WO2012091252A1 - 전후면전계 태양전지 및 그 제조방법 - Google Patents

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forming
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이준성
양수미
송석현
정상윤
안수범
이경원
주상민
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현대중공업 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a front-side front-side solar cell and a method for manufacturing the same, and more particularly, by forming a floating junction layer in the emitter and the back-field layer, it is possible to reduce the recombination loss of the photo-generated transporter and increase the collection efficiency It is an object of the present invention to provide a front-side and back-side solar cell and a method of manufacturing the same.
  • a solar cell is a key element of photovoltaic power generation that converts sunlight directly into electricity, and is basically a diode composed of a p-n junction.
  • photovoltaic power is generated between the pn junctions, and when a load or a system is connected to both ends of the solar cell, current flows to generate power.
  • the light-receiving surface of the conventional solar cell forms an n + type emitter and forms a p-n junction with a p-type silicon substrate. Photogenerated carriers inside the silicon substrate are separated by p-n junctions, so that the electrons, the minority carriers, move to the front with n + -type emitters, and the holes, the majority carriers, move to the backside with p + backfields. Since the n + -type emitter is formed by the diffusion of phosphorus from the surface in the depth direction, the concentration of phosphorus on the surface is high and the conduction band of the energy band is lowered toward the surface, so that few carrier electrons move to the surface.
  • the surface is a region with a high density of defects in which a large number of crystal defects and impurities exist, the probability of recombination is very high.
  • the surface recombination rate of minority carriers is governed by the surface passivation properties of the dielectric layer thin film, such as PECVD SiNx.
  • PECVD SiNx the surface passivation properties of the dielectric layer thin film
  • the dielectric layer thin film is deposited on the surface to reduce defect density or to reduce the recombination rate as a field effect due to fixed charge in the dielectric layer film. Done.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional solar cell.
  • a p-n junction is formed on a light receiving surface.
  • the electron band must move to the surface due to the energy bandgap structure, and must face a surface with a high density of defects, and can be greatly influenced by the front passivation characteristics. There is nothing else.
  • the holes moved to the rear side pass through the defect where silicon / metal interface is many.
  • the p + region (rear field region), which is a region where p-type impurity ions are implanted in the rear surface of the p-type silicon substrate
  • the n + region (emitter region), which is an region where n-type impurity ions are implanted by thermal diffusion in the front surface of the substrate do.
  • a metal electrode is formed on the entire surface of the p + region of the silicon substrate. At this time, electrons as majority carriers move to the emitter region by diffusion, and holes as minority carriers move to the backfield region along the p + region.
  • this structure has no difference in the doping concentration of each part in the doping layer of the front and back field and the emitter, and the heat diffusion in the high-temperature electric furnace takes a high temperature process and a long time, many carriers in the back field and the emitter There is a need to facilitate the collection of phosphorus electrons, to induce smooth movement of holes, which are minority carriers, and to further reduce recombination between the electrons and holes.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and in forming a back field layer at an upper layer of an emitter and a lower layer of a substrate, a floating junction layer having different doping concentrations in each emitter region and a back field region. It is an object of the present invention to provide a front-side and back-side solar cell and a method for manufacturing the same.
  • a front-side surface field solar cell includes a p-type silicon substrate, an emitter (n ++) provided at an upper portion of the substrate, and an area where the emitter (n ++) is formed. It includes a floating bonding layer (p +) provided in a part, an antireflection film provided in the upper portion of the emitter (n + +) and the floating bonding layer (p +), and the front electrode in contact with the emitter (n + +), The floating bonding layer p + is not in contact with the front electrode.
  • the anti-reflection film may be an Al 2 O 3 dielectric layer thin film.
  • the anti-reflection film may be an AlN dielectric layer thin film.
  • a front-side front-side solar cell includes a p-type silicon substrate, a back side electric field layer (p +) provided at a lower portion of the substrate, and a floating portion provided in a part of the region in which the backside field layer (p +) is formed. And a back electrode in contact with the junction layer (n +) and the back field layer (p +), wherein the floating junction layer (n +) is not in contact with the back electrode.
  • the front-side and back-side solar cell further includes a selective back-field layer (p ++) that is heavily doped in the back-field layer (p +), and the selective back-field layer (p ++) is in contact with the back electrode. can do.
  • a front and rear surface field solar cell including a p-type silicon substrate, a first emitter (n ++) provided on an upper portion of the substrate, and a part of a region in which the emitter (n ++) is formed.
  • the anti-reflection film provided on the floating junction layer (p +), the upper layer of the emitter (n ++) and the first floating junction layer (p +), the front electrode in contact with the emitter (n ++), and the lower substrate It includes a back field layer (p +), a second floating junction layer (n +) provided in a part of the region formed with the back field layer (p +), and a back electrode in contact with the back field layer (p +) and The first floating bonding layer p + is not in contact with the front electrode, and the second floating bonding layer n + is not in contact with the back electrode.
  • the front-side and back-side solar cell further includes a selective back-field layer (p ++) that is heavily doped in the back-field layer (p +), and the selective back-field layer (p ++) is in contact with the back electrode. can do.
  • the anti-reflection film may be an Al 2 O 3 dielectric layer thin film.
  • the anti-reflection film may be an AlN dielectric layer thin film.
  • a method of manufacturing a front-back front-side solar cell in which a emitter (n ++) is provided at an upper layer of a p-type silicon substrate. Forming a floating junction layer (p +) on a portion of the formed region, forming an antireflection film on the emitter (n ++) and the floating junction layer (p +), and contacting the emitter (n ++) with the front surface And forming an electrode, wherein the floating bonding layer p + is not in contact with the front electrode.
  • a method of manufacturing a front and back surface field solar cell wherein the back surface field layer (p +) is provided in the method of manufacturing a front and back surface field solar cell having a back surface layer (p +) disposed under a p-type silicon substrate.
  • forming a rear electrode so as to contact the rear electric field layer p +, wherein the floating junction layer n + is not in contact with the rear electrode.
  • a method of manufacturing a front-back front-side solar cell in which the back-side front layer solar cell (p +) is provided at a lower layer of a p-type silicon substrate. forming a floating junction layer (n +) in a portion of the region where p + is formed, and forming a selective backfield layer (p ++) that is heavily doped in a portion of the region in which the region is formed; Forming a back passivation layer on the back field layer (p +) and the floating junction layer (n +), and forming a back electrode on the back passivation layer to contact the optional back field layer (p ++).
  • the floating junction layer n + is not in contact with the back electrode.
  • a method of manufacturing a front-back front-side solar cell includes an emitter (n ++) at an upper layer of a p-type silicon substrate, and a front-rear surface having a rear electric field layer (p +) at a lower layer of the substrate.
  • a method of manufacturing a front-back front-side solar cell includes an emitter (n ++) at an upper layer of a p-type silicon substrate, and a front-rear surface having a rear electric field layer (p +) at a lower layer of the substrate.
  • a front and back surface field solar cell is deposited on a p-type silicon substrate, an emitter (n +) provided at an upper portion of the substrate, and the emitter (n +). And a floating junction layer (p +) having a pattern structure, an antireflection film provided on the floating junction layer (p +), and a front electrode contacting the emitter (n +). (p +) is not in contact with the front electrode.
  • the floating bonding layer p + may be an amorphous silicon (a-Si) thin film layer.
  • the floating bonding layer p + may have a thickness of less than 30 nm.
  • the emitter (n +) is 80 to 150 ⁇ / sq. It can be characterized by having a sheet resistance of.
  • the emitter (n +) may have a thickness of 0.3 ⁇ m or less.
  • the anti-reflection film may be an Al 2 O 3 dielectric layer thin film.
  • the anti-reflection film may be an AlN dielectric layer thin film.
  • a front and back surface field solar cell including a p-type silicon substrate, an emitter (n +) provided at an upper portion of the substrate, and a pattern structure formed by being deposited on the emitter (n +). 1 an anti-reflection film provided on the floating bonding layer (p +) and the first floating bonding layer (p +).
  • the backside field layer p ++ may be a local high concentration doping layer disposed at a point corresponding to the backside electrode.
  • the front and rear surface field solar cells may further include a low concentration back surface field layer (p +) at a lower layer of the substrate.
  • p + low concentration back surface field layer
  • the first floating junction layer p + and the second floating junction layer n + may be an amorphous silicon (a-Si) thin film layer.
  • the first floating bonding layer p + may have a thickness of less than 30 nm.
  • the emitter (n +) is 80 to 150 ⁇ / sq. It can be characterized by having a sheet resistance of.
  • the emitter (n +) may have a thickness of 0.3 ⁇ m or less.
  • the anti-reflection film may be an Al 2 O 3 dielectric layer thin film.
  • the anti-reflection film may be an AlN dielectric layer thin film.
  • the manufacturing method of the front and back surface field solar cell is a method of manufacturing a front and back surface field solar cell having an emitter (n +) in the upper layer of the p-type silicon substrate, depositing and patterning a p + type amorphous silicon thin film layer on n + to form a floating junction layer (p +), and forming an anti-reflection film on the emitter (n +) and the patterned floating junction layer (p +) And forming a front electrode to contact the emitter (n +), wherein the floating junction layer (p +) is not in contact with the front electrode.
  • a method of manufacturing a front-back front-side solar cell includes an emitter (n +) at an upper layer of a p-type silicon substrate, and a front-rear surface having a rear electric field layer (p ++) at a lower layer of the substrate.
  • a method of manufacturing an electric field solar cell comprising depositing and patterning a p + type amorphous silicon thin film layer on the emitter (n +) to form a first floating junction layer (p +), and the emitter (n +) and the pattern Forming an anti-reflection film on the first floating junction layer p +, and forming a front electrode to be in contact with the emitter n +, and forming a rear electric field layer p ++ below the substrate.
  • n + type amorphous silicon thin film layer on the backside field layer (p ++) to form a second floating junction layer (n +), and the backside field layer (p ++) and the second floating junction layer.
  • the backside field layer p ++ may be a local high concentration doping layer disposed at a point corresponding to the backside electrode.
  • the method may further include forming a low concentration back surface field layer p + on the lower layer of the substrate.
  • a front and back surface field solar cell wherein the first conductive silicon substrate, the second conductive emitter provided at the upper layer of the substrate, A first floating junction layer of a first conductivity type provided in a part of the formed region, a first antireflection film provided at an upper portion of the emitter and the first floating junction layer, a front electrode in contact with the emitter, and the substrate A rear conductive layer of a first conductivity type provided in the lower layer portion, a second floating junction layer of a second conductivity type provided in a portion of the region in which the rear electric field layer is formed, and an upper layer portion of the rear electric field layer and the second floating junction layer.
  • a second anti-reflection film provided thereon, and a back electrode in contact with the back field layer, wherein the first floating junction layer is spaced apart from the front electrode, and the second floating junction layer is disposed on the rear electrode. Spaced apart And that is characterized.
  • the silicon substrate may be p-type, and the first and second anti-reflection films may be an Al 2 O 3 dielectric layer thin film.
  • the silicon substrate may be p-type, and the first and second anti-reflection films may be AlN dielectric layer thin films.
  • a front and back surface field solar cell includes a silicon substrate of a first conductivity type, an emitter of a second conductivity type provided in an upper portion of the substrate, and a part of a region where the emitter is formed.
  • the silicon substrate may be p-type, and the first and second anti-reflection films may be an Al 2 O 3 dielectric layer thin film.
  • the silicon substrate may be p-type, and the first and second anti-reflection films may be AlN dielectric layer thin films.
  • a method of manufacturing a front-back front-side solar cell includes a second conductive emitter at an upper layer of a first conductive silicon substrate, and a rear surface of the first conductive type at a lower layer of the substrate.
  • a method for manufacturing a front-side and backside field solar cell having an electric field layer comprising: forming a first floating junction layer of a first conductivity type in a part of an area where the emitter is formed, and the emitter and the first floating junction layer; Forming a first anti-reflection film on the substrate, forming a front electrode in contact with the emitter, and forming a second floating junction layer of a second conductivity type in a portion of the region in which the back field layer is formed; And forming a second anti-reflection film on the backside field layer and the second floating junction layer, and forming a backside electrode to contact the backside field layer.
  • the front battle And it is spaced apart from, the second rich bonding layer may be formed is spaced apart from the rear electrode.
  • a method of manufacturing a front-back front-side solar cell includes a second conductive emitter at an upper layer of a first conductive silicon substrate, and a rear surface of the first conductive type at a lower layer of the substrate.
  • a method for manufacturing a front-side and backside field solar cell having an electric field layer comprising: forming a first floating junction layer of a first conductivity type in a part of an area where the emitter is formed, and the emitter and the first floating junction layer; Forming a first anti-reflection film on the substrate, forming a front electrode in contact with the emitter, forming a low concentration back surface field layer of a first conductivity type on the lower layer of the substrate, and Forming a second floating junction layer of a second conductivity type in a portion of the region where the layer is formed, forming a local high concentration back surface layer of the first conductivity type in a portion of the region where the low concentration backside field layer is formed; Prize Forming a second anti-reflection film on the low concentration backside layer, the local high concentration backside layer and the second floating junction layer, and forming a back electrode to contact the local high concentration backside layer;
  • the first floating junction layer is formed to be spaced apart from the front electrode, and the second floating junction
  • a front and back surface field solar cell including a first conductive silicon substrate, a second conductive emitter provided at an upper portion of the substrate, and an emitter image.
  • a first floating junction layer of a first conductivity type having a pattern structure deposited and deposited on the first conductive layer, a first antireflection film provided on the emitter and the first floating junction layer, a front electrode in contact with the emitter, and A first conductive type backside electric field layer provided on the substrate lower layer, a second floating type bonding layer of a second conductivity type having a pattern structure deposited and provided on the backside field layer, and the backside field layer and the second floating bonding layer
  • a second anti-reflection film provided on the substrate, and a rear electrode contacting the rear electric field layer, wherein the first floating junction layer is spaced apart from the front electrode, and the second floating junction layer is formed on the rear surface. Spaced apart from the electrode It is characterized by.
  • the first floating junction layer and the second floating junction layer may be characterized in that the amorphous silicon (a-Si) thin film layer.
  • a-Si amorphous silicon
  • the silicon substrate may be p-type, and the first and second anti-reflection films may be an Al 2 O 3 dielectric layer thin film.
  • the silicon substrate may be p-type, and the first and second anti-reflection films may be AlN dielectric layer thin films.
  • a front and back surface field solar cell including a first conductive silicon substrate, a second conductive emitter provided at an upper portion of the substrate, and a pattern structure deposited on the emitter.
  • the first floating junction layer is spaced apart from the front electrode, and the
  • the first floating junction layer and the second floating junction layer may be characterized in that the amorphous silicon (a-Si) thin film layer.
  • a-Si amorphous silicon
  • the silicon substrate may be p-type, and the first and second anti-reflection films may be an Al 2 O 3 dielectric layer thin film.
  • the silicon substrate may be p-type, and the first and second anti-reflection films may be AlN dielectric layer thin films.
  • a method of manufacturing a front-back front-side solar cell includes a second conductive emitter at an upper layer of a first conductive silicon substrate, and a rear surface of the first conductive type at a lower layer of the substrate.
  • the method comprising: depositing and patterning a first conductive amorphous silicon thin film layer on the emitter to form a first floating junction layer of a first conductive type; Forming a first anti-reflection film on the first floating junction layer patterned with the emitter, forming a front electrode in contact with the emitter, and forming a second conductivity type on the back field layer.
  • a method of manufacturing a front-back front-side solar cell includes a second conductive emitter at an upper layer of a first conductive silicon substrate, and a rear surface of the first conductive type at a lower layer of the substrate.
  • the method comprising: depositing and patterning a first conductive amorphous silicon thin film layer on the emitter to form a first floating junction layer of a first conductive type; Forming a first antireflection film on the first floating junction layer patterned with the emitter, forming a front electrode in contact with the emitter, and having a low concentration of a first conductivity type in the lower layer of the substrate Forming a backside field layer; depositing and patterning a second conductive amorphous silicon thin film layer on the low concentration backside field layer to form a second floating junction layer of a second conductivity type; Forming a first highly conductive backside field layer of a first conductivity type on the substrate, forming a second antireflection film on the low concentration backside field layer, a locally high concentration backside field layer, and a second floating junction layer, and the locally high concentration layer And forming a rear electrode so as to be in contact with the rear field layer, where
  • Emitter solar cell for achieving the above object is a first conductivity type silicon substrate, a high conductivity emitter of the second conductivity type provided in the upper layer and the high concentration emitter phase A low conductivity emitter of a second conductivity type, an anti-reflection film provided on the low concentration emitter, a front electrode in contact with the high concentration emitter, and a back conductivity layer of a first conductivity type provided under the substrate And, it characterized in that it comprises a back electrode provided on the back field layer.
