WO2011004929A1 - 칼라 디자인 태양전지 제조방법 - Google Patents

칼라 디자인 태양전지 제조방법 Download PDF

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phosphoric acid
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안홍길
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Definitions

  • the present invention relates to a color design solar cell manufacturing method, and more particularly to a solar cell manufacturing method in which the design is formed in a variety of colors.
  • Solar cells include solar cells that generate steam for rotating turbines using solar heat, and solar cells that convert photons into electrical energy using the properties of semiconductors. Refers to photovoltaic cells (hereinafter referred to as solar cells).
  • a solar cell has a junction structure of a p-type semiconductor 11 and an n-type semiconductor 12 like a diode, and when light is incident on the solar cell, Interaction with the materials that make up the semiconductor causes electrons with negative charge and electrons to escape, creating holes with positive charge, and as they move, current flows. This is called a photovoltaic effect.
  • the p-type 11 and n-type semiconductors 12 constituting the solar cell electrons are attracted toward the n-type semiconductor 12 and holes are drawn toward the p-type semiconductor 11.
  • the electrodes 13 and 14 are joined to the n-type semiconductor 11 and the p-type semiconductor 12, respectively, and when the electrodes 13 and 14 are connected by wires, electricity flows to obtain power.
  • Such a solar cell can be manufactured by forming a conductive layer of a different conductivity type on a semiconductor substrate, and forming an anti-reflection film and a front electrode and a back electrode.
  • the organic substrate is buried or cracked in the as-cut semiconductor substrate, the organic material removal process and the saw damage removal process for removing the cracks Pretreatment must be done.
  • these processes are essential to improve the performance of the solar cell, but the process takes a long time, there is a need to simplify the process and shorten the process time to improve productivity and convenience of operation.
  • FIG. 2 is a graph showing the amount of change in voltage and current according to the amount of insolation.
  • the amount of change in the current I 1 and the voltage V 1 according to the illuminance is shown.
  • the current value I 1 is in the upward direction and it can be seen that the amount of current rapidly increases with the illuminance.
  • the difference in power generation utilization according to the installation location of the building should be reduced, so that the difference in reflectance for each color should be less than 10% to minimize the variation of the current value according to the illuminance.
  • FIG. 3 is a process chart showing a process sequence of the method for manufacturing a building-integrated color solar cell
  • FIG. 4 shows a graph showing a change in voltage and current thereof.
  • the above technology can reduce the difference in reflectance for each color to less than 10% when installing the color solar cell as a building type to make modules by mixing solar cells of various colors, and minimize the difference in power utilization rate according to the installation angle of the building. There is an advantage to this.
  • the present invention for solving the above problems is to provide a solar cell that can be effectively applied to a solar cell power generation structure such as buildings by directing a color design in one solar cell.
  • the present invention provides a method of manufacturing a color design solar cell, comprising: a first step of aligning a mask to an upper portion of a processed wafer, and corresponding to a desired color on the wafer on which the mask is aligned; The second step of applying the phosphoric acid in different thickness, the third step of forming the oxide film by wet oxidation while the phosphoric acid application is completed and the formation of the electrode on the surface of the solar cell formed oxide film It comprises a fourth step.
  • the second step is characterized in that the phosphate liquid is sprayed by ultrasonic waves and applied to the wafer in a mask pattern.
  • the third step it is characterized in that the diffusion and oxidation are performed simultaneously by heating at a temperature of 800 to 1100 degrees.
  • the fourth step is to form the front electrode and the back electrode, respectively, characterized in that to form corresponding to the portion of the phosphoric acid diffusion by the third step.
  • the second step may be formed in different colors as the thickness of the oxide film is changed after the third step by varying the coating thickness of the phosphoric acid according to the desired color.
  • the third step is characterized in that the oxide film thickness is determined at 50nm to 1000nm.
  • the third step is characterized by adjusting the color of the phosphate coating thickness as a whole by adjusting the thickness of the oxide film.
