KR20200005535A - P형 perc 양면 태양 전지 및 그 모듈, 시스템과 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

P형 PERC 양면 태양 전지에 있어서, 백 실버 전극(1), 백 알루미늄 격자 라인(2), 배면 패시베이션 층 (3), P형 실리콘(4), N형 에미터(5), 정면 질화 규소 막(6) 및 프론트 실버 전극(7)을 차례로 포함하되; 배면 패시베이션 층에는 레이저 그루빙에 의해 제1 레이저 그루빙 영역(8)이 형성되고, 제1 레이저 그루빙 영역은 백 알루미늄 격자 라인의 하방에 설치되며, 백 알루미늄 격자 라인은 제1 레이저 그루빙 영역을 통해 P형 실리콘과 접속되고, 백 알루미늄 격자 라인의 사주에는 알루미늄 격자 외측 프레임(9)이 설치되며, 알루미늄 격자 외측 프레임은 백 알루미늄 격자 라인 및 백 실버 전극과 접속되며; 제1 레이저 그루빙 영역은 수평 방향으로 설치된 다수 군의 제1 레이저 그루빙 유닛(81)을 포함하고, 매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛은 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제1 레이저 그루빙체 (82)를 포함하며, 백 알루미늄 격자 라인은 제1 레이저 그루빙체와 수직된다. 당해 태양 전지는 구성이 간단하여, 비용이 상대적으로 낮으며, 널리 보급되기 쉽고, 광전 변환 효율이 높다.

Description

P형 PERC 양면 태양 전지 및 그 모듈, 시스템과 제조 방법
본 발명은 태양 전지 분야에 관한 것으로, 특히 P형 PERC 양면 태양 전지, 상기 P형 PERC 양면 태양 전지의 제조 방법 및 상기 P형 PERC 양면 태양 전지를 사용한 태양 전지 모듈, 상기 P형 PERC 양면 태양 전지를 사용한 태양 에너지 시스템에 관한 것이다.
결정질 실리콘 태양 전지는 태양 방사 에너지를 효율적으로 흡수하고, 광기전 효과를 이용하여 광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 소자로서, 태양광이 반도체 P-N 접합에 조사되는 경우, 새로운 정공 - 전자 쌍을 형성하는데, P-N 접합 전계의 작용하에서 정공은 N영역에서 P영역으로 흐르고, 전자는 P영역에서 N영역으로 흘러 회로를 턴 온시켜 전류를 형성한다.
기존의 결정질 실리콘 태양 전지는 기본적으로 정면 패시베이션 기술만을 사용하고 있는데, 실리콘 웨이퍼 정면에 PECVD의 방식으로 질화 규소를 한 층 증착시켜, 소수 캐리어의 앞표면에서의 재결합 속도를 낯추고, 결정질 실리콘 전지의 개방 회로 전압과 단락 전류를 대폭 상승시킴으로써 결정질 실리콘 태양 전지의 광전 변환 효율을 상승시킨다. 그러나 실리콘 웨이퍼의 배면이 패시베이션되지 않았으므로, 광전 변환 효율의 상승은 여전히 제한받고 있다.
선행 기술의 양면 태양 전지의 구성: 기판은 N형 실리콘 웨이퍼를 사용하고 있는데, 태양 광자가 전지 배면을 조사하게 되면, N형 실리콘 웨이퍼에서 생성되는 캐리어가 약 200 미크론의 두께를 갖는 실리콘 웨이퍼를 통과하고, N형 실리콘 웨이퍼 소수 캐리어의 수명이 길며, 캐리어 재결합 속도가 늦으므로, 부분적인 캐리어가 정면의 P-N 접합에 도달할 수 있고; 태양 전지의 정면은 주요 수광면이되, 그 변환 효율은 전체 전지 변환 효율에서 매우 높은 비율을 차지하며; 정배면의 종합 작용으로 전지의 변환 효율을 크게 향상시킨다. 그러나 N형 실리콘 웨이퍼의 가격이 높고, N형 양면 전지의 공정이 복잡하기때문에; 고효율 저원가의 양면 태양 전지를 어떻게 개발할 것인가 하는 것은 기업과 연구원들의 주목을 끌고 있는 관심사로 되었다.
한편, 결정질 실리콘 전지의 광전 변환 효율에 대한 요구가 점점 높아짐에 따라, 업계에서는 줄곧 PERC 백 패시베이션 태양전지 기술을 연구해왔다. 업계 주류 공장은 주로 단일면 PERC 태양전지를 개발하고 있으며, 본 발명은 PERC 고효율 전지와 양면 전지를 결합하여, 보다 높은 종합 광전 변환 효율을 갖는 양면 PERC 태양전지를 개발하는 것이다.
PERC양면 태양 전지에 있어서, 광전 변환 효율이 높은 동시에 양면이 태양광을 흡수하므로, 발전량이 더 높은 바, 실제 응용에서 보다 큰 사용 가치를 갖는다. 따라서, 본 발명은 공정이 간단하고, 원가가 비교적 낮으며, 널리 보급되기 쉽고, 광전 변환 효율이 높은 P형 PERC 양면 태양 전지를 제출하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 구조가 간단하고, 원가가 비교적 낮으며, 널리 보급되기 쉽고, 광전 변환 효율이 높은 P형 PERC 양면 태양 전지를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 공정이 간단하며, 비용이 상대적으로 낮으며, 널리 보급되기 쉽고, 광전 변환 효율이 높은 P형 PERC 양면 태양 전지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 구조가 간단하고, 원가가 비교적 낮으며, 널리 보급되기 쉽고, 광전 변환 효율이 높은 P형 PERC 양면 태양 전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 구조가 간단하고, 원가가 비교적 낮으며, 널리 보급되기 쉽고, 광전 변환 효율이 높은 P형 PERC 양면 태양 에너지 시스템을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 P형 PERC 양면 태양 전지를 제공하는 바, 당해 P형 PERC 양면 태양 전지는 백 실버 전극, 백 알루미늄 격자 라인, 배면 패시베이션 층, P형 실리콘, N형 에미터, 정면 질화 규소 막 및 프론트 실버 전극을 차례로 포함하되;
배면 패시베이션 층에는 레이저 그루빙에 의해 제1 레이저 그루빙 영역이 형성되고, 상기 제1 레이저 그루빙 영역은 백 알루미늄 격자 라인의 하방에 설치되며, 상기 백 알루미늄 격자 라인은 제1 레이저 그루빙 영역을 통해 P형 실리콘과 접속되고, 상기 백 알루미늄 격자 라인의 사주에는 알루미늄 격자 외측 프레임이 설치되며, 상기 알루미늄 격자 외측 프레임은 백 알루미늄 격자 라인 및 백 실버 전극과 접속되고;
상기 제1 레이저 그루빙 영역은 수평 방향으로 설치된 다수 군의 제1 레이저 그루빙 유닛을 포함하고, 매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛은 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제1 레이저 그루빙체를 포함하며, 상기 백 알루미늄 격자 라인은 제1 레이저 그루빙체와 수직된다.