  • the silicon substrate may be n-type, and the anti-reflection film may be an Al 2 O 3 dielectric layer thin film.
  • the silicon substrate may be n-type, and the anti-reflection film may be an AlN dielectric layer thin film.
  • the method of manufacturing an emitter solar cell includes forming a high concentration emitter and a low concentration emitter of a second conductivity type on an upper layer of a first conductivity type silicon substrate, and on the low concentration emitter.
  • a p + type floating junction layer is formed on the doped n + type emitter to prevent electrons, which are minority carriers, from the front surface field moving to the surface with high density of defects. It is possible to increase the import efficiency by forming an electric field inside a silicon substrate having a low density of defects and moving to the electrode without recombination loss of a few carrier electrons.
  • n + type floating junction layer in the p + back field to suppress the movement of the hole of a large number of carriers to the surface with a high density of defects, it is possible to minimize the recombination loss to increase the collection efficiency to the back electrode.
  • the photo-generated transporter can be prevented from moving to the surface, and thus, the surface recombination rate can be reduced.
  • the amount of sunlight can be absorbed, the sun can be received from the front, and the light reflected from the surface can be received.
  • the amount of photogenerated transporter is increased to increase short circuit current and to increase efficiency.
  • both sides have the same structure, bowing after the high temperature process is reduced, so that breakage during the manufacturing process can be reduced.
  • the electrode Since the electrode is not coated on the entire back side, the electrode usage is reduced and cost can be reduced.
  • the emitter flows along the emitter layer inside the heavily doped substrate and is collected at the front electrode, so that the recombination loss is low and the contact resistance is low. Is lowered and the collection efficiency is increased.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the structure of a conventional front and back solar field solar cell.
  • Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of the front and back front field solar cell is applied to the floating structure is a floating junction layer according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a schematic diagram showing the structure of the front-side and back-side field solar cell is applied to the floating structure is a floating junction layer according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a schematic diagram showing the structure of a front-side and back-side solar cell having a floating junction layer according to another embodiment of the present invention is applied to the rear structure and having an optional rear field layer (high concentration back field layer (p + +)).
  • p + + concentration back field layer
  • Figure 5 is a schematic diagram showing the structure of the front-side and back-side electric field solar cells applied to the front and rear structure of the floating bonding layer according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a structure of a front and back surface field solar cell in which a floating junction layer according to another embodiment of the present invention is applied to a front and back structure and has an optional back field layer (high concentration back field layer (p ++)). .
  • FIG. 7 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a front and back front-side solar cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a front and back surface field solar cell according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a front and back front-side solar cell according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a front-back and back-side solar cell according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a front-back and back-side solar cell according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a structure of a front and back front field solar cell in which a floating junction layer according to another embodiment of the present invention is applied to a front structure.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a structure of a front and back side field solar cell in which a floating junction layer according to another embodiment of the present invention is applied to front and rear structures.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a structure of a front and back side field solar cell in which a floating junction layer according to another embodiment of the present invention is applied to front and rear structures.
  • FIG. 14 is a structure of a front-side and back-side field solar cell having a floating high-concentration backside layer (p ++) applied to the front and rear structures and disposed at a point corresponding to the rear electrode according to another embodiment of the present invention. It is a schematic diagram showing.
  • FIG. 15 illustrates a local high concentration backplane layer (p ++) in which a floating junction layer is applied to front and rear structures and disposed at a point corresponding to a rear electrode and a low concentration backplane layer in a lower layer of a substrate according to another embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows the structure of the front-back surface field solar cell further equipped with (p +).
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a front-back and back-side solar cell according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a front-back and back-side solar cell according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a schematic view showing the structure of a double-sided light receiving type front and rear front-field solar cell in which the floating bonding layer according to another embodiment of the present invention is applied to the front-rear structure.
  • FIG. 19 is a schematic diagram illustrating a structure of a double-sided light receiving type front and back side field solar cell having a floating junction layer applied to front and rear structures and having an optional backside field layer (highly concentrated backside field layer) according to another embodiment of the present invention. .
  • 20 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a double-sided light-receiving front-rear surface field solar cell according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a double-sided light receiving type front-rear surface field solar cell according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a schematic view showing the structure of a double-sided light receiving type front and rear front-side solar cell in which the floating bonding layer according to another embodiment of the present invention is applied to the front-rear structure.
  • FIG. 23 is a schematic diagram illustrating a structure of a double-sided light receiving front and back side field solar cell having a floating junction layer applied to front and rear structures and having an optional backside layer (highly concentrated backside layer) according to another embodiment of the present invention. .
  • FIG. 24 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a double-sided light-receiving front-rear surface field solar cell according to still another embodiment of the present invention.
  • 25 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a double-sided light receiving type front-rear surface field solar cell according to still another embodiment of the present invention.
  • 26 is a schematic diagram showing the structure of an emitter solar cell having a high concentration emitter and a low concentration emitter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an emitter solar cell according to an embodiment of the present invention.
  • 28A to 28F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an emitter solar cell according to an embodiment of the present invention.
  • a structure and a manufacturing method of a front and back surface field solar cell according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
  • a solar cell manufactured by applying a p-type silicon substrate as a base will be described.
  • the structure of the doped layer may be reversed.
  • the texture structure of the substrate surface is omitted to simplify the structure of the solar cell.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the front and back front field solar cell is applied to the floating structure is a floating junction layer according to an embodiment of the present invention.
  • the floating junction layer (p +) 203 according to an embodiment of the present invention shows a structure of a solar cell applied to the front structure.
  • An emitter (n ++) 202 is provided on an upper layer of the p-type silicon substrate 201, and a floating bonding layer (p +) 203 is formed in a part of the region where the emitter (n ++) 202 is formed.
  • the floating bonding layer (p +) 203 may be alternately disposed on the upper layer portion in the emitter (n ++) 202.
  • An anti-reflection film 204 is provided at an upper portion of the emitter (n ++) 202 and the floating bonding layer (p +) 203.
  • the front electrode 205 is formed to penetrate the anti-reflection film 204 and contact the emitter (n ++) 202.
  • the floating bonding layer (p +) 203 does not contact the front electrode 205.
  • Recombination loss can be reduced by moving along the inner n ++ doped emitter layer (n ++) 202 with relatively low defect density without moving to a dense silicon surface.
  • the doped layer (p +) 203 forming the floating junction should not be in contact with the electrode 205.
  • the anti-reflection film 205 may be an Al 2 O 3 dielectric layer thin film or an AlN dielectric layer thin film.
  • a dielectric layer having a fixed negative charge is preferable, such as Al 2 O 3 , AlN, or the like.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the structure of the front-side and back-side field solar cell is applied to the floating structure is a floating junction layer according to another embodiment of the present invention.
  • a backside field layer (p ++) 302 is provided under a p-type silicon substrate 301, and a floating junction layer (n +) (a) is formed in a portion of the region where the backside field layer (p ++) 302 is formed. 303) is formed.
  • the floating bonding layer (n +) 303 may be alternately disposed at a lower layer of the backside field layer (p ++) 302.
  • the back electrode 305 is formed to be in contact with the back electric field layer (p ++) 302.
  • the floating junction layer (n +) 303 does not contact the back electrode 305.
  • the back electrode 305 may be formed to contact the back electric field layer (p ++) 302.
  • n + type doped floating junction layer (n +) 303 in a backside field layer (p ++) 302 doped with a p ++ type on the rear surface holes generated as light carriers and moved to the rear surface are transferred. Recombination losses can be reduced by moving along the inner p ++ backfield (p ++) 302 with relatively low defect density without moving to a high defect density silicon surface.
  • the back electrode 405 may be formed to contact the optional back electric field layer (p ++) 406. Due to the shape penetrated into the p-type silicon substrate 401, the movement path of the holes to the back field layer (p +) 402 is shortened so that holes can be absorbed to the back field layer (p +) 402 more quickly. This can further reduce recombination losses.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the structure of the front-side and back-side electric field solar cells applied to the front and rear structure of the floating bonding layer according to another embodiment of the present invention.
  • an emitter (n ++) 502 is provided on an upper layer of a p-type silicon substrate 501 and the emitter (n ++) region 502 is formed.
  • a portion of the first floating junction layer (p +) 503 is provided.
  • An antireflection film 504 is provided on the emitter (n ++) 502 and the first floating bonding layer (p +) 503, and the emitter (n ++) 502 is in contact with the front electrode 505. .
  • the back electrode 509 may be formed to be in contact with the back electric field layer (p ++) 506.
  • the first floating junction layer (p +) 503 does not contact the front electrode 505
  • the second floating junction layer (n +) 507 does not contact the rear electrode 509.
  • the passivation layer 508 on the back side may be applied to various stacking structures by SiN x , SiO 2, or Al 2 O 3 , depending on the doping layer on the front or back side.
  • the structure of the doped layer may be formed in reverse.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a structure of a front and back surface field solar cell in which a floating junction layer according to another embodiment of the present invention is applied to a front and back structure and has an optional back field layer (high concentration back field layer (p ++)).
  • a solar cell structure having a combination of FIGS. 2 and 4 may further include an optional rear field layer (p ++) 610 that is heavily doped in the rear field layer (p +) 606.
  • An optional backside field layer (p ++) 610 is in contact with the backside electrode 609.
  • a back passivation film 608 on the back field layer (p +) 606 and a second floating junction layer (n +) 607 and forming a back electrode 609 on the back passivation film 608.
  • the back electrode 609 may be formed to contact the back field layer (p +) 606. Due to the shape penetrated into the p-type silicon substrate 601, the movement path of holes to the back field layer (p +) 606 is shortened so that holes can be absorbed to the back field layer (p +) 606 more quickly. This can further reduce recombination losses.
  • FIG. 7 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a front and back front-side solar cell according to an embodiment of the present invention.
  • a floating junction layer p +
  • p + floating junction layer
  • a floating junction layer may be formed in a portion of the region in which the back-field layer p ++ is formed.
  • FIG. 9 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a front and back front-side solar cell according to another embodiment of the present invention.
  • a back-side layer p + is provided at a lower layer of a p-type silicon substrate
  • a floating junction layer (forming an n +) S901
  • forming a highly doped selective backfield layer (p ++) in a portion of the region in which the backfield layer (p +) is formed S902
  • the backfield layer (p +) And forming a back passivation layer on the floating junction layer (n +) (S903), and forming a back electrode on the back passivation layer to contact the selective back field layer (p ++) (S904).
  • the floating junction layer n + is not in contact with the back electrode.
  • a method of controlling the doping concentration by surface coating or doping liquid supply using a thermal reaction of the laser to locally heat the surface of the silicon substrate with heat diffusion applies a liquid or paste containing a doping source to the surface of a silicon substrate and then locally heats the surface of the silicon substrate using a laser, whereby doping atoms diffuse into the silicon substrate by a thermal reaction of the laser, and a locally heavily doped layer. Can be formed.
  • a laser may be irradiated onto the surface of a silicon substrate together with a liquid containing a doping source to form a locally highly doped layer.
  • a layer of phosphor-silicate glass (PSG) or boro-silicate glass (PSG) is applied to the surface of the silicon substrate using atmospheric chemical vapor deposition (APCVD), and then resist or photo etching is performed.
  • APCVD atmospheric chemical vapor deposition
  • the layer containing the doping source can be patterned and then heat-treated in an electric furnace so that the doping atoms can diffuse into the silicon substrate to form a locally high concentration doping layer.
  • FIG. 10 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a front-back and back-side solar cell according to another embodiment of the present invention.
  • an emitter n ++
  • p ++ back field layer
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a front-back and back-side solar cell according to another embodiment of the present invention.
  • the emitter (n ++) is provided in an upper layer of a p-type silicon substrate, and a back field layer (p +) is provided in a lower layer of the substrate.
  • the front and back surface field solar cell structure of the present invention manufactured by the above method has a high-low junction at the light-receiving surface, so that electrons, which are minority carriers, are prevented from moving inside the crystal with low defect density.
  • the doping layer moves below the electrode.
  • holes are restricted from moving to the rear surface by the n + floating junction layer present in the backside field layer, and the surface is moved to the p + doping layer and minimizes the disappearance by recombination to the surface in contact with the metal and is easy to move. .
  • solar cell efficiency is improved by reducing the rate of front recombination of photogenerated charges and providing an advantageous path for collection.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a structure of a front and back front field solar cell in which a floating junction layer according to another embodiment of the present invention is applied to a front structure.
  • the floating bonding layer (p +) 203 according to another embodiment of the present invention shows a structure of a solar cell applied to the front structure.
  • An emitter (n +) 202 is provided on an upper layer of the p-type silicon substrate 201, and a floating junction layer (p +) 203 having a pattern structure is deposited on the emitter (n +) 202.
  • the floating bonding layer (p +) 203 is a pattern structure that is alternately arranged in the upper layer portion in the emitter (n +) 202.
  • An antireflection film 204 is provided on the emitter (n +) 202 and the floating bonding layer (p +) 203.
  • the front electrode 205 is formed to penetrate the anti-reflection film 204 and contact the emitter (n +) 202.
  • the floating bonding layer (p +) 203 does not contact the front electrode 205.
  • the p + type doped floating junction layer (p +) 203 on the n + doped emitter (n +) 202 on the light receiving portion, electrons that are minority carriers that are photogenerated and moved to the front side are formed. Recombination losses can be reduced by moving along a relatively low defect density n + doped emitter layer (n +) 202 without moving to a high defect density silicon surface.
  • the doped layer (p +) 203 forming the floating junction should not be in contact with the electrode 205.
  • the floating junction layer (p +) 203 may be an amorphous silicon (a-Si) thin film layer and may have a thickness of less than 30 nm.
  • the emitter (n +) 202 is 80 to 150 ⁇ / sq. It may have a sheet resistance of, and may have a thickness of 0.3 ⁇ m or less.
  • the anti-reflection film 204 may be an Al 2 O 3 dielectric layer thin film or an AlN dielectric layer thin film.
  • a dielectric layer having a fixed negative charge is preferable, such as Al 2 O 3 , AlN, or the like.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a structure of a front and back side field solar cell in which a floating junction layer is applied to front and rear structures according to another embodiment of the present invention.
  • an emitter (n +) 302 is provided on an upper layer of a p-type silicon substrate 301, and a first floating junction layer (p +) 303 having a pattern structure on the emitter (n +) 302. ) Is deposited and provided.
  • An antireflection film 304 is provided on the emitter (n +) 302 and the first floating bonding layer (p +) 303, and the emitter (n +) 302 is in contact with the front electrode 305. .
  • a backside field layer (p ++) 306 is provided under the substrate 301, and a second floating junction layer (n +) 307 having a pattern structure is deposited on the backside field layer (p ++) 306. do.
  • the back field layer (p ++) 306 is in contact with the back electrode.
  • a back passivation layer 308 on the back field layer (p ++) 306 and a second floating junction layer (n +) 307 and forming a back electrode 309 on the back passivation layer 308.
  • the back electrode 509 may be formed to be in contact with the back electric field layer (p ++) 306.
  • the first floating junction layer (p +) 303 does not contact the front electrode 305
  • the second floating junction layer (n +) 307 does not contact the rear electrode 309.
  • the passivation layer 308 on the back side may be applied to various stacking structures by SiN x , SiO 2, or Al 2 O 3 , depending on the doping layer on the front or back side.
  • the structure of the doped layer may be formed in reverse.
  • first floating junction layer (p +) 303 and the second floating junction layer (n +) 307 may be an amorphous silicon (a-Si) thin film layer, and the first floating junction layer (p +) 303 ) May have a thickness of less than 30 nm.
  • the emitter (n +) 302 is 80 to 150 ⁇ / sq. It may have a sheet resistance of, and may have a thickness of 0.3 ⁇ m or less.
  • the anti-reflection film 304 may be an Al 2 O 3 dielectric layer thin film or an AlN dielectric layer thin film.
  • FIG. 14 is a structure of a front-side and back-side field solar cell having a floating high-concentration backside layer (p ++) applied to the front and rear structures and disposed at a point corresponding to the rear electrode according to another embodiment of the present invention. It is a schematic diagram showing. Referring to FIG. 14, the back field layer (p ++) 406 is the same as the structure of the front and back field solar cell of FIG. 13 except that the backside layer 4406 is a local high concentration doping layer disposed at a point corresponding to the back electrode 409. .
