.

그리고 제1 또는 제2 도전형 도펀트로 사용되는 p형 도펀트로는 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소를 들 수 있고, n형 도펀트로는 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소를 들 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 도펀트가 제1 또는 제2 도전형 도펀트로 사용될 수 있다. Examples of the p-type dopant used as the first or second conductivity type dopant include a Group 3 element such as boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), and indium (In) Group 5 elements such as phosphorus (P), arsenic (As), bismuth (Bi), and antimony (Sb). However, the present invention is not limited thereto, and various dopants may be used as the first or second conductivity type dopant.

일 예로, 제1 도전형을 가지는 반도체 기판(110)과 전면 전계 영역(20)이 n형을 가질 수 있고, 에미터 영역(30)이 p형을 가질 수 있다. 이에 의하면, 반도체 기판(110)이 n형을 가져 캐리어의 수명(life time)이 우수할 수 있다. 이 경우에 반도체 기판(110)과 전면 전계 영역(20)이 n형 도펀트로 인(P)을 포함할 수 있고, 에미터 영역(30)이 p형 도펀트로 보론(B)을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 도전형을 가지는 반도체 기판(110)과 전면 전계 영역(20)이 p형을 가질 수 있고, 에미터 영역(30)이 n형을 가질 수도 있다.For example, the semiconductor substrate 110 having the first conductivity type and the front electric field region 20 may have an n-type, and the emitter region 30 may have a p-type. In this case, the semiconductor substrate 110 has an n-type structure, so that the lifetime of the carrier can be excellent. In this case, the semiconductor substrate 110 and the front electric field region 20 may include phosphorus (P) as an n-type dopant and the emitter region 30 may include boron (B) as a p-type dopant . However, the present invention is not limited thereto, and the semiconductor substrate 110 having the first conductivity type and the front electric field region 20 may have a p-type, and the emitter region 30 may have an n-type.

본 실시예에서 전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30)은 각기 비정질 실리콘(a-Si)층, 비정질 실리콘 산화물(a-SiOx)층, 비정질 실리콘 탄화물(a-SiCx)층, 인듐-갈륨-아연 산화물(indium-gallium-zinc oxide, IGZO)층, 티타늄 산화물(TiOx)층 및 몰리브덴 산화물(MoOx)층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 전면 전계 영역(20) 또는 에미터 영역(30)에 적용되는 비정질 실리콘(a-Si)층, 비정질 실리콘 산화물(a-SiOx)층, 비정질 실리콘 탄화물(a-SiCx)층은 제1 또는 제2 도전형 도펀트로 도핑될 수 있다. 그리고 전면 전계 영역(20) 또는 에미터 영역(30)에 적용되는 인듐-갈륨-아연 산화물층, 티타늄 산화물층 및 몰리브덴 산화물층은 산화물층 내에 포함된 물질 외에 제1 및 제2 도전형 도펀트로 사용되는 3족 원소 또는 5족 원소(예를 들어, 보론, 인) 등을 포함하지 않는다. 인듐-갈륨-아연 산화물층, 티타늄 산화물층 및 몰리브덴 산화물층은 그 자체로 전자 또는 정공을 선택적으로 수집하여 n형 또는 p형 도전형 영역과 동일한 역할을 수행할 수 있다. 좀더 구체적으로, 인듐-갈륨-아연 산화물층은 n형의 도전형을 가질 수 있고, 티타늄 산화물층이 n형을 가질 있고, 및 몰리브덴 산화물층은 p형의 도전형을 가질 수 있다. In this embodiment, the front electric field area 20 and the emitter area 30 are formed of an amorphous silicon (a-Si) layer, an amorphous silicon oxide (a-SiOx) layer, an amorphous silicon carbide (a- (IGZO) layer, a titanium oxide (TiOx) layer, and a molybdenum oxide (MoOx) layer. At this time, the amorphous silicon (a-Si) layer, the amorphous silicon oxide (a-SiOx) layer, and the amorphous silicon carbide (a-SiCx) layer, which are applied to the front electric field area 20 or the emitter area 30, And may be doped with a second conductivity type dopant. The indium-gallium-zinc oxide layer, the titanium oxide layer, and the molybdenum oxide layer, which are applied to the front electric field area 20 or the emitter area 30, are used as first and second conductive type dopants in addition to the materials contained in the oxide layer (For example, boron, phosphorus), and the like. The indium-gallium-zinc oxide layer, the titanium oxide layer, and the molybdenum oxide layer may collect electrons or holes by themselves to perform the same function as the n-type or p-type conductivity type regions. More specifically, the indium-gallium-zinc oxide layer may have an n-type conductivity, the titanium oxide layer may have an n-type, and the molybdenum oxide layer may have a p-type conductivity.

비정질 실리콘(a-Si)층, 비정질 실리콘 산화물(a-SiOx)층, 비정질 실리콘 탄화물(a-SiCx)층은 비록 결정 구조는 반도체 기판(110)과 다르지만 반도체 기판(110)을 구성하는 반도체 물질(일 예로, 실리콘)을 포함하여 반도체 기판(110)과 유사한 특성을 가질 수 있다. 이에 따라 반도체 기판(110)의 반도체 물질과 다른 물질을 포함할 경우에 발생할 수 있는 특성 차이를 최소화할 수 있다. 이 중에서 비정질 실리콘 산화물층, 비정질 실리콘 탄화물층은 높은 에너지 밴드갭을 가져 에너지 밴드 벤딩이 충분히 일어나도록 하여 캐리어를 선택적으로 통과시킬 수 있다. 그리고 인듐-갈륨-아연 산화물(indium-gallium-zinc oxide, IGZO)층, 티타늄 산화물(TiOx)층 및 몰리브덴 산화물(MoOx)층은 넓은 에너지 밴드갭을 가지며 광 흡수율이 낮아 광 손실을 최소화할 수 있다. Although the amorphous silicon (a-Si) layer, the amorphous silicon oxide (a-SiOx) layer and the amorphous silicon carbide (a-SiCx) layer have a crystal structure different from that of the semiconductor substrate 110, (E. G., Silicon). ≪ / RTI > Accordingly, a difference in characteristics that may occur when a semiconductor material other than the semiconductor material of the semiconductor substrate 110 is included can be minimized. Among these, the amorphous silicon oxide layer and the amorphous silicon carbide layer have a high energy band gap, so that the energy band bending can sufficiently occur and the carrier can be selectively passed. In addition, the indium-gallium-zinc oxide (IGZO) layer, the titanium oxide (TiOx) layer and the molybdenum oxide (MoOx) layer have a wide energy bandgap and the light absorption rate is low, .

일 예로, 전면 전계 영역(20)이 광 흡수율이 낮은 인듐-갈륨-아연 산화물층, 티타늄 산화물층 및 몰리브덴 산화물층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이에 의하여 반도체 기판(110)의 전면에 위치한 전면 전계 영역(20)에서 광이 흡수되는 것을 최소화할 수 있다. 그리고 본 실시예에서 전면 전계 영역(20)은 제1 요철부(112a) 및 제2 요철부(112b)를 포함하는 제1 요철(112) 위에 형성되는데, 인듐-갈륨-아연 산화물층, 티타늄 산화물층, 몰리브덴 산화물층 등은 반도체 기판(110)의 표면 결함과 상관 없이 우수한 특성을 가질 수 있다. 반면, 전면 전계 영역(20)이 비정질 실리콘층, 비정질 실리콘 산화물층, 또는 비정질 실리콘 탄화물층을 포함하면 반도체 기판(110)의 표면 결함에 의하여 형성 조건 등이 우수하지 않은 경우에는 전면 전계 영역(20)의 특성이 저하될 수도 있다. In one example, the front electric field region 20 may include at least one of an indium-gallium-zinc oxide layer, a titanium oxide layer, and a molybdenum oxide layer having a low light absorptivity. Accordingly, absorption of light in the front electric field area 20 located on the front surface of the semiconductor substrate 110 can be minimized. In this embodiment, the front electric field area 20 is formed on the first irregularities 112 including the first irregularities 112a and the second irregularities 112b. The indium-gallium-zinc oxide layer, the titanium oxide Layer, a molybdenum oxide layer, and the like may have excellent properties regardless of surface defects of the semiconductor substrate 110. [ On the other hand, if the front electric field area 20 includes an amorphous silicon layer, an amorphous silicon oxide layer, or an amorphous silicon carbide layer, if the formation conditions are not excellent due to surface defects of the semiconductor substrate 110, May be degraded.

그리고 에미터 영역(30)이 비정질 실리콘층, 비정질 실리콘 산화물층 및 비정질 실리콘 탄화물층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 에미터 영역(30)은 반도체 기판(110)과 pn 접합(또는 제2 패시베이션막(54)을 사이에 둔 pin 접합)을 형성하여 광전 변환에 직접 관여하는 층이므로, 반도체 기판(110)과 동일한 반도체 물질(즉, 실리콘)을 포함하여 유사한 특성을 가지도록 하여 캐리어의 이동이 좀더 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다. And the emitter region 30 may comprise at least one of an amorphous silicon layer, an amorphous silicon oxide layer, and an amorphous silicon carbide layer. The emitter region 30 is a layer directly involved in photoelectric conversion by forming a pn junction with the semiconductor substrate 110 (or a pin junction between the second passivation film 54) It is possible to have similar characteristics including a semiconductor material (i.e., silicon) so that the carrier can be moved more effectively.

본 실시예에서 에미터 영역(30)의 두께가 전면 전계 영역(20)보다 클 수 있다. 즉, 광전 변환에 직접 관여하는 에미터 영역(30)이 반도체 기판(110)의 후면에 위치하여 전면으로의 광 흡수를 방해하지 않으면서 위치하기 때문에 상대적으로 두껍게 형성할 수 있다. 그리고 전면 전계 영역(20)은 광전 변환에 직접 관여하지 않으며 반도체 기판(110)의 전면에 위치하여 전면으로의 광 흡수에 관계되므로 상대적으로 얇게 형성될 수 있다. 또한, 에미터 영역(30)이 p형을 가질 경우에 에미터 영역(30)이 보론(B)으로 도핑될 수 있는데 보론은 작은 크기를 가져 쉽게 확산될 수 있으므로 에미터 영역(30)의 두께를 충분하게 확보하여 도펀트가 반도체 기판(110)으로 많이 도핑되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 에미터 영역(30)에 포함되는 도펀트가 반도체 기판(110)으로 많이 도핑되면 태양 전지(100)의 열화가 일어날 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 에미터 영역(30)이 n형을 가질 경우에도 에미터 영역(30)의 두께가 전면 전계 영역(20)보다 클 수 있다. In this embodiment, the thickness of the emitter region 30 may be larger than the total electric field region 20. [ That is, since the emitter region 30 directly involved in the photoelectric conversion is located on the rear surface of the semiconductor substrate 110 and does not interfere with light absorption to the front surface, the emitter region 30 can be formed relatively thick. Since the front electric field area 20 is not directly involved in photoelectric conversion but is located on the front surface of the semiconductor substrate 110 and is related to light absorption to the front surface, the front electric field area 20 may be relatively thin. In addition, when the emitter region 30 has a p-type, the emitter region 30 can be doped with boron (B). Since the boron can be easily diffused due to its small size, the thickness of the emitter region 30 So that it is possible to prevent the dopant from being heavily doped into the semiconductor substrate 110. Here, if the dopant included in the emitter region 30 is heavily doped into the semiconductor substrate 110, deterioration of the solar cell 100 may occur. However, the present invention is not limited thereto, and even when the emitter region 30 has the n-type, the thickness of the emitter region 30 may be larger than the total electric field region 20. [

일 예로, 전면 전계 영역(20)의 두께 : 에미터 영역(30)의 두께의 비율이 1:1.5 내지 1:5.5일 수 있다. 상술한 비율이 1:1.5 미만이면, 에미터 영역(30)이 충분한 두께를 가지지 않아 에미터 영역(30)에 의한 광전 변환이 원활하지 않을 수 있다. 상술한 비율이 1:5.5를 초과하면, 전면 전계 영역(20)의 두께가 너무 얇아 충분한 역할을 하기 어렵거나 에미터 영역(30)의 두께가 커져서 제조 시간이 길어지고 캐리어의 이동 거리가 늘어나서 캐리어 수집 효율이 낮을 수 있다. For example, the ratio of the thickness of the front electric field area 20 to the thickness of the emitter area 30 may be 1: 1.5 to 1: 5.5. If the ratio is less than 1: 1.5, the emitter region 30 does not have a sufficient thickness, so that the photoelectric conversion by the emitter region 30 may not be smooth. If the ratio is more than 1: 5.5, the thickness of the front electric field area 20 is too thin to sufficiently play a role, or the thickness of the emitter area 30 is increased to make the manufacturing time longer, Collection efficiency may be low.

