KR20200125067A - Manufacturing method of heterojunction solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이종 접합 태양 전지 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 패시베이션 품질을 보다 향상시키기 위하여 암모니아 가스(NH3)를 이용한 플라즈마 처리가 적용된 이종 접합 태양 전지 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a heterojunction solar cell, and more particularly, to a method of manufacturing a heterojunction solar cell to which a plasma treatment using ammonia gas (NH3) is applied in order to further improve passivation quality.
이종 접합 태양 전지는 결정질 반도체 기판의 표면에 비결정질 실리콘층이 형성된 태양 전지로, 결정질 반도체 기판과 비결정질 실리콘층이 서로 이종 접합 구조를 가지고 있어, 높은 개방 전압을 얻을 수 있는 장점이 있다.A heterojunction solar cell is a solar cell in which an amorphous silicon layer is formed on a surface of a crystalline semiconductor substrate. Since the crystalline semiconductor substrate and the amorphous silicon layer have a heterojunction structure with each other, there is an advantage of obtaining a high open-circuit voltage.
그러나, 이종 접합 태양 전지는 결정질 실리콘 반도체 기판 위에 바로 비결정질 실리콘층을 형성하는 구조이므로, 결정질 실리콘 반도체 기판과 비결정질 실리콘층 사이의 표면 결함(defect)이 많아 캐리어가 재결합하는 문제점이 있었고, 이로 인하여 태양 전지의 효율이 저하되는 문제점이 있었다.However, since the heterojunction solar cell has a structure in which an amorphous silicon layer is formed directly on the crystalline silicon semiconductor substrate, there are many surface defects between the crystalline silicon semiconductor substrate and the amorphous silicon layer, so there is a problem that carriers recombine. There is a problem in that the efficiency of the battery is lowered.
이를 개선하기 위해, 이종 접합 태양전지를 제조함에 있어, 결정질 실리콘 반도체 기판의 표면과 비결정질 실리콘층의 표면의 결함(defect)을 제거하고, 패시베이션 기능을 확보하기 위해, 반도체 기판의 표면을 플라즈마 처리하거나, 비결정 실리콘층인 제1, 2 도전형 영역을 형성한 이후, 제1, 2 도전형 영역의 표면을 수소 가스를 이용하여 플라즈마 처리하여 왔다.To improve this, in manufacturing a heterojunction solar cell, in order to remove defects on the surface of the crystalline silicon semiconductor substrate and the surface of the amorphous silicon layer, and to secure a passivation function, the surface of the semiconductor substrate is plasma treated or , After forming the first and second conductivity type regions, which are amorphous silicon layers, the surfaces of the first and second conductivity type regions have been subjected to plasma treatment using hydrogen gas.
그러나, 이와 같은 수소 플라즈마 처리는 수소 결합의 해리 에너지(dissociation energy)가 상대적으로 커서(일례로, 104 kcal/mol), 수소 가스를 플라즈마 상태로 유지하기 위해 높은 전력을 요구하였고, 이와 같은 높은 전력으로 형성된 플라즈마 상태의 수소를 결정질 반도체 기판의 표면이나 비결정질 제1, 2 도전형 영역의 표면에 처리하는 경우, 표면을 패시베이션하는 효과가 있지만, 플라즈마 장비의 높은 출력으로 인하여 반도체 기판의 표면이나 비결정 실리콘층의 표면에 손상(damage)이 발생되는 문제점이 있었다.However, such hydrogen plasma treatment has a relatively large dissociation energy of hydrogen bonds (for example, 104 kcal/mol), and requires high power to maintain the hydrogen gas in a plasma state. If hydrogen in the plasma state formed by is treated on the surface of a crystalline semiconductor substrate or the surface of amorphous first and second conductivity type regions, it has the effect of passivating the surface, but due to the high output of the plasma equipment, the surface of the semiconductor substrate or amorphous silicon There is a problem that damage occurs on the surface of the layer.
본 발명은 효율이 보다 향상될 수 있는 이종 접합 태양 전지 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a heterojunction solar cell in which efficiency can be further improved.
보다 구체적으로, 본 발명은 이종 접합 태양 전지를 제조함에 있어, 상대적으로 해리 에너지가 낮은 암모니아 가스를 이용하여 반도체 기판의 표면이나 비결정 실리콘층의 표면을 플라즈마 처리하여, 막의 패시베이션 품질을 보다 향상시킬 수 있는 이종 접합 태양 전지 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.More specifically, in manufacturing a heterojunction solar cell, the present invention uses ammonia gas having a relatively low dissociation energy to plasma the surface of the semiconductor substrate or the surface of the amorphous silicon layer, thereby further improving the passivation quality of the film. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a heterojunction solar cell.
본 발명의 일례에 따른 이종 접합 태양 전지 제조 방법은 결정질 실리콘 재질의 반도체 기판의 제1 면 위에 n형 도전성 타입의 불순물을 함유하고 비결정질 재질의 n형막 실리콘층인 제1 도전형 영역을 형성하는 n형막 형성 단계; 및 제1 면의 반대면인 반도체 기판의 제2 면 위에 p형 도전성 타입의 불순물을 함유하고 비결정질 재질의 p형막 실리콘층인 제2 도전형 영역을 형성하는 p형막 형성 단계;를 포함하고, 실리콘 반도체 기판, 제1 도전형 영역 및 제2 도전형 영역 중 적어도 하나에 암모니아 가스(NH3)를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리 단계;를 더 포함한다.The method of manufacturing a heterojunction solar cell according to an example of the present invention includes an n-type conductivity type impurity on a first surface of a semiconductor substrate made of crystalline silicon, and forms a first conductivity-type region that is an n-type silicon layer of an amorphous material. Forming a mold; And forming a second conductivity-type region, which is a p-type film silicon layer made of an amorphous material and containing an impurity of a p-type conductivity type, on a second surface of the semiconductor substrate opposite the first surface. And a plasma processing step of plasma-processing ammonia gas (NH3) on at least one of the semiconductor substrate, the first conductivity type region, and the second conductivity type region.
플라즈마 처리 단계는 각각의 n형막 형성 단계 및 p형막 형성 단계 이후, n형막 실리콘층 및 p형막 실리콘층에 대해 수행되되, p형막 실리콘층에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량은 n형막 실리콘층에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량보다 많을 수 있다.The plasma treatment step is performed on the n-type silicon layer and the p-type silicon layer after each n-type film formation step and p-type film formation step, but the flow rate of ammonia gas during plasma treatment on the p-type silicon layer is n-type silicon It may be higher than the flow rate of ammonia gas during plasma treatment for the layer.
플라즈마 처리 단계는 n형막 형성 단계 및 p형막 형성 단계 이전에 실리콘 반도체 기판의 제1 면 및 제2 면에 대해 더 수행되되, 실리콘 반도체 기판의 제1 면에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량과 실리콘 반도체 기판의 제2 면에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량은 서로 동일할 수 있다.The plasma treatment step is further performed on the first side and the second side of the silicon semiconductor substrate before the n-type film formation step and the p-type film formation step, but the flow rate of ammonia gas during plasma treatment on the first side of the silicon semiconductor substrate The flow rates of the ammonia gas during the plasma treatment on the second surface of the silicon semiconductor substrate may be the same.
또한, n형막 형성 단계 이전에, 반도체 기판의 제1 면 위에 진성 실리콘층 재질의 제1 패시베이션층을 형성하는 제1 패시베이션층 형성 단계;와 p형막 형성 단계 이전에, 반도체 기판의 제2 면 위에 진성 실리콘층 재질의 제2 패시베이션층을 형성하는 제2 패시베이션층 형성 단계;를 더 구비할 수 있다.In addition, prior to the n-type film forming step, a first passivation layer forming step of forming a first passivation layer made of an intrinsic silicon layer on the first surface of the semiconductor substrate; And before the p-type film forming step, on the second surface of the semiconductor substrate A second passivation layer forming step of forming a second passivation layer made of an intrinsic silicon layer may be further provided.
이와 같은 경우, 플라즈마 처리하는 단계는 각각의 제1 패시베이션층 형성 단계 및 제2 패시베이션층 형성 단계 이후, 제1 패시베이션층 및 제2 패시베이션층에 대해 더 수행되되, 제1 패시베이션층에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량과 제2 패시베이션층에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량은 서로 동일할 수 있다.In this case, the plasma treatment step is further performed on the first passivation layer and the second passivation layer after each of the first passivation layer formation step and the second passivation layer formation step, but during the plasma treatment of the first passivation layer The flow rate of the ammonia gas in the second passivation layer and the flow rate of the ammonia gas during the plasma treatment may be the same.
아울러, n형막 형성 단계 및 p형막 형성 단계에 의해 형성되는 제1, 2 도전형 영역은 비정질 실리콘 재질 또는 미세 결정질 실리콘 재질 중 적어도 하나이고, 제1 패시베이션층 형성 단계 및 제2 패시베이션층 형성 단계에 의해 형성되는 제1, 2 패시베이션층은 비정질 실리콘 산화물 재질, 비정질 실리콘 재질 또는 미세 결정질 실리콘 재질 중 적어도 어느 하나일 수 있다.In addition, the first and second conductivity-type regions formed by the n-type film formation step and the p-type film formation step are at least one of an amorphous silicon material or a microcrystalline silicon material, and the first passivation layer formation step and the second passivation layer formation step The first and second passivation layers formed by this may be at least one of an amorphous silicon oxide material, an amorphous silicon material, or a microcrystalline silicon material.