  • the present invention constructed and operated as described above has an advantage in that it is possible to provide a high design solar cell because a color design can be expressed for any image desired by a user in one cell.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a typical solar cell
  • FIG. 2 is a graph showing a change in voltage and current of a solar cell according to a conventional solar radiation
  • FIG. 3 is a process chart showing a process sequence of a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the present invention complementing the prior art according to FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing a change in voltage and current by the manufacturing method according to the prior art of FIG.
  • 5 to 12 is a process chart showing the process sequence of the colored solar cell manufacturing method according to the invention.
  • 13 to 14 is a cross-sectional view showing the oxide film thickness according to the phosphoric acid thickness to vary the color for each region in another embodiment according to the present invention
  • FIG. 15 is a plan view showing an embodiment of a color design solar cell according to the present invention.
  • FIG. 16 is a view showing an embodiment of a solar cell according to the present invention.
  • wafer 200 mask
  • 5 to 12 is a process chart showing the process sequence of the color design solar cell manufacturing method according to the present invention
  • Figure 13 to 14 is another embodiment according to the present invention is formed oxide film thickness according to the phosphoric acid thickness for implementing the color design
  • 15 is a plan view showing an embodiment of a color design solar cell according to the present invention
  • Figure 16 is a view showing an embodiment of a solar cell according to the present invention.
  • a first step of aligning a mask to an upper part of a processed wafer, and according to a desired color on the wafer on which the mask is aligned A second step of correspondingly applying phosphoric acid to a different thickness, and a third step of expanding the phosphoric acid when the phosphoric acid application is completed and simultaneously forming an oxide film by wet oxidation; And a fourth step of forming an electrode on a surface of the solar cell in which an oxide film is formed.
  • the silicon wafer 100 is prepared. Conventional wafers are grooved or textured to reduce reflectance.
  • the silicon wafer 100 used in the embodiment of the present invention flattens the top surface.
  • Phosphoric acid 300 is applied to the surface based on the silicon wafer 100 having a flat top.
  • a desired pattern may be formed on the wafer 100 by using the mask 200. That is, the mask is disposed on the silicon wafer, and phosphoric acid is applied on the upper part by the alignment pattern of the mask to form a pattern on the wafer 100.
  • the mask in order to produce a color design in one battery, is formed in a pattern such as an arbitrary shape, a phrase, a figure, etc. according to the color direction of the mask pattern.
  • the phosphoric acid 300 may be sprayed by ultrasonic waves from a filling device (not shown) filling the upper portion of the phosphoric acid liquid.
  • a filling device not shown
  • the phosphoric acid 300 is applied to the wafer surface of the wafer 41 to complete the patterning of the emitter.
  • the process is performed again as necessary to determine the coating thickness of phosphoric acid in order to change the color according to an arbitrary shape. That is, in order to form a color different from the thickness of the first applied phosphoric acid, the thickness is adjusted by applying the phosphoric acid once again to a desired area.
  • the thickness of the phosphoric acid may be different for each region to partially represent the color of the final solar cell.
  • the wafer 100 which has been patterned by the application of phosphoric acid 300, is transferred into the chamber, and several sheets are arranged at regular intervals in a tube-shaped furnace to simultaneously perform diffusion and oxidation processes. That is, when the temperature of the wafer 100 is heated from 800 to 1100 degrees in the chamber, phosphoric acid is adsorbed into the inside by diffusion, and at the same time, the oxide film 320 is grown by wet oxidation.
  • the oxide film is an antireflection film
  • the color of the solar cell may be adjusted according to the thickness of the oxide film during wet oxidation.
  • the oxide film is adjusted within the range of 50 nm to 1000 nm, various colors of the solar cell can be obtained. Therefore, it is necessary to determine the phosphoric acid thickness according to the desired color by determining the color information according to the previously confirmed oxide film thickness as the phosphoric acid thickness.
  • the adjustment of the color according to the thickness of the phosphoric acid described above has an effect on the final color determined according to the thickness of the oxide film, where the oxide film is thickly formed where the phosphoric acid is thickly applied and the oxide film is thinly formed where the phosphoric acid is thinly coated. Adjust the color.