상기 해결 수단의 바람직한 형태로서, 상기 알루미늄 격자 외측 프레임의 하방에는 제2 레이저 그루빙 영역이 설치되고, 상기 제2 레이저 그루빙 영역은 연직 방향 또는 수평 방향으로 설치된 제2 레이저 그루빙 유닛을 포함하며, 매 하나의 군의 제2 레이저 그루빙 유닛은 연직 방향 또는 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제2 레이저 그루빙체를 포함하고, 상기 알루미늄 격자 외측 프레임은 제2 레이저 그루빙체와 수직된다.
상기 해결 수단의 바람직한 형태로서, 상기 제1 레이저 그루빙 유닛들은 서로 평행 설치되고;
매 하나의 제1 레이저 그루빙 유닛 중에서 상기 제1 레이저 그루빙체는 병렬 설치되며, 상기 제1 레이저 그루빙체는 동일한 수평면에 놓이거나, 상하로 어긋난다.
상기 해결 수단의 바람직한 형태로서, 상기 제1 레이저 그루빙 유닛들 사이의 간격은 0.5∼50mm이고;
매 하나의 제1 레이저 그루빙 유닛 중에서 상기 제1 레이저 그루빙체들 사이의 간격은 0.5∼50mm이며;
상기 제1 레이저 그루빙체의 길이는 50∼5000미크론이고, 폭은 10∼500미크론이며;
상기 백 알루미늄 격자 라인의 개수는 30∼500개이고;
상기 백 알루미늄 격자 라인의 폭은 30∼500미크론이며, 상기 백 알루미늄 격자 라인의 폭은 상기 제1 레이저 그루빙체의 길이보다 작다.
상기 해결 수단의 바람직한 형태로서, 상기 배면 패시베이션 층은 산화 알루미늄 층 및 질화 규소 층을 포함하고, 상기 산화 알루미늄 층은 P형 실리콘과 접속되며, 상기 질화 규소 층은 산화 알루미늄 층과 접속되고;
상기 질화 규소 층의 두께는 20∼500nm이며;
상기 산화 알루미늄 층의 두께는 2∼50nm이다.
이에 따라, 본 발명은 P형 PERC 양면 태양 전지의 제조 방법을 더 개시하는 바, 당해 P형 PERC 양면 태양 전지의 제조 방법은,
(1) 실리콘 웨이퍼 정면과 배면에 텍스처를 형성하되, 상기 실리콘 웨이퍼는 P형 실리콘인 단계;
(2) 실리콘 웨이퍼를 확산시켜 N형 에미터를 형성하는 단계;
(3) 확산 과정에서 형성된 정면 포스포-실리케이트 글래스와 주변 PN 접합을 제거하는 단계;
(4) 실리콘 웨이퍼 배면에 산화 알루미늄 막을 증착하는 단계;
(5) 실리콘 웨이퍼 배면에 질화 규소 막을 증착하는 단계;
(6) 실리콘 웨이퍼 정면에 질화 규소 막을 증착하는 단계;
(7) 실리콘 웨이퍼 배면에 레이저 그루빙에 의하여 제1 레이저 그루빙 영역을 형성하되, 상기 제1 레이저 그루빙 영역은 수평 방향으로 설치된 다수 군의 제1 레이저 그루빙 유닛을 포함하고, 매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛은 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제1 레이저 그루빙체를 포함하는 단계;
(8) 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 백 실버 메인 격자 전극을 인쇄하는 단계;
(9) 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 제1 레이저 그루빙체의 수직 방향을 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄하여 백 알루미늄 격자 라인을 얻되, 상기 백 알루미늄 격자 라인은 제1 레이저 그루빙체와 수직되는 단계;
(10) 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 백 알루미늄 격자 라인의 사주를 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄하여 알루미늄 격자 외측 프레임을 얻는 단계;
(11) 상기 실리콘 웨이퍼 정면에 프론트 전극 페이스트를 인쇄하는 단계;
(12) 실리콘 웨이퍼를 고온 소결하여 백 실버 전극과 프론트 실버 전극을 형성하는 단계; 및
(13) 실리콘 웨이퍼를 Anti-LID 어닐링하는 단계를 포함한다.
상기 해결 수단의 바람직한 형태로서, (3) 단계와 (4) 단계 사이에,
실리콘 웨이퍼 배면을 연마하는 단계를 더 포함한다.
상기 해결 수단의 바람직한 형태로서, (7) 단계는,
실리콘 웨이퍼 배면에 레이저 그루빙하여 제2 레이저 그루빙 영역을 형성하되, 상기 제2 레이저 그루빙 영역은 연직 방향 또는 수평 방향으로 설치된 제2 레이저 그루빙 유닛을 포함하고, 매 하나의 군의 제2 레이저 그루빙 유닛은 연직 방향 또는 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제2 레이저 그루빙체를 포함하는 단계를 더 포함한다.
상기 제2 레이저 그루빙체는 알루미늄 격자 외측 프레임에 수직된다.
이에 따라, 본 발명은 PERC태양 전지와 패키징 재료를 포함하는 PERC태양 전지 모듈을 더 개시하는 바, 상기PERC태양 전지는 상기 임의의 P형 PERC 양면 태양 전지이다.
이에 따라, 본 발명은 PERC태양 전지를 포함하는 PERC태양 에너지 시스템을 더 개시하는 바, 상기PERC태양 전지는 상기 임의의 P형 PERC 양면 태양 전지이다.
본 발명을 실시하게 되면 아래와 같은 유리한 효과를 갖는다.
본 발명에 따르면, 실리콘 웨이퍼 배면에 배면 패시베이션 층을 형성한 후, 배면 패시베이션 층에 레이저 그루빙에 의해 제1 레이저 그루빙 영역을 형성하고, 그 다음 레이저 스크라이빙 방향의 수직 방향을 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄함으로써, 알루미늄 페이스트가 그루빙 영역을 통해 P형 실리콘과 접속되도록 하여 백 알루미늄 격자 라인을 얻는다. 당해 PERC양면 태양 전지에 따르면, 실리콘 웨이퍼 정면과 배면에 전지 격자 라인 구조을 제조하고, 알루미늄 페이스트를 인쇄하는 일반적인 방식과는 다른 방식을 사용하여, 알루미늄 격자의 폭이 제1 레이저 그루빙 영역의 길이보다 훨씬 작기 때문에, 알루미늄 페이스트와 제1 레이저 그루빙 영역에 대해 정밀한 위치 맞춤을 실시할 필요가 없어지므로, 레이저 공정과 인쇄 공정을 간소화하고, 인쇄 장치의 커미셔닝(commissioning) 난이도를 줄이며, 대규모 생산을 쉽게 산업화한다. 또한 알루미늄 페이스트 피복 영역 외의 제1 레이저 그루빙 영역이 전지의 배면 표면의 태양광 흡수를 증가시킬 수 있으므로, 전지의 광전 변환 효율을 상승시킨다.