  • the back field layer (p ++) 406 is the same as the structure of the front and back field solar cell of FIG. 13 except that the backside layer 4406 is a local high concentration doping layer disposed at a point corresponding to the back electrode 409. .
  • an emitter (n +) 402 is provided on an upper layer of the p-type silicon substrate 401, and a first floating junction layer (p +) 403 having a pattern structure is deposited on the emitter (n +) 402. It is provided.
  • An antireflection film 404 is provided on the emitter (n +) 402 and the first floating bonding layer (p +) 403, and the emitter (n +) 402 is in contact with the front electrode 405. .
  • a local high concentration backside field layer (p ++) 406 is provided at a point corresponding to the backside electrode 409 under the substrate 401, and a second floating structure having a pattern structure on the backside layer (p ++) 406 is provided.
  • a bonding layer (n +) 407 is deposited and provided.
  • the local high concentration back surface layer (p ++) 406 and the back electrode 409 are in contact with each other.
  • a back passivation layer 408 on the back field layer (p ++) 406 and a second floating junction layer (n +) 407 and forming a back electrode 409 on the back passivation layer 408.
  • the back electrode 409 may be formed to contact the back electric field layer (p ++) 406.
  • the first floating junction layer (p +) 403 does not contact the front electrode 405, and the second floating junction layer (n +) 407 does not contact the rear electrode 409.
  • the hole path to the backside field layer (p ++) 406 is shortened, so that the hole is made faster.
  • the recombination loss can be further reduced because it can be absorbed into the electric field (p ++) 406.
  • first floating junction layer (p +) 403 and the second floating junction layer (n +) 407 may be an amorphous silicon (a-Si) thin film layer, and the first floating junction layer (p +) 403 ) May have a thickness of less than 30 nm.
  • the emitter (n +) 402 is 80 to 150 ⁇ / sq. It may have a sheet resistance of, and may have a thickness of 0.3 ⁇ m or less.
  • the antireflection film 404 may be an Al 2 O 3 dielectric layer thin film or an AlN dielectric layer thin film.
  • FIG. 15 illustrates a local high concentration backplane layer (p ++) in which a floating junction layer is applied to front and rear structures and disposed at a point corresponding to a rear electrode and a low concentration backplane layer in a lower layer of a substrate according to another embodiment of the present invention.
  • It is a schematic diagram which shows the structure of the front-back surface field solar cell further equipped with (p +).
  • the structure of the front and rear surface field solar cells of FIG. 14 is the same except that a lower concentration of the rear field layer (p +) 510 is further provided on the lower layer of the substrate 501.
  • an emitter (n +) 502 is provided on an upper layer of the p-type silicon substrate 501, and a first floating junction layer (p +) 503 having a pattern structure is deposited on the emitter (n +) 502. It is provided.
  • An anti-reflection film 504 is provided on the emitter (n +) 502 and the first floating bonding layer (p +) 503, and the emitter (n +) 502 is in contact with the front electrode 505. .
  • a local high concentration back field layer (p ++) 506 is provided at a point corresponding to the back electrode 509 under the substrate 501, and a second floating structure of a pattern structure is formed on the back field layer p + 510.
  • the bonding layer (n +) is deposited and provided.
  • the local high concentration backside field layer (p ++) 506 is in contact with the backside electrode 509.
  • a low concentration back surface field layer 510 is further provided below the p + type silicon substrate 501.
  • the back electrode 509 may be formed to be in contact with the back electric field layer (p ++) 506.
  • the first floating junction layer (p +) 503 does not contact the front electrode 505, and the second floating junction layer (n +) 507 does not contact the rear electrode 509.
  • first floating junction layer (p +) 503 and the second floating junction layer (n +) 507 may be an amorphous silicon (a-Si) thin film layer, and the first floating junction layer (p +) 503 ) May have a thickness of less than 30 nm.
  • the emitter (n +) 502 is 80 to 150 ⁇ / sq. It may have a sheet resistance of, and may have a thickness of 0.3 ⁇ m or less.
  • the anti-reflection film 504 may be an Al 2 O 3 dielectric layer thin film or an AlN dielectric layer thin film.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a front-back and back-side solar cell according to another embodiment of the present invention.
  • a p + type amorphous silicon thin film layer is deposited and patterned on the emitter (n +).
  • a floating bonding layer (p +) S601
  • an anti-reflection film is formed on the emitter n + and the patterned floating junction layer p + (S602).
  • S603 a front electrode is formed to contact the emitter n +.
  • the floating bonding layer p + is not in contact with the front electrode.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a front-back and back-side solar cell according to another embodiment of the present invention.
  • the emitter (n ++) is provided in the upper layer of the p-type silicon substrate, and the back surface field layer (p ++) is provided in the lower layer of the substrate.
  • a p + type amorphous silicon thin film layer is deposited and patterned on (n +) to form a first floating junction layer p + (S701).
  • an anti-reflection film is formed on the emitter n + and the first floating bonding layer p + patterned (S702).
  • a front electrode is formed to contact the emitter n + (S703).
  • a backside field layer (p ++) is formed below the substrate, and an n + type amorphous silicon thin film layer is deposited on the backside layer (p ++) and patterned to form a second floating junction layer (n +) (S704).
  • a back passivation layer is formed on the back surface field layer p ++ and the second floating junction layer n + (S705).
  • a rear electrode is formed on the rear passivation layer so as to contact the rear electric field layer p ++ (S706).
  • the first floating junction layer p + is not in contact with the front electrode, and the second floating junction layer n + is not in contact with the back electrode.
  • the backside field layer p ++ may be a local high concentration doping layer disposed at a point corresponding to the backside electrode.
  • the manufacturing method of the front and rear surface field solar cell according to another embodiment of the present invention may further comprise the step of forming a low concentration back surface field layer (p +) in the lower layer of the substrate.
  • a method of controlling the doping concentration by surface coating or liquid supplying a doping source using a thermal reaction of a laser to locally heat the surface of the silicon substrate together with thermal diffusion applies a liquid or paste containing a doping source to the surface of a silicon substrate and then locally heats the surface of the silicon substrate using a laser, whereby doping atoms diffuse into the silicon substrate by a thermal reaction of the laser, and a locally heavily doped layer. Can be formed.
  • a laser may be irradiated onto the surface of a silicon substrate together with a liquid containing a doping source to form a locally highly doped layer.
  • a layer of phosphor-silicate glass (PSG) or boro-silicate glass (PSG) is applied to the surface of the silicon substrate using atmospheric chemical vapor deposition (APCVD), and then resist or photo etching is performed.
  • APCVD atmospheric chemical vapor deposition
  • the layer containing the doping source can be patterned and then heat-treated in an electric furnace so that the doping atoms can diffuse into the silicon substrate to form a locally high concentration doping layer.
  • the front and back surface field solar cell structure of the present invention manufactured by the above method has a high-low junction at the light-receiving surface, so that electrons, which are minority carriers, are prevented from moving inside the crystal with low defect density.
  • the doping layer moves below the electrode.
  • holes are restricted from moving to the rear surface by the n + floating junction layer present in the backside field layer, and the surface is moved to the p + doping layer and minimizes the disappearance by recombination to the surface in contact with the metal and is easy to move. .
  • solar cell efficiency is improved by reducing the rate of front recombination of photogenerated charges and providing an advantageous path for collection.
  • FIG. 18 is a schematic view showing the structure of a double-sided light receiving type front and rear front-field solar cell in which the floating bonding layer according to another embodiment of the present invention is applied to the front-rear structure.
  • an emitter (n ++) 202 is provided on an upper layer of a p-type silicon substrate 201, and a part of the region in which the emitter (n ++) 202 is formed is a first floating junction layer p + ( 203 is formed.
  • the first floating bonding layer (p +) 203 may be alternately disposed on the upper layer portion in the emitter (n ++) 202.
  • the first anti-reflection film 204 is provided at an upper portion of the emitter (n ++) 202 and the first floating bonding layer (p +) 203.
  • the front electrode 205 is formed to penetrate the first anti-reflection film 204 and contact the emitter (n ++) 202.
  • the first floating junction layer (p +) 203 is formed to be spaced apart from the front electrode 205.
  • a rear surface field layer (p ++) 206 is provided under the substrate 201.
  • a second floating junction layer (n +) 207 is formed in a portion of the region in which the backside field layer (p ++) 206 is formed.
  • the second floating junction layer (n +) 207 may be alternately disposed on an upper layer portion of the backside field layer (p ++) 206.
  • a second anti-reflection film 208 is provided on the upper portion of the back surface field layer (p ++) 206 and the second floating junction layer (n +) 207.
  • the back electrode 209 is formed to penetrate the second anti-reflection film 208 and contact the back electric field layer (p ++) 206.
  • the second floating junction layer (n +) 207 is formed to be spaced apart from the back electrode 209.
  • a p + type doped floating junction layer (p +) 203 is formed in the emitter (n ++) 202 doped with n ++ type in the front light receiving part, and the back field layer doped in p ++ type with the rear light receiving part (
  • p +) 206 By forming p ++) 206, the electrons, the minority carriers that are photogenerated and moved to the front, do not move to the silicon surface with high defect density and the n ++ doped emitter layer (n ++) 202 having a relatively low defect density.
  • the holes moved to the front electrode and the rear hole move to the rear electrode 209 along the p ++ doped back field layer (p ++) 206, thereby reducing the recombination loss.
  • Doped layers 203 and 207 that form a floating junction should not contact the electrodes 205 and 209.
  • the first and second anti-reflection films 204 and 208 may be Al 2 O 3 dielectric layer thin films or AlN dielectric layer thin films.
  • a dielectric layer having a fixed negative charge is preferable, such as Al 2 O 3 , AlN, or the like.
  • FIG. 19 illustrates a structure of a double-sided light receiving front and back side field solar cell in which a floating junction layer according to another embodiment of the present invention is applied to front and rear structures and has an optional backside field layer (high concentration backside field layer (p ++)).
  • the front and back surface field solar cells of FIG. 18 have the same front structure, and the back surface layer structure of the rear surface is different from the low concentration and high concentration back surface layer. That is, the emitter (n ++) 302 is provided on the upper layer of the p-type silicon substrate 301, and the first floating bonding layer (p +) 303 is formed in a part of the region where the emitter (n ++) 302 is formed. Formed.
  • the first floating junction layer (p +) 303 may be alternately disposed in the upper layer portion in the emitter (n + +) 302.
  • the first anti-reflection film 304 is provided on the upper layer of the emitter (n ++) 302 and the first floating bonding layer (p +) 303.
  • the front electrode 305 is formed to penetrate the first anti-reflection film 304 and contact the emitter (n ++) 302.
  • the first floating junction layer (p +) 303 is formed to be spaced apart from the front electrode 305.
  • a low concentration back surface field layer (p +) 306 is provided under the substrate 301.
  • a second floating junction layer (n +) 307 is formed in a portion of the region where the low concentration backside field layer (p +) 306 is formed.
  • the second floating junction layer (n +) 307 may be alternately disposed on an upper layer of the low concentration backside field layer (p +) 306.
  • a portion of the region where the low concentration back surface field layer (p +) 306 is formed is provided with a local high concentration back surface layer (p ++) 310.
  • a second anti-reflection film 308 is provided on the low concentration backside field layer (p +) 306, the local high concentration backside field layer (p ++) 310, and the second floating junction layer (n +) 307.
  • a back electrode 309 is formed to penetrate the second anti-reflection film 308 to be in contact with the local high concentration back surface layer 310 (p ++) 310.
  • the second floating junction layer (n +) 307 is formed to be spaced apart from the back electrode 309.
  • the first and second anti-reflection films 304 and 308 may be Al 2 O 3 dielectric layer thin film or AlN dielectric layer thin film. Can be.
  • the movement path of the hole is shortened, so that the hole is faster and the local high concentration backside field layer (p ++) 310 is formed. Can be absorbed, which can further reduce recombination losses.
  • FIG. 20 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a front and back front-side solar cell according to another embodiment of the present invention.
  • an emitter n ++
  • p ++ back field layer
  • first floating junction layer p + in a portion of the region where (n ++) is formed (S401), and forming an anti-reflection film on the emitter n ++ and the first floating junction layer p + ( (S402), forming a front electrode to contact the emitter (n ++) (S403), and forming a second floating junction layer (n +) in a portion of the region in which the back field layer (p ++) is formed ( S404, forming a second anti-reflection film on the back surface layer p ++ and the second floating junction layer n + (S405), and forming a back electrode to contact the back surface layer pp ++.
  • the first floating junction layer (p +) is formed spaced apart from the front electrode
  • the second floating junction layer (n +) Is spaced apart from the back electrode.
  • FIG. 21 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a double-sided light receiving type front-rear surface field solar cell according to still another embodiment of the present invention.
  • the emitter (n ++) is provided in an upper layer of a p-type silicon substrate, and a back field layer (p ++) is provided in a lower layer of the substrate.
  • a first floating junction layer p + on a portion of the region where (n ++) is formed (S501), and forming a first anti-reflection film on the emitter n ++ and the first floating junction layer p +.
  • Step S502 forming a front electrode to contact the emitter n ++, forming a low concentration backside field layer p + at a lower layer of the substrate at step S504, and the low concentration backside Forming a second floating junction layer (n +) in a portion of the region in which the electric field layer (p +) is formed (S505), and in a portion of the region in which the low concentration backside field layer (p +) is formed, a local high concentration backside layer (p ++) Forming a step (S506), the low concentration backplane layer (p +), a local high concentration backplane layer (p ++) and a second floating junction layer ( forming a second anti-reflection film on n +, and forming a back electrode to contact the local high concentration back surface layer p ++ (S507), wherein the first floating junction layer is formed.
  • (p +) is formed spaced apart from the front electrode
  • the second floating bonding layer (n +) is characterized in that it is formed
  • a method of controlling the doping concentration by surface coating or doping liquid supply using a thermal reaction of the laser to locally heat the surface of the silicon substrate with heat diffusion have.
  • This method applies a liquid or paste containing a doping source to the surface of a silicon substrate and then locally heats the surface of the silicon substrate using a laser, whereby doping atoms diffuse into the silicon substrate by a thermal reaction of the laser, and a locally heavily doped layer.
  • a laser may be irradiated onto the surface of a silicon substrate together with a liquid containing a doping source to form a locally highly doped layer.
  • a layer of phosphor-silicate glass (PSG) or boro-silicate glass (PSG) is applied to the surface of the silicon substrate using atmospheric chemical vapor deposition (APCVD), and then resist or photo etching is performed.
  • APCVD atmospheric chemical vapor deposition
  • the layer containing the doping source can be patterned and then heat-treated in an electric furnace so that the doping atoms can diffuse into the silicon substrate to form a locally high concentration doping layer.
  • the front and back surface field solar cell structure of the present invention manufactured by the above method has a high-low junction at the light-receiving surface, so that electrons, which are minority carriers, are prevented from moving inside the crystal with low defect density.
  • the doping layer is moved under the front electrode.
  • holes are restricted from moving to the rear surface by the n + floating junction layer existing in the rear electric field layer, and the surface is moved to the p ++ doping layer and minimizes the disappearance due to recombination to the surface in contact with the metal and is easy to move. do.
  • solar cell efficiency is improved by reducing the rate of front recombination of photogenerated charges and providing an advantageous path for collection.
  • FIG. 22 is a schematic view showing the structure of a double-sided light receiving type front and rear front-side solar cell in which the floating bonding layer according to another embodiment of the present invention is applied to the front-rear structure.
  • an emitter (n +) 202 is provided on an upper layer of a p-type silicon substrate 201, and a first floating bonding layer (p +) 203 is provided on the emitter (n +) 202. do.
  • the first floating junction layer (p +) 203 is formed in a pattern structure through a deposition process.
  • the first floating bonding layer (p +) 203 may be alternately disposed on the emitter (n +) 202.
  • a first antireflection film 204 is provided on the emitter (n +) 202 and the first floating bonding layer (p +) 203.
  • the front electrode 205 is formed to penetrate the first anti-reflection film 204 and contact the emitter (n +) 202.
  • the first floating junction layer (p +) 203 is spaced apart from the front electrode 205.
  • a rear field layer (p +) 206 is provided under the substrate 201.
  • a second floating junction layer (n +) 207 is formed on the back surface field layer (p +) 206.
  • the second floating junction layer (n +) 207 is formed in a pattern structure through a deposition process.
  • the second floating junction layer (n +) 207 may be alternately disposed on the backside field layer (p ++) 206.