  • the entire color can be controlled by forming an oxide film over the entire wafer area. This is, for example, if the phosphoric acid thickness is three levels, the color for each level depends on the thickness of the oxide film. However, if the thickness of the oxide film is adjusted differently, the color of each level is different. For example, if the colors of the first and second levels are blue and blond, the total thickness of the oxide film is adjusted by varying the heating time, and the first level is blond and the second level is magenta.The entire area varies depending on the phosphate coating thickness and the oxide film thickness control. You lose.
  • the patterned phosphoric acid layer is diffused into the silicon wafer 100 in which the phosphoric acid layer 310 is patterned.
  • an oxide film 320 is formed on the silicon wafer 100 to serve as an anti-reflection film of the solar cell.
  • the thickness of the oxide film is appropriately adjusted to any one of 50nm to 1000nm to change the color of the solar cell, it is also possible to produce solar cells of various colors. In this way, in the process of FIG. 9, diffusion and oxidation occur simultaneously, thereby simplifying the process. 10 shows a process of coating the front electrode 46 on the silicon wafer 100 having the phosphoric acid 310 and the oxide film diffused therein.
  • the electrode when the front electrode is coated, the electrode is partially formed in a predetermined pattern shape on the silicon wafer 100 on which the pattern is formed. That is, the front electrode 400 is formed only in the portion where the phosphoric acid is diffused, so that a diffusion difference occurs between the emitter and the electrode, thereby enabling ohmic contact of the electrode, thereby reducing the contact resistance and increasing the voltage. In this way, when the formation of the front electrode 400 is partially completed, the back electrode should be coated. This process is shown in FIG.
  • the thickness of the oxide film is eventually changed according to the thickness of the phosphoric acid coating, thereby forming various colors according to the thickness of the phosphoric acid thickness region.
  • the phrase area may be expressed in a different color from the background area. That is, the stationery area is implemented by applying a different thickness of phosphate coating than the background area.
  • 16 represents an image by applying different color designs using several cells.
  • the present invention configured as described above has the advantage of having a high design because it can produce a variety of colors by varying the phosphoric acid coating thickness for each solar cell.

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Abstract

본 발명은 칼라 디자인 태양전지 제조방법에 관한 것으로, 웨이퍼의 상부에 마스크를 얼라인하는 제 1단계, 상기 마스크가 얼라인된 웨이퍼 상부에 인산을 각각 다른 두께로 도포하는 제 2단계, 상기 인산도포가 완료되면 인산을 확삭시킴과 동시에 습식산화에 의해 산화막을 형성시키는 제 3단계 및 산화막이 형성된 상기 태양전지의 표면으로 전극을 형성시키는 제 4단계를 포함하여 구성된다. 이와 같이 구성되는 본 발명은 하나의 전지에 원하는 디자인을 구현할 수도 있고 전지마다 디자인을 구현하여 모듈화 했을 때 하나의 디자인이 되도록 하는 것이 가능함에 따라 활용성이 높고 특히 건물일체형 태양전지 분야에서 건물의 미적 아름다움을 극대화 할 수 있는 이점이 있다.

Description

칼라 디자인 태양전지 제조방법
본 발명은 칼라 디자인 태양전지 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 다양한 색깔로 디자인이 형성되는 태양전지 제조방법에 관한 것이다.
최근에는 천연 에너지 고갈에 따른 대책을 해결하기 위하여 친환경 에너지 기술개발에 많은 관심이 부각되고 있다. 그 중에서도 대표적인 태양전지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목 받고 있다. 태양전지에는 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 전지와, 반도체의 성질을 이용하여 태양빛(photons)을 전기에너지로 변환시키는 태양광 전지가 있으며, 태양전지라고 하면 일반적으로 태양광 전지(이하 태양전지라 한다)를 일컫는다.
태양전지의 기본적인 구조를 나타낸 도 1을 참조하면, 태양전지는 다이오드와 같이 p형 반도체(11)와 n형 반도체(12)의 접합 구조를 가지며, 태양전지에 빛이 입사되면 빛과 태양전지의 반도체를 구성하는 물질과의 상호작용으로 (-) 전하를 띤 전자와 전자가 빠져나가 (+) 전하를 띤 정공이 발생하여 이들이 이동하면서 전류가 흐르게 된다. 이를 광기전력효과(photovoltaic effect)라 하는데, 태양전지를 구성하는 p형(11)및 n형 반도체(12) 중 전자는 n형 반도체(12) 쪽으로, 정공은 p형 반도체(11) 쪽으로 끌어 당겨져 각각 n형 반도체(11) 및 p형 반도체(12)와 접합된 전극(13, 14)으로 이동하게 되고, 이 전극(13, 14)들을 전선으로 연결하면 전기가 흐르므로 전력을 얻을 수 있다.