그리고 제2 패시베이션막(54)의 두께가 제1 패시베이션막(52)의 두께와 같거나 이보다 클 수 있다. 일 예로, 제2 패시베이션막(54)의 두께가 제1 패시베이션막(52)의 두께보다 클 수 있다. 이는 에미터 영역(30)이 전면 전계 영역(20)보다 두껍게 형성되는 것을 고려하여 에미터 영역(30)의 도펀트가 원하지 않게 반도체 기판(110)으로 도핑되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 에미터 영역(30)이 p형을 가질 경우에 에미터 영역(30)에 포함되는 보론이 반도체 기판(110)으로 많이 도핑되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제1 패시베이션막(52) : 제2 패시베이션막(54)의 두께 비율이 1:1 내지 1:2.5일 수 있다. 이러한 비율은 반도체 기판(110)의 패시베이션 특성, 에미터 영역(30)의 도펀트의 특성 등을 고려한 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The thickness of the second passivation film 54 may be equal to or greater than the thickness of the first passivation film 52. For example, the thickness of the second passivation film 54 may be greater than the thickness of the first passivation film 52. This can prevent the dopant of the emitter region 30 from being undesirably doped into the semiconductor substrate 110 in consideration of the fact that the emitter region 30 is formed thicker than the front electric field region 20. [ In particular, when the emitter region 30 has a p-type, the boron contained in the emitter region 30 can be prevented from being highly doped into the semiconductor substrate 110. For example, the thickness ratio of the first passivation film 52: second passivation film 54 may be 1: 1 to 1: 2.5. These ratios take into account the passivation characteristics of the semiconductor substrate 110, the characteristics of the dopant in the emitter region 30, and the like, but the present invention is not limited thereto.

그리고 제1 패시베이션막(52)의 두께에 대한 전면 전계 영역(20)의 두께의 비율보다 제2 패시베이션막(54)의 두께에 대한 에미터 영역(30)의 두께의 비율이 클 수 있다. 이는 에미터 영역(30)의 두께가 전면 전계 영역(20)의 두께보다 상대적으로 많이 크기 때문이다. 일 예로, 제1 패시베이션막(52)의 두께 : 전면 전계 영역(20)의 두께의 비율이 1:1 내지 1:2이고, 제2 패시베이션막(54)의 두께 : 에미터 영역(30)의 두께의 비율이 1:2 내지 1:5일 수 있다. 제1 패시베이션막(52)의 두께 : 전면 전계 영역(20)의 두께의 비율이 1:1 미만이거나 제2 패시베이션막(54)의 두께 : 에미터 영역(30)의 두께의 비율이 1:2 미만이면, 전면 전계 영역(20) 또는 에미터 영역(30)의 역할을 충분하게 수행하기 어려울 수 있다. 제1 패시베이션막(52)의 두께 : 전면 전계 영역(20)의 두께의 비율이 1:2를 초과하거나 제2 패시베이션막(54)의 두께 : 에미터 영역(30)의 두께의 비율이 1:5를 초과하면, 제1 또는 제2 패시베이션막(52, 54)의 두께가 충분하지 않아 패시베이션 특성이 저하되거나 전면 전계 영역(20) 또는 에미터 영역(30)의 두께가 상대적으로 커져서 캐리어의 이동 효율이 저하될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The ratio of the thickness of the emitter region 30 to the thickness of the second passivation film 54 may be larger than the ratio of the thickness of the front field region 20 to the thickness of the first passivation film 52. [ This is because the thickness of the emitter region 30 is larger than the thickness of the front electric field region 20. The ratio of the thickness of the first passivation film 52 to the thickness of the front field region 20 is 1: 1 to 1: 2 and the thickness of the second passivation film 54 is the thickness of the emitter region 30 Thickness ratio may be from 1: 2 to 1: 5. The ratio of the thickness of the first passivation film 52 to the thickness of the front field region 20 is less than 1: 1 or the ratio of the thickness of the second passivation film 54 to the thickness of the emitter region 30 is 1: 2 , It may be difficult to sufficiently perform the role of the front electric field area 20 or the emitter area 30. The ratio of the thickness of the first passivation film 52 to the thickness of the front field region 20 exceeds 1: 2 or the ratio of the thickness of the second passivation film 54 to the thickness of the emitter region 30 becomes 1: If the thickness of the first or second passivation film 52 or 54 is insufficient, the passivation property may be lowered or the thickness of the front electric field area 20 or the emitter area 30 may be relatively large, The efficiency may be lowered. However, the present invention is not limited thereto.

또는, 일 예로, 전면 전계 영역(20)의 두께가 1nm 내지 10nm(일 예로, 3nm 내지 5.7nm)이고, 에미터 영역(30)의 두께가 3nm 내지 15nm(일 예로, 8nm 내지 17.6nm)일 수 있다. 그리고 제1 패시베이션막(52)의 두께가 1nm 내지 5nm이고, 제2 패시베이션막(54)의 두께가 1nm 내지 7nm일 수 있다. 이러한 범위는 전면 전계 영역(20), 에미터 영역(30), 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)이 각기 상술한 효과를 충분하게 나타낼 수 있도록 한정된 것이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. Alternatively, for example, the thickness of the front electric field area 20 is 1 nm to 10 nm (for example, 3 nm to 5.7 nm) and the thickness of the emitter area 30 is 3 nm to 15 nm (for example, 8 nm to 17.6 nm) . The thickness of the first passivation film 52 may be 1 nm to 5 nm, and the thickness of the second passivation film 54 may be 1 nm to 7 nm. This range is limited so that the front electric field area 20, the emitter area 30, and the first and second passivation films 52 and 54 can sufficiently exhibit the above-described effects. However, the present invention is not limited thereto.

전면 전계 영역(20) 위에는 이에 전기적으로 연결되는 제1 전극(42)이 위치(일 예로, 접촉)하고, 에미터 영역(30) 위에는 이에 전기적으로 연결되는 제2 전극(44)이 위치(일 예로, 접촉)한다. A first electrode 42 electrically connected to the front electric field area 20 is positioned (for example, in contact) on the front electric field area 20 and a second electrode 44 electrically connected to the emitter area 30 is positioned For example, contact).

제1 전극(42)은 전면 전계 영역(20) 위에 차례로 적층되는 제1 투명 전극층(421) 및 제1 금속 전극층(422)을 포함할 수 있다. The first electrode 42 may include a first transparent electrode layer 421 and a first metal electrode layer 422 that are sequentially stacked on the front electric field area 20. [

여기서, 제1 투명 전극층(421)은 전면 전계 영역(20) 위에서 전체적으로 형성(일 예로, 접촉)될 수 있다. 전체적으로 형성된다고 함은, 빈 공간 또는 빈 영역 없이 전면 전계 영역(20)의 전체를 덮는 것뿐만 아니라, 불가피하게 일부 부분이 형성되지 않는 경우를 포함할 수 있다. 이와 같이 제1 투명 전극층(421)이 전면 전계 영역(20) 위에 전체적으로 형성되면, 캐리어가 제1 투명 전극층(421)을 통하여 쉽게 제1 금속 전극층(422)까지 도달할 수 있어, 수평 방향에서의 저항을 줄일 수 있다. 비정질 반도체층 등으로 구성되는 전면 전계 영역(20)의 결정성이 상대적으로 낮아 캐리어의 이동도(mobility)가 낮을 수 있으므로, 제1 투명 전극층(421)을 구비하여 캐리어가 수평 방향으로 이동할 때의 저항을 저하시키는 것이다. Here, the first transparent electrode layer 421 may be entirely formed (e.g., in contact with) the front electric field area 20. The formation as a whole may include not only covering the entire front electric field area 20 without voids or voids, but also inevitably a case where some parts are not formed. When the first transparent electrode layer 421 is formed entirely on the front electric field area 20, the carrier can easily reach the first metal electrode layer 422 through the first transparent electrode layer 421, The resistance can be reduced. The mobility of the carrier may be low because the crystallinity of the entire electric field area 20 composed of the amorphous semiconductor layer or the like is relatively low and the mobility of the carrier may be low. Therefore, when the carrier is provided with the first transparent electrode layer 421, Thereby lowering the resistance.

이와 같이 제1 투명 전극층(421)이 전면 전계 영역(20) 위에서 전체적으로 형성되므로 광을 투과할 수 있는 물질(투과성 물질)로 구성될 수 있다. 즉, 제1 투명 전극층(421)은 투명 전도성 물질로 이루어져서 광의 투과를 가능하게 하면서 캐리어를 쉽게 이동할 수 있도록 한다. 이에 따라 제1 투명 전극층(421)을 전면 전계 영역(20) 위에 전체적으로 형성하여도 광의 투과를 차단하지 않는다. Since the first transparent electrode layer 421 is formed entirely over the front electric field area 20, it can be made of a material (transmissive material) capable of transmitting light. That is, the first transparent electrode layer 421 is made of a transparent conductive material so that the carrier can be easily moved while allowing transmission of light. Accordingly, even if the first transparent electrode layer 421 is entirely formed on the front electric field area 20, the transmission of light is not blocked.

일 예로, 제1 투명 전극층(421)은 인듐-틴 산화물(indium tin oxide, ITO), 알루미늄-아연 산화물(aluminum zinc oxide, AZO), 보론-아연 산화물(boron zinc oxide, BZO), 인듐-텅스텐 산화물(indium tungsten oxide, IWO) 및 인듐-세슘 산화물(indium cesium oxide, ICO) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 나아가, 제1 투명 전극층(421)은 티타늄(Ti)과 탄탈륨(Ta)가 도핑된 인듐 산화물(indium oxide), 즉 인듐-티타늄-탄탈륨 산화물일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 투명 전극층(421) 그 외의 다양한 물질을 포함할 수 있다. For example, the first transparent electrode layer 421 may include indium tin oxide (ITO), aluminum zinc oxide (AZO), boron zinc oxide (BZO), indium tungsten And may include at least one of indium tungsten oxide (IWO) and indium cesium oxide (ICO). Furthermore, the first transparent electrode layer 421 may be indium oxide doped with titanium (Ti) and tantalum (Ta), that is, indium-titanium-tantalum oxide. However, the present invention is not limited thereto and may include the first transparent electrode layer 421 and various other materials.

이때, 본 실시예의 제1 투명 전극층(421)은 상술한 물질을 주요 물질로 하면서 수소를 포함할 수 있다. 즉, 제1 투명 전극층(421)은 수소를 포함하는, 인듐-틴 산화물(ITO:H), 수소를 포함하는 알루미늄-아연 산화물(AZO:H), 수소를 포함하는 보론-아연 산화물(BZO:H), 수소를 포함하는 인듐-텅스텐 산화물(IWO:H) 및 수소를 포함하는 인듐-세슘 산화물(ICO:H) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. At this time, the first transparent electrode layer 421 of the present embodiment may contain hydrogen while using the above-described material as a main material. That is, the first transparent electrode layer 421 may be formed of indium-tin oxide (ITO: H) containing hydrogen, aluminum-zinc oxide (AZO: H) containing hydrogen, boron- H), indium-tungsten oxide (IWO: H) containing hydrogen, and indium-cesium oxide (ICO: H) containing hydrogen.

제1 투명 전극층(421)은 증착에 의하여 형성될 수 있는데, 증착 시에 수소 가스를 함께 주입하면 제1 투명 전극층(421)에 수소가 포함될 수 있다. 이와 같이 제1 투명 전극층(421)이 수소를 포함하면 전자 또는 정공의 이동도(mobility)가 개선될 수 있으며 투과도가 향상될 수 있다.The first transparent electrode layer 421 may be formed by vapor deposition. When hydrogen gas is injected at the time of deposition, hydrogen may be included in the first transparent electrode layer 421. When the first transparent electrode layer 421 includes hydrogen, the mobility of electrons or holes can be improved and the transmittance can be improved.

일 예로, 본 실시예에서 제1 투명 전극층(421)은 ICO:H를 사용하여 광학적 특성을 좀더 향상할 수 있다. 이를 좀더 구체적으로 설명한다. 아래 표 1에 ITO, IWO, ICO, ICO:H의 비저항, 캐리어 밀도, 이동도를 나타내었다. For example, in this embodiment, the first transparent electrode layer 421 can further improve its optical characteristics by using ICO: H. This will be explained in more detail. Table 1 below shows the resistivity, carrier density and mobility of ITO, IWO, ICO, ICO: H.