또한, 인쇄 과정에 있어서, 알루미늄 페이스트의 점도가 보다 높고, 망판의 선 폭도 비교적 좁기에, 알루미늄 격자에서 격자 끊기는 경우가 가끔 발생하게 된다. 알루미늄 격자의 격자 끊김은 EL 테스트의 화상에서의 검은 격자 끊김의 발생을 초래하게 된다. 또한, 알루미늄 격자의 격자 끊김은 또한 전지의 광전 변환 효율에 영향을 미치게 된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 백 알루미늄 격자 라인의 사주에 알루미늄 격자 외측 프레임이 설치되고 있고, 상기 알루미늄 격자 외측 프레임이 백 알루미늄 격자 라인 및 백 실버 전극과 접속되어 있으므로, 알루미늄 격자 외측 프레임이 전자에 대해 하나의 전송 경로를 더 제공하게 되어, 알루미늄 격자 격자 끊김으로 인한 EL 테스트의 격자 끊김 및 광전 변환 효율이 낮은 문제를 방지한다.
알루미늄 격자 외측 프레임의 하방에는 제2 레이저 그루빙 영역이 설치되어 있을 수도 있고, 제2 레이저 그루빙 영역이 설치되어 있지 않을 수도 있지만, 제2 레이저 그루빙 영역이 설치되어 있을 경우, 알루미늄 페이스트와 제2 레이저 그루빙 영역에 대해 정밀한 위치 맞춤을 할 필요가 없어지므로, 레이저 공정과 인쇄 공정을 간소화하고, 인쇄 장치의 커미셔닝(commissioning) 난이도를 줄인다. 또한 알루미늄 페이스트 피복 영역 외의 제2 레이저 그루빙 영역이 전지의 배면 표면의 태양광 흡수를 증가시킬 수 있으므로, 전지의 광전 변환 효율을 상승시킨다.
따라서, 본 발명은 구성이 간단하고, 공정이 간단하며, 비용이 상대적으로 낮으며, 널리 보급되기 쉽고, 광전 변환 효율이 높다.
도 1은 본 발명의 P형 PERC 양면 태양 전지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 P형 PERC 양면 태양 전지의 배면 구성의 제1 실시예의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 P형 PERC 양면 태양 전지의 배면 구성의 제2 실시예의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 P형 PERC 양면 태양 전지의 제1 레이저 그루빙 영역의 일 실시예의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 P형 PERC 양면 태양 전지의 제1 레이저 그루빙 영역의 다른 일 실시예의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 P형 PERC 양면 태양 전지의 제2 레이저 그루빙 영역의 모식도이다.
이하, 본 발명의 목적, 기술적 해결수단과 장점을 보다 명확하게 하기 위하여, 도면을 결합하여 본 발명을 더욱 상세히 기술한다.
종래의 단일면 태양 전지는, 전지의 배면에 실리콘 웨이퍼의 전체 배면을 커버하는 올 알루미늄 후면 전계를 구비하고 있는데, 올 알루미늄 후면 전계의 작용은 개방회로전압 Voc와 단락전류 Jsc를 향상시키고, 소수 캐리어를 표면으로부터 멀어지게 하여, 소수 캐리어 복합율을 낮춤으로써, 전체적으로 전지효율을 향상시킨다. 그러나, 올 알루미늄 후면 전계가 광투과되지 못하므로, 올 알루미늄 후면 전계를 갖는 태양 전지 배면은 광 에너지를 흡수하지 못하고, 정면 만이 광 에너지를 흡수할 수 있어, 전지의 종합 광전 변환 효율을 대폭 향상시키는데 어려움이 있다.
상기 기술적 과제를 고려하여, 도 1과 결합해보면, 본 발명은 P형 PERC 양면 태양 전지를 제공하는 바, 당해 P형 PERC 양면 태양 전지는 백 실버 전극 (1), 백 알루미늄 격자 라인 (2), 배면 패시베이션 층 (3), P형 실리콘 (4), N형 에미터 (5), 정면 질화 규소 막 (6), 프론트 실버 전극 (7)을 차례로 포함하되; 배면 패시베이션 층 (3)에는 레이저 그루빙에 의해 제1 레이저 그루빙 영역 (8)이 형성되고, 상기 백 알루미늄 격자 라인 (2)은 제1 레이저 그루빙 영역 (8)을 통해 P형 실리콘 (4)과 접속된다. 프론트 실버 전극 (7)은 프론트 실버 전극 메인 격자 (7A)와 프론트 실버 전극 보조 격자 (7B)를 포함한다. 상기 배면 패시베이션 층 (3)은 산화 알루미늄 층 (31)과 질화 규소 층 (32)을 포함한다.
본 발명은 종래의 단일면PERC태양 전지를 개량한 것으로, 올 알루미늄 배면 전계를 더는 설치하지 않고, 그를 매우 많은 백 알루미늄 격자 라인 (2)으로 변화시켜, 레이저 그루빙 기술을 이용하여 배면 패시베이션 층 (3) 상에 레이저 그루빙 영역 (8)을 개구 설치하고, 백 알루미늄 격자 라인 (2)을 평행 배치된 이러한 레이저 그루빙 영역 (8) 상에 인쇄함으로써, P형 실리콘 (4)과 국부적으로 접촉할 수 있으며, 밀접하게 평행 배치된 백 알루미늄 격자 라인 (2)은 개방 회로 전압 Voc와 단락 전류 Jsc를 상승시켜, 소수 캐리어의 재결합 율을 낯추며, 전지 광전 변환 효율을 상승시키는 역할을 할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 단일면 전지의 구성인 올 알루미늄 배면 전계를 대체할 수 있고, 또한 백 알루미늄 격자 라인 (2)은 실리콘 웨이퍼의 배면을 전면적으로 커버하지 않는 바, 태양광이 백 알루미늄 격자 라인 (2) 사이로부터 실리콘 웨이퍼 내로 투사 가능함으로써, 실리콘 웨이퍼 배면이 광 에너지를 흡수할 수 있고, 전지의 광전 변환 효율을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 레이저 그루빙 영역 (8)은 수평 방향으로 설치된 다수 군의 제1 레이저 그루빙 유닛 (81)을 포함하고, 다수의 레이저 그루빙 유닛 (81)은 연직 방향을 따라 배열 배치되며, 매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛 (81)은 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제1 레이저 그루빙체 (82)를 포함하고, 상기 백 알루미늄 격자 라인 (2)은 제1 레이저 그루빙체 (82)와 수직된다. 도 4과 도 5과 결합해보면, 도 4과 도 5에 나타낸 점선칸은 제1 레이저 그루빙 유닛 (81)이며, 매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛 (81)은 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제1 레이저 그루빙체 (82)를 포함한다.