이와 같은 태양전지는 반도체 기판에 그와 상이한 도전형의 도전층을 형성하고, 반사방지막 및 전면전극과 후면전극을 형성함에 의해 제조될 수 있다. 다만, 이러한 과정을 거치기 전에, 에즈-컷(as-cut) 상태의 반도체 기판에는 유기물이 묻어 있거나, 크랙이 형성되어 있으므로, 유기물 제거 공정 및 크랙 제거를 위한 쏘 데미지(saw damage) 제거 공정과 같은 전처리 공정을 거쳐야 한다. 그러나, 이러한 공정들은 태양전지의 성능 향상을 위해 필수적으로 거쳐야 하는 공정이기는 하나, 공정시간이 오래 걸려, 생산성 향상 및 작업의 편리성 향상을 위해 공정을 단순화하고 공정시간을 단축시킬 필요성이 있다.
이러한 태양전지는 다양한 분야에 적용되고 있으며, 그 중 건물일체형컬러 태양전지(building integrated photovoltaic color solar cell)로 개발되어 건물의 벽면에 설치하여 태양에너지를 전기에너지로 변환 시킬 수 있다.
도 2는 일사량에 따른 전압전류변화량을 도시한 그래프이다. 조도에 따라 전류(I1)와 전압(V1)의 변화량을 보여준다. 조도에 따라 전류값(I1)은 우상향으로 조도에 따라 전류량이 급격히 증가함을 알 수 있다. 전류에 대한 일사량계수를 최소화하고 저항과 전압을 개선하기 위해 저항을 줄여 조도에 따라 전류량의 차이를 최소화할 필요성이 대두되었다. 즉, 건물의 설치위치에 따른 발전이용률의 차이를 줄여야하므로 조도에 따라 전류값의 편차를 최소화하기 위하여 컬러별 반사율의 차이가 10%이내가 되어 다양한 컬러별 태양전지의 효율을 극대화 하여야 한다.
이를 종래 문제점을 개선하고자 본 출원인은 대한민국 특허출원 "제10-2008-0067182호 발명의 명칭 : 건물일체형 컬러 태양전지 제조방법"을 출원한 바 있다.
도 3은 상기 건물일체형 컬러 태양전지의 제조방법의 공정 순서를 나타낸 공정도이고, 도 4는 이에 대한 전압전류변화량을 나타낸 그래프를 나타낸 것이다. 상기 기술에 대해 간략히 언급하면, 준비된 웨이퍼(20)에 인산을 도포하여 인산층(21)을 형성시킨 후 열처리를 통해 웨이퍼 표면을 산화막(22)을 형성시킨다. 이때 상기 산화막(22)의 두께에 컬러가 태양전지의 컬러가 결정된다. 그리고 마지막으로 양 전극(23)을 형성시켜 태양전지 제조를 완료한다.
상기 기술은 컬러 태양전지를 건물일체형으로 설치시에 컬러별 반사율의 차이를 10% 이내로 줄여 다양한 컬러의 태양전지를 혼합하여 모듈을 만들 수 있고, 건물의 설치각도에 따라 발전 이용률의 차이를 최소화 할 수 있는 이점이 있다.