또한, 태양 전지 제조 방법은 n형막 형성 단계와 p형막 형성 단계가 수행된 이후, 제1 도전형 영역 위에 제1 투명 전극층 및 제2 도전형 영역 위 각각에 제2 투명 전극층을 증착하는 투명 전극 형성 단계; 및 제1, 2 투명 전극층 각각의 위에 제1, 2 전극을 형성하는 전극 형성 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, in the solar cell manufacturing method, after the n-type film formation step and the p-type film formation step are performed, a transparent electrode is formed by depositing a first transparent electrode layer on each of the first conductive type region and the second transparent electrode layer on the second conductive type region. step; And an electrode forming step of forming first and second electrodes on each of the first and second transparent electrode layers.
n형막 형성 단계는 실리콘 반도체 기판 위에 제1 농도의 n형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제1 n형막 실리콘층을 증착시키는 제1 n형막 형성 단계;와 제1 n형막 실리콘층 위에 제1 농도보다 높은 제2 농도의 n형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제2 n형막 실리콘층을 증착시키는 제2 n형막 형성 단계;를 포함하고, 플라즈마 처리 단계는 각각의 제1 n형막 형성 단계 및 제2 n형막 형성 단계 이후, 제1, 2 n형막 실리콘층 각각에 대해 수행되되, 제1 n형막 실리콘층에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량은 제2 n형막 실리콘층에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량보다 많을 수 있다.The n-type film formation step includes forming a first n-type film on the silicon semiconductor substrate by depositing a first n-type film silicon layer containing impurities of a first concentration of n-type conductivity type; and a first concentration higher than the first concentration on the first n-type film silicon layer. A second n-type film forming step of depositing a second n-type film silicon layer containing impurities of an n-type conductivity type having a high second concentration; and the plasma treatment step includes each of the first n-type film forming steps and the second n After the formation of the first and second n-type silicon layers, the flow rate of ammonia gas in the plasma treatment for the first n-type silicon layer is ammonia in the plasma treatment for the second n-type silicon layer. May be more than the gas flow rate.
또한, p형막 형성 단계는 실리콘 반도체 기판 위에 제1 농도의 p형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제1 p형막 실리콘층을 증착시키는 제1 p형막 형성 단계;와 제1 p형막 실리콘층 위에 제1 농도보다 높은 제2 농도의 p형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제2 p형막 실리콘층을 증착시키는 제2 p형막 형성 단계;를 포함하고, 플라즈마 처리 단계는 각각의 제1 p형막 형성 단계 및 제2 p형막 형성 단계 이후, 제1, 2 p형막 실리콘층 각각에 대해 수행되되, 제1 p형막 실리콘층에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량은 제2 p형막 실리콘층에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량보다 많을 수 있다.In addition, the p-type film forming step includes a first p-type film forming step of depositing a first p-type film silicon layer containing a first p-type conductivity type impurity on a silicon semiconductor substrate; and a first p-type film on the silicon layer. A second p-type film forming step of depositing a second p-type film silicon layer containing an impurity of a p-type conductivity type having a second concentration higher than the concentration, and the plasma treatment step includes, respectively, the first p-type film forming step and the first 2 After the p-type film formation step, it is performed on each of the first and second p-type silicon layers, but the flow rate of ammonia gas in the plasma treatment for the first p-type silicon layer is when plasma treatment for the second p-type silicon layer. May be higher than the flow rate of ammonia gas.
본 발명은 이종 접합 태양 전지를 제조함에 있어, 실리콘 반도체 기판, 제1 도전형 영역 및 제2 도전형 영역 중 적어도 하나의 표면을 암모니아 가스를 이용하여 플라즈마 처리함으로써, 패시베이션 품질을 보다 향상시키고, 이종 접합 태양 전지의 단락 전류를 보다 향상시켜, 효율을 보다 향상시킬 수 있다.In the present invention, in manufacturing a heterojunction solar cell, the surface of at least one of a silicon semiconductor substrate, a first conductivity type region, and a second conductivity type region is plasma-treated using ammonia gas, thereby further improving passivation quality, and The short-circuit current of the junction solar cell can be further improved, and efficiency can be further improved.
도 1은 본 발명에 따라 제조되는 이종 접합 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따라 도 1에 도시된 이종 접합 태양 전지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 3은 이종 접합 태양 전지 제조 방법에 적용되는 암모니아 플라즈마 처리시 암모니아 가스의 유속량을 비교 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명에 따라 제조되는 이종 접합 태양 전지의 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 도 4에 도시된 이종 접합 태양 전지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 6은 도 5에 도시된 이종 접합 태양 전지 제조 방법에 적용되는 암모니아 플라즈마 처리시 암모니아 가스의 유속량을 비교 설명하기 위한 도이다.1 is a diagram for explaining an example of a heterojunction solar cell manufactured according to the present invention.
2 is a flow chart illustrating a method of manufacturing the heterojunction solar cell shown in FIG. 1 according to an example of the present invention.
3 is a view for explaining a comparison of the flow rate of ammonia gas during ammonia plasma treatment applied to a method of manufacturing a heterojunction solar cell.
4 is a diagram illustrating another example of a heterojunction solar cell manufactured according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the heterojunction solar cell shown in FIG. 4.
6 is a view for explaining a comparison of the flow rate of ammonia gas during ammonia plasma treatment applied to the method of manufacturing the heterojunction solar cell shown in FIG. 5.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the embodiments of the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 “전체적”으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.In the drawings, the thicknesses are enlarged to clearly express various layers and regions. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the case where the other part is "directly above", but also the case where the other part is in the middle. Conversely, when one part is "right above" another part, it means that there is no other part in the middle. In addition, when a part is "overall" formed on another part, it means that it is formed not only on the entire surface (or front) of the other part, but also not formed on a part of the edge.
아울러, 이하에서 어떤 구성 요소의 두께나 폭 또는 길이가 동일하다는 의미는 공정 상의 오차를 고려하여, 어떤 제1 구성 요소의 두께나 폭 또는 길이가 다른 제2 구성 요소의 두께나 폭 또는 길이와 비교하여, 10% 의 오차 범위에 있는 경우를 의미한다.In addition, in the following, the meaning that the thickness, width, or length of a certain component is the same means that the thickness, width, or length of a first component is compared with the thickness, width, or length of another second component in consideration of process errors. Thus, it means a case in the 10% error range.
이하에서, 반도체 기판의 제1 면은 반도체 기판의 평면 중 어느 한 면을 의미하고, 반도체 기판의 제2 면은 반도체 기판의 평면 중 제1 면과 반대쪽에 위치하는 면을 의미한다.Hereinafter, the first surface of the semiconductor substrate refers to any one of the planes of the semiconductor substrate, and the second surface of the semiconductor substrate refers to a surface located opposite the first surface of the semiconductor substrate.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 대하여 설명한다.Then, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따라 제조되는 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 도이다. 1 is a diagram for explaining an example of a solar cell manufactured according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지는, 베이스 영역(110)을 포함하는 반도체 기판(10)과, 반도체 기판(10)의 제1 면(일 예로, 전면) 위에 형성되는 제1 패시베이션층(21)과, 반도체 기판(10)의 제2 면(일 예로, 후면) 위에 형성되는 제2 패시베이션층(31)과, 반도체 기판(10)의 제1 면 쪽에서 제1 패시베이션층(21) 위에 형성되며 제1 도전형을 가지는 제1 도전형 영역(20)과, 반도체 기판(10)의 제2 면 쪽에서 제2 패시베이션층(31) 위에 형성되며 제2 도전형을 가지는 제2 도전형 영역(30)과, 제1 도전형 영역(20)에 전기적으로 연결되는 제1 전극(40)과, 제2 도전형 영역(30)에 전기적으로 연결되는 제2 전극(50)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the solar cell according to the present embodiment includes a
반도체 기판(10)은 불순물을 상대적으로 낮은 도핑 농도로 포함하여 제1 또는 제2 도전형을 가지는 베이스 영역(110)을 포함할 수 있다. The
베이스 영역(110)은 불순물을 포함하는 단일 결정질 반도체(예를 들어, 단일 단결정 또는 다결정 반도체, 일 예로, 단결정 또는 다결정 실리콘, 특히 단결정 실리콘)로 구성될 수 있다. The
이와 같은 베이스 영역은 일례로, 제1 또는 제2 도전성 타입의 불순물로 n형 도전성 타입의 불순물 또는 p형 도전성 타입의 불순물을 낮은 농도로 함유할 수 있다. Such a base region may contain, for example, an impurity of an n-type conductivity type or an impurity of a p-type conductivity at a low concentration as the first or second conductivity type impurity.