인쇄 과정에 있어서, 알루미늄 페이스트의 점도가 보다 높고, 망판의 선 폭이 비교적 좁기에, 알루미늄 격자에서 격자 끊기는 경우가 가끔 발생하게 된다. 알루미늄 격자의 격자 끊김은 EL 테스트의 화상에서의 검은 격자 끊김의 발생을 초래하게 된다. 또한, 알루미늄 격자의 격자 끊김은 또한 전지의 광전 변환 효율에 영향을 미치게 된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 백 알루미늄 격자 라인의 사주에 알루미늄 격자 외측 프레임 (9)이 설치되고, 상기 알루미늄 격자 외측 프레임 (9)은 백 알루미늄 격자 라인 (2) 및 백 실버 전극 (1)과 접속된다. 알루미늄 격자 외측 프레임 (9)이 전자에 대해 하나의 전송 경로를 더 제공하게 되어, 알루미늄 격자의 격자 끊김으로 인한 EL 테스트의 격자 끊김 및 광전 변환 효율이 낮은 문제를 방지한다.
도 3에 나타낸 배면의 구성 제1 실시예를 참조하면, 알루미늄 격자 외측 프레임 (9)의 하방에는 제2 레이저 그루빙 영역 (90)이 설치 되어 있을 수 있다. 도 2에 나타낸 배면의 구성의 제2 실시예를 참조하면, 알루미늄 격자 외측 프레임 (9)의 하방에는 제2 레이저 그루빙 영역 (90)이 설치되어 있지 않을 수도 있다.
제2 레이저 그루빙 영역 (90)이 설치되어 있을 경우, 상기 제2 레이저 그루빙 영역 (90)은 연직 방향 또는 수평 방향으로 설치된 제2 레이저 그루빙 유닛 (91)을 포함하고, 매 하나의 군의 제2 레이저 그루빙 유닛 (91)은 연직 방향 또는 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제2 레이저 그루빙체 (92)를 포함하며, 상기 알루미늄 격자 외측 프레임 (9)은 제2 레이저 그루빙체 (92)와 수직된다. 구체적으로, 도 6과 결합해보면, 상기 제2 레이저 그루빙 영역 (90)은 연직 방향으로 설치된 두개의 제2 레이저 그루빙 유닛 (91A) 및 수평 방향으로 설치된 두개의 제2 레이저 그루빙 유닛 (91B)을 포함하며, 연직 방향으로 설치된 제2 레이저 그루빙 유닛 (91A)은 수평 방향으로 설치된 다수의 제2 레이저 그루빙체 (92)를 포함하며, 수평 방향으로 설치된 제2 레이저 그루빙 유닛 (91B)은 연직 방향으로 설치된 다수의 제2 레이저 그루빙체 (92)를 포함한다.
제2 레이저 그루빙 영역 (90)이 설치되어 있을 경우, 알루미늄 페이스트와 제2 레이저 그루빙 영역에 대해 정밀한 위치 맞춤을 할 필요가 없어지므로, 레이저 공정과 인쇄 공정을 간소화하고, 인쇄 장치의 커미셔닝(commissioning) 난이도를 줄인다. 또한 알루미늄 페이스트 피복 영역 외의 제2 레이저 그루빙 영역이 전지의 배면 표면의 태양광 흡수를 증가시킬 수 있으므로, 전지의 광전 변환 효율을 상승시킨다.
제1 레이저 그루빙 유닛 (81)은 다양한 실시 형태를 구비하는 바, 이하의 실시 형태를 소유한다는 것을 설명할 필요가 있다.
(1), 매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛 (81)은 수평 방향으로 설치된 하나의 제1 레이저 그루빙체 (82)를 포함하는 바, 이 때 구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 레이저 그루빙 유닛 (81)은 연속적인 직선 그루빙 영역이다.
(2), 매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛 (81)은 수평 방향으로 설치된 다수의 제1 레이저 그루빙체 (82)를 포함하는 바, 이 때 구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 레이저 그루빙 유닛 (81)은 선분 형식의 불연속인 직선 그루빙 영역이다. 당해 다수의 제1 레이저 그루빙체 (82)는 둘, 셋, 넷, 또는 그 이상일 수도 있는 바, 이에 한정되지 않는다.
매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛 (81)이 수평 방향으로 설치된 다수의 제1 레이저 그루빙체 (82)를 포함할 경우, 이하의 몇 가지 경우가 있다.
A, 수평 방향으로 설치된 다수의 제1 레이저 그루빙체 (82)의 폭, 길이 및 형상이 모두 동일하되, 그 사이즈 단위는 미크론 레벨이고, 길이는 50∼5000미크론일 수 있지만, 이에 한정되지 않으며; 상기 제1 레이저 그루빙체 (82)는 동일한 수평면에 놓일 수 있거나, 상하로 어긋날 수도 있고(즉 동일한 수평면에 놓이지 않음), 그 어긋나게 분포되는 모양은 생산 수요에 따라 결정된다는 것을 설명 할 필요가 있다.
B, 수평 방향으로 설치된 다수의 제1 레이저 그루빙체 (82)의 폭, 길이 및 형상이 모두 동일하되, 그 사이즈 단위는 밀리미터 레벨이고, 길이는 5-600밀리미터일 수 있지만, 이에 한정되지 않으며; 상기 제1 레이저 그루빙체는 동일한 수평면에 놓일 수 있거나, 상하로 어긋날 수도 있고(즉 동일한 수평면에 놓이지 않음), 그 어긋나게 분포되는 모양은 생산 수요에 따라 결정된다는 것을 설명 할 필요가 있다.
C, 수평 방향으로 설치된 다수의 제1 레이저 그루빙체 (82)의 폭, 길이 및/또는 형상이 서로 다른 바, 생산 수요에 따라 조합 설계될 수 있다. 상기 제1 레이저 그루빙체는 동일한 수평면에 놓일 수 있거나, 상하로 어긋날 수도 있고(즉 동일한 수평면에 놓이지 않음), 그 어긋나게 분포되는 모양은 생산 수요에 따라 결정된다는 것을 설명 할 필요가 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태로서, 상기 제1 레이저 그루빙체는 직선형이므로, 가공이 편리하여, 공정이 간단하며, 생산 원가가 절감된다. 상기 제1 레이저 그루빙체는 예를 들면 곡선형, 아크형, 물결형 등의 기타의 형상으로 설치될 수 있는 바, 그 실시 형태는 본 발명에서 예로 든 실시예에 한정되지 않는다.