ITOITO IWOIWO ICOICO ICO:HICO: H 비저항 [ohm*cm]Resistivity [ohm * cm] 1.98E-041.98E-04 3.85E-043.85E-04 3.57E-043.57E-04 2.23E-042.23E-04 캐리어 밀도[/cm3]Carrier density [/ cm 3 ] 9.00E+209.00E + 20 2.50E+202.50E + 20 2.50E+202.50E + 20 2.00E+202.00E + 20 이동도 [cm2/V*s]Mobility [cm 2 / V * s] 3535 6565 7070 130~145130 ~ 145

표 1을 참조하면, ITO는 비저항은 다소 낮은 값이기는 하지만, 이를 구성하는 전기적 특성을 구체적으로 살펴보면 캐리어 밀도가 높고 이동도가 매우 낮다. IWO 및 ICO는 ITO에 비하여 캐리어 밀도가 낮고 이동도가 조금 높은 수준으로 비저항이 ITO보다 큰 것을 알 수 있다. 반면, ICO:H는 ITO와 유사한 비저항 수준을 가지면서도 캐리어 밀도가 낮은 수준이면서 수소를 포함하지 않은 ITO, IWO, ICO에 비하여 이동도가 매우 높은 것을 알 수 있다. 이와 같이 낮은 캐리어 밀도 및 높은 이동도를 가지는 ICO:H는 낮은 비저항을 가지면서도 자유 캐리어에 의한 광 흡수를 낮추는 것에 의하여 투과도를 향상할 수 있다. 이에 따라 ICO:H는 낮은 비저항에 의하여 우수한 전기적 특성을 가지면서 투과도를 향상하여 우수한 광학적 특성을 가질 수 있다. 이러한 우수한 광학적 특성은, 광을 직접 이용하지 않은 다른 전기 장치(예를 들어, 디스플레이 장치, 반도체 등)보다, 광을 이용하여 광전 변환을 수행하는 태양 전지에서 우수한 효과를 나타낼 수 있다. Referring to Table 1, although the specific resistance of ITO is a somewhat lower value, the electrical characteristics constituting the ITO have a high carrier density and a very low mobility. IWO and ICO have lower carrier density and higher mobility than ITO and have higher resistivity than ITO. On the other hand, ICO: H has a similar resistivity level to that of ITO, but has a carrier density lower than that of ITO, IWO and ICO which do not contain hydrogen. ICO: H having such low carrier density and high mobility can improve the transmittance by lowering the light absorption by free carriers while having a low resistivity. Accordingly, ICO: H has excellent electrical characteristics due to low resistivity, and can improve the transmittance and have excellent optical characteristics. Such superior optical characteristics can exhibit excellent effects in a solar cell that performs photoelectric conversion by using light rather than other electric devices (e.g., display devices, semiconductors, etc.) that do not directly use light.

본 실시예에서는 제1 투명 전극층(421) 위에 패턴을 가지는 제1 금속 전극층(422)이 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 금속 전극층(422)은 제1 투명 전극층(421)에 접촉 형성되어 제1 전극(42)의 구조를 단순화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 투명 전극층(421)과 제1 금속 전극층(422) 사이에 별도의 층이 존재하는 등의 다양한 변형이 가능하다. In this embodiment, a first metal electrode layer 422 having a pattern may be formed on the first transparent electrode layer 421. For example, the first metal electrode layer 422 may be formed in contact with the first transparent electrode layer 421 to simplify the structure of the first electrode 42. However, the present invention is not limited to this, and various modifications such as the existence of a separate layer between the first transparent electrode layer 421 and the first metal electrode layer 422 are possible.

제1 투명 전극층(421) 위에 위치하는 제1 금속 전극층(422)은 제1 투명 전극층(421)보다 우수한 전기 전도도를 가지는 물질로 구성될 수 있다. 이에 의하여 제1 금속 전극층(422)에 의한 캐리어 수집 효율, 저항 저감 등의 특성을 좀더 향상할 수 있다. 일 예로, 제1 금속 전극층(422)은 우수한 전기 전도도를 가지는 불투명한 또는 제1 투명 전극층(421)보다 투명도가 낮은 금속으로 구성될 수 있다. The first metal electrode layer 422 located on the first transparent electrode layer 421 may be formed of a material having a higher electric conductivity than the first transparent electrode layer 421. Thus, characteristics such as carrier collection efficiency and resistance reduction by the first metal electrode layer 422 can be further improved. For example, the first metal electrode layer 422 may be composed of an opaque metal having a good electrical conductivity or a metal having a lower transparency than the first transparent electrode layer 421.

이와 같이 제1 금속 전극층(422)은 불투명하거나 투명도가 낮아 광의 입사를 방해할 수 있으므로 쉐이딩 손실(shading loss)를 최소화할 수 있도록 일정한 패턴을 가질 수 있다. 이에 의하여 제1 금속 전극층(422)이 형성되지 않은 부분으로 광이 입사할 수 있도록 한다. 제1 금속 전극층(422)의 평면 형상은 도 2를 참조하여 추후에 좀더 상세하게 설명한다. As described above, the first metal electrode layer 422 may be opaque or have a low transparency and may interfere with the incidence of light, so that it may have a certain pattern so as to minimize shading loss. Thus, light can be incident on a portion where the first metal electrode layer 422 is not formed. The planar shape of the first metal electrode layer 422 will be described later in more detail with reference to FIG.

제2 전극(44)은 에미터 영역(30) 위에 차례로 적층되는 제2 투명 전극층(441) 및 제2 금속 전극층(442)을 포함할 수 있다. 제2 전극(44)이 에미터 영역(30) 위에 위치한다는 점을 제외하고는 제2 전극(44)의 제2 투명 전극층(441) 및 제2 금속 전극층(442)의 역할, 물질, 형상 등이 제1 전극(42)의 제1 투명 전극층(421) 및 제1 금속 전극층(422)의 역할, 물질, 형상 등과 동일하므로 이에 대한 설명이 그대로 적용될 수 있다. The second electrode 44 may include a second transparent electrode layer 441 and a second metal electrode layer 442 that are sequentially stacked on the emitter region 30. [ Material, shape, etc. of the second transparent electrode layer 441 and the second metal electrode layer 442 of the second electrode 44, except that the second electrode 44 is located on the emitter region 30, Material, shape and the like of the first transparent electrode layer 421 and the first metal electrode layer 422 of the first electrode 42 are the same as those of the first transparent electrode layer 421 and the first metal electrode layer 422.

본 실시예에서는 제1 투명 전극층(421)의 두께가 제2 투명 전극층(441)의 두께보다 클 수 있다. 즉, 제1 투명 전극층(421)이 광의 반사를 방지할 수 있는 반사 방지막으로서의 역할을 할 수 있도록 상대적으로 큰 두께를 가지고, 반사 방지막으로서의 역할이 크게 필요하지 않은 제2 투명 전극층(441)은 상대적으로 작은 두께를 가질 수 있다. The thickness of the first transparent electrode layer 421 may be greater than the thickness of the second transparent electrode layer 441 in this embodiment. That is, the second transparent electrode layer 441, which has a relatively large thickness and does not require a large role as an antireflection film so that the first transparent electrode layer 421 can serve as an antireflection film capable of preventing reflection of light, And can have a small thickness.

일 예로, 제2 투명 전극층(441) : 제1 투명 전극층(421)의 두께 비율이 1:1.1 내지 1:4(일 예로, 1:1.2 내지 1:2.25)일 수 있다. 상기 두께 비율이 1:1.1 미만이면, 제2 투명 전극층(441)의 반사 방지막으로서의 역할이 충분하지 않을 수 있다. 상기 두께 비율이 1:4를 초과하면, 제2 투명 전극층(441)의 두께가 충분하지 않아 전기적 특성이 저하되거나 제1 투명 전극층(421)의 두께가 커져서 제조 비용, 제조 시간 등이 증가할 수 있다. 상기 비율이 1:1.2 내지 1:1.25이면 제1 및 제2 투명 전극층(421, 441)에 의한 효과를 충분하게 발휘할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. For example, the ratio of the thickness of the second transparent electrode layer 441: the first transparent electrode layer 421 may be 1: 1.1 to 1: 4 (for example, 1: 1.2 to 1: 2.25). If the thickness ratio is less than 1: 1.1, the second transparent electrode layer 441 may not have a sufficient role as an antireflection film. If the thickness ratio is more than 1: 4, the thickness of the second transparent electrode layer 441 is not sufficient, so that the electrical characteristics are lowered or the thickness of the first transparent electrode layer 421 is increased, have. If the ratio is 1: 1.2 to 1: 1.25, the effects of the first and second transparent electrode layers 421 and 441 can be sufficiently exerted. However, the present invention is not limited thereto.

또는, 일 예로, 제1 투명 전극층(421)의 두께가 70nm 내지 90nm이고, 제2 투명 전극층(441)의 두께가 50nm 내지 80nm일 수 있다. 이러한 범위는 제1 및 제2 투명 전극층(421, 441)이 각기 원하는 특성을 충분하게 구현할 수 있도록 한정된 것이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Alternatively, for example, the thickness of the first transparent electrode layer 421 may be 70 nm to 90 nm, and the thickness of the second transparent electrode layer 441 may be 50 nm to 80 nm. This range is limited so that the first and second transparent electrode layers 421 and 441 can sufficiently realize desired characteristics. However, the present invention is not limited thereto.

이때, 본 실시예에서 제1 및 제2 전극(42, 44)에서 제1 금속 전극층(422, 442)은 저온 소성(일 예로, 300℃ 이하의 공정 온도의 소성)에 의하여 소성될 수 있는 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 금속 전극층(422, 442)은 일정한 금속 화합물(일 예로, 산소를 포함하는 산화물, 탄소를 포함하는 탄화물, 황을 포함하는 황화물) 등으로 구성되는 유리 프릿(glass frit)을 구비하지 않고, 전도성 물질과 수지(바인더, 경화제, 첨가제)만을 포함할 수 있다. 유리 프릿을 구비하지 않아 저온에서도 쉽게 소성될 수 있도록 하기 위함이다. 전도성 물질로는 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등을 포함할 수 있으며, 수지로는 셀룰오스계 또는 페놀릭계 등의 바인더, 아민계 등의 경화제 등을 포함할 수 있다. In this embodiment, the first metal electrode layers 422 and 442 of the first and second electrodes 42 and 44 are formed of a material that can be fired by low-temperature firing (for example, firing at a process temperature of 300 ° C or less) ≪ / RTI > For example, the first metal electrode layers 422 and 442 may include glass frit composed of a certain metal compound (for example, an oxide containing oxygen, a carbide containing carbon, a sulfide containing sulfur) But may include only conductive materials and resins (binders, curing agents, additives). So that the glass frit can be easily fired even at a low temperature. The conductive material may include silver (Ag), aluminum (Al), copper (Cu), etc. The resin may include a binder such as a cellulosic or phenolic resin, and a hardener such as an amine.

이와 같이 본 실시예에서는 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442)이 각기 제1 및 제2 투명 전극층(421, 441)에 접촉하여 형성되므로, 절연막 등을 관통하는 파이어 스루(fire-through)가 요구되지 않는다. 이에 따라 유리 프릿을 제거한 저온 소성 페이스트를 사용하는데, 이와 같이 제1 금속 전극층(422, 442)은 유리 프릿을 구비하지 않고 전도성 물질과 수지만을 구비하므로 전도성 물질이 소결(sintering)되어 서로 연결되지 않고 서로 접촉하여 응집(aggregation)되어서 전도성을 가질 수 있다. Since the first and second metal electrode layers 422 and 442 are formed in contact with the first and second transparent electrode layers 421 and 441 in this embodiment, Is not required. Since the first metal electrode layers 422 and 442 do not have the glass frit but are made of the conductive material and the resin, the conductive material is sintered and connected to each other by using the low temperature firing paste from which the glass frit is removed. They can be brought into contact with each other and aggregated to have conductivity.

또는, 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442)이 도금에 의하여 형성될 수도 있다.Alternatively, the first and second metal electrode layers 422 and 442 may be formed by plating.

상술한 제1 및 제2 전극(42, 44)의 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442)의 평면 형상을 도 2를 참조하여 좀더 상세하게 설명한다. The planar shapes of the first and second metal electrode layers 422 and 442 of the first and second electrodes 42 and 44 will be described in more detail with reference to FIG.

도 2는 도 1에 도시한 태양 전지(100)의 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442)의 평면도이다. 도 2에서는 반도체 기판(110)과 제1 및 제2 전극(42, 44)의 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442)을 위주로 도시하였다. FIG. 2 is a plan view of the first and second metal electrode layers 422 and 442 of the solar cell 100 shown in FIG. In FIG. 2, the semiconductor substrate 110 and the first and second metal electrode layers 422 and 442 of the first and second electrodes 42 and 44 are mainly shown.