특히, 반도체 기판(10)이 단결정 실리콘 재질로 형성될 경우, 단결정 실리콘 재질의 웨이퍼(wafer)로 형성될 수 있다. 도 2 이하의 제조 방법에서는 반도체 기판(10)이 실리콘 웨이퍼 재질로 형성된 경우를 일례로 설명한다.In particular, when the
이와 같이 결정성이 높아 결함이 적은 베이스 영역(110) 또는 반도체 기판(10)을 기반으로 한 태양 전지는 전기적 특성이 우수할 수 있다.As such, a solar cell based on the
이때, 본 실시예에서는 반도체 기판(10)은 추가적인 도핑 등에 의하여 형성되는 도핑 영역을 구비하지 않는 베이스 영역(110)만으로 구성될 수 있다. 이에 의하여 도핑 영역에 의한 반도체 기판(10)의 패시베이션 특성 저하를 방지할 수 있다. In this case, in the present embodiment, the
그리고 반도체 기판(10)의 전면 및 후면에는 반사를 최소화할 수 있는 반사 방지 구조가 형성될 수 있다. 일 예로, 반사 방지 구조로 피라미드 등의 형태의 요철을 가지는 텍스쳐링(texturing) 구조를 구비할 수 있다. In addition, antireflection structures capable of minimizing reflection may be formed on the front and rear surfaces of the
반도체 기판(10)에 형성된 텍스쳐링 구조는 반도체의 특정한 결정면(예를 들어, (111)면)을 따라 형성된 외면을 가지는 일정한 형상(일 예로, 피라미드 형상))을 가질 수 있다. 이와 같은 텍스쳐링에 의해 반도체 기판(10)의 전면 등에 요철이 형성되어 표면 거칠기가 증가되면, 반도체 기판(10) 내부로 입사되는 광의 반사율을 낮춰 광 손실을 최소화할 수 있다. The texturing structure formed on the
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 반도체 기판(10)의 제1 면에만 텍스처링 구조가 형성되거나, 반도체 기판(10)의 전면 및 후면에 텍스처링 구조가 형성되지 않을 수 있다. However, the present invention is not limited thereto, and a texturing structure may be formed only on the first surface of the
반도체 기판(10)의 전면 위에는 제1 패시베이션층(21)이 형성(일 예로, 접촉)되고, 반도체 기판(10)의 후면 위에는 제2 패시베이션층(31)이 형성(일 예로, 접촉)된다. 이에 의하여 패시베이션 특성을 향상할 수 있다. A
이때, 제1 및 제2 패시베이션층(21, 31)은 반도체 기판(10)의 전면 및 후면에 각기 전체적으로 형성될 수 있다. In this case, the first and second passivation layers 21 and 31 may be entirely formed on the front and rear surfaces of the
이에 따라 우수한 패시베이션 특성을 가지면서 별도의 패터닝 없이 쉽게 형성될 수 있다. 캐리어가 제1 또는 제2 패시베이션층(31)(21, 31)을 통과하여 제1 또는 제2 도전형 영역(20, 30)에 전달되므로, 제1 및 제2 패시베이션층(21, 31)의 각각의 두께는 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30) 각각의 두께보다 작을 수 있다. Accordingly, it can be easily formed without additional patterning while having excellent passivation characteristics. Since the carrier passes through the first or second passivation layer 31 (21, 31) and is transferred to the first or second
일례로, 제1, 2 패시베이션층(21, 31) 각각의 두께는 반도체 기판(10)의 두께보다 작은 1nm ~ 10nm 사이로 형성될 수 있고, 제1, 2 도전형 영역(20, 30)(20, 3) 각각의 두께는 제1, 2 패시베이션층(21, 31) 각각의 두께보다 큰 범위에서 2nm ~ 30nm 사이로 형성될 수 있다. As an example, the thickness of each of the first and second passivation layers 21 and 31 may be formed between 1 nm and 10 nm smaller than the thickness of the
여기서, 제2 도전형 영역(30)의 두께는 제1 도전형 영역(20)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다.Here, the thickness of the second
또한, 일례로, 제1 및 제2 패시베이션층(21, 31)은 수소를 다량 함유하는 진성 실리콘 반도체, 예를 들어, 비정질 실리콘 산화물 재질, 미세 결정질 실리콘층(i-mc-Si) 또는 진성 비정질 실리콘(i-a-Si)층 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다. In addition, as an example, the first and second passivation layers 21 and 31 are intrinsic silicon semiconductors containing a large amount of hydrogen, for example, amorphous silicon oxide material, microcrystalline silicon layer (i-mc-Si) or intrinsic amorphous It may be formed of at least one of the silicon (ia-Si) layers.
그러면, 제1 및 제2 패시베이션층(21, 31)이 반도체 기판(10)과 동일한 반도체 물질을 포함하여 유사한 특성을 가지고, 수소를 다량 함유하기 때문에 패시베이션 특성을 좀더 효과적으로 향상할 수 있다. 이에 의하여 패시베이션 품질을 크게 향상할 수 있다. Then, since the first and second passivation layers 21 and 31 contain the same semiconductor material as the
제1 패시베이션층(21) 위에는 제1 도전성 타입의 불순물을 반도체 기판(10)보다 높은 도핑 농도로 포함하는 제1 도전형 영역(20)이 위치(일 예로, 접촉)할 수 있다. 그리고 제2 패시베이션층(31) 위에는 제1 도전형과 반대되는 제2 도전형을 가지는 제2 도전성 타입의 불순물을 반도체 기판(10)보다 높은 도핑 농도로 포함하는 제2 도전형 영역(30)이 위치(일 예로, 접촉)할 수 있다. On the
제1 및 제2 패시베이션층(21, 31)이 각기 제1 및 제2 도전형 영역(30)(20, 30)에 접촉하면, 캐리어 전달 경로를 단축하고 구조를 단순화할 수 있다. When the first and second passivation layers 21 and 31 contact the first and second conductivity-
제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30)이 반도체 기판(10) 내부로 열확산되어 형성되지 않고, 제1, 2 패시베이션층(21) 위에 각각 증착되어 반도체 기판(10)과 별개로 형성되므로, 반도체 기판(10) 위에서 쉽게 형성될 수 있도록 반도체 기판(10)과 다른 물질 및/또는 결정 구조를 가질 수 있다. The first
여기서, 제1 도전형 영역(20)은 일례로, 실리콘 재질의 반도체 기판(10)의 제1 면 위에 n형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 n형막 실리콘층(20)으로 형성될 수 있으며, 제2 도전형 영역(30)은 일례로, 반도체 기판(10)의 제2 면 위에 p형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 p형막 실리콘층(30)으로 형성될 수 있다.Here, the first
예를 들어, 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30) 각각은 증착 등의 다양한 방법에 의하여 쉽게 제조될 수 있는 수소를 다량 함유하는 비정질 실리콘 재질(a-Si) 또는 미세 결정질 실리콘 재질(mc-Si)에 제1 또는 제2 도전성 타입의 불순물을 도핑하여 형성될 수 있다. 그러면 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30)이 간단한 공정에 의하여 쉽게 형성될 수 있다. For example, each of the first conductivity-
일 예로, 반도체 기판(10)이 제1 도전형을 가질 수 있다. 그러면, 제1 도전형 영역(20)이 반도체 기판(10)과 동일한 도전형을 가지면서 높은 도핑 농도를 가지는 전면 전계 영역을 구성하고, 제2 도전형 영역(30)이 반도체 기판(10)과 반대되는 도전형을 가져 에미터 영역을 구성할 수 있다. As an example, the
그러면, 에미터 영역인 제2 도전형 영역(30)이 반도체 기판(10)의 후면에 위치하여 전면으로의 광 흡수를 방해하지 않으므로 충분한 두께를 가질 수 있다. 그리고 전면 전계 영역인 제1 도전형 영역(20)은 광전 변환에 직접 관여하지 않으며 반도체 기판(10)의 전면에 위치하여 전면으로의 광 흡수에 관계되므로 제2 도전형 영역(30)보다 얇은 두께로 형성할 수 있다. 이에 의하여 제1 도전형 영역(20)에 의한 광 손실을 최소화할 수 있다. Then, since the second
p형 도전성 타입의 불순물로는 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소를 들 수 있고, n형 도전성 타입의 불순물로는 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소를 들 수 있다. 이 외에도 다양한 도펀트가 제1 또는 제2 도전성 타입의 불순물로 사용될 수 있다. Examples of the p-type conductivity type impurities include group III elements such as boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), and indium (In), and the n-type conductivity type impurities include phosphorus (P),
일 예로, 반도체 기판(10) 및 제1 도전형 영역(20)이 n형을 가질 수 있고, 제2 도전형 영역(30)이 p형을 가질 수 있다. 이에 의하면, 반도체 기판(10)이 n형을 가져 캐리어의 수명(life time)이 우수할 수 있다. 일 예로 반도체 기판(10)과 제1 도전형 영역(20)이 n형 도전성 타입의 불순물로 인(P)을 포함할 수 있고, 제2 도전형 영역(30)이 p형 도전성 타입의 불순물로 보론(B)을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 도전형이 p형이고 제2 도전형이 n형일 수도 있다. For example, the
본 실시예에서 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30)은 각기 수소를 다량 함유하고 제1 또는 제2 도전성 타입의 불순물을 함유하는 비정질 실리콘 재질(a-Si) 또는 미세 결정질 실리콘 재질(mc-Si)을 포함할 수 있다. In this embodiment, the first conductivity-
이에 의하면 제1 및 제2 도전형 영역(30)(20, 30)이 반도체 기판(10) 및 제1 및 제2 패시베이션층(21, 31)과 동일한 반도체 물질(즉, 실리콘)을 포함하여 반도체 기판(10)과 유사한 특성을 가질 수 있다. Accordingly, the first and second conductivity-type regions 30 (20, 30) include the same semiconductor material (ie, silicon) as the