상기 제1 레이저 그루빙 유닛 (81)들은 서로 평행 설치되고, 매 하나의 제1 레이저 그루빙 유닛 (81) 중에서 상기 제1 레이저 그루빙체 (82)는 병렬 설치되므로, 생산 공정을 간소화할 수 있고, 대규모적으로 널리 보급되어서 응용되는 것에 적합하다.
상기 제1 레이저 그루빙 유닛 (81) 사이 간격은 0.5∼50mm이다. 매 하나의 제1 레이저 그루빙 유닛 (81)에 있어서, 상기 제1 레이저 그루빙체 (82)들 사이의 간격은 0.5∼50mm이다.
상기 제1 레이저 그루빙체 (82)의 길이는 50∼5000미크론이며, 폭은 10∼500미크론이다. 바람직하게는, 상기 제1 레이저 그루빙체 (82)의 길이는 250∼1200 미크론이며, 폭은 30∼80미크론이다.
제1 레이저 그루빙 유닛 (81)의 길이, 폭 및 간격과 알루미늄 격자의 개수 및 폭은 알루미늄 격자와 P형 실리콘과의 접촉 면적, 알루미늄 격자의 차광 면적 및 충분한 전자의 수집을 종합적으로 고려한 기초상에서 최적화된 것으로, 그 목적은 배면 알루미늄 격자의 차광 면적을 가능한 감소시키는 동시에, 양호한 전류 출력을 확보하는 바, 나아가 전지의 전체적인 광전 변환 효율을 상승시키는 것이다.
상기 백 알루미늄 격자 라인 (2)의 개수는 30∼500개이고, 상기 백 알루미늄 격자 라인 (2)의 폭은 30∼500미크론이며, 상기 백 알루미늄 격자 라인 (2)의 폭은 상기 제1 레이저 그루빙체 (82)의 길이보다 훨씬 작다. 바람직하게는, 상기 백 알루미늄 격자 라인 (2)의 개수는 80∼220개이며, 상기 백 알루미늄 격자 라인 (2)의 폭은 50~300미크론이다.
상기 백 알루미늄 격자 라인의 폭이 상기 제1 레이저 그루빙체의 길이보다 훨씬 작고, 알루미늄 격자와 제1 레이저 그루빙체가 수직 될 경우, 백 알루미늄 격자 라인의 인쇄 문제를 지극히 편리하게 할 수 있다. 정밀한 위치 맞춤이 필요없이, 알루미늄 격자가 모두 제1 레이저 그루빙 영역 내에 놓일 수 있어, 레이저 공정과 인쇄 공정을 간소화하고, 인쇄 장치의 커미셔닝(commissioning) 난이도를 줄이며, 대규모 생산을 쉽게 산업화한다.
본 발명에 따르면, 배면 패시베이션 층에 레이저 그루빙에 의해 제1 레이저 그루빙 영역을 형성한 후, 레이저 스크라이빙 방향의 수직 방향을 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄함으로써, 알루미늄 페이스트가 그루빙 영역을 통해 P형 실리콘과 접속되도록 하여 백 알루미늄 격자 라인을 얻는다. 당해 PERC양면 태양 전지에 따르면, 실리콘 웨이퍼 정면과 배면에 전지 격자 라인 구조을 제조하고, 알루미늄 페이스트를 인쇄하는 일반적인 방식과는 다른 방식을 사용하여, 알루미늄 페이스트와 제1 레이저 그루빙 영역에 대해 정밀한 위치 맞춤을 실시할 필요가 없어지므로, 공정이 간단하며, 대규모 생산을 쉽게 산업화한다. 알루미늄 격자가 제1 레이저 그루빙체와 평행되면, 알루미늄 페이스트와 제1 레이저 그루빙 영역에 대해 정밀한 위치 맞춤을 실시 할 필요가 있는 바, 인쇄 장치에 대한 정밀도와 중복성의 요구가 매우 높고, 제품 비율을 제어하기 어려우며, 불량품이 비교적 많아， 평균적인 광전 변환 효율의 저하를 초래한다. 본 발명을 사용하면, 제품 비율을 99.5%까지 상승시킬 수 있다.
또한 상기 배면 패시베이션 층 (3)은 산화 알루미늄 층 (31)과 질화 규소 층 (32)을 포함하되, 상기 산화 알루미늄 층 (31)은 P형 실리콘 (4)과 접속되고, 상기 질화 규소 층 (32)은 산화 알루미늄 층 (31)과 접속되며;
상기 질화 규소 층 (32)의 두께는 20∼500nm이고;
상기 산화 알루미늄 층 (31)의 두께는 2∼50nm이다.
바람직하게는, 상기 질화 규소 층 (32)의 두께는 100∼200nm이고;
상기 산화 알루미늄 층 (31)의 두께는 5∼30nm이다.
이에 따라, 본 발명은 P형 PERC 양면 태양 전지의 제조 방법을 더 개시하는 바, 당해 P형 PERC 양면 태양 전지의 제조 방법은,
S101에 있어서, 실리콘 웨이퍼 정면과 배면에 텍스처를 형성하되, 상기 실리콘 웨이퍼는 P형 실리콘이고;
S102에 있어서, 실리콘 웨이퍼를 확산시켜 N형 에미터를 형성하며;
S103에 있어서, 확산 과정에서 형성된 정면 포스포-실리케이트 글래스와 주변 PN 접합을 제거하고;
S104에 있어서, 실리콘 웨이퍼 배면에 산화 알루미늄 막을 증착하며;
S105에 있어서, 실리콘 웨이퍼 배면에 질화 규소 막을 증착하고;
S106에 있어서, 실리콘 웨이퍼 정면에 질화 규소 막을 증착하며;
S107에 있어서, 실리콘 웨이퍼 배면에 레이저 그루빙에 의하여 제1 레이저 그루빙 영역을 형성하되, 상기 제1 레이저 그루빙 영역은 수평 방향으로 설치된 다수 군의 제1 레이저 그루빙 유닛을 포함하고, 매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛은 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제1 레이저 그루빙체를 포함하며;
S108에 있어서, 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 백 실버 메인 격자 전극을 인쇄하고;
S109에 있어서, 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 제1 레이저 그루빙체의 수직 방향을 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄하여 백 알루미늄 격자 라인을 얻되, 상기 백 알루미늄 격자 라인은 제1 레이저 그루빙체와 수직되며;
S110에 있어서, 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 백 알루미늄 격자 라인의 사주를 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄하여 알루미늄 격자 외측 프레임을 얻고;
S111에 있어서, 상기 실리콘 웨이퍼 정면에 프론트 전극 페이스트를 인쇄하며;
S112에 있어서, 실리콘 웨이퍼를 고온 소결하여 백 실버 전극과 프론트 실버 전극을 형성한다.