도 2를 참조하면, 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442)은 각기 일정한 피치를 가지면서 서로 이격되는 복수의 핑거 전극(42a, 44a)을 포함할 수 있다. 도면에서는 핑거 전극(42a, 44a)이 서로 평행하며 반도체 기판(110)의 가장자리에 평행한 것을 예시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442)은 각기 핑거 전극들(42a, 44a)과 교차하는 방향으로 형성되어 핑거 전극(42a, 44a)을 연결하는 버스바 전극(42b, 44b)을 포함할 수 있다. 이러한 버스 전극(42b, 44b)은 하나만 구비될 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 같이, 핑거 전극(42a, 44a)의 피치보다 더 큰 피치를 가지면서 복수 개로 구비될 수도 있다. 이때, 핑거 전극(42a, 44a)의 폭보다 버스바 전극(42b, 44b)의 폭이 클 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 버스바 전극(42b, 44b)의 폭이 핑거 전극(42a, 44a)의 폭과 동일하거나 그보다 작은 폭을 가질 수 있다. Referring to FIG. 2, the first and second metal electrode layers 422 and 442 may include a plurality of finger electrodes 42a and 44a spaced from each other with a predetermined pitch. Although the finger electrodes 42a and 44a are parallel to each other and parallel to the edge of the semiconductor substrate 110, the present invention is not limited thereto. The first and second metal electrode layers 422 and 442 include bus bar electrodes 42b and 44b formed in a direction crossing the finger electrodes 42a and 44a and connecting the finger electrodes 42a and 44a can do. Only one bus electrode 42b or 44b may be provided or a plurality of bus electrodes 42b and 44b may be provided with a larger pitch than the pitch of the finger electrodes 42a and 44a as shown in FIG. At this time, the width of the bus bar electrodes 42b and 44b may be larger than the width of the finger electrodes 42a and 44a, but the present invention is not limited thereto. Therefore, the width of the bus bar electrodes 42b and 44b may be equal to or smaller than the width of the finger electrodes 42a and 44a.

도면에서는 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442)이 서로 동일한 평면 형상을 가지는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 금속 전극층(422)의 핑거 전극(42a) 및 버스바 전극(42b)의 폭, 피치 등은 제2 금속 전극층(442)의 핑거 전극(44a) 및 버스바 전극(44b)의 폭, 피치 등과 서로 다른 값을 가질 수 있다. 또한, 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442)의 평면 형상이 서로 다른 것도 가능하며, 그 외의 다양한 변형이 가능하다. In the drawing, the first and second metal electrode layers 422 and 442 have the same planar shape. The width and the pitch of the finger electrode 42a and the bus bar electrode 42b of the first metal electrode layer 422 are not limited to the width of the finger electrode 44a of the second metal electrode layer 442, The width, the pitch, and the like of the bar electrode 44b. Also, the first and second metal electrode layers 422 and 442 may have different planar shapes, and various other modifications are possible.

이와 같이 본 실시예에서는 태양 전지(100)의 제1 및 제2 전극(42, 44) 중에 불투명한 또는 금속을 포함하는 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442)이 일정한 패턴을 가져 반도체 기판(110)의 전면 및 후면으로 광이 입사될 수 있는 양면 수광형(bi-facial) 구조를 가진다. 이에 의하여 태양 전지(100)에서 사용되는 광량을 증가시켜 태양 전지(100)의 효율 향상에 기여할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제2 전극(44)의 제2 금속 전극층(442)이 반도체 기판(110)의 후면 쪽에서 전체적으로 형성되는 구조를 가지는 것도 가능하다. 이에 대해서는 추후에 도 5 및 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다. As described above, in this embodiment, the first and second metal electrode layers 422 and 442, which are opaque or contained in the first and second electrodes 42 and 44 of the solar cell 100, have a certain pattern, And has a bi-facial structure in which light can be incident on the front surface and the rear surface of the substrate 110. Accordingly, the amount of light used in the solar cell 100 can be increased to contribute to the efficiency improvement of the solar cell 100. However, the present invention is not limited thereto, and it is also possible that the second metal electrode layer 442 of the second electrode 44 is formed entirely on the rear side of the semiconductor substrate 110. This will be described in detail later with reference to FIG. 5 and FIG.

본 실시예에 따르면, 전면 전계 영역(20)이 제1 패시베이션층(52)을 사이에 두고 반도체 기판(110)의 전면 쪽에 위치하고 에미터 영역(30)이 제2 패시베이션층(54)을 사이에 두고 반도체 기판(110)의 후면 쪽에 위치한다. 이에 의하여, 전면 전계 영역(20)의 두께를 상대적으로 작게 하여 광 손실을 최소화할 수 있으며, 에미터 영역(30)의 두께를 상대적으로 크게 하여 광전 변환이 원활하게 이루어지도록 하고 패시베이션 특성을 향상할 수 있다. 그리고 반도체 기판(110)이 도핑 영역을 구비하지 않고 베이스 영역(10)으로만 이루어져 우수한 패시베이션 특성을 가질 수 있다. 이와 함께, 반도체 기판(110)의 전면 쪽에 위치하는 제1 패시베이션막(52) 및 제1 투명 전극층(421)과, 반도체 기판(110)의 후면 쪽에 위치하는 제2 패시베이션막(54) 및 제2 투명 전극층(441)의 두께 관계, 두께 비율, 그리고 전면 전계 영역(20), 에미터 영역(30), 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54) 및 제1 및 제2 투명 전극층(421, 441)의 물질 등을 함께 한정하여, 패시베이션 특성을 최대화하고 전류 밀도를 극대화할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지(100)의 효율을 최대화할 수 있다. The front field region 20 is located on the front side of the semiconductor substrate 110 with the first passivation layer 52 therebetween and the emitter region 30 is located between the second passivation layer 54, And is located on the rear side of the semiconductor substrate 110. [ As a result, the thickness of the front electric field area 20 can be made relatively small to minimize the light loss, and the thickness of the emitter area 30 can be relatively increased, so that the photoelectric conversion can be smoothly performed and the passivation property can be improved . In addition, the semiconductor substrate 110 does not have a doped region but has only a base region 10 so that it can have excellent passivation characteristics. The first passivation film 52 and the first transparent electrode layer 421 located on the front side of the semiconductor substrate 110 and the second passivation film 54 and the second passivation film 54 located on the rear side of the semiconductor substrate 110 are formed, The ratio of the thickness of the transparent electrode layer 441 and the ratio of the thickness of the transparent electrode layer 441 and the thicknesses of the front electric field area 20, the emitter area 30, the first and second passivation films 52 and 54, and the first and second transparent electrode layers 421, 441), etc. can be defined together to maximize the passivation characteristic and maximize the current density. Thus, the efficiency of the solar cell 100 can be maximized.

상술한 태양 전지(100)는 다양한 공정에 의하여 형성될 수 있다. 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지(100)의 제조 방법을 상세하게 설명한다. 도 3a 내지 도 3e은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지(100)의 제조 방법을 도시한 단면도들이다. The solar cell 100 described above can be formed by various processes. 3A to 3E, a method of manufacturing a solar cell 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail. 3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar cell 100 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(110)에 제1 및 제2 요철(112, 114)를 형성한다. 좀더 구체적으로, 앞서 설명한 바와 같이 습식 식각에 의하여 제1 및 제2 요철(112, 114)의 제1 요철부(112a, 114a)를 형성하고, 그 다음에 반응성 이온 식각에 의하여 제1 요철(112)의 제2 요철부(112b)를 형성할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법에 의하여 제1 및 제2 요철(112, 114)을 형성할 수 있다. First, as shown in FIG. 3A, first and second irregularities 112 and 114 are formed on a semiconductor substrate 110. More specifically, the first irregularities 112a and 114a of the first and second irregularities 112 and 114 are formed by wet etching as described above, and then the first irregularities 112a and 114a are formed by reactive ion etching The second concavo-convex portion 112b can be formed. However, the present invention is not limited thereto, and the first and second irregularities 112 and 114 may be formed by various methods.

이어서, 도 3b에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(110) 위에 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)을 형성할 수 있다. 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)은, 일례로, 열적 성장법, 증착법(예를 들어, 화학 기상 증착법(PECVD), 원자층 증착법(ALD)) 등에 의하여 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법에 의하여 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)이 형성될 수 있다. 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54)은 동시에 형성될 수도 있고 순차적으로 형성될 수도 있다Subsequently, as shown in FIG. 3B, first and second passivation films 52 and 54 may be formed on the semiconductor substrate 110. The first and second passivation films 52 and 54 may be formed by thermal growth, vapor deposition (for example, chemical vapor deposition (PECVD), atomic layer deposition (ALD), or the like). However, the present invention is not limited thereto, and the first and second passivation films 52 and 54 may be formed by various methods. The first and second passivation films 52 and 54 may be formed at the same time or sequentially

이어서, 도 3c에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54) 위에 전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30)을 형성한다. 좀더 구체적으로, 제1 패시베이션막(52) 위에 전면 전계 영역(20)을 형성하고 제2 패시베이션막(52) 위에 에미터 영역(30)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3C, a front electric field area 20 and an emitter area 30 are formed on the first and second passivation films 52 and 54, respectively. More specifically, the front field region 20 is formed on the first passivation film 52 and the emitter region 30 is formed on the second passivation film 52.

전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30)은, 일 예로, 증착법(예를 들어, 화학 기상 증착법(PECVD), 저압 화학 기상 증착법(LPCVD) 등)에 의하여 형성될 수 있다. 제1 또는 제2 도전형 도펀트는 전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30)을 형성하는 반도체층을 성장시키는 공정에서 함께 포함되도록 할 수도 있고, 반도체층을 형성한 후에 이온 주입법, 열 확산법, 레이저 도핑법 등에 의하여 도핑될 수도 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법에 의하여 전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30)이 형성될 수 있다. 전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30)은 동시에 형성된 후에 도핑될 수도 있고 순차적으로 증착 및/또는 도핑될 수도 있다.The front electric field area 20 and the emitter area 30 can be formed by a deposition method (for example, chemical vapor deposition (PECVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), or the like). The first or second conductivity type dopant may be included together in the step of growing the semiconductor layer forming the front electric field area 20 and the emitter area 30 or may be formed after the semiconductor layer is formed by ion implantation, , Laser doping, or the like. However, the present invention is not limited thereto, and the front electric field area 20 and the emitter area 30 may be formed by various methods. The front electric field region 20 and the emitter region 30 may be doped after being formed simultaneously and may be sequentially deposited and / or doped.

일 예로, 전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30) 이들을 구성하는 주요 물질의 원료 물질(예를 들어, 실란(SiH4) 가스)과 함께 도펀트 물질을 포함하는 기체, 수소 기체(H2) 및 캐리어 기체(일 예로, 아르곤 기체(Ar) 또는 질소 기체(N2))를 혼합한 기체를 주입하여 형성될 수 있다. For example, the front electric field region 20 and the emitter source material of the main material constituting these regions 30 (for example, silane (SiH4) gas), the gas containing the dopant material with a hydrogen gas (H 2) And a carrier gas (for example, argon gas (Ar) or nitrogen gas (N 2 )).

여기서, 전면 전계 영역(20)이 n형인 반도체층을 포함하는 경우에, 도펀트 물질을 포함하는 기체는 포스핀 가스(PH3)를 사용할 수 있으며, 에미터 영역(30)이 p형인 경우에는 도펀트 물질을 포함하는 기체는 지보란 가스(B2H6)를 사용할 수 있다. 실란 가스에 대한 도펀트 물질을 포함하는 기체의 비율이 높을수록 보다 높은 도핑 농도를 가지는 반도체층을 형성할 수 있다.In the case where the front electric field area 20 includes an n-type semiconductor layer, a gas containing a dopant material may use a phosphine gas (PH3), and when the emitter region 30 is a p- (B2H6) can be used. The semiconductor layer having a higher doping concentration can be formed as the ratio of the gas containing the dopant to the silane gas is higher.

예를 들어, 전면 전계 영역(20)에서, 실란 가스에 대한 도펀트 물질을 포함하는 기체의 비율은 0 초과 0.5% 이하일 수 있으며, 이때, 수소 가스에 대한 실란 가스의 비율은 1 내지 20%일 수 있다. 또한, 전면 전계 영역(20)에서, 실란 가스에 대한 도펀트 물질을 포함하는 기체의 비율은 0.5 초과 1.0% 이하일 수 있으며, 이때실란 가스에 대한 수소가스의 비율은 20 내지 70%일 수 있다.For example, in the front field region 20, the ratio of the gas containing the dopant material to the silane gas may be greater than 0 and less than 0.5%, wherein the ratio of silane gas to hydrogen gas may be from 1 to 20% have. In the front electric field region 20, the ratio of the gas containing the dopant to the silane gas may be more than 0.5 to 1.0%, and the ratio of the hydrogen gas to the silane gas may be 20 to 70%.

상기 0.5 초과 1.0% 이하의 기체 비율에서, 실란 가스에 대한 수소 가스의 비율은 20 내지 70퍼센트의 범위일 수 있고, 도펀트 가스가 증가함에 따라 수소 가스의 양도 증가하는 방향을 가질 수 있다. 이 경우, 도핑된 반도체층은 진성 반도체층보다 높은 수소 농도를 가질 수 있다.The ratio of the hydrogen gas to the silane gas may be in the range of 20 to 70 percent, and the amount of the hydrogen gas may increase as the dopant gas increases, at the gas ratio of more than 0.5 to 1.0%. In this case, the doped semiconductor layer may have a hydrogen concentration higher than that of the intrinsic semiconductor layer.