이에 의하여 이에 의하여 캐리어의 이동이 좀더 효과적으로 이루어지고 안정적인 구조를 구현할 수 있다. 또한, 제1 패시베이션층(21) 및 제1 도전형 영역(20)을 동일한 장치(일 예로, 증착 장치) 내에서 원료 기체만을 변경하면서 연속적으로 수행되는 인-시츄(in-situ) 공정에 의하여 형성할 수 있고, 제2 패시베이션층(31) 및 제2 도전형 영역(30)을 동일한 장치 내에서 연료 기체만을 변경하면서 연속적으로 수행되는 인-시츄 공정에 의하여 형성할 수 있다. 이에 의하여 제조 공정을 단순화할 수 있다. Accordingly, the carrier can be moved more effectively and a stable structure can be implemented. In addition, the
제1 도전형 영역(20) 위에는 이에 전기적으로 연결되는 제1 전극(40)이 위치(일 예로, 접촉)하고, 제2 도전형 영역(30) 위에는 이에 전기적으로 연결되는 제2 전극(50)이 위치(일 예로, 접촉)한다. A
제1 전극(40)은, 제1 도전형 영역(20) 위에 위치하는 제1 투명 전극층(41), 그리고 제1 투명 전극층(41) 위에 위치하는 제1 컨텍 전극(43)을 포함할 수 있다. 제1 컨텍 전극(43)의 적어도 일부 위에는 다른 태양 전지 또는 외부 회로와의 연결을 위한 리본, 배선재, 인터커넥터 등이 접합될 수 있다. The
여기서, 제1 투명 전극층(41)은 제1 도전형 영역(20) 위에서 전체적으로 형성(일 예로, 접촉)될 수 있다. 이와 같이 제1 투명 전극층(41)이 제1 도전형 영역(20) 위에 전체적으로 형성되면, 원하는 캐리어가 제1 투명 전극층(41)을 통하여 쉽게 제1 컨텍 전극(43)까지 도달할 수 있어, 수평 방향에서의 저항을 줄일 수 있다. 이와 같이 제1 투명 전극층(41)이 제1 도전형 영역(20) 위에서 전체적으로 형성되므로 광을 투과할 수 있는 물질(투과성 물질)로 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 투명 전극층(41)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. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 투명 전극층(41) 그 외의 다양한 물질을 포함할 수 있다. Here, the first
이때, 본 실시예의 제1 투명 전극층(41)은 상술한 물질을 주요 물질로 하면서 수소를 포함할 수 있다. 이와 같이 제1 투명 전극층(41)이 수소를 포함하면 전자 또는 정공의 이동도(mobility)가 개선될 수 있으며 투과도가 향상될 수 있다.In this case, the first
제1 투명 전극층(41) 위에 위치하는 제1 컨텍 전극(43)은 금속을 주요 물질(가장 많은 양으로 포함되는 물질)로 포함하여 캐리어 수집 효율, 저항 저감 등의 특성을 향상할 수 있다. 금속으로는 전도성을 제공하는 다양한 물질, 예를 들어, 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 또는 주석(Sn) 등을 사용할 수 있다. 이때, 제1 컨텍 전극(43)은 금속 이외에도 가교 수지, 용매 등을 더 포함하는 페이스트를 도포하고 소성하여 형성할 수 있다. 다만, 제1 컨텍 전극(43)에 파이어 스루(fire-through)가 요구되지 않으므로 제1 컨텍 전극(43)이 유리 프릿을 포함하지 않을 수 있다. The
이와 같이 제1 컨텍 전극(43)은 금속을 포함하여 광의 입사를 방해할 수 있으므로 쉐이딩 손실(shading loss)를 최소화할 수 있도록 일정한 패턴을 가질 수 있다. 이에 의하여 제1 컨텍 전극(43)이 형성되지 않은 부분으로 광이 입사할 수 있도록 한다. 예를 들어, 제1 컨텍 전극(43)은 제1 방향으로 연장되며 서로 평행하게 위치하는 복수의 핑거 라인과, 제1 방향과 교차(일 예로, 직교)하는 제2 방향(도면의 세로 방향)으로 형성되어 제1 핑거 라인에 전기적으로 연결되는 버스바를 포함할 수 있다. 일 예로, 배선재 등은 버스바 위에 일대일 대응하도록 부착 또는 연결될 수 있다. As described above, since the
이와 유사하게 본 실시예에서 제2 전극(50)은 제2 투명 전극층(51) 및 제2 컨텍 전극(53)을 포함할 수 있다. 제2 전극(50)이 제2 도전형 영역(30) 위에 위치한다는 점을 제외하고는 제2 전극(50)의 제2 투명 전극층(51) 및 제2 컨텍 전극(53)의 역할, 물질, 형상, 두께 등은 제1 전극(40)의 제1 투명 전극층(41) 및 제1 컨텍 전극(43)의 역할, 물질, 형상, 두께 등과 동일하므로 이에 대한 설명이 그대로 적용될 수 있다. Similarly, in this embodiment, the
그리고 제2 컨텍 전극(53)은 핑거 라인 및 버스바를 구비할 수 있다. 이때, 제1 컨텍 전극(43)의 버스바와 제2 컨텍 전극(53)의 버스바는 서로 동일한 개수로 형성될 수 있다. 제1 컨텍 전극(43)의 핑거 라인 및 제2 컨텍 전극(53)(43)의 핑거 라인은 동일한 폭, 피치 및/또는 개수를 가질 수도 있고, 서로 다른 폭, 피치 및/또는 개수를 가질 수도 있다. In addition, the
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 및 제2 투명 전극층(42)(420, 440) 또는 제1 및 제2 컨텍 전극(53)(43, 53)은 다양한 물질, 형상, 두께 등을 가질 수 있다. 그리고 제1 및 제2 컨텍 전극(53)(43, 53)이 서로 다른 형상을 가질 수도 있다. However, the present invention is not limited thereto, and the first and second transparent electrode layers 42, 420, 440 or the first and
이와 같이 본 실시예에서는 태양 전지의 제1 및 제2 컨텍 전극(53)(43, 53)이 일정한 패턴을 가져 태양 전지가 반도체 기판(10)의 전면 및 후면으로 광이 입사될 수 있는 양면 수광형(bi-facial) 구조를 가질 수 있다. 이에 의하여 태양 전지에서 사용되는 광량을 증가시켜 태양 전지의 효율 향상에 기여할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 제2 컨텍 전극(53)이 반도체 기판(10)의 후면 쪽에서 전체적으로 형성되는 구조를 가지는 것도 가능하다. As described above, in this embodiment, since the first and
한편, 이와 같은 본 발명에 따른 태양 전지는 비결정 실리콘층인 제1, 2 도전형 영역(20, 30)이 결정질 반도체 기판(10) 위에 형성되는 구조이므로, 비결정 실리콘층 및 결정질 반도체 기판(10)의 표면에서의 재결합을 방지하기 위한 패시베이션 기능이 태양 전지의 효율에 크게 영향을 미칠 수 있다.Meanwhile, in the solar cell according to the present invention, since the first and second
이와 같은 비결정 실리콘층 및 결정질 반도체 기판(10)의 패시베이션 기능을 보다 향상시키기 위하여, 비결정 실리콘층을 형성하기 이전에 반도체 기판(10)의 표면을 플라즈마 처리하거나, 비결정 실리콘층인 제1, 2 도전형 영역(20, 30)을 형성한 이후, 제1, 2 도전형 영역(20, 30)의 표면을 플라즈마 처리할 수 있다.In order to further improve the passivation function of the amorphous silicon layer and the
그러나, 종래에는 이와 같은 플라즈마 처리를 위해, 수소(H2) 가스를 이용하는 수소 플라즈마 처리를 하였으나, 이와 같은 수소 플라즈마 처리는 수소 결합의 해리 에너지(dissociation energy)가 상대적으로 커서(일례로, 104 kcal/mol), 수소 가스를 플라즈마 상태로 유지하기 위해 높은 전력을 요구하였고, 이와 같은 높은 전력으로 수소 플라즈마를 결정질 반도체 기판(10)의 표면이나 비결정질 제1, 2 도전형 영역(20, 30)의 표면에 처리하는 경우, 표면을 패시베이션하는 효과가 있지만, 플라즈마 장비의 높은 출력으로 인하여 반도체 기판(10)의 표면이나 비결정 실리콘층의 표면이 손상(damage)받아, 오히려, 문제가 되었다.However, conventionally, for such plasma treatment, hydrogen plasma treatment using hydrogen (H2) gas was performed, but such hydrogen plasma treatment has a relatively large dissociation energy of hydrogen bonds (for example, 104 kcal/ mol), high power was required to maintain the hydrogen gas in the plasma state, and the hydrogen plasma was applied to the surface of the
본 발명은 패시베이션 기능을 보다 향상시키기 위하여, 상대적으로 해리 에너지가 높은 수소 가스를 이용한 플라즈마 처리 대신, 낮은 해리 에너지(일례로, 1 ~4 kcal/mol)을 갖는 암모니아 가스(NH3)를 이용하여, 반도체 기판(10)의 표면이나 제1 도전형 영역(20) 또는 제2 도전형 영역(30)의 비결정 실리콘층의 표면에 대해 플라즈마 처리를 수행할 수 있다.In order to further improve the passivation function, the present invention uses ammonia gas (NH3) having a low dissociation energy (for example, 1 to 4 kcal/mol) instead of plasma treatment using hydrogen gas having a relatively high dissociation energy, Plasma treatment may be performed on the surface of the
이와 같은 암모니아 가스(NH3)는 수소 가스(H2)보다 약 50배 이상 낮은 해리 에너지를 가지고 있어, 플라즈마 처리되는 막의 계면에 대한 표면 손상을 최소화하면서, 막 내에 보다 많은 수소 ?t량이 포함되도록 할 수 있다.Such ammonia gas (NH3) has a dissociation energy that is about 50 times lower than that of hydrogen gas (H2), thus minimizing surface damage to the interface of the plasma-treated film, and allowing a greater amount of hydrogen ?t to be included in the film. have.
이에 따라, 본 발명은 암모니아 가스(NH3)를 이용하여 플라즈마 처리를 수행함으로써, 반도체 기판(10)의 표면이나 제1 도전형 영역(20) 또는 제2 도전형 영역(30)의 비결정 실리콘층의 표면에 대한 손상을 최소화하면서, 수소를 풍부하게 제공토록 하여, 반도체 기판(10)의 표면이나 비결정 실리콘층의 표면에 대한 결함(defect)을 제거하고, 패시베이션 효과의 수준을 높일 수 있다. Accordingly, in the present invention, by performing plasma treatment using ammonia gas (NH3), the surface of the
이하에서는 도 2를 참조하여, 암모니아 가스(NH3)를 이용한 플라즈마 처리를 포함하는 이종 접합 태양 전지 제조 방법에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a heterojunction solar cell including plasma treatment using ammonia gas (NH3) will be described in more detail with reference to FIG. 2.
도 2는 본 발명의 일례에 따라 도 1에 도시된 태양 전지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the solar cell shown in FIG. 1 according to an example of the present invention.