S113에 있어서, 실리콘 웨이퍼를 Anti-LID 어닐링한다.
S106과 S104 및 S105과의 순서는 호환될 수 있는 바, S106은 S104 및 S105의 앞 단계일 수도 있음을 설명 할 필요가 있다. S109와 S110은 하나의 단계로 병합될 수도 있는 바, 백 알루미늄 격자 라인과 알루미늄 격자 외측 프레임의 인쇄를 일 회로 완성시킬 수 있다.
S103과 S104 사이에 실리콘 웨이퍼 배면을 연마하는 단계를 더 포함한다. 본 발명에 있어서, 배면 연마 단계를 구비할 수 있고, 배면 연마 단계를 구비하지 않을 수도 있다.
알루미늄 격자 외측 프레임의 하방에는 제2 레이저 그루빙 영역이 설치되어 있을 수도 있고, 제2 레이저 그루빙 영역이 설치되어 있지 않을 수도 있지만, 제2 레이저 그루빙 영역이 설치되어 있을 경우, 단계(7)는,
실리콘 웨이퍼 배면에 레이저 그루빙하여 제2 레이저 그루빙 영역을 형성하되, 상기 제2 레이저 그루빙 영역은 연직 방향 또는 수평 방향으로 설치된 제2 레이저 그루빙 유닛을 포함하고, 매 하나의 군의 제2 레이저 그루빙 유닛은 연직 방향 또는 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제2 레이저 그루빙체를 포함하며; 상기 제2 레이저 그루빙체는 알루미늄 격자 외측 프레임에 수직되는 단계를 더 포함한다.
제조 방법 중의 제1 레이저 그루빙 영역과 백 알루미늄 격자 라인의 구체적인 파라미터의 설정은 상기와 동일한 바, 여기에서 더 이상 서술하지 않는다는 것을 더 설명 할 필요가 있다.
이에 따라, 본 발명은 PERC태양 전지와 패키징 재료를 포함하는 PERC태양 전지 모듈을 더 개시하는 바, 상기PERC태양 전지는 상기 임의의 P형 PERC 양면 태양 전지이다. 구체적으로, PERC태양 전지 모듈의 일실시예로서, 당해 PERC태양 전지 모듈은, 위로부터 아래로 차레로 접속된 고투과성 강화 유리, 에틸렌-초산비닐공중합체(EVA), PERC태양 전지, 에틸렌-초산비닐공중합체(EVA) 및 고투과성 강화 유리로 구성된다.
이에 따라, 본 발명은 PERC태양 전지를 포함하는 PERC태양 에너지 시스템을 더 개시하는 바, 상기PERC태양 전지는 상기 임의의 P형 PERC 양면 태양 전지이다. PERC태양 에너지 시스템의 바람직한 일실시예로서, 당해 PERC태양 에너지 시스템은 PERC태양 전지, 축전지 팩, 충방전 컨트롤러 인버터, 교류 배전 캐비넷 및 태양 추적 제어 시스템을 포함한다. 여기서, PERC태양 에너지 시스템은 축전지 팩과 충방전 컨트롤러 인버터를 구비할 수 있고, 축전지 팩과 충방전 컨트롤러 인버터를 구비하지 않을 수도 있는 바, 당업자는 실제 수요에 따라 설치할 수 있다.
PERC태양 전지 모듈 및 PERC태양 에너지 시스템에 있어서, P형 PERC 양면 태양 전지이외의 부품은 선행 기술의 설계를 참조할 수 있다는 것을 설명 할 필요가 있다.
이하, 구체적인 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 논술한다.
실시예 1
(1), 실리콘 웨이퍼 정면과 배면에 텍스처를 형성하되, 상기 실리콘 웨이퍼는 P형 실리콘이고;
(2), 실리콘 웨이퍼를 확산시켜 N형 에미터를 형성하며;
(3), 확산 과정에서 형성된 정면 포스포-실리케이트 글래스와 주변 PN 접합을 제거하고;
(4), 실리콘 웨이퍼 배면에 산화 알루미늄 막을 증착하며;
(5), 실리콘 웨이퍼 배면에 질화 규소 막을 증착하고;
(6), 실리콘 웨이퍼 정면에 질화 규소 막을 증착하며;
(7), 실리콘 웨이퍼 배면에 레이저 그루빙에 의하여 제1 레이저 그루빙 영역을 형성하되, 상기 제1 레이저 그루빙 영역은 수평 방향으로 설치된 다수 군의 제1 레이저 그루빙 유닛을 포함하고, 매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛은 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제1 레이저 그루빙체를 포함하며, 상기 제1 레이저 그루빙체의 길이는 1000미크론이고, 폭은 40미크론이며;
(8), 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 백 실버 메인 격자 전극을 인쇄하고;
(9), 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 제1 레이저 그루빙체의 수직 방향을 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄하여 백 알루미늄 격자 라인을 얻되, 상기 백 알루미늄 격자 라인은 제1 레이저 그루빙체와 수직되고, 백 알루미늄 격자 라인의 개수는 150개이며, 상기 백 알루미늄 격자 라인의 폭은 150미크론이고;
(10), 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 백 알루미늄 격자 라인의 사주를 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄하여 알루미늄 격자 외측 프레임을 얻으며;
(11), 상기 실리콘 웨이퍼 정면에 프론트 전극 페이스트를 인쇄하고;
(12), 실리콘 웨이퍼를 고온 소결하여 백 실버 전극과 프론트 실버 전극을 형성하며;
(13), 실리콘 웨이퍼를 Anti-LID 어닐링한다.