상술한 범위 내에서, 전면 전계 영역(20)은 충분한 도핑 농도를 가질 수 있으며, 수소 기체에 의한 안정성 및 적절한 증착 속도를 유지할 수 있다.또한, 에미터 영역(30)에서, 실란 가스에 대한 도펀트 물질을 포함하는 기체의 비율은 0 초과 0.3% 이하일 수 있으며, 이때, 수소 가스에 대한 실란 가스의 비율은 1 내지 120%일 수 있다. 또한, 에미터 영역(30)에서, 실란 가스에 대한 도펀트 물질을 포함하는 기체의 비율은 0.3 초과 1.0% 이하일 수 있으며, 이때, 수소 가스에 대한 실란 가스의 비율은 20 내지 200%일 수 있다. 상술한 범위 내에서, 에미터 영역(30)은 충분한 도핑 농도를 가질 수 있으며, 수소 기체에 의한 안정성 및 적절한 증착 속도를 유지할 수 있다. 그러나 본 발명이 이러한 수치 범위에 한정되는 것은 아니다. 전면 전계 영역(20)과 에미터 영역(30)의 형성에 있어서, 실란 가스에 대한 도펀트 가스의 비율의 범위는 상술한 바와 같이 서로 다르다. 즉, 전면 전계 영역(20)의 형성 시 사용되는 실란 가스에 대한 도펀트 가스의 비율의 범위는, 에미터 영역(30)의 형성 시 사용되는 실란 가스에 대한 도펀트 가스의 비율의 범위보다 넓을 수 있다.Within the above range, the front field region 20 can have a sufficient doping concentration and can maintain stability with a hydrogen gas and a proper deposition rate. In addition, in the emitter region 30, The proportion of gas containing material may be greater than 0 and less than 0.3%, wherein the ratio of silane gas to hydrogen gas may be between 1 and 120%. In the emitter region 30, the ratio of the gas containing the dopant to the silane gas may be more than 0.3 to 1.0%, and the ratio of the silane gas to the hydrogen gas may be 20 to 200%. Within the aforementioned range, the emitter region 30 can have a sufficient doping concentration and can maintain stability by hydrogen gas and appropriate deposition rate. However, the present invention is not limited to these numerical ranges. In the formation of the front electric field area 20 and the emitter area 30, the range of the ratio of the dopant gas to the silane gas is different from each other as described above. That is, the range of the ratio of the dopant gas to the silane gas used for forming the front electric field area 20 may be wider than the range of the ratio of the dopant gas to the silane gas used for forming the emitter area 30 .

한편, 전면 전계 영역(20)과 에미터 영역(30)의 형성에 있어서, 증착 온도는 100 내지 250도일 수 있고, 이 경우, 실란 가스에 대한 수소 가스의 비율은 2 내지 30%일 수 있다. 또한, 보다 좁은 범위에서는 전면 전계 영역(20)과 에미터 영역(30)의 형성에 있어서, 증착 온도는 140 내지 200도일 수 있고, 이 경우, 실란 가스에 대한 수소 가스의 비율은 5 내지 20%일 수 있다. 즉, 본 실시예에 있어서, 증착 온도와 실란 가스에 대한 수소 가스의 비율은 서로 비례 관계에 있으며, 이에 따라 증착 온도가 높을 수로 실란 가스에 대한 수소 가스의 비율은 높을 수 있다. 이와 같은 범위 내에서 수소 기체에 의한 안정성을 향상시킬 수 있으며, 적절한 증착 속도를 유지할 수 있다.On the other hand, in forming the front electric field region 20 and the emitter region 30, the deposition temperature may be 100 to 250 degrees, and in this case, the ratio of the hydrogen gas to the silane gas may be 2 to 30%. In the narrower range, the deposition temperature may be 140 to 200 degrees in the formation of the front field region 20 and the emitter region 30. In this case, the ratio of the hydrogen gas to the silane gas is preferably 5 to 20% Lt; / RTI > That is, in this embodiment, the deposition temperature and the ratio of the hydrogen gas to the silane gas are proportional to each other, and accordingly, the ratio of the hydrogen gas to the silane gas may be high as the deposition temperature is high. Within this range, stability with hydrogen gas can be improved and an appropriate deposition rate can be maintained.

한편, 본 실시예에서 전면 전계 영역(20)의 에너지 밴드갭은 반도체 기판(110)의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다. 이와 유사하게 에미터 영역(30)의 에너지 밴드갭은 반도체 기판(110)의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다. 이를 통해, 전면 전계 영역(20)과 에미터 영역(30)은 캐리어(전자 및 정공)를 선택적으로 수집할 수 있다. 여기서, 전면 전계 영역(20)과 에미터 영역(30)의 밴드갭 역시 실란 가스에 대한 수소 가스의 비율에 의존할 수 있다.Meanwhile, in this embodiment, the energy band gap of the front electric field area 20 may be larger than the energy band gap of the semiconductor substrate 110. Similarly, the energy band gap of the emitter region 30 may be greater than the energy band gap of the semiconductor substrate 110. Accordingly, the front electric field area 20 and the emitter area 30 can selectively collect carriers (electrons and holes). Here, the band gap between the front field region 20 and the emitter region 30 may also depend on the ratio of the hydrogen gas to the silane gas.

전면 전계 영역(20)과 에미터 영역(30)의 형성에 있어서, 실란 가스가 제공되고, 도펀트를 포함하는 가스가 제공되지 않는 경우 (즉, 진성 반도체)에 있어서, 전면 전계 영역(20)의 밴드갭이 에미터 영역(30) 밴드갭보다 크도록 형성될 수 있다. 즉, 실란 가스에 대한 수소 가스의 비율을 제어하여 전면 전계 영역(20)의 진성 반도체의 에너지 밴드갭을 에미터 영역(30)의 진성 반도체의 에너지 밴드갭보다 크도록 형성한다. 이 경우,에미터 영역(30)에 대한 전면 전계 영역(20)의 밴드갭 비율은 1 내지 1.15일 수 있다.In the formation of the front electric field area 20 and the emitter area 30, a silane gas is provided, and when a gas containing a dopant is not provided (i.e., an intrinsic semiconductor) The band gap may be formed to be larger than the band gap of the emitter region 30. [ That is, the ratio of the hydrogen gas to the silane gas is controlled so that the energy band gap of the intrinsic semiconductor of the front electric field area 20 is formed to be larger than the energy band gap of the intrinsic semiconductor of the emitter area 30. In this case, the band gap ratio of the front electric field area 20 to the emitter area 30 may be 1 to 1.15.

한편, 전면 전계 영역(20)과 에미터 영역(30) 각각이 1.7 내지 1.8의 밴드갭을 가지는 경우, 실란 가스에 대한 도펀트를 포함하는 가스의 비율은 전면 전계 영역(20)을 형성하는 경우가 에미터 영역(30)을 형성하는 경우보다 높을 수 있다. 즉, 전면 전계 영역(20)을 형성하는 경우의 실란 가스에 대한 도펀트를 포함하는 가스의 비율이 실란 가스에 대한 도펀트를 포함하는 가스의 비율보다 3 내지 10배 클 수 있다. On the other hand, in the case where the front electric field area 20 and the emitter area 30 have a band gap of 1.7 to 1.8, the ratio of the gas containing the dopant to the silane gas may form the front electric field area 20 Emitter region 30 may be formed. That is, the ratio of the gas containing the dopant to the silane gas when forming the front electric field area 20 may be 3 to 10 times larger than the ratio of the gas containing the dopant to the silane gas.

한편, 전면 전계 영역(20)과 에미터 영역(30) 각각이 1.6 내지 1.7의 밴드갭을 가지는 경우, 실란 가스에 대한 도펀트를 포함하는 가스의 비율은 전면 전계 영역(20)을 형성하는 경우가 에미터 영역(30)을 형성하는 경우보다 높을 수 있다. 즉, 전면 전계 영역(20)을 형성하는 경우의 실란 가스에 대한 도펀트를 포함하는 가스의 비율은, 실란 가스에 대한 도펀트를 포함하는 가스의 비율보다 1 내지 8배 클 수 있다.On the other hand, when the front electric field area 20 and the emitter area 30 each have a band gap of 1.6 to 1.7, the ratio of the gas containing the dopant to the silane gas may be in the range of forming the front electric field area 20 Emitter region 30 may be formed. That is, the ratio of the gas containing the dopant to the silane gas when forming the front electric field area 20 may be 1 to 8 times larger than the ratio of the gas containing the dopant to the silane gas.

본 실시예에 있어서, 실란 가스에 대한 도펀트 가스의 비율을 제어하여, 전면 전계 영역(20)과 에미터 영역(30) 각각의 에너지 밴드갭을 효과적으로 제어할 수 있다.한편, 본 실시예에 있어서, 전면 전계 영역(20)이 n형의 도전형을 가지고, 에미터 영역(30)이 p형의 도전형을 가지는 것으로 설명하였지만, 이는 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 예시적인 것이며, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 따라서, 상술한 바와 반대로, 전면 전계 영역(20)이 p형의 도전형을 가지고, 에미터 영역(30)이 n형의 도전형을 가지도록 형성될 수 있음은 물론이다. 나아가, 전면 전계 영역(20)이 태양 전지의 전면에 배치되고, 에미터 영역(30)이 태양 전지의 후면에 배치된 것으로 설명하였지만, 이 역시 예시적인 것이며, 전면 전계 영역(20)과 에미터 영역(30)의 배치는 서로 바뀔 수 있다. 이 경우, 전면 전계 영역(20)은 후면 전계 영역으로 지칭될 수 있다. In this embodiment, the energy band gap of each of the front electric field area 20 and the emitter area 30 can be controlled effectively by controlling the ratio of the dopant gas to the silane gas. In the present embodiment, , The front electric field area 20 has an n-type conductivity type and the emitter area 30 has a p-type electric conductivity type. However, this is an example for illustrating the technical idea of the present invention, The technical idea of the present invention is not limited thereto. Therefore, it is needless to say that, contrary to the above, the front electric field area 20 may have a p-type conductivity and the emitter area 30 may have an n-type conductivity. Further, although the front electric field area 20 is disposed on the front surface of the solar cell and the emitter area 30 is disposed on the rear surface of the solar cell, this is also an example, and the front electric field area 20, The arrangement of the regions 30 may be interchanged. In this case, the front electric field area 20 may be referred to as a rear electric field area.

이어서, 도 3d에 도시한 바와 같이, 전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30) 위에 제1 및 제2 투명 전극층(421, 441)을 형성한다. 좀더 구체적으로, 전면 전계 영역(20) 위에 제1 투명 전극층(421)을 형성하고, 에미터 영역(30) 위에 제2 투명 전극층(441)을 형성할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 3D, first and second transparent electrode layers 421 and 441 are formed on the front electric field area 20 and the emitter area 30, respectively. More specifically, the first transparent electrode layer 421 may be formed on the front electric field area 20 and the second transparent electrode layer 441 may be formed on the emitter area 30.

제1 및 제2 투명 전극층(421, 441)은, 일 예로, 증착법(예를 들어, 화학 기상 증착법(PECVD)), 코팅법 등에 의하여 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법에 의하여 제1 및 제2 투명 전극층(421, 441)을 형성할 수 있다. The first and second transparent electrode layers 421 and 441 can be formed by a deposition method (for example, chemical vapor deposition (PECVD)), a coating method, or the like. However, the present invention is not limited thereto, and the first and second transparent electrode layers 421 and 441 can be formed by various methods.

일 예로, 제1 및 제2 투명 전극층(421, 441)은 이들을 구성하는 주요 물질의 원료 물질과 함께 수소 기체(H2) 및 캐리어 기체(일 예로, 아르곤 기체(Ar) 또는 질소 기체(N2))를 혼합한 기체를 주입하여 형성될 수 있다. 그러면, 제1 및 제2 투명 전극층(421, 441) 내에 수소가 포함되어 이에 따른 효과를 구현할 수 있다. 일 예로, 캐리어 기체에 대한 수소 기체의 비율(예를 들어, H2/N2의 비율 또는 H2/Ar의 비율)이 0.5 내지 5%(일 예로, 부피%)일 수 있다. 상기 비율이 0.5% 미만이면 수소에 의한 효과가 충분하지 않을 수 있다. 그러나 본 발명이 이러한 수치 비율에 한정되는 것은 아니다. 그리고 상기 비율이 5%를 초과하면, 수소 기체에 의하여 안정성이 저하될 수 있고 증착 속도가 낮아질 수 있다. 좀더 구체적으로, 캐리어 기체에 대한 수소 기체의 비율(즉, H2/N2의 비율)이 0.5% 내지 2% 일 수 있다. 이러한 범위에서 안정성을 좀더 향상하고 증착 속도를 높일 수 있기 때문이다. 그러나 본 발명이 이러한 수치 범위에 한정되는 것은 아니다.For example, the first and second transparent electrode layers 421 and 441 may be formed of a hydrogen gas (H 2 ) and a carrier gas (for example, argon gas (Ar) or nitrogen gas (N 2 ) May be injected. Then, hydrogen is contained in the first and second transparent electrode layers 421 and 441, thereby realizing the effect. In one example, the ratio of the hydrogen gas to the carrier gas (for example, the ratio of H 2 / N 2 or the ratio of H 2 / Ar) may be 0.5 to 5% (for example, by volume). If the ratio is less than 0.5%, the effect due to hydrogen may not be sufficient. However, the present invention is not limited to these numerical ratios. If the ratio exceeds 5%, the stability may be lowered by the hydrogen gas and the deposition rate may be lowered. More specifically, the ratio of hydrogen gas to carrier gas (i.e., the ratio of H 2 / N 2 ) may be between 0.5% and 2%. In this range, stability can be further improved and the deposition rate can be increased. However, the present invention is not limited to these numerical ranges.