  • a second anti-reflection film 208 is provided on the back surface field layer (p +) 206 and the second floating junction layer (n +) 207.
  • the back electrode 209 is formed to penetrate the second anti-reflection film 208 and contact the back electric field layer (p +) 206.
  • the second floating junction layer (n +) 207 is spaced apart from the back electrode 209.
  • a p + type doped floating junction layer (p +) 203 is formed on the n + doped emitter (n +) 202 in the front light receiving part, and the back field layer doped in p + type in the rear light receiving part.
  • (p +) 206 the electrons, the minority carriers that are photogenerated and moved to the front, do not move to the silicon surface with high defect density and the n + doped emitter layer (n +) (202) having a relatively low defect density.
  • Moves to the front electrode and back hole moves to the rear electrode 209 along the p + doped back field layer (p + 206) to reduce the recombination loss.
  • Doped layers 203 and 207 that form a floating junction should not contact the electrodes 205 and 209.
  • first floating junction layer (p +) 203 and the second floating junction layer (n +) 207 may be an amorphous silicon (a-Si) thin film layer.
  • the first and second anti-reflection films 204 and 208 may be Al 2 O 3 dielectric layer thin films or AlN dielectric layer thin films.
  • a dielectric layer having a fixed negative charge is preferable, such as Al 2 O 3 , AlN, or the like.
  • FIG. 23 illustrates a structure of a double-sided light receiving front and back side field solar cell in which a floating junction layer is applied to front and rear structures and has an optional backside layer (p ++) according to another embodiment of the present invention. It is a schematic diagram showing. Referring to FIG. 23, the front and back surface field solar cells of FIG. 22 have the same front structure, and the back surface layer structure of the rear surface is different from the low concentration and high concentration back surface layer. That is, an emitter (n +) 302 is provided on an upper layer of the p-type silicon substrate 301, and a first floating junction layer (p +) 303 is formed on the emitter (n +) 302.
  • the first floating junction layer (p +) 303 is formed in a pattern structure on the emitter (n +) 302 through a deposition process.
  • the first floating bonding layer (p +) 303 may be alternately disposed on the emitter (n +) 302.
  • a first antireflection film 304 is provided on the emitter (n +) 302 and the first floating bonding layer (p +) 303.
  • the front electrode 305 is formed to penetrate the first anti-reflection film 304 and contact the emitter (n +) 302.
  • the first floating junction layer (p +) 303 is spaced apart from the front electrode 305.
  • a low concentration back surface field layer (p +) 306 is provided under the substrate 301.
  • a second floating junction layer (n +) 307 is formed on the low concentration back surface field layer (p +) 306.
  • the second floating junction layer (n +) 307 is formed in a pattern structure on the low concentration backside field layer (p +) 306 through a deposition process.
  • the second floating junction layer (n +) 307 may be alternately disposed on an upper layer of the low concentration backside field layer (p +) 306. A portion of the region where the low concentration back surface field layer (p +) 306 is formed is provided with a local high concentration back surface layer (p ++) 310.
  • a second anti-reflection film 308 is provided on the low concentration backside field layer (p +) 306, the local high concentration backside field layer (p ++) 310, and the second floating junction layer (n +) 307.
  • a back electrode 309 is formed to penetrate the second anti-reflection film 308 to be in contact with the local high concentration back surface layer 310 (p ++) 310.
  • the second floating junction layer (n +) 307 is spaced apart from the back electrode 309.
  • the first floating junction layer (p +) 303 and the second floating junction layer (n +) 307 may be an amorphous silicon (a-Si) thin film layer.
  • the first and second anti-reflection films 304 and 308 may be Al 2 O 3 dielectric layer thin films or AlN dielectric layer thin films.
  • the movement path of the hole is shortened, so that the hole is faster and the local high concentration backside field layer (p ++) 310 is formed. Can be absorbed, which can further reduce recombination losses.
  • the emitter (n +) is provided in an upper layer of a p-type silicon substrate, and a back field layer (p +) is provided in a lower layer of the substrate. depositing and patterning a p + type amorphous silicon thin film layer on (n +) to form a first floating junction layer (p +) (S401), and the emitter (n +) patterned first floating junction layer (p +) (S402), forming a front electrode to be in contact with the emitter (n +), and forming an n + type amorphous silicon thin film layer on the back field layer (p +).
  • 1 rich bonding layer (p +) is characterized in that is formed is spaced apart from the front electrode, the second rich bonding layer (n +) is formed to be spaced apart from the rear electrode.
  • FIG. 25 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a double-sided light receiving type front-rear surface field solar cell according to still another embodiment of the present invention.
  • an emitter (n +) is provided at an upper layer of a p-type silicon substrate, and a rear field layer (p +) is provided at a lower layer of the substrate,
  • a method of controlling the doping concentration by surface coating or doping liquid supply using a thermal reaction of the laser to locally heat the surface of the silicon substrate with heat diffusion have.
  • This method applies a liquid or paste containing a doping source to the surface of a silicon substrate and then locally heats the surface of the silicon substrate using a laser, whereby doping atoms diffuse into the silicon substrate by a thermal reaction of the laser, and a locally heavily doped layer.
  • a laser may be irradiated onto the surface of a silicon substrate together with a liquid containing a doping source to form a locally highly doped layer.
  • a layer of phosphor-silicate glass (PSG) or boro-silicate glass (PSG) is applied to the surface of the silicon substrate using atmospheric chemical vapor deposition (APCVD), and then resist or photo etching is performed.
  • APCVD atmospheric chemical vapor deposition
  • the layer containing the doping source can be patterned and then heat-treated in an electric furnace so that the doping atoms can diffuse into the silicon substrate to form a locally high concentration doping layer.
  • the front and back surface field solar cell structure of the present invention manufactured by the above method has a high-low junction at the light-receiving surface, so that electrons, which are minority carriers, are prevented from moving inside the crystal with low defect density. It moves to the doping layer under the front electrode.
  • holes are restricted from moving to the rear surface by the n + floating junction layer existing in the rear electric field layer, and the surface is moved to the p ++ doping layer and minimizes the disappearance due to recombination to the surface in contact with the metal and is easy to move. do.
  • solar cell efficiency is improved by reducing the rate of front recombination of photogenerated charges and providing an advantageous path for collection.
  • 26 is a schematic diagram showing the structure of an emitter solar cell having a high concentration emitter and a low concentration emitter according to an embodiment of the present invention.
  • a high concentration emitter (n ++) 202 is provided on an upper layer of a p-type silicon substrate 201, and a low concentration emitter (n +) is provided on the high concentration emitter (n +) 202.
  • An anti-reflection film 204 is provided on the low concentration emitter (n +) 202.
  • the front electrode 205 is provided to contact the high concentration emitter (n ++) 202 through the anti-reflection film 204 and the low concentration emitter (n +).
  • a rear field layer (p +) 206 is provided under the substrate 201.
  • the back electrode 209 is formed on the front surface of the back field layer (p +) 206.
  • the doping concentration distribution of the impurity atoms in the emitter is the highest in the region having a constant depth inside the silicon substrate and the relatively low doping concentration on the surface, so that the electrons generated by the photogeneration are generated via the high concentration emitter. It may be collected by the front electrode provided to contact this. Due to the low doping concentration of the silicon substrate, the recombination loss can be reduced and the efficiency can be increased because the probability of recombination of photogenerated transporters on the surface side when the sunlight is incident is reduced.
  • the sheet resistance is high, and the inside of the substrate has a high doping concentration, so the sheet resistance is low. It is easy to move along the emitter layer. Inside the silicon substrate, the defect density is low compared to the surface, preventing recombination losses. As the front electrode penetrates deeper than the low concentration doping layer (high surface resistance) and contacts the high concentration doping layer (low surface resistance), the phototransmitted minority carrier electrons move to the high resistance doping layer having low resistance, Collected at the site.
  • the anti-reflection film when the silicon substrate is n-type, the anti-reflection film may be characterized in that the Al 2 O 3 dielectric layer thin film or AlN dielectric layer thin film.
  • a dielectric layer suitable for this should be used.
  • a dielectric layer having a fixed negative charge is preferable, such as Al 2 O 3 , AlN, or the like.
  • FIG. 27 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing an emitter solar cell according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 28A to 28F illustrate a method of manufacturing an emitter solar cell according to an embodiment of the present invention. It is a process cross section.
  • a p-type silicon substrate is prepared (FIG. 28A), and a high concentration emitter (n ++) and a low concentration emitter (n +) are formed on an upper layer of the p-type silicon substrate (FIG. 28B). Thereafter, an antireflection film is formed on the low concentration emitter (n +) (FIG. 28C), and a front electrode is formed to contact the high concentration emitter (n ++) (FIG. 28D). Then, after forming the rear field layer p + on the lower layer of the substrate (FIG. 28E), a rear electrode is formed on the rear field layer p + (FIG. 28F).
  • it may further include a local high concentration backside layer (n + +) formed in the backside layer area in order to facilitate the collection of photogenerated holes to the back electrode.
  • n + + a local high concentration backside layer
  • a method of controlling the doping concentration by surface coating or doping liquid supply using a thermal reaction of the laser to locally heat the surface of the silicon substrate with heat diffusion have.
  • This method applies a liquid or paste containing a doping source to the surface of a silicon substrate and then locally heats the surface of the silicon substrate using a laser, whereby doping atoms diffuse into the silicon substrate by a thermal reaction of the laser, and a locally heavily doped layer.
  • a laser may be irradiated onto the surface of a silicon substrate together with a liquid containing a doping source to form a locally highly doped layer.
  • a layer of phosphor-silicate glass (PSG) or boro-silicate glass (PSG) is applied to the surface of the silicon substrate using atmospheric chemical vapor deposition (APCVD), and then resist or photo etching is performed.
  • APCVD atmospheric chemical vapor deposition
  • the layer containing the doping source can be patterned and then heat-treated in an electric furnace so that the doping atoms can diffuse into the silicon substrate to form a locally high concentration doping layer.
  • the low concentration emitter (n +) can be formed by ion implantation with a high energy in a predetermined depth region and high concentration doping of impurity atoms.
  • a high concentration emitter (n + +) on the upper layer of the substrate, and then forming a film having a solubility and diffusion coefficient different from the substrate on the high emitter (n + +) upper layer to diffuse the impurity atoms present on the substrate surface to the outside
  • the low concentration emitter (n +) can be formed.
  • n + After forming a high concentration emitter (n ++) on the upper layer of the substrate, a small amount of secondary impurity atoms forming a semiconductor type different from the substrate is formed in the upper concentration emitter (n ++) to cancel the existing impurity atoms. It is also possible to form low concentration emitters (n +).
  • the emitter solar cell structure of the present invention manufactured by the above method has a high-low junction at the light-receiving surface, so that electrons, which are minority carriers, are prevented from moving inside the crystal with low defect density. It moves to the high emitter layer below the electrode. Therefore, it is easy to minimize the disappearance by recombination at the surface and to move. Thus, solar cell efficiency is improved by reducing the rate of front recombination of photogenerated charges and providing an advantageous path for collection.
  • a p + type floating junction layer is formed on the doped n + type emitter to prevent electrons, which are minority carriers, from the front surface field moving to the surface with high density of defects. It is possible to increase the import efficiency by forming an electric field inside a silicon substrate having a low density of defects and moving to the electrode without recombination loss of a few carrier electrons.
  • n + type floating junction layer in the p + back field to suppress the movement of the hole of a large number of carriers to the surface with a high density of defects, it is possible to minimize the recombination loss to increase the collection efficiency to the back electrode.
  • the photo-generated transporter can be prevented from moving to the surface, and thus, the surface recombination rate can be reduced.
  • the amount of sunlight can be absorbed, the sun can be received from the front, and the light reflected from the surface can be received.
  • the amount of photogenerated transporter is increased to increase short circuit current and to increase efficiency.
  • both sides have the same structure, bowing after the high temperature process is reduced, so that breakage during the manufacturing process can be reduced.
  • the electrode Since the electrode is not coated on the entire back side, the electrode usage is reduced and cost can be reduced.
  • the emitter flows along the emitter layer inside the heavily doped substrate and is collected at the front electrode, so that the recombination loss is low and the contact resistance is low. Is lowered and the collection efficiency is increased.

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Abstract

본 발명에 따른 전후면전계 태양전지는 p형 실리콘 기판과, 상기 기판 상층부에 구비된 에미터와, 상기 에미터가 형성된 영역의 일부에 구비되는 부유접합층과, 상기 에미터와 부유접합층 상층부에 구비된 반사방지막, 및 상기 에미터와 접촉되는 전면전극을 포함하여 이루어지며, 상기 부유접합층은 상기 전면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.

Description

전후면전계 태양전지 및 그 제조방법
본 발명은 전후면전계 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에미터 및 후면전계층 내에 부유접합층을 형성함으로써, 광생성된 운송자들의 재결합 손실을 감소시키고 수집효율을 증가시킬 수 있는 전후면전계 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
태양전지는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 태양광 발전의 핵심소자로서, 기본적으로 p-n 접합으로 이루어진 다이오드(diode)라 할 수 있다. 태양광이 태양전지에 의해 전기로 변환되는 과정을 살펴보면, 태양전지의 실리콘 기판 내부에 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성되고, 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 이동하게 되어 p-n 접합부 사이에 광기전력이 발생되며, 태양전지의 양단에 부하나 시스템을 연결하면 전류가 흐르게 되어 전력을 생산할 수 있게 된다.
기존 태양전지의 수광면은 n+형 에미터가 형성되어 p형 실리콘 기판과 p-n접합을 이루고 있다. 실리콘 기판 내부에서 광생성된 운송자들은 p-n 접합에 의해 분리되어 소수 운송자인 전자는 n+형 에미터가 있는 전면으로 이동하고, 다수 운송자인 정공은 p+ 후면전계가 있는 후면으로 이동한다. n+형 에미터는 인(phosphorus)이 표면에서 깊이 방향으로 확산되어 형성된 것이기 때문에 표면 쪽의 인의 농도가 높고 에너지 밴드 구조상 전도대(conduction band)가 표면 쪽으로 갈수록 낮아지므로 소수 운송자 전자가 표면으로 이동하게 된다.
표면은 결정 결함 및 불순물 등이 다수 존재하는 결함 밀도가 높은 영역이기 때문에 재결합 발생 확률이 매우 높아진다. 소수 운송자의 표면 재결합 속도는 PECVD SiNx와 같은 유전층 박막의 표면 패시베이션 특성에 의해 좌우된다. 통상 후면에 유전층 박막을 형성하는 경우나 p+ 후면전계가 결합된 구조에서도 다수 운송자인 정공이 후면 표면으로 이동하기 때문에 유전층 박막 증착을 통한 패시베이션 특성에 크게 의존하여 후면의 재결합 속도를 낮출 필요가 있다.
도핑층 내의 도핑 농도가 표면 쪽으로 갈수록 높아지므로 에너지 밴드 구조상 n+형 에미터로 이동하는 소수 운송자 전자나 p+형 후면전계로 이동하는 다수 운송자 정공은 각각의 표면으로 이동하게 된다. 그리고, 광생성 운송자들이 전극에 수집되기까지 결함 밀도가 높은 표면을 따라 이동해야 하므로 재결합에 의해 소멸될 확률이 높아지게 된다. 표면으로 이동하는 광생성 운송자들의 표면 재결합을 억제하기 위해서 유전층 박막을 표면에 증착하여 결함 밀도를 낮추거나 유전층 박막 내의 고정전하(fixed charge)에 의한 전계 효과(field effect)로서 재결합 속도를 낮추는 것에 의존하게 된다.
도 1은 종래의 태양전지의 단면도이다. 도 1을 참고하면, 종래의 태양전지의 구조는 수광면에 p-n 접합이 형성되어 있다. 통상, 표면 쪽으로 갈수록 도핑 농도가 크고, 표면 쪽이 낮은 에너지 준위를 가지기 때문에 에너지 밴드갭 구조상 전자가 표면으로 이동할 수 밖에 없고, 결함 밀도가 매우 높은 표면과 마주쳐야 하며, 전면 패시베이션 특성에 크게 좌우될 수 밖에 없다. 한편, 후면으로 이동한 정공은 실리콘/금속 계면의 결함이 많은 곳을 지나게 된다.
p형 실리콘 기판의 후면부에 p형 불순물 이온이 주입된 영역인 p+ 영역(후면전계 영역)과 기판의 전면부에 n형 불순물 이온이 열확산에 의해 주입된 영역인 n+ 영역(에미터 영역)이 구비된다. 그리고, 상기 실리콘 기판의 후면부의 p+ 영역 상에 금속전극이 전면적으로 형성된 구조를 이룬다. 이때, 다수 운송자(majority carrier)인 전자는 확산에 의해 에미터 영역으로 이동하고, 소수 운송자(minority carrier)인 정공은 p+ 영역을 따라 후면전계 영역으로 이동한다.