실시예 2
(1), 실리콘 웨이퍼 정면과 배면에 텍스처를 형성하되, 상기 실리콘 웨이퍼는 P형 실리콘이고;
(2), 실리콘 웨이퍼를 확산시켜 N형 에미터를 형성하며;
(3), 확산 과정에서 형성된 정면 포스포-실리케이트 글래스와 주변 PN 접합을 제거하고, 실리콘 웨이퍼 배면을 연마하며;
(4), 실리콘 웨이퍼 배면에 산화 알루미늄 막을 증착하고;
(5), 실리콘 웨이퍼 배면에 질화 규소 막을 증착하며;
(6), 실리콘 웨이퍼 정면에 질화 규소 막을 증착하고;
(7), 실리콘 웨이퍼 배면에 레이저 그루빙에 의하여 제1 레이저 그루빙 영역과 제2 레이저 그루빙 영역을 형성하되, 상기 제1 레이저 그루빙 영역은 수평 방향으로 설치된 다수 군의 제1 레이저 그루빙 유닛을 포함하고, 매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛은 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제1 레이저 그루빙체를 포함하며, 상기 제1 레이저 그루빙체의 길이는 500미크론이며, 폭은 50미크론이고;
상기 제2 레이저 그루빙 영역은 연직 설치된 두개의 제2 레이저 그루빙 유닛과 수평 설치된 두개의 제2 레이저 그루빙 유닛을 포함하며, 매 하나의 군의 제2 레이저 그루빙 유닛은 연직 방향 또는 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제2 레이저 그루빙체를 포함하고, 상기 제2 레이저 그루빙체는 알루미늄 격자 외측 프레임에 수직되며; 상기 제2 레이저 그루빙체의 길이는 500미크론이고, 폭은 50미크론이며;
(8), 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 백 실버 메인 격자 전극을 인쇄하고;
(9), 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 제1 레이저 그루빙체의 수직 방향을 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄하여 백 알루미늄 격자 라인을 얻되, 상기 백 알루미늄 격자 라인은 제1 레이저 그루빙체와 수직되고, 백 알루미늄 격자 라인의 개수는 200개이며, 상기 백 알루미늄 격자 라인의 폭은 200 미크론이고;
(10), 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 백 알루미늄 격자 라인의 사주를 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄하여 알루미늄 격자 외측 프레임을 얻으며;
(11), 상기 실리콘 웨이퍼 정면에 프론트 전극 페이스트를 인쇄하고;
(12), 실리콘 웨이퍼를 고온 소결하여 백 실버 전극과 프론트 실버 전극을 형성한다.
(13), 실리콘 웨이퍼를 Anti-LID 어닐링한다.
실시예 3
(1), 실리콘 웨이퍼 정면과 배면에 텍스처를 형성하되, 상기 실리콘 웨이퍼는 P형 실리콘이고;
(2), 실리콘 웨이퍼를 확산시켜 N형 에미터를 형성하며;
(3), 확산 과정에서 형성된 정면 포스포-실리케이트 글래스와 주변 PN 접합을 제거하고;
(4), 실리콘 웨이퍼 배면에 산화 알루미늄 막을 증착하며;
(5), 실리콘 웨이퍼 배면에 질화 규소 막을 증착하고;
(6), 실리콘 웨이퍼 정면에 질화 규소 막을 증착하며;
(7), 실리콘 웨이퍼 배면에 레이저 그루빙에 의하여 제1 레이저 그루빙 영역을 형성하되, 상기 제1 레이저 그루빙 영역은 수평 방향으로 설치된 다수 군의 제1 레이저 그루빙 유닛을 포함하고, 매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛은 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제1 레이저 그루빙체를 포함하며, 상기 제1 레이저 그루빙체의 길이는 300미크론이며, 폭은 30미크론이고;
(8), 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 백 실버 메인 격자 전극을 인쇄하며;
(9), 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 제1 레이저 그루빙체의 수직 방향을 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄하여 백 알루미늄 격자 라인을 얻되, 상기 백 알루미늄 격자 라인은 제1 레이저 그루빙체와 수직되고, 백 알루미늄 격자 라인의 개수는 250개이고, 상기 백 알루미늄 격자 라인의 폭은 250미크론이며;
(10), 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 백 알루미늄 격자 라인의 사주를 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄하여 알루미늄 격자 외측 프레임을 얻고,
(11), 상기 실리콘 웨이퍼 정면에 프론트 전극 페이스트를 인쇄하며;
(12), 실리콘 웨이퍼를 고온 소결하여 백 실버 전극과 프론트 실버 전극을 형성한다.
(13), 실리콘 웨이퍼를 Anti-LID 어닐링한다.
실시예 4
(1), 실리콘 웨이퍼 정면과 배면에 텍스처를 형성하되, 상기 실리콘 웨이퍼는 P형 실리콘이고;
(2), 실리콘 웨이퍼를 확산시켜 N형 에미터를 형성하며;
(3), 확산 과정에서 형성된 정면 포스포-실리케이트 글래스와 주변 PN 접합을 제거하고, 실리콘 웨이퍼 배면을 연마하며;
(4), 실리콘 웨이퍼 배면에 산화 알루미늄 막을 증착하고;
(5), 실리콘 웨이퍼 배면에 질화 규소 막을 증착하며;
(6), 실리콘 웨이퍼 정면에 질화 규소 막을 증착하고;
(7), 실리콘 웨이퍼 배면에 레이저 그루빙에 의하여 제1 레이저 그루빙 영역을 형성하되, 상기 제1 레이저 그루빙 영역은 수평 방향으로 설치된 다수 군의 제1 레이저 그루빙 유닛을 포함하고, 매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛은 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제1 레이저 그루빙체를 포함하며, 상기 제1 레이저 그루빙체의 길이는 1200 미크론이며, 폭은 200 미크론이고;
상기 제2 레이저 그루빙 영역은 연직 설치된 두개의 제2 레이저 그루빙 유닛과 수평 설치된 두개의 제2 레이저 그루빙 유닛을 포함하며, 매 하나의 군의 제2 레이저 그루빙 유닛은 연직 방향 또는 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제2 레이저 그루빙체를 포함하고, 상기 제2 레이저 그루빙체는 알루미늄 격자 외측 프레임에 수직되며; 상기 제2 레이저 그루빙체의 길이는 1200 미크론이고, 폭은 200 미크론이며;
(8), 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 백 실버 메인 격자 전극을 인쇄하고;
(9), 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 제1 레이저 그루빙체의 수직 방향을 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄하여 백 알루미늄 격자 라인을 얻되, 상기 백 알루미늄 격자 라인은 제1 레이저 그루빙체와 수직되고, 백 알루미늄 격자 라인의 개수는 300개이며, 상기 백 알루미늄 격자 라인의 폭은 300미크론이고;
(10), 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 백 알루미늄 격자 라인의 사주를 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄하여 알루미늄 격자 외측 프레임을 얻으며;
(11), 상기 실리콘 웨이퍼 정면에 프론트 전극 페이스트를 인쇄하고;
(12), 실리콘 웨이퍼를 고온 소결하여 백 실버 전극과 프론트 실버 전극을 형성한다.
(13), 실리콘 웨이퍼를 Anti-LID 어닐링한다.