본 발명의 일례에 다른 태양 전지 제조 방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 패시베이션층 형성 단계(S1), N형막 형성 단계(S2), 제2 패시베이션층 형성 단계(S3), P형막 형성 단계(S4), 투명 전극 형성 단계(S5), 컨텍 전극 형성 단계(S6) 및 플라즈마 처리 단계(NPT)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the solar cell manufacturing method according to the exemplary embodiment of the present invention includes forming a first passivation layer (S1), forming an N-type film (S2), forming a second passivation layer (S3), and forming a P-type film. It may include a step (S4), a transparent electrode forming step (S5), a contact electrode forming step (S6), and a plasma processing step (NPT).
여기서, 제1 패시베이션층 형성 단계(S1) 및 제2 패시베이션층 형성 단계(S3)는 경우에 따라 생략될 수도 있다.Here, the step of forming the first passivation layer (S1) and the step of forming the second passivation layer (S3) may be omitted in some cases.
더불어, 도 2에 도시된 플로우 차트에서는 제1 패시베이션층 형성 단계(S1)와 N형막 형성 단계(S2)가 수행된 이후, 제2 패시베이션층 형성 단계(S3)와 P형막 형성 단계(S4)가 수행되는 경우를 일례로 도시하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 이와 반대로, 제2 패시베이션층 형성 단계(S3)와 P형막 형성 단계(S4)가 수행된 이후, 제1 패시베이션층 형성 단계(S1)와 N형막 형성 단계(S2)가 수행되는 것도 가능하다.In addition, in the flow chart shown in FIG. 2, after the first passivation layer forming step (S1) and the N-type film forming step (S2) are performed, the second passivation layer forming step (S3) and the P-type film forming step (S4) are performed. Although the case where it is performed is shown as an example, the present invention is not necessarily limited thereto, and on the contrary, after the second passivation layer forming step (S3) and the P-type film forming step (S4) are performed, the first passivation layer forming step It is also possible to perform (S1) and the N-type film forming step (S2).
이하에서, 제1 패시베이션층 형성 단계(S1), N형막 형성 단계(S2), 제2 패시베이션층 형성 단계(S3) 및 P형막 형성 단계(S4)는 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD, Plasma-enhanced chemical vapor deposition)이 이용되는 경우를 일례로 설명하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, remote plasma CVD, Hot-wired CVD 등 다양한 CVD 장치에 의한 화학 기상 증착법으로 형성되는 것도 가능하다.Hereinafter, the first passivation layer forming step (S1), the N-type film forming step (S2), the second passivation layer forming step (S3), and the P-type film forming step (S4) are performed by plasma chemical vapor deposition (PECVD, Plasma-enhanced chemical). A case in which vapor deposition) is used is described as an example, but the present invention is not limited thereto, and may be formed by a chemical vapor deposition method using various CVD devices such as remote plasma CVD and hot-wired CVD.
제1 패시베이션층 형성 단계(S1)를 수행하기 위해, 준비되는 반도체 기판(10)의 제1 면과 제2 면의 표면에는 도 1에 도시된 바와 같이, 텍스쳐링 처리된 요철이 구비될 수 있고, 반도체 기판(10)은 150um 이하 얇은 웨이퍼가 이용될 수 있다.In order to perform the first passivation layer forming step (S1), as shown in FIG. 1, textured unevenness may be provided on the surfaces of the first and second surfaces of the
제1 패시베이션층 형성 단계(S1)는 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD)을 이용하여, 반도체 기판(10) 제1 면 위에 진성 실리콘층 재질의 제1 패시베이션층(21)을 증착할 수 있다. 이때, 제1 패시베이션층(21)은 반도체 기판(10)의 제1 면 위에 직접 형성될 수 있다.In the first passivation layer forming step S1, a
제1 패시베이션층 형성 단계(S1)가 수행된 이후, N형막 형성 단계(S2)는 제1 패시베이션층 형성 단계(S1)보다 높은 온도에서 수행되고, 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD)이 연속적으로 이용될 수 있다. After the first passivation layer forming step (S1) is performed, the N-type film forming step (S2) is performed at a higher temperature than the first passivation layer forming step (S1), and plasma chemical vapor deposition (PECVD) is used continuously. I can.
이와 같은 N형막 형성 단계(S2)는 제1 도전형 영역(20)을 형성하기 위해, 반도체 기판(10)의 제1 면 위에 형성된 제1 패시베이션층(21) 위에 직접 n형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 n형막 실리콘층(20)을 증착할 수 있다. In such an N-type film forming step (S2), in order to form the first conductivity-
제2 패시베이션층 형성 단계(S3)는 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD)을 이용하여, 반도체 기판(10)의 제2 면 위에 진성 실리콘층 재질의 제2 패시베이션층(31)을 증착할 수 있다. 이때, 제2 패시베이션층(31)은 반도체 기판(10)의 제2 면 위에 직접 형성될 수 있다.In the second passivation layer forming step S3, a
제2 패시베이션층 형성 단계(S3)가 수행된 이후, P형막 형성 단계(S4)는 제2 패시베이션층 형성 단계(S3)보다 높은 온도에서 수행되고, 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD)이 연속적으로 이용될 수 있다.After the second passivation layer forming step (S3) is performed, the P-type film forming step (S4) is performed at a higher temperature than the second passivation layer forming step (S3), and plasma chemical vapor deposition (PECVD) is used continuously. I can.
이와 같은 P형막 형성 단계(S4)는 제2 도전형 영역(30)을 형성하기 위해, 반도체 기판(10)의 제2 면 위에 증착된 제2 패시베이션층(31) 위에 직접 p형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 p형막 실리콘층(30)을 증착할 수 있다. In the P-type film forming step (S4), in order to form the second conductivity-
투명 전극 형성 단계(S5)는 N형막 형성 단계(S2)와 P형막 형성 단계(S4)가 수행된 이후, 제1 도전형 영역(20) 위에 제1 투명 전극층(41)을 증착하고 제2 도전형 영역(30) 위에 제2 투명 전극층(51)을 증착할 수 있다. In the transparent electrode formation step (S5), after the N-type film formation step (S2) and the P-type film formation step (S4) are performed, the first
컨텍 전극 형성 단계(S6)는 반도체 기판(10)의 제1 면 위에 형성된 제1 투명 전극층(41) 위에 제1 컨텍 전극(43)용 패이스트를 미리 결정된 패턴으로 도포하고, 반도체 기판(10)의 제2 면 위에 형성된 제2 투명 전극층(51) 위에 제2 컨텍 전극(53)용 패이스트를 미리 결정된 패턴으로 도포한 후, 건조 및 소성하여 제1, 2 컨텍 전극을 형성할 수 있다.In the contact electrode forming step (S6), a paste for the
이와 같은 태양 전지 제조 공정 중 N형막 형성 단계(S2) 및 P형막 형성 단계(S4)에 의해 형성되는 제1, 2 도전형 영역(20, 30)의 비결정질 실리콘 재질은 비정질 실리콘 재질 또는 미세 결정질 실리콘 재질 중 적어도 하나일 수 있다.In the solar cell manufacturing process, the amorphous silicon material of the first and second
또한, 제1 패시베이션층 형성 단계(S1) 및 제2 패시베이션층 형성 단계(S3)에 의해 형성되는 제1, 2 패시베이션층(21, 31)의 비결정질 실리콘 재질은 비정질 실리콘 산화물 재질, 비정질 실리콘 재질 또는 미세 결정질 실리콘 재질 중 적어도 어느 하나일 수 있다.In addition, the amorphous silicon material of the first and second passivation layers 21 and 31 formed by the first passivation layer forming step (S1) and the second passivation layer forming step (S3) is an amorphous silicon oxide material, an amorphous silicon material, or It may be at least one of microcrystalline silicon materials.
플라즈마 처리 단계(NPT)는 실리콘 반도체 기판(10), 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30) 중 적어도 하나에 암모니아 가스(NH3)를 플라즈마 처리하여 수행될 수 있다.The plasma treatment step NPT may be performed by plasma treatment of ammonia gas NH3 on at least one of the
즉, 플라즈마 처리 단계(NPT)는 도 2의 플로우 차트에 기재된 각 단계가 수행될 때, 각 단계의 사이에서 수행될 수 있다.That is, the plasma processing step (NPT) may be performed between each step when each step described in the flow chart of FIG. 2 is performed.