그러나, 이러한 구조는 전후면전계 및 에미터의 도핑층에서의 부분별 도핑 농도의 차이가 없으며, 고온 전기로에서 열확산이 진행되므로 고온 공정 및 장시간이 소요되는 바, 상기 후면전계 및 에미터에서 다수 운송자인 전자의 수집을 더욱 용이하게 하고, 소수 운송자인 정공의 원활한 이동을 유도하며 상기 전자와 정공 간의 재결합을 더욱 감소시킬 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출한 것으로서, 기판의 상층부에 에미터와 기판의 하층부에 후면전계층을 형성함에 있어, 각 에미터 영역 및 후면전계 영역 내에 도핑 농도가 다른 부유접합층을 형성하기 위한 전후면전계 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전후면전계 태양전지는 p형 실리콘 기판과, 상기 기판 상층부에 구비된 에미터(n++)와, 상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 구비되는 부유접합층(p+)과, 상기 에미터(n++)와 부유접합층(p+) 상층부에 구비된 반사방지막, 및 상기 에미터(n++)와 접촉되는 전면전극을 포함하여 이루어지며, 상기 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지는 p형 실리콘 기판과, 상기 기판 하층부에 구비된 후면전계층(p+)과, 상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 구비되는 부유접합층(n+), 및 상기 후면전계층(p+)과 접촉되는 후면전극을 포함하여 이루어지며, 상기 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 전후면전계 태양전지는 상기 후면전계층(p+) 내부에 고농도로 도핑된 선택적 후면전계층(p++)을 더 구비하고, 상기 선택적 후면전계층(p++)은 상기 후면전극과 접촉되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지는 p형 실리콘 기판과, 상기 기판 상층부에 구비된 에미터(n++)와, 상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 구비되는 제1 부유접합층(p+)과, 상기 에미터(n++)와 제1 부유접합층(p+) 상층부에 구비된 반사방지막과, 상기 에미터(n++)와 접촉되는 전면전극과, 상기 기판 하층부에 구비된 후면전계층(p+)과, 상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 구비되는 제2 부유접합층(n+), 및 상기 후면전계층(p+)과 접촉되는 후면전극을 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 전후면전계 태양전지는 상기 후면전계층(p+) 내부에 고농도로 도핑된 선택적 후면전계층(p++)을 더 구비하고, 상기 선택적 후면전계층(p++)은 상기 후면전극과 접촉되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법은 p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n++)가 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 부유접합층(p+)을 형성하는 단계와, 상기 에미터(n++)와 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성하는 단계, 및 상기 에미터(n++)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법은 p형 실리콘 기판의 하층부에 후면전계층(p+)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 부유접합층(n+)을 형성하는 단계와, 상기 후면전계층(p+) 및 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성하는 단계, 및 상기 후면 패시베이션층 상에 상기 후면전계층(p+)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법은 p형 실리콘 기판의 하층부에 후면전계층(p+)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 부유접합층(n+)을 형성하는 단계와, 상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 고농도로 도핑된 선택적 후면전계층(p++)을 형성하는 단계와, 상기 후면전계층(p+) 및 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성하는 단계, 및 상기 후면 패시베이션층 상에 상기 선택적 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법은 p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n++)가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 후면전계층(p+)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 제1 부유접합층(p+)을 형성하는 단계와, 상기 에미터(n++)와 제1 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성하는 단계와, 상기 에미터(n++)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계와, 상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 제2 부유접합층(n+)을 형성하는 단계와, 상기 후면전계층(p+) 및 제2 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성하는 단계, 및 상기 후면 패시베이션층 상에 상기 후면전계층(p+)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법은 p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n++)가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 후면전계층(p+)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 제1 부유접합층(p+)을 형성하는 단계와, 상기 에미터(n++)와 제1 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성하는 단계와, 상기 에미터(n++)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계와, 상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 제2 부유접합층(n+)을 형성하는 단계와, 상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 고농도로 도핑된 선택적 후면전계층(p++)을 형성하는 단계와, 상기 후면전계층(p+) 및 제2 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성하는 단계, 및 상기 후면 패시베이션층 상에 상기 선택적 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지는 p형 실리콘 기판과, 상기 기판 상층부에 구비된 에미터(n+)와, 상기 에미터(n+) 상에 증착되어 구비되는 패턴 구조의 부유접합층(p+)과, 상기 부유접합층(p+) 상에 구비되는 반사방지막, 및 상기 에미터(n+)와 접촉되는 전면전극을 포함하여 이루어지며, 상기 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 부유접합층(p+)은 비정질 실리콘(a-Si) 박막층인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 부유접합층(p+)은 30nm 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 에미터(n+)는 80 내지 150Ω/sq. 의 면저항을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 에미터(n+)는 0.3㎛ 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지는 p형 실리콘 기판과, 상기 기판 상층부에 구비된 에미터(n+)와, 상기 에미터(n+) 상에 증착되어 구비되는 패턴 구조의 제1 부유접합층(p+)과, 상기 제1 부유접합층(p+) 상에 구비되는 반사방지막과. 상기 에미터(n+)와 접촉되는 전면전극과, 상기 기판 하층부에 구비된 후면전계층(p++)과, 상기 후면전계층(p++) 상에 증착되어 구비되는 패턴 구조의 제2 부유접합층(n+)과, 상기 후면전계층(p++)과 접촉되는 후면전극을 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 후면전계층(p++)은 상기 후면전극과 대응하는 지점에 배치되는 국부적 고농도 도핑층인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 전후면전계 태양전지는 상기 기판의 하층부에 저농도의 후면전계층(p+)을 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1 부유접합층(p+) 및 제2 부유접합층(n+)은 비정질 실리콘(a-Si) 박막층인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1 부유접합층(p+)은 30nm 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 에미터(n+)는 80 내지 150Ω/sq. 의 면저항을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 에미터(n+)는 0.3㎛ 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법은 p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n+)가 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터(n+) 상에 p+형 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 부유접합층(p+)을 형성하는 단계와, 상기 에미터(n+)와 패턴화된 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성하는 단계, 및 상기 에미터(n+)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법은 p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n+)가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 후면전계층(p++)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터(n+) 상에 p+형 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제1 부유접합층(p+)을 형성하는 단계와, 상기 에미터(n+)와 패턴화된 제1 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성하는 단계와, 상기 에미터(n+)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계와, 상기 기판 하층부에 후면전계층(p++)을 형성하는 단계와, 상기 후면전계층(p++) 상에 n+형 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제2 부유접합층(n+)을 형성하는 단계와, 상기 후면전계층(p++) 및 제2 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성하는 단계, 및 상기 후면 패시베이션층 상에 상기 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 후면전계층(p++)은 상기 후면전극과 대응하는 지점에 배치되는 국부적 고농도 도핑층인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 기판의 하층부에 저농도의 후면전계층(p+)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지는 제1 도전형의 실리콘 기판과, 상기 기판 상층부에 구비된 제2 도전형의 에미터와, 상기 에미터가 형성된 영역의 일부에 구비되는 제1 도전형의 제1 부유접합층과, 상기 에미터와 제1 부유접합층 상층부에 구비되는 제1 반사방지막과, 상기 에미터와 접촉되는 전면전극과, 상기 기판 하층부에 구비된 제1 도전형의 후면전계층과, 상기 후면전계층이 형성된 영역의 일부에 구비되는 제2 도전형의 제2 부유접합층과, 상기 후면전계층과 제2 부유접합층 상층부에 구비되는 제2 반사방지막, 및 상기 후면전계층과 접촉되는 후면전극을 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 배치되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지는 제1 도전형의 실리콘 기판과, 상기 기판 상층부에 구비된 제2 도전형의 에미터와, 상기 에미터가 형성된 영역의 일부에 구비되는 제1 도전형의 제1 부유접합층과, 상기 에미터와 제1 부유접합층 상층부에 구비되는 제1 반사방지막과, 상기 에미터와 접촉되는 전면전극과, 상기 기판 하층부에 구비된 제1 도전형의 저농도 후면전계층과, 상기 저농도 후면전계층이 형성된 영역의 일부에 구비되는 제2 도전형의 제2 부유접합층과, 상기 저농도 후면전계층이 형성된 영역의 일부에 구비되는 제1 도전형의 국부적 고농도 후면전계층과, 상기 저농도 후면전계층, 국부적 고농도 후면전계층 및 제2 부유접합층 상층부에 구비되는 제2 반사방지막, 및 상기 국부적 고농도 후면전계층과 접촉되는 후면전극을 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 배치되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법은 제1 도전형의 실리콘 기판의 상층부에 제2 도전형의 에미터가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 제1 도전형의 후면전계층이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터가 형성된 영역의 일부에 제1 도전형의 제1 부유접합층을 형성하는 단계와, 상기 에미터와 제1 부유접합층 상에 제1 반사방지막을 형성하는 단계와, 상기 에미터와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계와, 상기 후면전계층이 형성된 영역의 일부에 제2 도전형의 제2 부유접합층을 형성하는 단계와, 상기 후면전계층과 제2 부유접합층 상에 제2 반사방지막을 형성하는 단계, 및 상기 후면전계층과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 형성되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법은 제1 도전형의 실리콘 기판의 상층부에 제2 도전형의 에미터가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 제1 도전형의 후면전계층이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터가 형성된 영역의 일부에 제1 도전형의 제1 부유접합층을 형성하는 단계와, 상기 에미터와 제1 부유접합층 상에 제1 반사방지막을 형성하는 단계와, 상기 에미터와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계와, 상기 기판의 하층부에 제1 도전형의 저농도 후면전계층을 형성하는 단계와, 상기 저농도 후면전계층이 형성된 영역의 일부에 제2 도전형의 제2 부유접합층을 형성하는 단계와, 상기 저농도 후면전계층이 형성된 영역의 일부에 제1 도전형의 국부적 고농도 후면전계층을 형성하는 단계와, 상기 저농도 후면전계층, 국부적 고농도 후면전계층 및 제2 부유접합층 상에 제2 반사방지막을 형성하는 단계, 및 상기 국부적 고농도 후면전계층과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 형성되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지는 제1 도전형의 실리콘 기판과, 상기 기판 상층부에 구비된 제2 도전형의 에미터와, 상기 에미터 상에 증착되어 구비되는 패턴 구조의 제1 도전형의 제1 부유접합층과, 상기 에미터와 제1 부유접합층 상에 구비되는 제1 반사방지막과, 상기 에미터와 접촉되는 전면전극과, 상기 기판 하층부에 구비된 제1 도전형의 후면전계층과, 상기 후면전계층 상에 증착되어 구비되는 패턴 구조의 제2 도전형의 제2 부유접합층과, 상기 후면전계층과 제2 부유접합층 상에 구비되는 제2 반사방지막, 및 상기 후면전계층과 접촉되는 후면전극을 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 배치되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 부유접합층 및 제2 부유접합층은 비정질 실리콘(a-Si) 박막층인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지는 제1 도전형의 실리콘 기판과, 상기 기판 상층부에 구비된 제2 도전형의 에미터와, 상기 에미터 상에 증착되어 구비되는 패턴 구조의 제1 도전형의 제1 부유접합층과, 상기 에미터와 제1 부유접합층 상에 구비되는 제1 반사방지막과, 상기 에미터와 접촉되는 전면전극과, 상기 기판 하층부에 구비된 제1 도전형의 저농도 후면전계층과, 상기 저농도 후면전계층 상에 증착되어 구비되는 패턴구조의 제2 도전형의 제2 부유접합층과, 상기 저농도 후면전계층이 형성된 영역의 일부에 구비되는 제1 도전형의 국부적 고농도 후면전계층과, 상기 저농도 후면전계층, 국부적 고농도 후면전계층 및 제2 부유접합층 상에 구비되는 제2 반사방지막, 및 상기 국부적 고농도 후면전계층과 접촉되는 후면전극을 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 배치되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 부유접합층 및 제2 부유접합층은 비정질 실리콘(a-Si) 박막층인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법은 제1 도전형의 실리콘 기판의 상층부에 제2 도전형의 에미터가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 제1 도전형의 후면전계층이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터 상에 제1 도전형의 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제1 도전형의 제1 부유접합층을 형성하는 단계와, 상기 에미터와 패턴화된 제1 부유접합층 상에 제1 반사방지막을 형성하는 단계와, 상기 에미터와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계와, 상기 후면전계층 상에 제2 도전형의 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제2 도전형의 제2 부유접합층을 형성하는 단계와, 상기 후면전계층과 패턴화된 제2 부유접합층 상에 제2 반사방지막을 형성하는 단계, 및 상기 후면전계층과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 형성되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법은 제1 도전형의 실리콘 기판의 상층부에 제2 도전형의 에미터가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 제1 도전형의 후면전계층이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터 상에 제1 도전형의 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제1 도전형의 제1 부유접합층을 형성하는 단계와, 상기 에미터와 패턴화된 제1 부유접합층 상에 제1 반사방지막을 형성하는 단계와, 상기 에미터와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계와, 상기 기판의 하층부에 제1 도전형의 저농도 후면전계층을 형성하는 단계와, 상기 저농도 후면전계층 상에 제2 도전형의 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제2 도전형의 제2 부유접합층을 형성하는 단계와, 상기 저농도 후면전계층 상에 제1 도전형의 국부적 고농도 후면전계층을 형성하는 단계와, 상기 저농도 후면전계층, 국부적 고농도 후면전계층 및 제2 부유접합층 상에 제2 반사방지막을 형성하는 단계, 및 상기 국부적 고농도 후면전계층과 접촉되도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 형성되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에미터 태양전지는 제1 도전형의 실리콘 기판과, 상기 기판 상층부에 구비되는 제2 도전형의 고농도 에미터와, 상기 고농도 에미터 상에 구비되는 제2 도전형의 저농도 에미터와, 상기 저농도 에미터 상에 구비되는 반사방지막과, 상기 고농도 에미터와 접촉되는 전면전극과, 상기 기판 하층부에 구비된 제1 도전형의 후면전계층, 및 상기 후면전계층 상에 구비되는 후면전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 실리콘 기판은 n형이고, 상기 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 실리콘 기판은 n형이고, 상기 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 에미터 태양전지 제조방법은 제1 도전형의 실리콘 기판 상층부에 제2 도전형의 고농도 에미터 및 저농도 에미터를 형성하는 단계와, 상기 저농도 에미터 상에 반사방지막을 형성하는 단계와, 상기 고농도 에미터와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계와, 상기 기판 하층부에 제1 도전형의 후면전계층을 형성하는 단계, 및 상기 후면전계층 상에 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 도전형의 실리콘 기판 상층부에 제2 도전형의 고농도 에미터 및 저농도 에미터를 형성하는 단계는 상기 기판 상층부에 저농도 에미터를 형성한 후, 상기 저농도 에미터의 일정 깊이 영역에 높은 에너지로 이온 주입하여 불순물 원자를 고농도 도핑함으로써 고농도 에미터를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1 도전형의 실리콘 기판 상층부에 제2 도전형의 고농도 에미터 및 저농도 에미터를 형성하는 단계는 상기 기판 상층부에 고농도 에미터를 형성한 후, 상기 고농도 에미터 상층부에 상기 기판과 다른 용해도 및 확산계수를 갖는 막을 형성함으로써 기판 표면에 존재하는 불순물 원자를 외부로 확산시킴으로써 저농도 에미터를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1 도전형의 실리콘 기판 상층부에 제2 도전형의 고농도 에미터 및 저농도 에미터를 형성하는 단계는 상기 기판 상층부에 고농도 에미터를 형성한 후, 상기 고농도 에미터 상층부에 상기 기판과 다른 반도체 유형을 형성하는 2차 불순물 원자를 소량 주입함으로써 기존의 불순물 원자를 상쇄시켜 저농도 에미터를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
전면(수광면)의 경우, 도핑된 n+형 에미터 위에 p+형 부유접합층(floating junction layer)을 형성하여 전면전계(front surface field)로서 소수 운송자인 전자가 결함 밀도가 높은 표면으로 이동하는 것을 억제하여 결함 밀도가 낮은 실리콘 기판 내부에 전계를 형성하여 소수 운송자 전자의 재결합 손실없이 전극까지 이동할 수 있도록 하여 수입 효율을 높일 수 있다.