마지막으로 설명해야 할 것은, 이상 실시예는 본 발명의 기술적 해결수단을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 보호범위를 한정하려는 것은 아니며, 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명할 지라도, 본 분야의 당업자라면 본 발명의 기술적 해결수단의 실질과 범위를 벗어나지 않고, 본 발명의 기술적 해결수단에 대한 보정 또는 등가적 대체가 가능하다는 점을 이해해야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 백 실버 전극, 백 알루미늄 격자 라인, 배면 패시베이션 층, P형 실리콘, N형 에미터, 정면 질화 규소 막 및 프론트 실버 전극을 차례로 포함하되;
    배면 패시베이션 층에는 레이저 그루빙에 의해 제1 레이저 그루빙 영역이 형성되고, 상기 제1 레이저 그루빙 영역은 백 알루미늄 격자 라인의 하방에 설치되며, 상기 백 알루미늄 격자 라인은 제1 레이저 그루빙 영역을 통해 P형 실리콘과 접속되고, 상기 백 알루미늄 격자 라인의 사주에는 알루미늄 격자 외측 프레임이 설치되며, 상기 알루미늄 격자 외측 프레임은 백 알루미늄 격자 라인 및 백 실버 전극과 접속되고;
    상기 제1 레이저 그루빙 영역은 수평 방향으로 설치된 다수 군의 제1 레이저 그루빙 유닛을 포함하고, 매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛은 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제1 레이저 그루빙체를 포함하며, 상기 백 알루미늄 격자 라인은 제1 레이저 그루빙체와 수직되는 것을 특징으로 하는 P형 PERC 양면 태양 전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 알루미늄 격자 외측 프레임의 하방에는 제2 레이저 그루빙 영역이 설치되고, 상기 제2 레이저 그루빙 영역은 연직 방향 또는 수평 방향으로 설치된 제2 레이저 그루빙 유닛을 포함하며, 매 하나의 군의 제2 레이저 그루빙 유닛은 연직 방향 또는 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제2 레이저 그루빙체를 포함하고, 상기 알루미늄 격자 외측 프레임은 제2 레이저 그루빙체와 수직되는 것을 특징으로 하는 P형 PERC 양면 태양 전지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 레이저 그루빙 유닛들은 서로 평행 설치되고;
    매 하나의 제1 레이저 그루빙 유닛 중에서 상기 제1 레이저 그루빙체는 병렬 설치되며, 상기 제1 레이저 그루빙체는 동일한 수평면에 놓이거나 상하로 어긋나는 것을 특징으로 하는 P형 PERC 양면 태양 전지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 레이저 그루빙 유닛들 사이의 간격은 0.5∼50mm이고;
    매 하나의 제1 레이저 그루빙 유닛 중에서 상기 제1 레이저 그루빙체들 사이의 간격은 0.5∼50mm이며;
    상기 제1 레이저 그루빙체의 길이는 50∼5000미크론이고, 폭은 10∼500미크론이며;
    상기 백 알루미늄 격자 라인의 개수는 30∼500개이고;
    상기 백 알루미늄 격자 라인의 폭은 30∼500미크론이며, 상기 백 알루미늄 격자 라인의 폭은 상기 제1 레이저 그루빙체의 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 P형 PERC 양면 태양 전지.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 배면 패시베이션 층은 산화 알루미늄 층 및 질화 규소 층을 포함하고, 상기 산화 알루미늄 층은 P형 실리콘과 접속되며, 상기 질화 규소 층은 산화 알루미늄 층과 접속되고;
    상기 질화 규소 층의 두께는 20∼500nm이며;
    상기 산화 알루미늄 층의 두께는 2∼50nm인 것을 특징으로 하는 P형 PERC 양면 태양 전지.
  6. (1) 실리콘 웨이퍼 정면과 배면에 텍스처를 형성하되, 상기 실리콘 웨이퍼는 P형 실리콘인 단계;
    (2) 실리콘 웨이퍼를 확산시켜 N형 에미터를 형성하는 단계;
    (3) 확산 과정에서 형성된 정면 정면 포스포-실리케이트 글래스와 주변 PN 접합을 제거하는 단계;
    (4) 실리콘 웨이퍼 배면에 산화 알루미늄 막을 증착하는 단계;
    (5) 실리콘 웨이퍼 배면에 질화 규소 막을 증착하는 단계;
    (6) 실리콘 웨이퍼 정면에 질화 규소 막을 증착하는 단계;
    (7) 실리콘 웨이퍼 배면에 레이저 그루빙에 의하여 제1 레이저 그루빙 영역을 형성하되, 상기 제1 레이저 그루빙 영역은 수평 방향으로 설치된 다수 군의 제1 레이저 그루빙 유닛을 포함하고, 매 하나의 군의 제1 레이저 그루빙 유닛은 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제1 레이저 그루빙체를 포함하는 단계;
    (8) 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 백 실버 메인 격자 전극을 인쇄하는 단계;
    (9) 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 제1 레이저 그루빙체의 수직 방향을 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄하여 백 알루미늄 격자 라인을 얻되, 상기 백 알루미늄 격자 라인은 제1 레이저 그루빙체와 수직되는 단계;
    (10) 상기 실리콘 웨이퍼 배면에 백 알루미늄 격자 라인의 사주를 따라 알루미늄 페이스트를 인쇄하여 알루미늄 격자 외측 프레임을 얻는 단계;
    (11) 상기 실리콘 웨이퍼 정면에 프론트 전극 페이스트를 인쇄하는 단계;
    (12) 실리콘 웨이퍼를 고온 소결하여 백 실버 전극과 프론트 실버 전극을 형성하는 단계; 및
    (13) 실리콘 웨이퍼를 항-LID(Anti-LID) 어닐링하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 항 내지 제5 항 중의 어느 한 항에 따른 P형 PERC 양면 태양 전지의 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    (3) 단계와 (4) 단계 사이에, 실리콘 웨이퍼 배면을 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 P형 PERC 양면 태양 전지의 제조 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    (7) 단계는, 실리콘 웨이퍼 배면에 레이저 그루빙하여 제2 레이저 그루빙 영역을 형성하되, 상기 제2 레이저 그루빙 영역은 연직 방향 또는 수평 방향으로 설치된 제2 레이저 그루빙 유닛을 포함하고, 매 하나의 군의 제2 레이저 그루빙 유닛은 연직 방향 또는 수평 방향으로 설치된 하나 또는 다수의 제2 레이저 그루빙체를 포함하는 단계를 더 포함하며;
    상기 제2 레이저 그루빙체는 알루미늄 격자 외측 프레임에 수직되는 것을 특징으로 하는 P형 PERC 양면 태양 전지의 제조 방법.
  9. PERC태양 전지와 패키징 재료를 포함하되, 상기PERC태양 전지가 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 따른 P형 PERC 양면 태양 전지인 것을 특징으로 하는 PERC태양 전지 모듈.
  10. PERC태양 전지를 포함하되, 상기PERC태양 전지는 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 따른 P형 PERC 양면 태양 전지인 것을 특징으로 하는 PERC태양 에너지 시스템.
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