보다 구체적으로, 제1, 2 패시베이션층 형성 단계(S1, S3)가 생략된 경우, 플라즈마 처리 단계(NPT)는 (1) 제1 패시베이션층 형성 단계(S1) 이전에, 전처리 단계로, 실리콘 반도체 기판(10)의 제1 면 및 제2 면 각각에 대해 암모니아 가스(NH3)를 플라즈마 처리(NPT1)하거나, (2) N형막 형성 단계(S2) 이후 제1 도전형 영역(20)으로 형성되는 비결정질 재질의 n형막 실리콘층(20)의 표면 및 P형막 형성 단계(S4) 제2 도전형 영역(30)으로 형성되는 비결정질 재질의 p형막 실리콘층(30)의 표면에 대해 암모니아 가스(NH3)를 플라즈마 처리(NPT31, NPT32)하거나, (3) 앞의 (1), (2) 모두 포함하여, 암모니아 가스(NH3)를 플라즈마 처리할 수 있다.More specifically, when the first and second passivation layer formation steps (S1, S3) are omitted, the plasma treatment step (NPT) is (1) before the first passivation layer formation step (S1), as a pretreatment step, Plasma treatment (NPT1) of ammonia gas (NH3) for each of the first and second surfaces of the
이와 같이, 실리콘 반도체 기판(10), 제1 도전형 영역(20) 및 제2 도전형 영역(30) 중 적어도 하나에 암모니아 가스(NH3)를 플라즈마 처리하면, 암모니아 가스의 해리 에너지가 낮아서, 플라즈마 처리 장비의 출력을 보다 더 낮출 수 있고, 이로 인하여, 반도체 기판(10)의 표면, n형막 실리콘층(20)의 표면 또는 제p형막 실리콘층(30)의 표면에 대한 손상을 최소화하면서, 수소를 풍부하게 제공하여, 반도체 기판(10)의 표면, n형막 실리콘층(20)의 표면 또는 제p형막 실리콘층(30)의 표면의 뎅글링 본드(dangling bond)를 감소시킬 수 있으며, 고품질의 패시베이션 기능을 제공할 수 있다.As described above, when ammonia gas (NH3) is plasma-treated on at least one of the
더불어, 도 2의 플로우 차트와 같이, 제1, 2 패시베이션층 형성 단계(S1, S3)가 구비된 경우, 제1, 2 패시베이션층 형성 단계(S1, S3) 이후, 제1 패시베이션층(21) 표면 및 제2 패시베이션층(31) 표면에 대해 암모니아 가스(NH3)를 플라즈마 처리(NPT21, NPT22)하는 것도 가능하다.In addition, as shown in the flow chart of FIG. 2, when the first and second passivation layer forming steps (S1 and S3) are provided, after the first and second passivation layer forming steps (S1 and S3), the
이에 따라, 제1 패시베이션층(21) 표면 및 제2 패시베이션층(31) 표면에 대한 패시베이션 효과의 품질을 보다 향상시킬 수 있다.Accordingly, the quality of the passivation effect on the surface of the
또한, 투명 전극 형성 단계(S5)가 완료된 이후, 제1 투명 전극층(41) 표면 및 제2 투명 전극층(42) 표면에 대해 암모니아 가스(NH3)를 플라즈마 처리(NPT4)하는 것도 가능하다.In addition, after the transparent electrode forming step S5 is completed, it is possible to perform plasma treatment (NPT4) of ammonia gas (NH3) on the surface of the first
이에 따라, 제1, 2 투명 전극층(41, 51)이 수소를 풍부하게 함유하도록 하여, 전자 또는 정공의 이동도(mobility)를 개선시킬 수 있으며, 투과도를 향상시킬 수 있다.Accordingly, the first and second transparent electrode layers 41 and 51 may contain an abundant amount of hydrogen, thereby improving the mobility of electrons or holes, and improving the transmittance.
여기서, 플라즈마 처리 단계(NPT)시, 암모니아 가스의 유속량은 10sccm ~ 5000sccm 사이에서 결정될 수 있다. 일례로, 하나의 반도체 기판(10)에 대해 플라즈마 처리 단계(NPT)를 수행하는 경우, 암모니아 가스의 유속량은 10sccm ~ 50sccm 사이에서 결정될 수 있으나, 대량 생산의 경우, 암모니아 가스의 유속량은 10sccm ~ 50sccm 사이보다 훨씬 증가할 수 있다.Here, in the plasma processing step (NPT), the flow rate of the ammonia gas may be determined between 10 sccm and 5000 sccm. For example, when performing the plasma processing step (NPT) on one
플라즈마 처리 단계(NPT)시, 플라즈마 처리를 수행하는 장치의 RF 파워 또는 전력은 0W 초과 25KW 이하에서 결정될 수 있다. 일례로, 하나의 반도체 기판(10)에 대해 플라즈마 처리 단계(NPT)를 수행하는 경우, 플라즈마 처리를 수행하는 장치의 RF 파워 또는 전력은 10W ~ 50W에서 결정될 수 있으나, 대량 생산의 경우, 플라즈마 처리를 수행하는 장치의 RF 파워 또는 전력은 10W ~ 50W보다 훨씬 증가할 수 있다.In the plasma treatment step (NPT), the RF power or power of the apparatus for performing the plasma treatment may be determined in more than 0W and less than 25KW. For example, when performing the plasma processing step (NPT) on one
플라즈마 처리 단계(NPT)시, 플라즈마 처리를 수행하는 장치의 내부 압력은 1Torr ~ 4Torr 사이일 수 있다.In the plasma processing step (NPT), the internal pressure of the apparatus for performing the plasma processing may be between 1 Torr and 4 Torr.
본 발명에 따른 플라즈마 처리 단계(NPT)는 유속량, RF 파워 및 내부 압력을 전술한 바와 같이, 일례로 제시하였으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고, 양산시 한번에 플라즈마 처리 단계(NPT)를 수행할 수 있는 플라즈마 처리 장비의 용량에 따라 달라질 수 있다.In the plasma processing step (NPT) according to the present invention, the flow rate, RF power, and internal pressure are presented as examples, as described above, but are not necessarily limited thereto, and the plasma processing step (NPT) can be performed at one time during mass production. It may vary depending on the capacity of the plasma processing equipment.
이와 같은 플라즈마 처리 단계(NPT)는 도 2의 플로우 차트에 도시된 이종 접합 태양 전지 제조 방법의 각 단계에 따라, 암모니아 가스의 유속량이 달라질 수 있다.In the plasma processing step (NPT), the flow rate of ammonia gas may vary according to each step of the method of manufacturing a heterojunction solar cell shown in the flow chart of FIG. 2.
이하에서는 이와 같은 플라즈마 처리 단계(NPT)시, 암모니아 가스의 유속량에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, in the plasma treatment step (NPT), the flow rate of the ammonia gas will be described in more detail.
도 3은 이종 접합 태양 전지 제조 방법에 적용되는 암모니아 플라즈마 처리시 암모니아 가스의 유속량을 비교 설명하기 위한 도이다.3 is a view for explaining a comparison of the flow rate of ammonia gas during ammonia plasma treatment applied to a method of manufacturing a heterojunction solar cell.
제1 패시베이션층 형성 단계(S1) 이전에 전처리를 위해, 플라즈마 처리 단계(NPT1)가 실리콘 반도체 기판(10)의 제1 면 및 제2 면에 대해 수행될 때, 도 3에 도시된 바와 같이, 실리콘 반도체 기판(10)의 제1 면에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량과 실리콘 반도체 기판(10)의 제2 면에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량은 서로 동일할 수 있다.For pretreatment before the first passivation layer forming step S1, when the plasma treatment step NPT1 is performed on the first and second surfaces of the
이는 반도체 기판(10)의 제1 면 및 제2 면에서, 뎅글린 본드에 대한 특성이 서로 유사하기 때문이다.This is because the first and second surfaces of the
더불어, 각각의 제1 패시베이션층 형성 단계(S1) 및 제2 패시베이션층(31) 형성 단계 이후, 플라즈마 처리 단계(NPT21, NPT22)가 제1 패시베이션층(21) 및 제2 패시베이션층(31)에 대해 더 수행되되, 제1 패시베이션층(21)에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량과 제2 패시베이션층(31)에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량은 서로 동일할 수 있다.In addition, after each of the first passivation layer forming step (S1) and the second passivation layer forming step (31), the plasma processing steps (NPT21, NPT22) are applied to the
이는, 제1, 2 패시베이션층(21, 31) 모두 진성이므로, 뎅글린 본드에 대한 특성이 서로 유사하기 때문이다.This is because the first and second passivation layers 21 and 31 are both intrinsic and thus have similar characteristics to the denglin bond.
그러나, 플라즈마 처리 단계(NPT)가 각각의 N형막 형성 단계(S2) 및 P형막 형성 단계(S4) 이후, n형막 실리콘층(20) 및 p형막 실리콘층(30)에 대해 수행 될 때, p형막 실리콘층(30)에 대한 플라즈마 처리(NPT32)시의 암모니아 가스의 유속량은 n형막 실리콘층(20)에 대한 플라즈마 처리(NPT31)시의 암모니아 가스의 유속량보다 많을 수 있다.However, when the plasma treatment step (NPT) is performed on the n-
이는 p형막 실리콘층(30)에는 3족 원소가 불순물로 함유되고, n형막 실리콘층(20)에는 5족 원소가 불순물로 함유되는데, 3족 원소가 불순물로 함유된 p형막 실리콘층(30)의 뎅글린 본드의 개수가 5족 원소가 불순물로 함유된 n형막 실리콘층(20)에 비하여 상대적으로 더 많기 때문에, 이를 고려하여 p형막 실리콘층(30)에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량을 n형막 실리콘층(20)에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량보다 많게 할 수 있다.The p-
이에 따라, 본 발명에 따른 이종 접합 태양 전지의 제조 방법은 암모니아 가스(NH3)를 이용한 플라즈마 처리 단계(NPT)를 포함함으로써, 반도체 기판(10)의 표면이나 제1 도전형 영역(20) 또는 제2 도전형 영역(30)의 비결정 실리콘층의 표면에 대한 손상을 최소화하면서, 패시베이션 효과의 수준을 높일 수 있다. Accordingly, the method of manufacturing a heterojunction solar cell according to the present invention includes a plasma treatment step (NPT) using ammonia gas (NH3), so that the surface of the
더불어, 도 2 및 도 3에서는 제1 도전형 영역(20)이나 제2 도전형 영역(30)이 하나의 비결정 실리콘층으로 형성된 경우를 일례로 설명하였으나, 제1, 2 도전형 영역(20, 30)이 복수의 비결정 실리콘층으로 형성된 경우에도, 적용될 수 있다.In addition, in FIGS. 2 and 3, a case where the first
그러나, 제1, 2 도전형 영역(20, 30)이 복수의 비결정 실리콘층으로 형성된 경우, 각 층별로 암모니아 플라즈마 처리시, 암모니아 가스의 유속량을 달리 할 수 있다.However, when the first and second conductivity-
이에 대해 보다 구체적으로 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.This will be described in more detail with reference to FIGS. 4 to 6.