또한, p+ 후면전계 내에 n+형의 부유접합층을 삽입하여 다수 운송자인 정공이 결함 밀도가 높은 표면으로 이동하는 것을 억제함으로써 재결합 손실을 최소화하여 후면 전극으로의 수집 효율을 높일 수 있다.
즉, 에미터 및 후면전계 내에 부유접합으로 도핑층을 삽입하여 광생성된 운송자가 표면으로 이동하는 것을 억제할 수 있으므로 표면 재결합 속도의 감소를 기대할 수 있다.
한편, 양면 수광형 태양전지 구조의 적용에 따른 효과는 다음과 같다.
빛을 양면에서 받을 수 있으므로 태양광을 흡수할 수 있는 양이 커지고 태양빛을 전면에서 받을 수 있고 지표면에서 반사된 빛을 받을 수도 있다. 따라서, 광생성 운송자의 양이 증가하여 단락전류가 증가하고 효율이 상승된다.
또한, 양면이 동일한 구조이므로 고온 공정 후 휨(bowing) 현상이 적어지므로 제조 공정 중의 파손을 줄일 수 있다.
후면 전체에 전극을 도포하지 않으므로 전극 사용량이 줄어들어 원가절감이 가능하다.
유전층 박막을 동시에 양면 증착하는 공정을 적용할 경우 공정수를 줄일 수 있어서 원가절감할 수 있다. 또한, 미관상 좋아진다.
또한, 실리콘 기판의 표면 농도가 상대적으로 낮고 기판 내부의 일정 깊이 영역에서 불순물 농도가 가장 높기 때문에 에미터가 고농도 도핑된 기판 내부의 에미터층을 따라 흐르고 전면전극에 수집되기 때문에 재결합 손실이 적고 접촉 저항이 낮아지며, 수집 효율이 증가한다.
도 1은 종래의 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유접합층이 전면 구조에 적용된 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유접합층이 후면 구조에 적용된 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 후면 구조에 적용되고 선택적 후면전계층(고농도 후면전계층(p++))을 구비하는 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 및 후면 구조에 적용된 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 및 후면 구조에 적용되고 선택적 후면전계층(고농도 후면전계층(p++))을 구비하는 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 구조에 적용된 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 및 후면 구조에 적용된 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 및 후면 구조에 적용되고 후면전극과 대응하는 지점에 배치되는 국부적 고농도 후면전계층(p++)를 구비하는 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 및 후면 구조에 적용되고 후면전극과 대응하는 지점에 배치되는 국부적 고농도 후면전계층(p++) 및 기판의 하층부에 저농도의 후면전계층(p+)을 더 구비하는 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전후면 구조에 적용된 양면 수광형 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 및 후면 구조에 적용되고 선택적 후면전계층(고농도 후면전계층)을 구비하는 양면 수광형 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 양면 수광형 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 양면 수광형 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전후면 구조에 적용된 양면 수광형 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 및 후면 구조에 적용되고 선택적 후면전계층(고농도 후면전계층)을 구비하는 양면 수광형 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 양면 수광형 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 양면 수광형 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 고농도 에미터 및 저농도 에미터를 구비하는 에미터 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 에미터 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
도 28a 내지 28f는 본 발명의 일 실시예에 따른 에미터 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 구조 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이하에서는 p형 실리콘 기판을 베이스(base)로 적용하여 제조되는 태양전지에 관하여 설명하고, p형 실리콘 기판 대신 n형 실리콘 기판을 사용하는 경우 도핑층의 구조는 반대로 형성될 수 있다. 또한, 태양전지의 구조를 단순화하여 나타내기 위해 기판 표면의 텍스처 구조는 생략되었다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유접합층이 전면 구조에 적용된 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 2를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유접합층(p+)(203)이 전면 구조에 적용된 태양전지의 구조를 나타낸다. p형 실리콘 기판(201) 상층부에 에미터(n++)(202)가 구비되고, 상기 에미터(n++)(202)가 형성된 영역의 일부에는 부유접합층(p+)(203)이 형성되어 있다. 상기 부유접합층(p+)(203)은 상기 에미터(n++)(202) 내의 상층부에 서로 교번하여 배치될 수 있다. 상기 에미터(n++)(202)와 부유접합층(p+)(203)의 상층부에는 반사방지막(204)이 구비된다. 상기 반사방지막(204)을 관통하여 상기 에미터(n++)(202)와 접촉되도록 전면전극(205)이 형성된다. 그리고, 상기 부유접합층(p+)(203)은 상기 전면전극(205)과 접촉하지 않는다. 이와 같이, 수광부에 n++형으로 도핑된 에미터(n++)(202) 내에 p+형으로 도핑된 부유접합층(p+)(203)을 형성함으로써, 광생성되어 전면으로 이동한 소수 운송자인 전자가 결함 밀도가 높은 실리콘 표면으로 이동하지 않고 결함 밀도가 상대적으로 낮은 내부의 n++ 도핑된 에미터층(n++)(202)을 따라 이동하므로 재결합 손실을 줄일 수 있다. 부유접합(floating junction)을 이루는 도핑층(p+)(203)은 전극(205)과 접촉하지 않아야 한다.
한편, 상기 반사방지막(205)은 Al2O3 유전층 박막일 수 있고, AlN 유전층 박막일 수도 있다. 종래의 p형 실리콘 기판을 사용하는 경우, n형 에미터의 표면이 수광부가 되는 데에 반해, 본 발명의 경우 p형 실리콘 기판(201)과 동일한 타입의 p+형 부유접합 도핑층(p+)(203) 표면이 수광부가 되기 때문에 이에 적합한 유전층이 사용되어야 한다. p+ 도핑층의 패시베이션을 위한 유전층으로는 고정 음전하(fixed negative charge)를 갖는 유전층이 바람직하며 이에는 Al2O3, AlN 등이 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부유접합층이 후면 구조에 적용된 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 3을 살펴보면, p형 실리콘 기판(301) 하층부에 후면전계층(p++)(302)이 구비되고, 상기 후면전계층(p++)(302)이 형성된 영역의 일부에 부유접합층(n+)(303)이 형성되어 있다. 상기 부유접합층(n+)(303)은 상기 후면전계층(p++)(302)의 하층부에 서로 교번하여 배치될 수 있다. 그리고, 상기 후면전계층(p++)(302)과 접촉하도록 후면전극(305)이 형성된다. 상기 부유접합층(n+)(303)은 상기 후면전극(305)과 접촉하지 않는다. 상기 후면전계층(p++)(302) 및 부유접합층(n+)(303) 상에 후면 패시베이션막(304)을 형성하고 상기 후면 패시베이션막(304) 상에 후면전극(305)을 형성함으로써, 상기 후면전계층(p++)(302)과 접촉하도록 후면전극(305)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 후면에 p++형으로 도핑된 후면전계층(p++)(302)에 n+형으로 도핑된 부유접합층(n+)(303)을 형성함으로써, 광생성되어 후면으로 이동한 다수 운송자인 정공이 결함 밀도가 높은 실리콘 표면으로 이동하지 않고 결함 밀도가 상대적으로 낮은 내부의 p++ 후면전계층(p++)(302)을 따라 이동하므로 재결합 손실을 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 후면 구조에 적용되고 선택적 후면전계층(고농도 후면전계층(p++))를 구비하는 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 4를 살펴보면, 도 3의 전후면전계 태양전지의 구조에서 상기 후면전계층(p+)(402) 내부에 고농도로 도핑된 선택적 후면전계층(p++)(406)를 더 구비하고, 상기 선택적 후면전계층(p++)(406)는 상기 후면전극(405)과 접촉된다. 상기 후면전계층(p+)(402) 및 부유접합층(n+)(403) 상에 후면 패시베이션막(404)을 형성하고 상기 후면 패시베이션막(404) 상에 후면전극(405)을 형성함으로써, 상기 선택적 후면전계층(p++)(406)과 접촉하도록 후면전극(405)을 형성할 수 있다. p형 실리콘 기판(401) 내부로 관입된 형상으로 인해 상기 후면전계층(p+)(402)으로의 정공의 이동 경로가 짧아져 정공이 더 빨리 상기 후면전계층(p+)(402)으로 흡수될 수 있으므로 재결합 손실을 더 줄일 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 및 후면 구조에 적용된 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 5를 살펴보면, 상기 도 2 및 3을 결합한 형태의 태양전지 구조로서, p형 실리콘 기판(501) 상층부에 에미터(n++)(502)가 구비되고, 상기 에미터(n++)(502) 영역의 일부에 제1 부유접합층(p+)(503)이 구비된다. 상기 에미터(n++)(502)와 제1 부유접합층(p+)(503) 상층부에 반사방지막(504)이 구비되고, 상기 에미터(n++)(502)와 전면전극(505)이 접촉된다. 상기 후면전계층(p++)(506) 및 제2 부유접합층(n+)(507) 상에 후면 패시베이션막(508)을 형성하고 상기 후면 패시베이션막(508) 상에 후면전극(509)을 형성함으로써, 상기 후면전계층(p++)(506)과 접촉하도록 후면전극(509)을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 제1 부유접합층(p+)(503)은 상기 전면전극(505)과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)(507)은 상기 후면전극(509)과 접촉하지 않는다.
상기 후면의 패시베이션층(508)은 전면 또는 후면의 도핑층에 따라 SiNx, SiO2 또는 Al2O3 등이 여러 가지 형성 방법에 의해 다양한 적층 구조로 적용될 수 있다. 또한, 상기 구조에서 p형 기판 대신에 n형 기판을 사용하는 경우 도핑층의 구조는 반대로 형성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 및 후면 구조에 적용되고 선택적 후면전계층(고농도 후면전계층(p++))을 구비하는 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 6을 살펴보면, 도 2 및 4를 결합한 형태의 태양전지 구조로서, 상기 후면전계층(p+)(606) 내부에 고농도로 도핑된 선택적 후면전계층(p++)(610)을 더 구비하고, 상기 선택적 후면전계층(p++)(610)은 상기 후면전극(609)과 접촉된다. 상기 후면전계층(p+)(606) 및 제2 부유접합층(n+)(607) 상에 후면 패시베이션막(608)을 형성하고 상기 후면 패시베이션막(608) 상에 후면전극(609)을 형성함으로써, 상기 후면전계층(p+)(606)과 접촉하도록 후면전극(609)을 형성할 수 있다. p형 실리콘 기판(601) 내부로 관입된 형상으로 인해 상기 후면전계층(p+)(606)으로의 정공의 이동 경로가 짧아져 정공이 더 빨리 상기 후면전계층(p+)(606)으로 흡수될 수 있으므로 재결합 손실을 더 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 도 7을 참조하면, p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n++)가 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 부유접합층(p+)을 형성하는 단계(S701)와, 상기 에미터(n++)와 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성하는 단계(S702), 및 상기 에미터(n++)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계(S703)를 포함하여 이루어지며, 상기 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 도 8을 참조하면, p형 실리콘 기판의 하층부에 후면전계층(p++)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 후면전계층(p++)이 형성된 영역의 일부에 부유접합층(n+)을 형성하는 단계(S801)와, 상기 후면전계층(p++) 및 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성하는 단계(S802), 및 상기 후면 패시베이션층 상에 상기 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계(S803)를 포함하여 이루어지며, 상기 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 도 9를 참조하면, p형 실리콘 기판의 하층부에 후면전계층(p+)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 부유접합층(n+)을 형성하는 단계(S901)와, 상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 고농도로 도핑된 선택적 후면전계층(p++)을 형성하는 단계(S902)와, 상기 후면전계층(p+) 및 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성하는 단계(S903), 및 상기 후면 패시베이션층 상에 상기 선택적 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계(S904)를 포함하여 이루어지며, 상기 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기 고농도 선택적 후면전계층을 제조하기 위하여, 레이저의 열적 반응을 사용하여 도핑 소스를 표면 도포하거나 액상 공급하여 이와 함께 상기 실리콘 기판의 표면을 국부적으로 가열하여 열확산시킴으로써 도핑 농도를 조절하는 방법이 있다. 이 방법은 실리콘 기판 표면에 도핑 소스를 포함하는 액체 또는 페이스트를 도포한 후 레이저를 사용하여 실리콘 기판 표면을 국부적으로 가열시켜 레이저의 열적 반응에 의해 도핑 원자가 실리콘 기판으로 확산되며, 국부적인 고농도 도핑층을 형성할 수 있다. 또한, 일부 특수한 용도로 제작된 레이저 장비의 경우 도핑 소스가 포함된 액체와 함께 레이저를 실리콘 기판표면에 조사하여 국부적인 고농도 도핑층을 형성할 수 있다.
상기 고농도 선택적 후면전계층을 제조하기 위하여, 상압 화학 기상 증착법(APCVD)을 사용하여 실리콘 기판 표면에 PSG(phospho-silicate glass) 또는 BSG(boro-silicate glass) 층을 도포한 후, 레지스트 또는 사진 식각 등의 방법을 사용하여 도포된 PSG 또는 BSG 층을 부분적으로 식각하여 제거함으로써 도핑 소스를 포함하는 층을 패터닝한 후 전기로에서 열처리하여 도핑 원자가 실리콘 기판으로 확산되도록 하여 국부 고농도 도핑층을 형성할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 도 10을 참조하면, p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n++)가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 후면전계층(p++)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 제1 부유접합층(p+)을 형성하는 단계(S1001)와, 상기 에미터(n++)와 제1 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성하는 단계(S1002)와, 상기 에미터(n++)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계(S1003)와, 상기 후면전계층(p++)이 형성된 영역의 일부에 제2 부유접합층(n+)을 형성하는 단계(S1004)와, 상기 후면전계층(p++) 및 제2 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성하는 단계(S1005), 및 상기 후면 패시베이션층 상에 상기 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계(S1006)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 도 11을 참조하면, p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n++)가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 후면전계층(p+)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 제1 부유접합층(p+)을 형성하는 단계(S1101)와, 상기 에미터(n++)와 제1 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성하는 단계(S1102)와, 상기 에미터(n++)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계(S1103)와, 상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 제2 부유접합층(n+)을 형성하는 단계(S1104)와, 상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 고농도로 도핑된 선택적 후면전계층(p++)을 형성하는 단계(S1105)와, 상기 후면전계층(p+) 및 제2 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성하는 단계(S1106), 및 상기 후면 패시베이션층 상에 상기 선택적 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계(S1107)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 방법으로 제조되는 본 발명의 전후면전계 태양전지 구조는 수광면에서, 고저 접합(high-low)이 있어서 소수 운송자인 전자가 표면으로 이동하는 것이 결함 밀도가 적은 결정 내부에서 방지되어 전면전극 아래의 도핑층으로 이동하게 된다. 또한, 후면에서는 정공이 후면전계층 내에 존재하는 n+ 부유접합층에 의해 후면으로 이동하는 것이 제한되고 p+ 도핑층으로 이동하고 금속과 접촉한 면으로 재결합에 의한 소멸을 최소화하고 이동하기에 용이하게 된다. 따라서, 광생성 전하들의 전면 재결합 속도가 줄어들고 수집에 유리한 경로를 제공함으로써 태양전지 효율이 향상된다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 구조에 적용된 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 12를 살펴보면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층(p+)(203)이 전면 구조에 적용된 태양전지의 구조를 나타낸다. p형 실리콘 기판(201) 상층부에 에미터(n+)(202)가 구비되고, 상기 에미터(n+)(202) 상에는 패턴 구조의 부유접합층(p+)(203)이 증착되어 구비된다. 상기 부유접합층(p+)(203)은 상기 에미터(n+)(202) 내의 상층부에 서로 교번하여 배치되는 패턴 구조이다. 상기 에미터(n+)(202)와 부유접합층(p+)(203) 상에는 반사방지막(204)이 구비된다. 상기 반사방지막(204)을 관통하여 상기 에미터(n+)(202)와 접촉되도록 전면전극(205)이 형성된다. 그리고, 상기 부유접합층(p+)(203)은 상기 전면전극(205)과 접촉하지 않는다. 이와 같이, 수광부에 n+형으로 도핑된 에미터(n+)(202) 상에 p+형으로 도핑된 부유접합층(p+)(203)을 형성함으로써, 광생성되어 전면으로 이동한 소수 운송자인 전자가 결함 밀도가 높은 실리콘 표면으로 이동하지 않고 결함 밀도가 상대적으로 낮은 n+ 도핑된 에미터층(n+)(202)을 따라 이동하므로 재결합 손실을 줄일 수 있다. 부유접합(floating junction)을 이루는 도핑층(p+)(203)은 전극(205)과 접촉하지 않아야 한다.