그리고 본 실시예에서는 수소 기체 및 질소 기체와 함께 산소 기체를 더 포함할 수 있다. 산소는 주요 물질의 원료 물질로 포함되지만, 추가적으로 산소 기체를 더 주입하여 제1 및 제2 투명 전극층(421, 441) 내의 산소 비율을 적절한 비율로 유지할 수 있다. 일 예로, 캐리어 기체에 대한 산소 기체의 비율(예를 들어, O2/N2의 비율 또는 O2/Ar의 비율)이 15 내지 40%(일 예로, 부피%)일 수 있다. 이러한 비율이 15% 미만이면 산소 기체에 의한 효과가 충분하지 않을 수 있고, 40%를 초과하면 제1 및 제2 투명 전극층(421, 441)의 전기적 특성이 저하될 수 있다. 그러나 본 발명이 이러한 수치 범위에 한정되는 것은 아니다. In this embodiment, the hydrogen gas and the nitrogen gas may be combined with the oxygen gas. Oxygen is included as a raw material of the main material, but oxygen gas can be further injected to maintain the oxygen ratio in the first and second transparent electrode layers 421 and 441 at an appropriate ratio. As an example, the ratio of the oxygen gas to the carrier gas (for example, the ratio of O 2 / N 2 or the ratio of O 2 / Ar) may be 15 to 40% (for example,% by volume). If the ratio is less than 15%, the effect of oxygen gas may be insufficient, and if it exceeds 40%, the electrical characteristics of the first and second transparent electrode layers 421 and 441 may be deteriorated. However, the present invention is not limited to these numerical ranges.

이어서, 도 3e에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 투명 전극층(421, 441) 위에 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3E, first and second metal electrode layers 422 and 442 are formed on the first and second transparent electrode layers 421 and 441, respectively.

일 예로, 전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30) 중 하나 위(좀더 구체적으로, 제1 및 제2 투명 전극층(421, 441) 중 하나 위)에 제1 저온 페이스트층을 형성하고 이를 건조하여 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442) 중 하나를 형성하고, 전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30) 중 다른 하나 위에 제2 저온 페이스트층을 형성하고 이를 건조하여 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442) 중 다른 하나를 형성할 수 있다. 유동성을 가지는 제1 또는 제2 저온 페이스트층을 양면에 원하는 패턴을 가지도록 함께 형성하기 어려울 수 있다. 이를 고려하여 유동성을 가지는 제1 저온 페이스트층을 형성한 후에 건조하여 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442) 중 하나를 형성한 상태에서 다른 면에 유동성을 가지는 제2 저온 페이스트층을 형성한다. 그러면, 제2 저온 페이스트층의 형성 시에 제1 저온 페이스트층이 흘러 내리는 등의 문제를 방지할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 및 제2 저온 페이스트층을 양측에서 동시에 형성한 후에 이를 함께 건조하는 것도 가능하다. For example, a first low-temperature paste layer may be formed on one of the front electric field area 20 and the emitter area 30 (more specifically, on one of the first and second transparent electrode layers 421 and 441) And one of the first and second metal electrode layers 422 and 442 is formed by drying to form a second low-temperature paste layer on the other of the front electric field area 20 and the emitter area 30, And the second metal electrode layers 422 and 442 may be formed. It may be difficult to form the first or second low-temperature paste layer having fluidity together so as to have a desired pattern on both sides. In consideration of this, a first low-temperature paste layer having fluidity is formed and then dried to form a second low-temperature paste layer having fluidity on the other surface in a state where one of the first and second metal electrode layers 422 and 442 is formed . Thus, it is possible to prevent the problem that the first low-temperature paste layer flows down when the second low-temperature paste layer is formed. However, the present invention is not limited thereto, and it is also possible to form the first and second low-temperature paste layers simultaneously on both sides and dry them together.

제1 또는 제2 저온 페이스트층은 전도성 물질, 수지(바인더, 경화제, 첨가제 등) 및 용매를 포함할 수 있다. 전도성 물질, 수지의 구성 물질은 이미 설명하였으므로 생략한다. 용매로는 다양한 물질을 사용할 수 있는데, 일 예로, 에테르계 용매를 사용할 수 있다. 이때, 제1 또는 제2 저온 페이스트층은 100 중량부에 대하여 전도성 물질이 85 내지 90 중량부로 포함될 수 있고, 수지가 1 내지 15 중량부로 포함될 수 있으며, 용매가 5 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The first or second low temperature paste layer may include a conductive material, a resin (binder, curing agent, additive, etc.) and a solvent. Conductive materials and constituent materials of the resin have already been described and are therefore omitted. As the solvent, various materials can be used. For example, an ether solvent can be used. At this time, the first or second low-temperature paste layer may include 85 to 90 parts by weight of the conductive material in 100 parts by weight, the resin may be included in 1 to 15 parts by weight, and the solvent may be included in 5 to 10 parts by weight. However, the present invention is not limited thereto.

이러한 제1 또는 제2 저온 페이스트층은 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있는데, 일 예로, 원하는 패턴을 가지는 상태로 인쇄에 의하여 형성될 수 있다. 그러면 단순한 공정에 의하여 원하는 패턴으로 제1 또는 제2 저온 페이스트층을 형성할 수 있다. The first or second low temperature paste layer may be formed by various methods. For example, the first or second low temperature paste layer may be formed by printing with a desired pattern. Then, the first or second low-temperature paste layer can be formed in a desired pattern by a simple process.

제1 또는 제2 저온 페이스트층의 건조는 300℃ 이하의 온도에서 수행될 수 있다. 이러한 온도는 제1 및 제2 패시베이션막(52, 54), 그리고 전면 전계 영역(20) 및 에미터 영역(30)의 열화를 방지할 수 있는 낮은 온도로 한정된 것이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The drying of the first or second low temperature paste layer can be performed at a temperature of 300 DEG C or lower. This temperature is limited to a low temperature that can prevent the deterioration of the first and second passivation films 52 and 54 and the front electric field area 20 and the emitter area 30. [ However, the present invention is not limited thereto.

이와 같은 건조 단계에 의하여 제1 또는 제2 저온 페이스트층의 용매가 날아가서 제거되어 제1 또는 제2 금속 전극층(422, 442)는 산소, 탄소, 황 등을 포함하는 금속 화합물을 포함하지 않고 전도성 물질과 수지로 구성된다. By this drying step, the solvent of the first or second low-temperature paste layer is blown away and the first or second metal electrode layer 422 or 442 does not contain a metal compound including oxygen, carbon, sulfur, And resin.

그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 및 제2 금속 전극층(422, 442) 중 적어도 하나가 도금에 의하여 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 또는 제2 금속 전극층(422, 442)이 구리를 전기 도금하여 형성되어 구리를 포함하는 전기 도금층일 수 있다. However, the present invention is not limited thereto, and at least one of the first and second metal electrode layers 422 and 442 may be formed by plating. For example, the first or second metal electrode layer 422, 442 may be an electroplating layer formed by electroplating copper to include copper.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지를 상세하게 설명한다. 상술한 설명과 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 상술한 설명이 그대로 적용될 수 있으므로 상세한 설명을 생략하고 서로 다른 부분에 대해서만 상세하게 설명한다. 그리고 상술한 실시예 또는 이를 변형한 예와 아래의 실시예 또는 이를 변형한 예들을 서로 결합한 것 또한 본 발명의 범위에 속한다. A solar cell according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the above description can be applied to the same or extremely similar parts as the above description, the detailed description will be omitted and only the different parts will be described in detail. It is also within the scope of the present invention to combine the above-described embodiments or variations thereof with the following embodiments or modifications thereof.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 전면 전계 영역(20)이 반도체 기판(110) 또는 제1 패시베이션막(52)에 인접하여 형성되는 제1 전계 부분(저농도 부분)(20a)과, 제1 도전형 도펀트를 제1 전계 부분(20b)보다 높은 도핑 농도로 포함하여 제1 전계 부분(20a)보다 낮은 저항을 가지는 제2 전계 부분(고농도 부분)(20b)을 포함한다. 그리고 에미터 영역(30)이 반도체 기판(110) 또는 제2 패시베이션막(54)에 인접하여 형성되는 제1 에미터 부분(저농도 부분)(30a)과, 제2 도전형 도펀트를 제1 에미터 부분(30a)보다 높은 도핑 농도로 포함하여 제1 에미터 부분(30a)보다 낮은 저항을 가지는 제2 에미터 부분(고농도 부분)(30b)을 포함한다.4, in this embodiment, a front electric field area 20 is formed by a first electric field portion (low-concentration portion) 20a formed adjacent to the semiconductor substrate 110 or the first passivation film 52, And a second electric field portion (high-concentration portion) 20b having a resistance lower than that of the first electric field portion 20a by including the conductive-type dopant at a higher doping concentration than the first electric field portion 20b. A first emitter portion (low concentration portion) 30a formed in the emitter region 30 adjacent to the semiconductor substrate 110 or the second passivation film 54 and a second emitter portion And a second emitter portion (high concentration portion) 30b having a resistance lower than the first emitter portion 30a including a higher doping concentration than the portion 30a.

제1 전계 부분(20a) 또는 제1 에미터 부분(30a)은 반도체 기판(110)에 일정한 전계를 형성하여 반도체 기판(110)을 패시베이션하는 역할을 할 수 있다. 그리고 제2 전계 부분(20b) 또는 제2 에미터 부분(30b)은 제1 또는 제2 투명 전극층(421, 441)의 컨택 특성을 개선하고 제1 또는 제2 투명 전극층(421, 441)과의 일 함수(work function)의 불일치를 최소화하는 역할을 할 수 있다. The first electric field portion 20a or the first emitter portion 30a may form a constant electric field on the semiconductor substrate 110 to passivate the semiconductor substrate 110. [ The second electric field portion 20b or the second emitter portion 30b may improve the contact characteristics of the first or second transparent electrode layer 421 or 441 and improve the contact property of the first or second transparent electrode layer 421 or 441 It can serve to minimize the inconsistency of the work function.

이때, 전면 전계 영역(20)의 두께에 대한 제2 전계 부분(20b)의 두께의 비율이 35 내지 55%일 수 있고, 에미터 영역(30)의 두께에 대한 제2 에미터 부분(30b)의 두께의 비율이 30 내지 50%일 수 있다. 일 예로, 제1 전계 부분(20a)의 두께가 1nm 내지 4nm일 수 있고, 제2 전계 부분(20b)의 두께가 1nm 내지 5nm(일 예로, 2nm 내지 5nm)일 수 있다. 그리고 제1 에미터 부분(30a)의 두께가 5nm 내지 10nm일 수 있고, 제2 에미터 부분(30b)의 두께가 3nm 내지 8nm일 수 있다. 이러한 범위 내에서 제1 전계 부분(20a)과 제2 전계 부분(20b), 그리고 제1 에미터 부분(30a)과 제2 에미터 부분(30b)의 상술한 역할을 충분하게 수행할 수 있다. At this time, the ratio of the thickness of the second electric field portion 20b to the thickness of the front electric field region 20 may be 35 to 55%, and the ratio of the thickness of the second emitter portion 30b to the thickness of the emitter region 30 may be, May be 30 to 50%. In one example, the thickness of the first electric field portion 20a may be 1 nm to 4 nm, and the thickness of the second electric field portion 20b may be 1 nm to 5 nm (for example, 2 nm to 5 nm). And the thickness of the first emitter portion 30a may be between 5 nm and 10 nm and the thickness of the second emitter portion 30b may be between 3 nm and 8 nm. Within this range, the above-described functions of the first electric field portion 20a and the second electric field portion 20b, and the first and second emitter portions 30a and 30b can be sufficiently performed.