도 4는 본 발명에 따라 제조되는 이종 접합 태양 전지의 다른 일례를 설명하기 위한 도이고, 도 5는 도 4에 도시된 이종 접합 태양 전지를 제조하는 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이고, 도 6은 도 5에 도시된 이종 접합 태양 전지 제조 방법에 적용되는 암모니아 플라즈마 처리시 암모니아 가스의 유속량을 비교 설명하기 위한 도이다.4 is a view for explaining another example of the heterojunction solar cell manufactured according to the present invention, FIG. 5 is a flow chart for explaining a method of manufacturing the heterojunction solar cell shown in FIG. 4, and FIG. 6 is A diagram for comparing and explaining the flow rate of ammonia gas during ammonia plasma treatment applied to the method of manufacturing the heterojunction solar cell shown in FIG. 5.
도 4 내지 도 6에서는 앞선 도 1 내지 3에서 설명한 바와 다른 부분을 위주로 설명하고, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.In FIGS. 4 to 6, parts different from those described in FIGS. 1 to 3 will be mainly described, and descriptions of the same parts will be omitted.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 제조되는 태양 전지의 다른 일례는 제1, 2 도전형 영역(20, 30) 각각이 복수의 층으로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 4, in another example of a solar cell manufactured according to the present invention, each of the first and second
일례로, 제1 도전형 영역(20)으로 형성되는 n형막 실리콘층(20)은 제1 n형막 실리콘층(20a)과 제2 n형막 실리콘층(20b)을 포함할 수 있다.For example, the n-
여기서, 제1 n형막 실리콘층(20a)은 제1 패시베이션층(21) 위에 바로 위치하고, 제2 n형막 실리콘층(20b)은 제1 n형막 실리콘층(20a) 위에 바로 위치할 수 있다.Here, the first n-type silicon layer 20a may be directly positioned on the
여기서, 제2 n형막 실리콘층(20b)의 도전성 불순물 농도는 제1 n형막 실리콘층(20a)의 도전성 불순물 농도보다 클 수 있다.Here, the concentration of the conductive impurities of the second n-
더불어, 제2 도전형 영역(30)으로 형성되는 p형막 실리콘층(30)은 제1 p형막 실리콘층(30a)과 제2 p형막 실리콘층(30b)을 포함할 수 있다.In addition, the p-
여기서, 제1 p형막 실리콘층(30a)은 제2 패시베이션층(31) 위에 바로 위치하고, 제2 p형막 실리콘층(30b)은 제1 p형막 실리콘층(30a) 위에 바로 위치할 수 있다.Here, the first p-type silicon layer 30a may be directly disposed on the
여기서, 제2 p형막 실리콘층(30b)의 도전성 불순물 농도는 제1 p형막 실리콘층(30a)의 도전성 불순물 농도보다 클 수 있다.Here, the concentration of the conductive impurities in the second p-
이에 따라, 태양 전지 제조 방법도 도 5에 도시된 바와 같이, N형막 형성 단계(S2)는 제1 n형막 형성 단계(S21)와 제2 n형막 형성 단계(S22)를 포함할 수 있으며, P형막 형성 단계(S4)는 제1 p형막 형성 단계(S41)와 제2 p형막 형성 단계(S42)를 포함할 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 5, the solar cell manufacturing method may also include the step of forming the n-type film (S2) and the step of forming the first n-type film (S21) and the step of forming the second n-type film (S22). The forming step S4 may include forming a first p-type layer S41 and forming a second p-type layer S42.
제1 n형막 형성 단계(S21)에서는 실리콘 반도체 기판(10) 위에 제1 농도의 n형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제1 n형막 실리콘층(20a)을 증착시키고, 제2 n형막 형성 단계(S22)에서는 제1 n형막 실리콘층(20a) 위에 제1 농도보다 높은 제2 농도의 n형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제2 n형막 실리콘층(20b)을 증착시킬 수 있다.In the first n-type film formation step (S21), a first n-type film silicon layer 20a containing impurities of a first concentration of n-type conductivity type is deposited on the
제1 p형막 형성 단계(S41)는 실리콘 반도체 기판(10) 위에 제1 농도의 p형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제1 p형막 실리콘층(30a)을 증착시키고, 제2 p형막 형성 단계(S42)는 제1 p형막 실리콘층(30a) 위에 제1 농도보다 높은 제2 농도의 p형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제2 p형막 실리콘층(30b)을 증착시킬 수 있다.In the first p-type film formation step (S41), a first p-type film silicon layer 30a containing impurities of a first concentration of p-type conductivity type is deposited on the
이와 같은 같은 경우, 막의 패시베이션 품질을 높이기 위해, 제1 n형막 형성 단계(S21) 이후와 제2 n형막 형성 단계(S22) 이후에, 제1, 2 n형막 실리콘층(20a, 20b) 각각에 대해 수행되되, 암모니아 플라즈마 처리 단계(NPT31a, NPT31b)를 수행할 수 있으며, 제1 p형막 형성 단계(S41) 이후와 제2 p형막 형성 단계(S42) 이후에, 제1, 2 p형막 실리콘층(30a, 30b) 각각에 대해 수행되되, 암모니아 플라즈마 처리 단계(NPT32a, NPT32b)를 수행할 수 있다.In such a case, in order to increase the passivation quality of the film, after the first n-type film forming step (S21) and after the second n-type film forming step (S22), the first and second n-type silicon layers 20a and 20b are each However, the ammonia plasma treatment steps (NPT31a, NPT31b) may be performed, and after the first p-type film formation step (S41) and the second p-type film formation step (S42), the first and second p-type film silicon layers It is performed for each of (30a, 30b), but ammonia plasma treatment steps (NPT32a, NPT32b) may be performed.
여기서, n형막 실리콘층(20)에서는 제2 n형막 실리콘층(20b)의 불순물 농도가 더 크므로, 제1 n형막 실리콘층(20a)보다는 제2 n형막 실리콘층(20b)의 뎅글링 본드의 개수가 더 많을 수 있고, p형막 실리콘층(30)에서는 제2 p형막 실리콘층(30b)의 불순물 농도가 더 크므로, 제1 p형막 실리콘층(30a)보다는 제2 p형막 실리콘층(30b)의 뎅글링 본드의 개수가 더 많을 수 있다.Here, in the n-
그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 n형막 실리콘층(20a)에 대한 플라즈마 처리(NPT31a)시의 암모니아 가스의 유속량은 제2 n형막 실리콘층(20b)에 대한 플라즈마 처리(NPT31b)시의 암모니아 가스의 유속량보다 많을 수 있다.However, as shown in FIG. 6, the flow rate of ammonia gas during the plasma treatment (NPT31a) for the first n-type silicon layer 20a is plasma treatment for the second n-
더불어, 제1 p형막 실리콘층(30a)에 대한 플라즈마 처리(NPT32a)시의 암모니아 가스의 유속량은 제2 p형막 실리콘층(30b)에 대한 플라즈마 처리(NPT32b)시의 암모니아 가스의 유속량보다 많을 수 있다.In addition, the flow rate of ammonia gas in the plasma treatment (NPT32a) of the first p-type silicon layer 30a is greater than the flow rate of ammonia gas in the plasma treatment (NPT32b) of the second p-
이는 제1 n형막 실리콘층(20a)에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량을 제2 n형막 실리콘층(20b)에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스의 유속량보다 많게 하여, n형막 실리콘층(20) 내에 보다 많은 수소를 공급할 수 있고, n형막 실리콘층(20) 내에 공급된 수소는 제1 n형막 실리콘층(20a) 내부 뿐만 아니라 후속으로 형성되는 제2 n형막 실리콘층(20b) 내부로 확산하여, n형막 실리콘층(20) 내부 전체적으로 수소 함유량을 증가시켜, 제1 n형막 실리콘층(20a) 내부 뿐만 아니라 제2 n형막 실리콘층(20b) 내에서의 뎅글링 본드의 개수를 전체적으로 줄일 수 있기 때문이다.This makes the flow rate of the ammonia gas during plasma treatment on the first n-type silicon layer 20a higher than the flow rate of ammonia gas during plasma treatment on the second n-
이와 동일한 이유로, 제1 p형막 실리콘층(30a)에 대한 플라즈마 처리(NPT32a)시의 암모니아 가스의 유속량을 제2 p형막 실리콘층(30b)에 대한 플라즈마 처리시의 암모니아 가스(NPT32b)의 유속량보다 많게 할 수 있다.For the same reason, the flow rate of the ammonia gas during the plasma treatment (NPT32a) to the first p-type silicon layer 30a is the flow rate of the ammonia gas (NPT32b) during the plasma treatment to the second p-
더불어, 복수 개의 층으로 구비된 n형막 실리콘층(20) 및 p형막 실리콘층(30) 각각에 대해, 암모니아 플라즈마 처리를 수행하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 암모니아 플라즈마 처리(NPT)시, 뎅글링 본드의 개수를 고려하여, 제1 n형막 실리콘층(20a)보다 제1 p형막 실리콘층(30a)에 대해 암모니아 가스의 유속량을 더 크게 할 수 있으며, 제2 n형막 실리콘층(20b)보다 제2 p형막 실리콘층(30b)에 대해 암모니아 가스의 유속량을 더 크게 할 수 있다.In addition, when the ammonia plasma treatment is performed on each of the n-
이와 같이, 본 발명에 따른 이종 접합 태양 전지의 제조 방법은 암모니아 가스(NH3)를 이용한 플라즈마 처리 단계(NPT)를 포함함으로써, 반도체 기판(10)의 표면이나 제1 도전형 영역(20) 또는 제2 도전형 영역(30)의 비결정 실리콘층의 표면에 대한 손상을 최소화하면서, 패시베이션 효과의 수준을 높일 수 있다. As described above, the method of manufacturing a heterojunction solar cell according to the present invention includes a plasma treatment step (NPT) using ammonia gas (NH3), so that the surface of the
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
Claims (9)
상기 제1 면의 반대면인 상기 반도체 기판의 제2 면 위에 p형 도전성 타입의 불순물을 함유하고 비결정질 재질의 p형막 실리콘층인 제2 도전형 영역을 형성하는 p형막 형성 단계;를 포함하고,
상기 실리콘 반도체 기판, 상기 제1 도전형 영역 및 상기 제2 도전형 영역 중 적어도 하나에 암모니아 가스(NH3)를 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리 단계;를 더 포함하는 이종 접합 태양 전지 제조 방법.An n-type film forming step of forming a first conductivity-type region that is an n-type silicon layer made of an amorphous material and contains an n-type conductivity type impurity on a first surface of a semiconductor substrate made of crystalline silicon; And
A p-type film forming step of forming a second conductivity-type region that is a p-type film silicon layer made of an amorphous material and contains p-type conductivity type impurities on a second surface of the semiconductor substrate opposite the first surface; and
A method of manufacturing a heterojunction solar cell further comprising a plasma processing step of plasma treating ammonia gas (NH3) on at least one of the silicon semiconductor substrate, the first conductivity type region, and the second conductivity type region.