한편, 상기 부유접합층(p+)(203)은 비정질 실리콘(a-Si) 박막층일 수 있고, 30nm 미만의 두께를 가질 수 있다. 그리고, 상기 에미터(n+)(202)는 80 내지 150Ω/sq. 의 면저항을 가질 수 있고, 0.3㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 반사방지막(204)은 Al2O3 유전층 박막일 수 있고, AlN 유전층 박막일 수도 있다. 종래의 p형 실리콘 기판을 사용하는 경우, n형 에미터의 표면이 수광부가 되는 데에 반해, 본 발명의 경우 p형 실리콘 기판(201)과 동일한 타입의 p+형 부유접합 도핑층(p+)(203) 표면이 수광부가 되기 때문에 이에 적합한 유전층이 사용되어야 한다. p+ 도핑층의 패시베이션을 위한 유전층으로는 고정 음전하(fixed negative charge)를 갖는 유전층이 바람직하며 이에는 Al2O3, AlN 등이 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 및 후면 구조에 적용된 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 13을 살펴보면, p형 실리콘 기판(301) 상층부에 에미터(n+)(302)가 구비되고, 상기 에미터(n+)(302) 상에 패턴 구조의 제1 부유접합층(p+)(303)이 증착되어 구비된다. 상기 에미터(n+)(302)와 제1 부유접합층(p+)(303) 상층부에 반사방지막(304)이 구비되고, 상기 에미터(n+)(302)와 전면전극(305)이 접촉된다. 상기 기판(301) 하층부에 후면전계층(p++)(306)이 구비되고, 상기 후면전계층(p++)(306) 상에 패턴 구조의 제2 부유접합층(n+)(307)이 증착되어 구비된다. 상기 후면전계층(p++)(306)과 후면전극이 접촉된다. 상기 후면전계층(p++)(306) 및 제2 부유접합층(n+)(307) 상에 후면 패시베이션층(308)을 형성하고 상기 후면 패시베이션층(308) 상에 후면전극(309)을 형성함으로써, 상기 후면전계층(p++)(306)과 접촉하도록 후면전극(509)을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 제1 부유접합층(p+)(303)은 상기 전면전극(305)과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)(307)은 상기 후면전극(309)과 접촉하지 않는다.
상기 후면의 패시베이션층(308)은 전면 또는 후면의 도핑층에 따라 SiNx, SiO2 또는 Al2O3 등이 여러 가지 형성 방법에 의해 다양한 적층 구조로 적용될 수 있다. 또한, 상기 구조에서 p형 기판 대신에 n형 기판을 사용하는 경우 도핑층의 구조는 반대로 형성할 수 있다.
한편, 상기 제1 부유접합층(p+)(303) 및 제2 부유접합층(n+)(307)은 비정질 실리콘(a-Si) 박막층일 수 있고, 상기 제1 부유접합층(p+)(303)은 30nm 미만의 두께를 가질 수 있다.
상기 에미터(n+)(302)는 80 내지 150Ω/sq. 의 면저항을 가질 수 있고, 0.3㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
그리고, 상기 반사방지막(304)은 Al2O3 유전층 박막일 수 있고, AlN 유전층 박막일 수도 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 및 후면 구조에 적용되고 후면전극과 대응하는 지점에 배치되는 국부적 고농도 후면전계층(p++)를 구비하는 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 14를 살펴보면, 후면전계층(p++)(406)이 후면전극(409)과 대응하는 지점에 배치되는 국부적 고농도 도핑층인 것을 제외하고는 상기 도 13의 전후면전계 태양전지의 구조와 동일하다.
즉, p형 실리콘 기판(401) 상층부에 에미터(n+)(402)가 구비되고, 상기 에미터(n+)(402) 상에 패턴 구조의 제1 부유접합층(p+)(403)이 증착되어 구비된다. 상기 에미터(n+)(402)와 제1 부유접합층(p+)(403) 상층부에 반사방지막(404)이 구비되고, 상기 에미터(n+)(402)와 전면전극(405)이 접촉된다. 상기 기판(401) 하층부에 후면전극(409)과 대응하는 지점에 국부적 고농도 후면전계층(p++)(406)이 구비되고, 상기 후면전계층(p++)(406) 상에 패턴 구조의 제2 부유접합층(n+)(407)이 증착되어 구비된다. 상기 국부적 고농도 후면전계층(p++)(406)과 후면전극(409)이 접촉된다. 상기 후면전계층(p++)(406) 및 제2 부유접합층(n+)(407) 상에 후면 패시베이션층(408)을 형성하고 상기 후면 패시베이션층(408) 상에 후면전극(409)을 형성함으로써, 상기 후면전계층(p++)(406)과 접촉하도록 후면전극(409)을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 제1 부유접합층(p+)(403)은 상기 전면전극(405)과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)(407)은 상기 후면전극(409)과 접촉하지 않는다. 상기 후면전계층(p++)(406)의 p형 실리콘 기판(401) 내부로 관입된 형상으로 인해 상기 후면전계층(p++)(406)으로의 정공의 이동 경로가 짧아져 정공이 더 빨리 상기 후면전계층(p++)(406)으로 흡수될 수 있으므로 재결합 손실을 더 줄일 수 있다.
한편, 상기 제1 부유접합층(p+)(403) 및 제2 부유접합층(n+)(407)은 비정질 실리콘(a-Si) 박막층일 수 있고, 상기 제1 부유접합층(p+)(403)은 30nm 미만의 두께를 가질 수 있다.
상기 에미터(n+)(402)는 80 내지 150Ω/sq. 의 면저항을 가질 수 있고, 0.3㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
그리고, 상기 반사방지막(404)은 Al2O3 유전층 박막일 수 있고, AlN 유전층 박막일 수도 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 및 후면 구조에 적용되고 후면전극과 대응하는 지점에 배치되는 국부적 고농도 후면전계층(p++) 및 기판의 하층부에 저농도의 후면전계층(p+)을 더 구비하는 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 15를 살펴보면, 상기 기판(501)의 하층부에 저농도의 후면전계층(p+)(510)을 더 구비하는 것을 제외하고는 상기 도 14의 전후면전계 태양전지의 구조와 동일하다.
즉, p형 실리콘 기판(501) 상층부에 에미터(n+)(502)가 구비되고, 상기 에미터(n+)(502) 상에 패턴 구조의 제1 부유접합층(p+)(503)이 증착되어 구비된다. 상기 에미터(n+)(502)와 제1 부유접합층(p+)(503) 상층부에 반사방지막(504)이 구비되고, 상기 에미터(n+)(502)와 전면전극(505)이 접촉된다. 상기 기판(501) 하층부에 후면전극(509)과 대응하는 지점에 국부적 고농도 후면전계층(p++)(506)이 구비되고, 상기 후면전계층(p+)(510) 상에 패턴 구조의 제2 부유접합층(n+)이 증착되어 구비된다. 상기 국부적 고농도 후면전계층(p++)(506)과 후면전극(509)이 접촉된다. 상기 p+형 실리콘 기판(501)의 하층부에 저농도의 후면전계층(510)을 더 구비한다. 상기 후면전계층(p++)(506) 및 제2 부유접합층(n+)(507) 상에 후면 패시베이션층(508)을 형성하고 상기 후면 패시베이션층(508) 상에 후면전극(509)을 형성함으로써, 상기 후면전계층(p++)(506)과 접촉하도록 후면전극(509)을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 제1 부유접합층(p+)(503)은 상기 전면전극(505)과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)(507)은 상기 후면전극(509)과 접촉하지 않는다. 상기 후면전계층(p++)(506)의 p형 실리콘 기판(601) 내부로 관입된 형상으로 인해 상기 후면전계층(p++)(506)으로의 정공의 이동 경로가 짧아져 정공이 더 빨리 상기 후면전계층(p++)(506)으로 흡수될 수 있으므로 재결합 손실을 더 줄일 수 있다.
한편, 상기 제1 부유접합층(p+)(503) 및 제2 부유접합층(n+)(507)은 비정질 실리콘(a-Si) 박막층일 수 있고, 상기 제1 부유접합층(p+)(503)은 30nm 미만의 두께를 가질 수 있다.
상기 에미터(n+)(502)는 80 내지 150Ω/sq. 의 면저항을 가질 수 있고, 0.3㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
그리고, 상기 반사방지막(504)은 Al2O3 유전층 박막일 수 있고, AlN 유전층 박막일 수도 있다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 도 16을 참조하면, p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n+)가 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터(n+) 상에 p+형 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 부유접합층(p+)을 형성한다(S601). 그 후, 상기 에미터(n+)와 패턴화된 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성한다(S602). 그리고, 상기 에미터(n+)와 접촉하도록 전면전극을 형성한다(S603). 여기서, 상기 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않는다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 도 17을 참조하면, p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n++)가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 후면전계층(p++)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터(n+) 상에 p+형 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제1 부유접합층(p+)을 형성한다(S701). 그 후, 상기 에미터(n+)와 패턴화된 제1 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성한다(S702). 그리고, 상기 에미터(n+)와 접촉하도록 전면전극을 형성한다(S703). 상기 기판 하층부에 후면전계층(p++)을 형성하고, 상기 후면전계층(p++) 상에 n+형 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제2 부유접합층(n+)을 형성한다(S704). 상기 후면전계층(p++) 및 제2 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성한다(S705). 그리고, 상기 후면 패시베이션층 상에 상기 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성한다(S706). 여기서, 상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 후면전계층(p++)은 상기 후면전극과 대응하는 지점에 배치되는 국부적 고농도 도핑층일 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법은 상기 기판의 하층부에 저농도의 후면전계층(p+)을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
상기 국부적 고농도 후면전계층(p++)을 제조하기 위하여, 레이저의 열적 반응을 사용하여 도핑 소스를 표면 도포하거나 액상 공급하여 이와 함께 상기 실리콘 기판의 표면을 국부적으로 가열하여 열확산시킴으로써 도핑 농도를 조절하는 방법이 있다. 이 방법은 실리콘 기판 표면에 도핑 소스를 포함하는 액체 또는 페이스트를 도포한 후 레이저를 사용하여 실리콘 기판 표면을 국부적으로 가열시켜 레이저의 열적 반응에 의해 도핑 원자가 실리콘 기판으로 확산되며, 국부적인 고농도 도핑층을 형성할 수 있다. 또한, 일부 특수한 용도로 제작된 레이저 장비의 경우 도핑 소스가 포함된 액체와 함께 레이저를 실리콘 기판표면에 조사하여 국부적인 고농도 도핑층을 형성할 수 있다.
상기 고농도 선택적 후면전계층을 제조하기 위하여, 상압 화학 기상 증착법(APCVD)을 사용하여 실리콘 기판 표면에 PSG(phospho-silicate glass) 또는 BSG(boro-silicate glass) 층을 도포한 후, 레지스트 또는 사진 식각 등의 방법을 사용하여 도포된 PSG 또는 BSG 층을 부분적으로 식각하여 제거함으로써 도핑 소스를 포함하는 층을 패터닝한 후 전기로에서 열처리하여 도핑 원자가 실리콘 기판으로 확산되도록 하여 국부 고농도 도핑층을 형성할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 제조되는 본 발명의 전후면전계 태양전지 구조는 수광면에서, 고저 접합(high-low)이 있어서 소수 운송자인 전자가 표면으로 이동하는 것이 결함 밀도가 적은 결정 내부에서 방지되어 전면전극 아래의 도핑층으로 이동하게 된다. 또한, 후면에서는 정공이 후면전계층 내에 존재하는 n+ 부유접합층에 의해 후면으로 이동하는 것이 제한되고 p+ 도핑층으로 이동하고 금속과 접촉한 면으로 재결합에 의한 소멸을 최소화하고 이동하기에 용이하게 된다. 따라서, 광생성 전하들의 전면 재결합 속도가 줄어들고 수집에 유리한 경로를 제공함으로써 태양전지 효율이 향상된다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전후면 구조에 적용된 양면 수광형 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 18을 살펴보면, p형 실리콘 기판(201) 상층부에 에미터(n++)(202)가 구비되고, 상기 에미터(n++)(202)가 형성된 영역의 일부에는 제1 부유접합층(p+)(203)이 형성되어 있다. 상기 제1 부유접합층(p+)(203)은 상기 에미터(n++)(202) 내의 상층부에 서로 교번하여 배치될 수 있다. 상기 에미터(n++)(202)와 제1 부유접합층(p+)(203)의 상층부에는 제1 반사방지막(204)이 구비된다. 상기 제1 반사방지막(204)을 관통하여 상기 에미터(n++)(202)와 접촉되도록 전면전극(205)이 형성된다. 그리고, 상기 제1 부유접합층(p+)(203)은 상기 전면전극(205)과 이격되어 형성된다. 한편, 상기 기판(201) 하층부에 후면전계층(p++)(206)이 구비된다. 상기 후면전계층(p++)(206)이 형성된 영역의 일부에는 제2 부유접합층(n+)(207)이 형성되어 있다. 상기 제2 부유접합층(n+)(207)은 상기 후면전계층(p++)(206)의 상층부에 서로 교번하여 배치될 수 있다. 상기 후면전계층(p++)(206)과 제2 부유접합층(n+)(207)의 상층부에는 제2 반사방지막(208)이 구비된다. 상기 제2 반사방지막(208)을 관통하여 상기 후면전계층(p++)(206)과 접촉되도록 후면전극(209)이 형성된다. 그리고, 상기 제2 부유접합층(n+)(207)은 상기 후면전극(209)과 이격되어 형성된다.
이와 같이, 전면 수광부에 n++형으로 도핑된 에미터(n++)(202) 내에 p+형으로 도핑된 부유접합층(p+)(203)을 형성하고, 후면 수광부에 p++형으로 도핑된 후면전계층(p++)(206)을 형성함으로써, 광생성되어 전면으로 이동한 소수 운송자인 전자가 결함 밀도가 높은 실리콘 표면으로 이동하지 않고 결함 밀도가 상대적으로 낮은 내부의 n++ 도핑된 에미터층(n++)(202)을 따라 전면전극으로 이동하고, 후면으로 이동한 정공이 p++ 도핑된 후면전계층(p++)(206)를 따라 후면전극(209)으로 이동하므로 재결합 손실을 줄일 수 있다. 부유접합(floating junction)을 이루는 도핑층들(203, 207))은 전극들(205, 209)과 접촉하지 않아야 한다.