하지만, 이와 같은 종래 기술은 컬러 태양전지를 구현하는데 있어 전지 하나에 한가지의 컬러만을 구현할 수 있고, 이러한 태양전지를 여러개 이용하여 설치하는 것으로, 이미지를 구현하는데 있어 매우 제한적이며 공간적 제약의 문제점도 크게 따르는 어려움이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 하나의 태양전지에서 칼라 디자인을 연출하여 건물 등의 태양전지 발전 구조물에 효과적으로 적용할 수 있는 태양전지를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
또한, 태양전지를 통해 이미지 연출을 용이하게 실시할 수 있는 태양전지를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 칼라 디자인 태양전지의 제조방법에 있어서, 가공된 웨이퍼의 상부로 마스크를 얼라인하는 제 1단계, 상기 마스크가 얼라인된 웨이퍼 상부에 원하는 컬러에 따라 대응하게 인산을 각각 다른 두께로 도포하는 제 2단계, 상기 인산도포가 완료되면 인산을 확삭시킴과 동시에 습식산화에 의해 산화막을 형성시키는 제 3단계 및 산화막이 형성된 상기 태양전지의 표면으로 전극을 형성시키는 제 4단계를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 제 2단계는, 인산액체를 초음파에 의해 분사하여 마스크 패턴대로 상기 웨이퍼에 도포하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 3단계는, 800 내지 1100도의 온도에서 가열하여 확산과 산화를 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 4단계는, 앞면전극과 뒷면전극을 각각 형성시키며, 상기 제 3단계에 의해 인산이 확산된 부분에 대응하게 형성시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2단계는, 희망 컬러에 따라 상기 인산의 도포 두께를 달리하여 상기 제 3단계 후 산화막의 두께가 달라짐에 따라 각기 다른 컬러로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 3단계는, 산화막 두께를 50nm 내지 1000nm에서 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 3단계는, 산화막의 두께를 조절하여 인산 도포 두께에 따른 컬러를 전체적으로 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 하나의 전지에서 사용자가 희망하는 임의의 이미지 구현을 위해 컬러 디자인을 표현할 수 있기 때문에 높은 디자인성 태양전지를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 제조공정을 매우 간소화하여 제조비용을 크게 절감시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 태양전지의 구성을 나타낸 단면도,
도 2는 종래의 일사량에 따른 태양전지의 전압전류변화량을 나타낸 그래프,
도 3은 도 2에 따른 종래기술을 보완한 일 실시예에 따른 태양전지의 제조방법의 공정 순서를 나타낸 공정도,
도 4는 도 3의 종래기술에 따른 제조방법에 의해 전압전류변화량을 나타낸 그래프,
도 5 내지 도 12는 본 발명에 따른 컬러형 태양전지 제조방법의 공정 순서를 나타낸 공정도,
도 13 내지 도 14는 본 발명에 따른 다른 실시예로 영역별 컬러를 달리 하기 위한 인산 두께에 따른 산화막 두께 형성을 나타낸 단면도,
도 15는 본 발명에 따른 컬러 디자인 태양전지의 실시예를 나타낸 평면도,
도 16은 본 발명에 따른 태양전지의 일실시예를 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 웨이퍼 200 : 마스크
300 : 인산 310 : 확산된 인산
400 : 전극 500 : 전지모듈
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 컬러 디자인 태양전지 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5 내지 도 12는 본 발명에 따른 컬러 디자인 태양전지 제조방법의 공정 순서를 나타낸 공정도, 도 13 내지 도 14는 본 발명에 따른 다른 실시예로 컬러 디자인 구현을 위한 인산 두께에 따른 산화막 두께 형성을 나타낸 단면도, 도 15는 본 발명에 따른 컬러 디자인 태양전지의 실시예를 나타낸 평면도, 도 16은 본 발명에 따른 태양전지의 일실시예를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 컬러 디자인 태양전지 제조방법은, 컬러 디자인 태양전지의 제조방법에 있어서, 가공된 웨이퍼의 상부로 마스크를 얼라인하는 제 1단계, 상기 마스크가 얼라인된 웨이퍼 상부에 원하는 컬러에 따라 대응하게 인산을 각각 다른 두께로 도포하는 제 2단계, 상기 인산도포가 완료되면 인산을 확삭시킴과 동시에 습식산화에 의해 산화막을 형성시키는 제 3단계; 및 산화막이 형성된 상기 태양전지의 표면으로 전극을 형성시키는 제 4단계를 포함하여 구성된다.
도 5 내지 도 12를 참조하여 컬러 디자인 태양전지 제조공정을 차례대로 설명한다.