이때, 일 예로, 제1 전계 부분(20a)의 두께가 제2 전계 부분(20b)의 두께보다 클 수 있다. 이와 유사하게 제1 에미터 부분(30a)의 두께가 제2 에미터 부분(30b)의 두께보다 클 수 있다. 패시베이션하는 역할을 수행하는 제1 전계 부분(20a) 또는 제1 에미터 부분(30a)은 두께가 작으면 패시베이션 효과가 상대적으로 저하될 수 있다. 반면, 제2 전계 부분(20b) 또는 제2 에미터 부분(30b)은 상대적으로 작은 두께를 가져도 그 역할을 충분히 수행할 수 있다. 이에 의하여 제1 전계 부분(20a)의 두께를 제2 전계 부분(20b)의 두께보다 크게 하고 제1 에미터 부분(30a)의 두께를 제2 에미터 부분(30b)의 두께보다 크게 하여, 패시베이션 효과 및 제1 또는 제2 투명 전극층(421, 441)과의 접촉 특성을 모두 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 제1 전계 부분(20a)의 두께가 제2 전계 부분(20b)의 두께보다 작은 것도 가능하며 그 외의 다양한 변형이 가능하다. At this time, for example, the thickness of the first electric field portion 20a may be greater than the thickness of the second electric field portion 20b. Similarly, the thickness of the first emitter portion 30a may be greater than the thickness of the second emitter portion 30b. If the thickness of the first electric field portion 20a or the first emitter portion 30a that performs the passivation is small, the passivation effect may be relatively lowered. On the other hand, the second electric field portion 20b or the second emitter portion 30b can sufficiently perform its role even if it has a relatively small thickness. The thickness of the first electric field portion 20a is made larger than the thickness of the second electric field portion 20b and the thickness of the first emitter portion 30a is made larger than the thickness of the second emitter portion 30b, And the contact characteristics between the first and second transparent electrode layers 421 and 441 can be improved. However, the present invention is not limited thereto. Therefore, the thickness of the first electric field portion 20a may be smaller than the thickness of the second electric field portion 20b, and various other modifications are possible.

그리고 제1 에미터 부분(30a)의 도핑 농도에 대한 제2 에미터 부분(30b)의 도핑 농도의 비율이 제1 전계 부분(20a)의 도핑 농도에 대한 제2 전계 부분(20b)의 도핑 농도의 비율과 같거나 그보다 클 수 있다. 또는, 제1 에미터 부분(30a)에서 제2 도전형 도펀트의 도핑 농도가 제1 전계 부분(20a)에서 제1 도전형 도펀트의 도핑 농도와 같거나 그보다 작을 수 있다. 일 예로, 제1 에미터 부분(30a)의 도핑 농도에 대한 제2 에미터 부분(30b)의 도핑 농도의 비율이 제1 전계 부분(20a)의 도핑 농도에 대한 제2 전계 부분(20b)의 도핑 농도의 비율보다 크거나, 제1 에미터 부분(30a)에서 제2 도전형 도펀트의 도핑 농도가 제1 전계 부분(20a)에서 제1 도전형 도펀트의 도핑 농도보다 작을 수 있다.And the ratio of the doping concentration of the second emitter portion 30b to the doping concentration of the first emitter portion 30a is greater than the doping concentration of the second electric field portion 20b with respect to the doping concentration of the first electric field portion 20a Or greater. Alternatively, the doping concentration of the second conductive dopant in the first emitter portion 30a may be equal to or less than the doping concentration of the first conductive dopant in the first electric field portion 20a. The ratio of the doping concentration of the second emitter portion 30b to the doping concentration of the first emitter portion 30a is less than the doping concentration of the second electric field portion 20b relative to the doping concentration of the first electric field portion 20a The doping concentration of the second conductive dopant in the first emitter portion 30a may be less than the doping concentration of the first conductive dopant in the first electric field portion 20a.

이는 제1 에미터 부분(30a)이 p형을 가질 때 제2 도전형 도펀트로 보론을 사용할 수 있는데, 보론은 반도체 기판(110)과 제2 패시베이션막(54)의 계면으로 확산하여 계면 특성을 저하시킬 수 있다. 그리고 보론의 양이 증가할수록 반도체 기판(110) 또는 제2 패시베이션막(54)의 수소가 빠른 외부 확산 속도(out-diffusion rate)로 외부 확산되어 패시베이션 특성이 저하될 수 있다. 이를 고려하여 제1 에미터 부분(30a)의 도핑 농도를 제1 전계 부분(20a)의 도핑 농도보다 작게 할 수 있고, 이에 의하여 상술한 관계가 만족될 수 있다. Boron may be used as the second conductive dopant when the first emitter portion 30a has a p-type. Boron diffuses to the interface between the semiconductor substrate 110 and the second passivation film 54, . As the amount of boron increases, the hydrogen of the semiconductor substrate 110 or the second passivation film 54 may be out-diffused at a high out-diffusion rate to lower the passivation characteristics. In consideration of this, the doping concentration of the first emitter portion 30a can be made smaller than the doping concentration of the first electric field portion 20a, whereby the above-described relationship can be satisfied.

예를 들어, 제1 전계 부분(20a)의 도핑 농도에 대한 제2 전계 부분(20b)의 도핑 농도의 비율이 1보다 크고 1.3 이하이고, 제1 에미터 부분(30a)의 도핑 농도에 대한 제2 에미터 부분(30b)의 도핑 농도의 비율이 1보다 크고 1.5 이하일 수 있다. 일 예로, 제1 전계 부분(20a)의 도핑 농도에 대한 제2 전계 부분(20b)의 도핑 농도의 비율이 1.05 내지 1.3일 수 있고, 제1 에미터 부분(30a)의 도핑 농도에 대한 제2 에미터 부분(30b)의 도핑 농도의 비율이 1.05 내지 1.5일 수 있다. 이러한 범위는 제1 및 제2 전계 부분(20a, 20b)과 제1 및 제2 에미터 부분(30a, 30b)의 효과를 최대화할 수 있는 범위로 한정된 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. For example, if the ratio of the doping concentration of the second field portion 20b to the doping concentration of the first field portion 20a is greater than 1 and less than or equal to 1.3 and the dopant concentration of the first emitter portion 30a 2 emitter portion 30b may be greater than 1 and less than 1.5. For example, the ratio of the doping concentration of the second field portion 20b to the doping concentration of the first field portion 20a may be 1.05 to 1.3, and the ratio of the doping concentration of the second field portion 20b to the doping concentration of the second field portion 20a may be 1.05 to 1.3, The ratio of the doping concentration of the emitter portion 30b may be 1.05 to 1.5. This range is limited to the range in which the effects of the first and second electric field portions 20a and 20b and the first and second emitter portions 30a and 30b can be maximized, but the present invention is not limited thereto.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다. 5 is a cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 실시예에서는 제2 금속 전극층(442)이 패턴을 가지지 않고 반도체 기판(110)의 후면 쪽에서 제2 금속 전극층(442) 위에 전체적으로 형성될 수 있다. 이에 의하여 제2 금속 전극층(442)이 반도체 기판(110)의 후면 쪽에서 반사막으로 기능하여 반도체 기판(110) 및 에미터 영역(30)을 통과하여 제1 금속 전극층(442)에 도달하는 광을 반사하여 재사용할 수 있다. 이에 의하여 광량을 증가시켜 광전 변환 효과를 향상할 수 있다. Referring to FIG. 5, the second metal electrode layer 442 may be formed entirely on the second metal electrode layer 442 on the rear side of the semiconductor substrate 110 without a pattern. The second metal electrode layer 442 functions as a reflective film on the rear surface side of the semiconductor substrate 110 to reflect light reaching the first metal electrode layer 442 through the semiconductor substrate 110 and the emitter region 30 And can be reused. Thereby increasing the amount of light and improving the photoelectric conversion effect.

이때, 제2 금속 전극층(442)은 반도체 기판(110)의 후면 쪽에서 전체적으로 형성되므로 충분한 저항을 가질 수 있으므로 패턴을 가지는 제1 금속 전극층(421)보다 얇은 두께로 형성될 수 있다. At this time, since the second metal electrode layer 442 is formed entirely on the rear side of the semiconductor substrate 110, the second metal electrode layer 442 may have a sufficient thickness and thus a thickness smaller than that of the first metal electrode layer 421 having a pattern.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다. 6 is a cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 실시예에서는 반도체 기판(110)의 후면이 제2 요철(도 1의 참조부호 114)을 구비하지 않아 반도체 기판(110)의 전면보다 작은 표면 거칠기를 가질 수 있다. 일 예로, 반도체 기판(110)의 후면이 경면 연마되어 100nm 이하의 표면 거칠기를 가질 수 있다. 그리고 제2 금속 전극층(442)이 패턴을 가지지 않고 반도체 기판(110)의 후면 쪽에서 제2 금속 전극층(442) 위에 전체적으로 형성될 수 있다. 이에 의하면 반도체 기판(110)의 후면 쪽에서 제2 금속 전극층(442)의 반사 효과를 좀더 향상할 수 있다. Referring to FIG. 6, in the present embodiment, the rear surface of the semiconductor substrate 110 does not have the second irregularities (reference numeral 114 in FIG. 1), so that it can have a smaller surface roughness than the front surface of the semiconductor substrate 110. For example, the rear surface of the semiconductor substrate 110 may be mirror polished to have a surface roughness of 100 nm or less. And the second metal electrode layer 442 may be formed entirely on the second metal electrode layer 442 on the rear side of the semiconductor substrate 110 without a pattern. According to this, the reflection effect of the second metal electrode layer 442 on the rear surface side of the semiconductor substrate 110 can be further improved.

상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Features, structures, effects and the like according to the above-described embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to only one embodiment. Further, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified in other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

100: 태양 전지
110: 반도체 기판
10: 베이스 영역
52: 제1 패시베이션막
54: 제2 패시베이션막
20: 전면 전계 영역
30: 에미터 영역
42: 제1 전극
44: 제2 전극
100: Solar cell
110: semiconductor substrate
10: Base area
52: First passivation film
54: Second passivation film
20: front electric field area
30: Emitter area
42: first electrode
44: Second electrode

Claims (28)