상기 플라즈마 처리 단계는 각각의 상기 n형막 형성 단계 및 상기 p형막 형성 단계 이후, 상기 n형막 실리콘층 및 상기 p형막 실리콘층에 대해 수행되되,
상기 p형막 실리콘층에 대한 상기 플라즈마 처리시의 상기 암모니아 가스의 유속량은 상기 n형막 실리콘층에 대한 상기 플라즈마 처리시의 상기 암모니아 가스의 유속량보다 많은 이종 접합 태양 전지 제조 방법.The method of claim 1,
The plasma processing step is performed on the n-type silicon layer and the p-type silicon layer after each of the n-type film forming step and the p-type film forming step,
A method of manufacturing a heterojunction solar cell in which the flow rate of the ammonia gas during the plasma treatment of the p-type silicon layer is greater than the flow rate of the ammonia gas during the plasma treatment of the n-type silicon layer.
상기 플라즈마 처리 단계는 상기 n형막 형성 단계 및 상기 p형막 형성 단계 이전에 상기 실리콘 반도체 기판의 제1 면 및 상기 제2 면에 대해 더 수행되되,
상기 실리콘 반도체 기판의 제1 면에 대한 상기 플라즈마 처리시의 상기 암모니아 가스의 유속량과 상기 실리콘 반도체 기판의 제2 면에 대한 상기 플라즈마 처리시의 상기 암모니아 가스의 유속량은 서로 동일한 이종 접합 태양 전지 제조 방법.The method of claim 1,
The plasma treatment step is further performed on the first surface and the second surface of the silicon semiconductor substrate before the n-type film forming step and the p-type film forming step,
A heterojunction solar cell in which the flow rate of the ammonia gas during the plasma treatment with respect to the first surface of the silicon semiconductor substrate and the flow rate of the ammonia gas during the plasma treatment with respect to the second surface of the silicon semiconductor substrate are the same Manufacturing method.
상기 n형막 형성 단계 이전에, 상기 반도체 기판의 제1 면 위에 진성 실리콘층 재질의 제1 패시베이션층을 형성하는 제1 패시베이션층 형성 단계;와
상기 p형막 형성 단계 이전에, 상기 반도체 기판의 제2 면 위에 진성 실리콘층 재질의 제2 패시베이션층을 형성하는 제2 패시베이션층 형성 단계;를 더 구비하는 이종 접합 태양 전지 제조 방법.The method of claim 1,
Before the step of forming the n-type film, a first passivation layer forming step of forming a first passivation layer made of an intrinsic silicon layer on the first surface of the semiconductor substrate; and
Before the step of forming the p-type film, a second passivation layer forming step of forming a second passivation layer made of an intrinsic silicon layer on the second surface of the semiconductor substrate; a heterojunction solar cell manufacturing method further comprising.
상기 플라즈마 처리하는 단계는 각각의 상기 제1 패시베이션층 형성 단계 및 상기 제2 패시베이션층 형성 단계 이후, 상기 제1 패시베이션층 및 상기 제2 패시베이션층에 대해 더 수행되되,
상기 제1 패시베이션층에 대한 상기 플라즈마 처리시의 상기 암모니아 가스의 유속량과 상기 제2 패시베이션층에 대한 상기 플라즈마 처리시의 상기 암모니아 가스의 유속량은 서로 동일한 이종 접합 태양 전지 제조 방법.The method of claim 4,
The plasma processing step is further performed on the first passivation layer and the second passivation layer after each of the first passivation layer forming step and the second passivation layer forming step,
A method of manufacturing a heterojunction solar cell in which the flow rate of the ammonia gas during the plasma treatment on the first passivation layer and the flow rate of the ammonia gas during the plasma treatment on the second passivation layer are the same.
상기 n형막 형성 단계 및 상기 p형막 형성 단계에 의해 형성되는 상기 제1, 2 도전형 영역은 비정질 실리콘 재질 또는 미세 결정질 실리콘 재질 중 적어도 하나이고,
상기 제1 패시베이션층 형성 단계 및 상기 제2 패시베이션층 형성 단계에 의해 형성되는 상기 제1, 2 패시베이션층은 비정질 실리콘 산화물 재질, 비정질 실리콘 재질 또는 미세 결정질 실리콘 재질 중 적어도 어느 하나인 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 1,
The first and second conductivity-type regions formed by the n-type film forming step and the p-type film forming step are at least one of an amorphous silicon material or a microcrystalline silicon material,
The first and second passivation layers formed by forming the first passivation layer and forming the second passivation layer are at least one of an amorphous silicon oxide material, an amorphous silicon material, or a microcrystalline silicon material. .
상기 태양 전지 제조 방법은
상기 n형막 형성 단계와 상기 p형막 형성 단계가 수행된 이후,
상기 제1 도전형 영역 위에 제1 투명 전극층 및 상기 제2 도전형 영역 위 각각에 제2 투명 전극층을 증착하는 투명 전극 형성 단계; 및
상기 제1, 2 투명 전극층 각각의 위에 제1, 2 전극을 형성하는 전극 형성 단계;를 더 포함하는 이종 접합 태양 전지 제조 방법.The method of claim 1,
The solar cell manufacturing method
After the step of forming the n-type film and the step of forming the p-type film are performed,
A transparent electrode forming step of depositing a first transparent electrode layer on the first conductivity type region and a second transparent electrode layer on each of the second conductivity type region; And
An electrode forming step of forming first and second electrodes on each of the first and second transparent electrode layers, further comprising a heterojunction solar cell manufacturing method.
상기 n형막 형성 단계는
상기 실리콘 반도체 기판 위에 제1 농도의 n형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제1 n형막 실리콘층을 증착시키는 제1 n형막 형성 단계;와
상기 제1 n형막 실리콘층 위에 상기 제1 농도보다 높은 제2 농도의 n형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제2 n형막 실리콘층을 증착시키는 제2 n형막 형성 단계;를 포함하고,
상기 플라즈마 처리 단계는 각각의 상기 제1 n형막 형성 단계 및 상기 제2 n형막 형성 단계 이후, 상기 제1, 2 n형막 실리콘층 각각에 대해 수행되되,
상기 제1 n형막 실리콘층에 대한 상기 플라즈마 처리시의 상기 암모니아 가스의 유속량은 상기 제2 n형막 실리콘층에 대한 상기 플라즈마 처리시의 상기 암모니아 가스의 유속량보다 많은 이종 접합 태양 전지 제조 방법.The method of claim 1,
The step of forming the n-type film
A first n-type film forming step of depositing a first n-type film silicon layer containing an n-type conductivity type impurity of a first concentration on the silicon semiconductor substrate; and
A second n-type film forming step of depositing a second n-type silicon layer containing an n-type conductivity type impurity having a second concentration higher than the first concentration on the first n-type silicon layer,
The plasma treatment step is performed on each of the first and 2 n-type silicon layers, after each of the first n-type film forming step and the second n-type film forming step,
A method of manufacturing a heterojunction solar cell in which the flow rate of the ammonia gas during the plasma treatment on the first n-type silicon layer is greater than the flow rate of the ammonia gas during the plasma treatment on the second n-type silicon layer.
상기 p형막 형성 단계는
상기 실리콘 반도체 기판 위에 제1 농도의 p형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제1 p형막 실리콘층을 증착시키는 제1 p형막 형성 단계;와
상기 제1 p형막 실리콘층 위에 상기 제1 농도보다 높은 제2 농도의 p형 도전성 타입의 불순물을 함유하는 제2 p형막 실리콘층을 증착시키는 제2 p형막 형성 단계;를 포함하고,
상기 플라즈마 처리 단계는 각각의 상기 제1 p형막 형성 단계 및 상기 제2 p형막 형성 단계 이후, 상기 제1, 2 p형막 실리콘층 각각에 대해 수행되되,
상기 제1 p형막 실리콘층에 대한 상기 플라즈마 처리시의 상기 암모니아 가스의 유속량은 상기 제2 p형막 실리콘층에 대한 상기 플라즈마 처리시의 상기 암모니아 가스의 유속량보다 많은 이종 접합 태양 전지 제조 방법.The method of claim 1,
The step of forming the p-type film
A first p-type film forming step of depositing a first p-type film silicon layer containing impurities of a p-type conductivity type at a first concentration on the silicon semiconductor substrate; and
A second p-type film forming step of depositing a second p-type film silicon layer containing impurities of a p-type conductivity type having a second concentration higher than the first concentration on the first p-type film silicon layer, and
The plasma processing step is performed on each of the first and 2 p-type silicon layers, after each of the first p-type film forming step and the second p-type film forming step,
A method of manufacturing a heterojunction solar cell in which the flow rate of the ammonia gas during the plasma treatment on the first p-type silicon layer is greater than the flow rate of the ammonia gas during the plasma treatment on the second p-type silicon layer.
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CN112635619A (en) * | 2020-12-21 | 2021-04-09 | 韩华新能源(启东)有限公司 | Plasma processing method of crystalline silicon solar cell multilayer film and solar cell |
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