우선, 실리콘웨이퍼(100)를 준비한다. 기존의 웨이퍼는 반사율을 줄이기 위해 표면을 그루브나 텍스쳐링을 하였다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 실리콘웨이퍼(100)는 상부면을 평평하게 한다. 이러한 상부가 평평한 실리콘웨이퍼(100)를 기반으로 표면에 인산(300)을 도포한다.
상기 웨이퍼(100)의 상부로 마스크(200)를 이용하여 원하는 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 실리콘웨이퍼의 상부로 마스크를 배치하고 마스크의 얼라인 패턴에 의해 상부에 인산을 도포하여 웨이퍼(100)에 패턴을 형성한다. 본 발명에서는 하나의 전지에서 컬러 디자인의 연출을 위하여 마스크 패턴의 컬러 연출에 따른 임의의 형상이나 문구, 도형 등과 같은 패턴으로 형성한다.
여기서 상기 인산(300)은 상부에 인산액체를 충전하는 충전장치(미도시)로부터 초음파에 의해 분사할 수 있다. 인산이 도포되면, 마스크(200)의 얼라인에 따라 상기 웨이퍼에 인산도포를 원하는 부분만 패턴이 형성된다. 이렇게 하여 상부로 마스크(200) 얼라인에 따라 인산도포가 완료되면 웨이퍼(41)의 웨이퍼 표면에 인산(300)의 도포되어 에미터의 패턴형성이 완료된다.
다음으로 임의의 형상에 따라 컬러를 달리 하고자하기 위하여 인산의 도포 두께를 결정하기 위해 필요한 부분으로 다시 상기 과정을 수행한다. 즉, 처음 도포된 인산의 두께와 다른 컬러를 형성시키고자 할 경우에는 희망하는 영역으로 인산의 다시 한번 도포하여 두께를 조절한다.
이러한 과정을 통해 인산의 두께를 영역별로 각기 달리하여 최종 태양전지의 컬러를 부분적으로 달리 나타낼 수 있다.
인산(300)의 도포로 패턴형성이 완료된 상기 웨이퍼(100)는 챔버 내부로 옮겨져 튜브형태의 퍼니스에서 여러장을 일정간격으로 배치하여 확산과 산화공정을 동시에 진행한다. 즉, 상기 웨이퍼(100)는 챔버내부에 온도를 800도 내지 1100도에서 가열하면 확산에 의해 인산이 내부로 흡착되며 동시에 습식산화에 의한 산화막(320) 성장을 진행한다.
여기서 산화막은 반사방지막으로 습식 산화 시 산화막의 두께에 따라 태양전지의 컬러를 조절할 수 있다. 즉, 산화막은 50nm에서 1000nm까지의 범위내로 조절하면 태양전지의 다양한 컬러를 얻을 수 있다. 따라서 기 확인된 산화막 두께에 따른 컬러 정보를 인산 두께로 결정함으로써 원하는 컬러에 따른 인산 두께를 결정하여야 한다.
즉, 앞서 설명한 인산 두께에 따른 컬러의 조절이란 산화막 두께에 따라 결정되는 최종 컬러의 영향을 주는 것으로, 인산이 두껍게 도포된 곳에는 산화막이 두껍게 형성되고 인산이 얇게 도포된 곳은 산화막이 얇게 형성되어 컬러를 조절하게 된다.
또한, 웨이퍼 전체 영역의 산화막 형성을 통해 전체 컬러를 조절할 수 있다. 이것은 예를 들어 인산 두께가 3레벨로 있다면 각 레벨별 컬러는 산화막의 두께에 따라 달라진다. 하지만 여기서 산화막의 두께를 달리 조절할 경우 각 레벨별 컬러는 전체가 모두 달라진다. 예를 들어 1레벨과 2레벨의 각 컬러가 blue와 blond라면 가열시간을 달리하여 산화막 전체 두께가 조절되면 1레벨은 blond, 2레벨은 magenta로 인산 도포 두께와 산화막 두께 조절에 따라 전체영역이 달라지게 되는 것이다.