반도체 기판;
상기 반도체 기판의 전면 위에 위치하는 제1 패시베이션막;
상기 반도체 기판의 후면 위에 위치하는 제2 패베이션막;
상기 반도체 기판의 전면 쪽에서 상기 제1 패시베이션막 위에 위치하며 상기 반도체 기판과 동일한 도전형을 가지는 전면 전계 영역;
상기 반도체 기판의 후면 쪽에서 상기 제2 패시베이션막 위에 위치하며 상기 반도체 기판과 반대되는 도전형을 가지는 에미터 영역;
상기 전면 전계 영역에 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및
상기 에미터 영역에 전기적으로 연결되는 제2 전극
을 포함하는 태양 전지.
A semiconductor substrate;
A first passivation film located on the front surface of the semiconductor substrate;
A second passivation film located on a rear surface of the semiconductor substrate;
A front field region located on the first passivation film on the front side of the semiconductor substrate and having the same conductivity type as the semiconductor substrate;
An emitter region located on the second passivation film on the rear side of the semiconductor substrate and having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate;
A first electrode electrically connected to the front electric field area; And
And a second electrode electrically connected to the emitter region
≪ / RTI >
제1항에 있어서,
상기 에미터 영역의 두께가 상기 전면 전계 영역보다 큰 태양 전지.
The method according to claim 1,
And the thickness of the emitter region is larger than that of the front electric field region.
제2항에 있어서,
상기 전면 전계 영역의 두께 : 상기 에미터 영역의 두께 비율이 1:1.5 내지 1:5.5인 태양 전지.
3. The method of claim 2,
Wherein the thickness of the front electric field region: the ratio of the thickness of the emitter region is 1: 1.5 to 1: 5.5.
제1항에 있어서,
상기 전면 전계 영역의 에너지 밴드갭이 상기 반도체 기판의 에너지 밴드갭보다 크고,
상기 에미터 영역의 에너지 밴드갭이 상기 반도체 기판의 에너지 밴드갭보다 큰 태양 전지.
The method according to claim 1,
The energy band gap of the front electric field region is larger than the energy band gap of the semiconductor substrate,
Wherein the energy band gap of the emitter region is larger than the energy band gap of the semiconductor substrate.
제1항에 있어서,
상기 전면 전계 영역 및 상기 에미터 영역은 각기 도핑된 비정질 실리콘, 비정질 실리콘 산화물, 비정질 실리콘 탄화물, 인듐-갈륨-아연 산화물, 티타늄 산화물 및 몰리브덴 산화물 중 적어도 하나를 포함하는 태양 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the front electric field region and the emitter region each include at least one of doped amorphous silicon, amorphous silicon oxide, amorphous silicon carbide, indium-gallium-zinc oxide, titanium oxide, and molybdenum oxide.
제5항에 있어서,
상기 전면 전계 영역이 인듐-갈륨-아연 산화물, 티타늄 산화물 및 몰리브덴 산화물 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 에미터 영역이 도핑된 비정질 실리콘, 비정질 실리콘 산화물 및 비정질 실리콘 탄화물 중 적어도 하나를 포함하는 태양 전지.
6. The method of claim 5,
Wherein the front electric field region includes at least one of indium-gallium-zinc oxide, titanium oxide, and molybdenum oxide,
Wherein the emitter region comprises at least one of amorphous silicon doped with amorphous silicon, amorphous silicon oxide and amorphous silicon carbide.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 패시베이션막 중 적어도 하나가 진성 비정질 실리콘층을 포함하는 태양 전지.
The method according to claim 1,
Wherein at least one of the first and second passivation films comprises an intrinsic amorphous silicon layer.
제1항에 있어서,
상기 제2 패시베이션막의 두께가 상기 제1 패시베이션막의 두께와 같거나 이보다 큰 태양 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the second passivation film is equal to or greater than the thickness of the first passivation film.
제8항에 있어서,
상기 제1 패시베이션막 : 상기 제2 패시베이션막의 두께 비율이 1:1 내지 1:2.5인 태양 전지.
9. The method of claim 8,
Wherein the thickness ratio of the first passivation film: the second passivation film is 1: 1 to 1: 2.5.
제1항에 있어서,
상기 제1 패시베이션막의 두께에 대한 상기 전면 전계 영역의 두께의 비율보다 상기 제2 패시베이션막의 두께에 대한 상기 에미터 영역의 두께의 비율이 큰 태양 전지.
The method according to claim 1,
Wherein a ratio of a thickness of the first passivation film to a thickness of the emitter region is larger than a ratio of a thickness of the front passivation film to a thickness of the first passivation film.
제10항에 있어서,
상기 제1 패시베이션막의 두께 : 상기 전면 전계 영역의 두께의 비율이 1:1.1 내지 1:2이고,
상기 제2 패시베이션막의 두께 : 상기 에미터 영역의 두께의 비율이 1:2 내지 1:5인 태양 전지.
11. The method of claim 10,
Wherein a ratio of a thickness of the first passivation film to a thickness of the front electric field area is 1: 1.1 to 1: 2,
Wherein a ratio of a thickness of the second passivation film to a thickness of the emitter region is 1: 2 to 1: 5.
제1항에 있어서,
상기 에미터 영역 및 상기 전면 전계 영역 중 적어도 하나가 제1 부분과 상기 제1 부분보다 높은 도핑 농도를 가지는 제2 부분을 포함하고,
상기 제1 부분의 두께가 상기 제2 부분의 두께보다 큰 태양 전지.
The method according to claim 1,
Wherein at least one of the emitter region and the front electric field region includes a first portion and a second portion having a higher doping concentration than the first portion,
Wherein a thickness of the first portion is greater than a thickness of the second portion.
제1항에 있어서,
상기 전면 전계 영역이, 상기 제1 패시베이션막 위에 위치하는 제1 전계 부분과, 상기 제1 전계 부분 위에 위치하며 상기 제1 전계 부분보다 높은 도핑 농도를 가지는 제2 전계 부분을 포함하고,
상기 에미터 영역이, 상기 제2 패시베이션막 위에 위치하는 제1 에미터 부분과, 상기 제1 에미터 부분 위에 위치하며 상기 제1 에미터 부분보다 높은 도핑 농도를 가지는 제2 에미터 부분을 포함하며,
상기 제1 에미터 부분의 도핑 농도에 대한 상기 제2 에미터 부분의 도핑 농도의 비율이 상기 제1 전계 부분의 도핑 농도에 대한 상기 제2 전계 부분의 도핑 농도의 비율과 같거나 그보다 크거나, 상기 제1 에미터 부분에서 제2 도전형 도펀트의 도핑 농도가 상기 제1 전계 부분에서 제1 도전형 도펀트의 도핑 농도와 같거나 그보다 작은 태양 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the front field region comprises a first field portion located above the first passivation film and a second field portion located above the first field portion and having a doping concentration higher than the first field portion,
Wherein said emitter region comprises a first emitter portion located above said second passivation film and a second emitter portion located above said first emitter portion and having a higher doping concentration than said first emitter portion, ,
Wherein a ratio of a doping concentration of the second emitter portion to a doping concentration of the first emitter portion is equal to or greater than a ratio of a doping concentration of the second electric field portion to a doping concentration of the first electric field portion, Wherein the doping concentration of the second conductivity type dopant in the first emitter portion is equal to or less than the doping concentration of the first conductivity type dopant in the first electric field portion.
제13항에 있어서,
상기 제1 전계 부분의 도핑 농도에 대한 상기 제2 전계 부분의 도핑 농도의 비율이 1보다 크고 1.3 이하이고,
상기 제1 에미터 부분의 도핑 농도에 대한 상기 제2 에미터 부분의 도핑 농도의 비율이 1보다 크고 1.5 이하인 태양 전지.
14. The method of claim 13,
Wherein a ratio of a doping concentration of the second electric field portion to a doping concentration of the first electric field portion is greater than 1 and equal to or less than 1.3,
Wherein the ratio of the doping concentration of the second emitter portion to the doping concentration of the first emitter portion is greater than 1 and less than or equal to 1.5.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나가 투명 전극층 및 상기 투명 전극층 위에 위치하는 금속 전극층을 포함하고,
상기 투명 전극층이 인듐-틴 산화물(indium tin oxide, ITO), 알루미늄-아연 산화물(aluminum zinc oxide, AZO), 보론-아연 산화물(boron zinc oxide, BZO), 인듐-텅스텐 산화물(indium tungsten oxide, IWO) 및 인듐-세슘 산화물(indium cesium oxide, ICO), 인듐-티타늄-탄탈륨 산화물 중 적어도 하나를 포함하는 태양 전지.
The method according to claim 1,
Wherein at least one of the first electrode and the second electrode includes a transparent electrode layer and a metal electrode layer located on the transparent electrode layer,
The transparent electrode layer may be formed of indium tin oxide (ITO), aluminum zinc oxide (AZO), boron zinc oxide (BZO), indium tungsten oxide (IWO) ) And indium-cesium oxide (ICO), indium-titanium-tantalum oxide.
제15항에 있어서,
상기 투명 전극층이 수소를 더 포함하는 태양 전지.
16. The method of claim 15,
Wherein the transparent electrode layer further comprises hydrogen.
제16항에 있어서,
상기 투명 전극층이 수소를 포함하는 인듐-세슘 산화물(ICO:H)를 포함하는 태양 전지.
17. The method of claim 16,
Wherein the transparent electrode layer comprises indium-cesium oxide (ICO: H) containing hydrogen.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극은, 상기 전면 전계 영역 위에 형성되는 제1 투명 전극층 및 상기 제1 투명 전극층 위에 위치하는 제1 금속 전극층을 포함하고,
상기 제2 전극은, 상기 전면 전계 영역 위에 형성되는 제2 투명 전극층 및 상기 제2 투명 전극층 위에 위치하는 제2 금속 전극층을 포함하며,
상기 제1 투명 전극층의 두께가 상기 제2 투명 전극층의 두께보다 더 큰 태양 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the first electrode includes a first transparent electrode layer formed on the front electric field area and a first metal electrode layer disposed on the first transparent electrode layer,
Wherein the second electrode includes a second transparent electrode layer formed on the front electric field area and a second metal electrode layer disposed on the second transparent electrode layer,
Wherein a thickness of the first transparent electrode layer is larger than a thickness of the second transparent electrode layer.
제18항에 있어서,
상기 제2 투명 전극층의 두께 : 상기 제1 투명 전극층의 두께의 비율이 1:1.1 내지 1:4인 태양 전지.
19. The method of claim 18,
Wherein a ratio of a thickness of the second transparent electrode layer to a thickness of the first transparent electrode layer is from 1: 1.1 to 1: 4.
제1항에 있어서,
상기 반도체 기판 및 상기 전면 전계 영역이 n형을 가지고,
상기 에미터 영역이 p형을 가지는 태양 전지.
The method according to claim 1,
The semiconductor substrate and the front electric field area have n-type,
Wherein the emitter region has a p-type.
제1항에 있어서,
상기 반도체 기판의 전면에 제1 요철부 및 제2 요철부를 구비하는 태양 전지.
The method according to claim 1,
And a first uneven portion and a second uneven portion on the front surface of the semiconductor substrate.
반도체 기판의 전면 및 후면 위에 각기 위치하는 제1 패시베이션막 및 제2 패시베이션막을 형성하는, 패시베이션막 형성 단계;
상기 반도체 기판의 전면 쪽에서 상기 제1 패시베이션막 위에 위치하며 상기 반도체 기판과 동일한 도전형을 가지는 전면 전계 영역 및 상기 반도체 기판의 후면 쪽에서 상기 제2 패시베이션막 위에 위치하며 상기 반도체 기판과 반대되는 도전형을 가지는 에미터 영역을 형성하는, 도전형 영역 형성 단계;
상기 전면 전계 영역 위에 위치하는 제1 투명 전극층 및 상기 에미터 영역 위에 위치하는 제2 투명 전극층을 형성하는, 투명 전극층 형성 단계; 및
상기 제1 투명 전극층 위에 위치하는 제1 금속 전극층 및 상기 에미터 영역 위에 위치하는 제2 투명 전극층을 형성하는, 금속 전극층 형성 단계
를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
A passivation film forming step of forming a first passivation film and a second passivation film which are respectively located on the front surface and the rear surface of the semiconductor substrate;
A first passivation film located on the first passivation film on the front side of the semiconductor substrate and having a front electric field area having the same conductivity type as the semiconductor substrate and a conductive type opposite to the semiconductor substrate located on the second passivation film on the rear side of the semiconductor substrate, A conductive type region forming step of forming a plurality of emitter regions;
Forming a first transparent electrode layer on the front electric field area and a second transparent electrode layer on the emitter area; And
Forming a first metal electrode layer on the first transparent electrode layer and a second transparent electrode layer on the emitter region,
Wherein the method comprises the steps of:
제22항에 있어서,
상기 제1 금속 전극층 및 상기 제2 금속 전극층 중 적어도 하나는 패턴을 가지면서 형성되고,
상기 제1 금속 전극층 및 상기 제2 금속 전극층 중 적어도 하나는, 용매, 전도성 물질 및 바인더를 포함하는 저온 페이스트층을 형성하고 건조하여 형성되거나, 또는 도금에 의하여 형성되는 태양 전지의 제조 방법.
23. The method of claim 22,
At least one of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer is formed with a pattern,
Wherein at least one of the first metal electrode layer and the second metal electrode layer is formed by forming a low temperature paste layer including a solvent, a conductive material and a binder, and drying or forming the metal layer by plating.
제22항에 있어서,
상기 패시베이션막 형성 단계 이전에,
상기 반도체 기판의 전면 및 후면에 습식 식각을 이용한 텍스쳐링에 의하여 각기 제1 요철부를 형성하는 단계; 및
적어도 상기 반도체 기판의 전면에 반응성 이온 식각에 의하여 상기 제1 요철부보다 작은 제2 요철부를 형성하는 단계
를 더 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
23. The method of claim 22,
Before the step of forming the passivation film,
Forming first irregularities on the front and rear surfaces of the semiconductor substrate by texturing using wet etching; And
Forming a second concavo-convex portion that is smaller than the first concavo-convex portion by reactive ion etching at least on the entire surface of the semiconductor substrate
Further comprising the steps of:
제22항에 있어서,
상기 투명 전극층 형성 단계에서는, 상기 투명 전극층을 증착으로 형성하고, 상기 투명 전극층을 구성하는 원료 물질, 수소 기체 및 캐리어 기체를 주입하는 태양 전지의 제조 방법.
23. The method of claim 22,
Wherein the transparent electrode layer is formed by vapor deposition, and the raw material, the hydrogen gas, and the carrier gas constituting the transparent electrode layer are injected in the transparent electrode layer forming step.
제25항에 있어서,
상기 캐리어 기체가 질소 기체 또는 아르곤 기체를 포함하고,
상기 캐리어 기체에 대하여 상기 수소 기체가 0.5% 내지 5%로 포함되는 태양 전지의 제조 방법.
26. The method of claim 25,
Wherein the carrier gas comprises a nitrogen gas or an argon gas,
And the hydrogen gas is contained in an amount of 0.5% to 5% with respect to the carrier gas.
제25항에 있어서,
상기 투명 전극층을 형성하는 단계에서는 상기 원료 물질, 상기 수소 기체 및 상기 캐리어 기체와 함께 산소 기체를 주입하는 태양 전지의 제조 방법.
26. The method of claim 25,
And the oxygen gas is injected together with the raw material, the hydrogen gas, and the carrier gas in the step of forming the transparent electrode layer.
제27항에 있어서,
상기 캐리어 기체에 대하여 상기 산소 기체가 15% 내지 40%로 포함되는 태양 전지의 제조 방법.
28. The method of claim 27,
And the oxygen gas is contained in an amount of 15% to 40% with respect to the carrier gas.
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