챔버내의 퍼니스에서 800 내지 1100도에서 가열이 완료되면, 인산층(310)이 패터닝된 실리콘웨이퍼(100)는 패터닝된 인산층이 내부로 확산된다. 그리고 실리콘웨이퍼(100)에는 산화막(320)이 형성되어 태양전지의 반사방지막의 역할을 수행할 수 있도록 한다. 또한, 가열온도와 가열시간에 따라 적절히 산화막의 두께를 50nm 내지 1000nm 중의 어느 하나로 조절하여 태양전지의 컬러를 변화시켜 다양한 컬러의 태양전지의 생산도 가능하다. 이렇게 하여 도 9의 공정에서는 확산과 산화가 동시에 발생하여 공정의 단순화가 가능하다. 이렇게 하여 내부로 확산된 인산(310)과 산화막을 갖는 실리콘웨이퍼(100)의 상부에 앞면전극(46)을 입히는 공정을 도 10에 도시한다.
이를 참고하면, 이러한 앞면전극을 입히면, 패턴이 형성된 실리콘웨이퍼(100)에 기 설정된 패턴형태로 전극이 부분적으로 형성된다. 즉, 인산이 확산된 부분만 앞면전극(400)이 형성되어 에미터와 전극부의 확산차이가 발생하여 전극부의 오믹접촉(ohmic contact)이 가능하여 접촉저항이 줄어 전압이 상승한다. 이렇게 하여, 부분적으로 앞면전극(400)의 형성이 완료되면 뒷면전극을 입혀야한다. 이러한 공정을 도 11에 도시한다.
도 13 내지 도 14는 다양한 실시예를 나타낸 것으로, 인산 도포 두께에 따라 결국 산화막의 두께는 달라지고, 이것으로 인산두께 영역별 다양한 컬러로 형성된다.
도 15 내지 도 16은 본 발명에 따른 실시예를 나타내고 있다. 도 15의 경우 하나의 전지모듈(500)에서 문구를 표현하기 위하여 문구 영역은 배경 영역과는 다른 색상으로 표현이 가능하다. 즉, 문구영역은 배경영역보다 인산 도포 두께를 달리 적용하여 구현한 것이다.
도 16은 여러개의 전지를 이용하여 다른 컬러 디자인을 적용함으로써 이미지를 표현하였다.
이와 같이 구성되는 본 발명은 태양전지마다 인산 도포 두께를 달리하여 다양한 컬러를 연출할 수 있기 때문에 높은 디자인성을 가질 수 있는 이점이 있다.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.
오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 컬러 디자인 태양전지의 제조방법에 있어서,
    가공된 웨이퍼의 상부로 마스크를 얼라인하는 제 1단계;
    상기 마스크가 얼라인된 웨이퍼 상부에 원하는 컬러에 따라 대응하게 인산을 각각 다른 두께로 도포하는 제 2단계;
    상기 인산도포가 완료되면 인산을 확삭시킴과 동시에 습식산화에 의해 산화막을 형성시키는 제 3단계; 및
    산화막이 형성된 상기 태양전지의 표면으로 전극을 형성시키는 제 4단계;를 포함하여 구성되는 컬러 디자인 태양전지 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2단계는,
    인산을 초음파에 의해 분사하여 마스크 패턴대로 상기 웨이퍼에 도포하는 컬러 디자인 태양전지 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 3단계는,
    800 내지 1100도의 온도에서 가열하여 확산과 산화를 동시에 수행하는 컬러 디자인 태양전지 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 4단계는,
    앞면전극과 뒷면전극을 각각 형성시키며, 상기 제 3단계에 의해 인산이 확산된 부분에 대응하게 형성시키는 컬러 디자인 태양전지 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 2단계는,
    희망 컬러에 따라 상기 인산의 도포 두께를 달리하여 상기 제 3단계 후 산화막의 두께가 달라짐에 따라 각기 다른 컬러로 형성되는 컬러 디자인 태양전지 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 3단계는,
    상기 산화막 두께는 50nm 내지 1000nm에서 결정하는 컬러 디자인 태양전지 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제 3단계는,
    산화막의 두께를 조절하여 인산 도포 두께에 따른 컬러를 전체적으로 조절하는 컬러 디자인 태양전지 제조방법.
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