한편, 상기 실리콘 기판(201)이 p형인 경우, 상기 제1 및 제2 반사방지막(204, 208)은 Al2O3 유전층 박막일 수 있고, AlN 유전층 박막일 수도 있다. 종래의 p형 실리콘 기판을 사용하는 경우, n형 에미터의 표면이 수광부가 되는 데에 반해, 본 발명의 경우 p형 실리콘 기판(201)과 동일한 타입의 p+형 부유접합 도핑층(p+)(203) 표면이 수광부가 되기 때문에 이에 적합한 유전층이 사용되어야 한다. p+ 도핑층의 패시베이션을 위한 유전층으로는 고정 음전하(fixed negative charge)를 갖는 유전층이 바람직하며 이에는 Al2O3, AlN 등이 있다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 및 후면 구조에 적용되고 선택적 후면전계층(고농도 후면전계층(p++))을 구비하는 양면 수광형 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 19를 살펴보면, 상기 도 18의 전후면전계 태양전지와 전면 구조는 동일하고, 후면의 후면전계층 구조가 저농도 및 고농도 후면전계층으로 형성된다는 점에서 차이가 있다. 즉, p형 실리콘 기판(301) 상층부에 에미터(n++)(302)가 구비되고, 상기 에미터(n++)(302)가 형성된 영역의 일부에는 제1 부유접합층(p+)(303)이 형성되어 있다. 상기 제1 부유접합층(p+)(303)은 상기 에미터(n++)(302) 내의 상층부에 서로 교번하여 배치될 수 있다. 상기 에미터(n++)(302)와 제1 부유접합층(p+)(303)의 상층부에는 제1 반사방지막(304)이 구비된다. 상기 제1 반사방지막(304)을 관통하여 상기 에미터(n++)(302)와 접촉되도록 전면전극(305)이 형성된다. 그리고, 상기 제1 부유접합층(p+)(303)은 상기 전면전극(305)과 이격되어 형성된다. 한편, 상기 기판(301) 하층부에 저농도 후면전계층(p+)(306)이 구비된다. 상기 저농도 후면전계층(p+)(306)이 형성된 영역의 일부에는 제2 부유접합층(n+)(307)이 형성되어 있다. 상기 제2 부유접합층(n+)(307)은 상기 저농도 후면전계층(p+)(306)의 상층부에 서로 교번하여 배치될 수 있다. 상기 저농도 후면전계층(p+)(306)이 형성된 영역의 일부에는 국부적 고농도 후면전계층(p++)(310)이 구비된다. 그리고, 상기 저농도 후면전계층(p+)(306), 국부적 고농도 후면전계층(p++)(310) 및 제2 부유접합층(n+)(307) 상층부에는 제2 반사방지막(308)이 구비된다. 상기 제2 반사방지막(308)을 관통하여 상기 국부적 고농도 후면전계층(p++)(310)과 접촉되도록 후면전극(309)이 형성된다. 그리고, 상기 제2 부유접합층(n+)(307)은 상기 후면전극(309)과 이격되어 형성된다. 본 실시예에서도 도 18의 실시예에서와 마찬가지로, 상기 실리콘 기판이 p형인 경우, 상기 제1 및 제2 반사방지막(304, 308)은 Al2O3 유전층 박막 또는 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 p형 실리콘 기판(301) 내부로 국부적 고농도 후면전계층(p++)(310)의 관입된 형상으로 인해 정공의 이동 경로가 짧아져 정공이 더 빨리 상기 국부적 고농도 후면전계층(p++)(310)으로 흡수될 수 있으므로 재결합 손실을 더 줄일 수 있다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 도 20을 참조하면, p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n++)가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 후면전계층(p++)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 제1 부유접합층(p+)을 형성하는 단계(S401)와, 상기 에미터(n++)와 제1 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성하는 단계(S402)와, 상기 에미터(n++)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계(S403)와, 상기 후면전계층(p++)이 형성된 영역의 일부에 제2 부유접합층(n+)을 형성하는 단계(S404)와, 상기 후면전계층(p++)과 제2 부유접합층(n+) 상에 제2 반사방지막을 형성하는 단계(S405)와, 상기 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계(S406)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 이격되어 형성되고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 양면 수광형 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 도 21을 참조하면, p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n++)가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 후면전계층(p++)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 제1 부유접합층(p+)을 형성하는 단계(S501)와, 상기 에미터(n++)와 제1 부유접합층(p+) 상에 제1 반사방지막을 형성하는 단계(S502)와, 상기 에미터(n++)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계(S503)와, 상기 기판의 하층부에 저농도 후면전계층(p+)을 형성하는 단계(S504)와, 상기 저농도 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 제2 부유접합층(n+)을 형성하는 단계(S505)와, 상기 저농도 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 국부적 고농도 후면전계층(p++)을 형성하는 단계(S506)와, 상기 저농도 후면전계층(p+), 국부적 고농도 후면전계층(p++) 및 제2 부유접합층(n+) 상에 제2 반사방지막을 형성하는 단계(S507), 및 상기 국부적 고농도 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계(S507)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 이격되어 형성되고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고농도 후면전계층(310)을 제조하기 위하여, 레이저의 열적 반응을 사용하여 도핑 소스를 표면 도포하거나 액상 공급하여 이와 함께 상기 실리콘 기판의 표면을 국부적으로 가열하여 열확산시킴으로써 도핑 농도를 조절하는 방법이 있다. 이 방법은 실리콘 기판 표면에 도핑 소스를 포함하는 액체 또는 페이스트를 도포한 후 레이저를 사용하여 실리콘 기판 표면을 국부적으로 가열시켜 레이저의 열적 반응에 의해 도핑 원자가 실리콘 기판으로 확산되며, 국부적인 고농도 도핑층을 형성할 수 있다. 또한, 일부 특수한 용도로 제작된 레이저 장비의 경우 도핑 소스가 포함된 액체와 함께 레이저를 실리콘 기판표면에 조사하여 국부적인 고농도 도핑층을 형성할 수 있다.
상기 고농도 선택적 후면전계층을 제조하기 위하여, 상압 화학 기상 증착법(APCVD)을 사용하여 실리콘 기판 표면에 PSG(phospho-silicate glass) 또는 BSG(boro-silicate glass) 층을 도포한 후, 레지스트 또는 사진 식각 등의 방법을 사용하여 도포된 PSG 또는 BSG 층을 부분적으로 식각하여 제거함으로써 도핑 소스를 포함하는 층을 패터닝한 후 전기로에서 열처리하여 도핑 원자가 실리콘 기판으로 확산되도록 하여 국부 고농도 도핑층을 형성할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 제조되는 본 발명의 전후면전계 태양전지 구조는 수광면에서, 고저 접합(high-low)이 있어서 소수 운송자인 전자가 표면으로 이동하는 것이 결함 밀도가 적은 결정 내부에서 방지되어, 전면전극 아래의 도핑층으로 이동하게 된다. 또한, 후면에서는 정공이 후면전계층 내에 존재하는 n+ 부유접합층에 의해 후면으로 이동하는 것이 제한되고, p++ 도핑층으로 이동하고 금속과 접촉한 면으로 재결합에 의한 소멸을 최소화하고 이동하기에 용이하게 된다. 따라서, 광생성 전하들의 전면 재결합 속도가 줄어들고 수집에 유리한 경로를 제공함으로써 태양전지 효율이 향상된다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전후면 구조에 적용된 양면 수광형 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 22를 살펴보면, p형 실리콘 기판(201) 상층부에 에미터(n+)(202)가 구비되고, 상기 에미터(n+)(202)가 상에는 제1 부유접합층(p+)(203)이 구비된다. 상기 제1 부유접합층(p+)(203)은 증착공정을 통해 패턴 구조로 형성된다. 상기 제1 부유접합층(p+)(203)은 상기 에미터(n+)(202) 상에 서로 교번하여 배치될 수 있다. 상기 에미터(n+)(202)와 제1 부유접합층(p+)(203) 상에는 제1 반사방지막(204)이 구비된다. 상기 제1 반사방지막(204)을 관통하여 상기 에미터(n+)(202)와 접촉되도록 전면전극(205)이 형성된다. 그리고, 상기 제1 부유접합층(p+)(203)은 상기 전면전극(205)과 이격되어 배치된다.
한편, 상기 기판(201) 하층부에 후면전계층(p+)(206)이 구비된다. 상기 후면전계층(p+)(206) 상에는 제2 부유접합층(n+)(207)이 형성되어 있다. 상기 제2 부유접합층(n+)(207)은 증착공정을 통해 패턴 구조로 형성된다. 상기 제2 부유접합층(n+)(207)은 상기 후면전계층(p++)(206) 상에 서로 교번하여 배치될 수 있다. 상기 후면전계층(p+)(206)과 제2 부유접합층(n+)(207) 상에는 제2 반사방지막(208)이 구비된다. 상기 제2 반사방지막(208)을 관통하여 상기 후면전계층(p+)(206)과 접촉되도록 후면전극(209)이 형성된다. 그리고, 상기 제2 부유접합층(n+)(207)은 상기 후면전극(209)과 이격되어 배치된다.
이와 같이, 전면 수광부에 n+형으로 도핑된 에미터(n+)(202) 상에 p+형으로 도핑된 부유접합층(p+)(203)을 형성하고, 후면 수광부에 p+형으로 도핑된 후면전계층(p+)(206)을 형성함으로써, 광생성되어 전면으로 이동한 소수 운송자인 전자가 결함 밀도가 높은 실리콘 표면으로 이동하지 않고 결함 밀도가 상대적으로 낮은 내부의 n+ 도핑된 에미터층(n+)(202)을 따라 전면전극으로 이동하고, 후면으로 이동한 정공이 p+ 도핑된 후면전계층(p+)(206)를 따라 후면전극(209)으로 이동하므로 재결합 손실을 줄일 수 있다. 부유접합(floating junction)을 이루는 도핑층들(203, 207))은 전극들(205, 209)과 접촉하지 않아야 한다.
한편, 상기 제1 부유접합층(p+)(203) 및 제2 부유접합층(n+)(207)은 비정질 실리콘(a-Si) 박막층일 수 있다.
그리고, 상기 제1 및 제2 반사방지막(204, 208)은 Al2O3 유전층 박막일 수 있고, AlN 유전층 박막일 수도 있다. 종래의 p형 실리콘 기판을 사용하는 경우, n형 에미터의 표면이 수광부가 되는 데에 반해, 본 발명의 경우 p형 실리콘 기판(201)과 동일한 타입의 p+형 부유접합 도핑층(p+)(203) 표면이 수광부가 되기 때문에 이에 적합한 유전층이 사용되어야 한다. p+ 도핑층의 패시베이션을 위한 유전층으로는 고정 음전하(fixed negative charge)를 갖는 유전층이 바람직하며 이에는 Al2O3, AlN 등이 있다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부유접합층이 전면 및 후면 구조에 적용되고 선택적 후면전계층(고농도 후면전계층(p++))을 구비하는 양면 수광형 전후면전계 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 23을 살펴보면, 상기 도 22의 전후면전계 태양전지와 전면 구조는 동일하고, 후면의 후면전계층 구조가 저농도 및 고농도 후면전계층으로 형성된다는 점에서 차이가 있다. 즉, p형 실리콘 기판(301) 상층부에 에미터(n+)(302)가 구비되고, 상기 에미터(n+)(302) 상에 제1 부유접합층(p+)(303)이 형성되어 있다. 상기 제1 부유접합층(p+)(303)은 상기 에미터(n+)(302) 상에 증착공정을 통해 패턴 구조로 형성된다. 상기 제1 부유접합층(p+)(303)은 상기 에미터(n+)(302) 상에 서로 교번하여 배치될 수 있다. 상기 에미터(n+)(302)와 제1 부유접합층(p+)(303) 상에는 제1 반사방지막(304)이 구비된다. 상기 제1 반사방지막(304)을 관통하여 상기 에미터(n+)(302)와 접촉되도록 전면전극(305)이 형성된다. 그리고, 상기 제1 부유접합층(p+)(303)은 상기 전면전극(305)과 이격되어 배치된다.
한편, 상기 기판(301) 하층부에 저농도 후면전계층(p+)(306)이 구비된다. 상기 저농도 후면전계층(p+)(306) 상에는 제2 부유접합층(n+)(307)이 형성되어 있다. 상기 제2 부유접합층(n+)(307)은 상기 저농도 후면전계층(p+)(306) 상에 증착공정을 통해 패턴 구조로 형성된다. 상기 제2 부유접합층(n+)(307)은 상기 저농도 후면전계층(p+)(306)의 상층부에 서로 교번하여 배치될 수 있다. 상기 저농도 후면전계층(p+)(306)이 형성된 영역의 일부에는 국부적 고농도 후면전계층(p++)(310)이 구비된다. 그리고, 상기 저농도 후면전계층(p+)(306), 국부적 고농도 후면전계층(p++)(310) 및 제2 부유접합층(n+)(307) 상에는 제2 반사방지막(308)이 구비된다. 상기 제2 반사방지막(308)을 관통하여 상기 국부적 고농도 후면전계층(p++)(310)과 접촉되도록 후면전극(309)이 형성된다. 그리고, 상기 제2 부유접합층(n+)(307)은 상기 후면전극(309)과 이격되어 배치된다.
한편, 본 실시예에서도 도 22의 실시예에서와 마찬가지로, 상기 제1 부유접합층(p+)(303) 및 제2 부유접합층(n+)(307)은 비정질 실리콘(a-Si) 박막층일 수 있다. 그리고, 상기 제1 및 제2 반사방지막(304, 308)은 Al2O3 유전층 박막 또는 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 p형 실리콘 기판(301) 내부로 국부적 고농도 후면전계층(p++)(310)의 관입된 형상으로 인해 정공의 이동 경로가 짧아져 정공이 더 빨리 상기 국부적 고농도 후면전계층(p++)(310)으로 흡수될 수 있으므로 재결합 손실을 더 줄일 수 있다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 도 24를 참조하면, p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n+)가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 후면전계층(p+)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 에미터(n+) 상에 p+형 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제1 부유접합층(p+)을 형성하는 단계(S401)와, 상기 에미터(n+)와 패턴화된 제1 부유접합층(p+) 상에 제1 반사방지막을 형성하는 단계(S402)와, 상기 에미터(n+)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계(S403)와, 상기 후면전계층(p+) 상에 n+형 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제2 부유접합층(n+)을 형성하는 단계(S404)와, 상기 후면전계층(p+)과 패턴화된 제2 부유접합층(n+) 상에 제2 반사방지막을 형성하는 단계(S405)와, 상기 후면전계층(p+)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계(S406)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 이격되어 형성되고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 양면 수광형 전후면전계 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 도 25를 참조하면, p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n+)가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 후면전계층(p+)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서,
상기 에미터(n+) 상에 p+형 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제1 부유접합층(p+)을 형성하는 단계(S501)와, 상기 에미터(n+)와 패턴화된 제1 부유접합층(p+) 상에 제1 반사방지막을 형성하는 단계(S502)와, 상기 에미터(n+)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계(S503)와, 상기 기판의 하층부에 저농도 후면전계층(p+)을 형성하는 단계(S504)와, 상기 저농도 후면전계층(p+) 상에 n+형 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제2 부유접합층(n+)을 형성하는 단계(S505)와, 상기 저농도 후면전계층(p+) 상에 국부적 고농도 후면전계층(p++)을 형성하는 단계(S506)와, 상기 저농도 후면전계층(p+), 국부적 고농도 후면전계층(p++) 및 제2 부유접합층(n+) 상에 제2 반사방지막을 형성하는 단계(S507), 및 상기 국부적 고농도 후면전계층(p++)과 접촉되도록 후면전극을 형성하는 단계(S507)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 이격되어 형성되고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고농도 후면전계층(310)을 제조하기 위하여, 레이저의 열적 반응을 사용하여 도핑 소스를 표면 도포하거나 액상 공급하여 이와 함께 상기 실리콘 기판의 표면을 국부적으로 가열하여 열확산시킴으로써 도핑 농도를 조절하는 방법이 있다. 이 방법은 실리콘 기판 표면에 도핑 소스를 포함하는 액체 또는 페이스트를 도포한 후 레이저를 사용하여 실리콘 기판 표면을 국부적으로 가열시켜 레이저의 열적 반응에 의해 도핑 원자가 실리콘 기판으로 확산되며, 국부적인 고농도 도핑층을 형성할 수 있다. 또한, 일부 특수한 용도로 제작된 레이저 장비의 경우 도핑 소스가 포함된 액체와 함께 레이저를 실리콘 기판표면에 조사하여 국부적인 고농도 도핑층을 형성할 수 있다.
상기 고농도 선택적 후면전계층을 제조하기 위하여, 상압 화학 기상 증착법(APCVD)을 사용하여 실리콘 기판 표면에 PSG(phospho-silicate glass) 또는 BSG(boro-silicate glass) 층을 도포한 후, 레지스트 또는 사진 식각 등의 방법을 사용하여 도포된 PSG 또는 BSG 층을 부분적으로 식각하여 제거함으로써 도핑 소스를 포함하는 층을 패터닝한 후 전기로에서 열처리하여 도핑 원자가 실리콘 기판으로 확산되도록 하여 국부 고농도 도핑층을 형성할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 제조되는 본 발명의 전후면전계 태양전지 구조는 수광면에서, 고저 접합(high-low)이 있어서 소수 운송자인 전자가 표면으로 이동하는 것이 결함 밀도가 적은 결정 내부에서 방지되어, 전면전극 아래의 도핑층으로 이동하게 된다. 또한, 후면에서는 정공이 후면전계층 내에 존재하는 n+ 부유접합층에 의해 후면으로 이동하는 것이 제한되고, p++ 도핑층으로 이동하고 금속과 접촉한 면으로 재결합에 의한 소멸을 최소화하고 이동하기에 용이하게 된다. 따라서, 광생성 전하들의 전면 재결합 속도가 줄어들고 수집에 유리한 경로를 제공함으로써 태양전지 효율이 향상된다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 고농도 에미터 및 저농도 에미터를 구비하는 에미터 태양전지의 구조를 나타내는 개략도이다. 도 26을 살펴보면, p형 실리콘 기판(201) 상층부에 고농도 에미터(n++)(202)가 구비되고, 상기 고농도 에미터(n+)(202) 상에는 저농도 에미터(n+)가 구비된다. 상기 저농도 에미터(n+)(202) 상에는 반사방지막(204)이 구비된다. 그리고, 상기 반사방지막(204) 및 저농도 에미터(n+)를 관통하여 상기 고농도 에미터(n++)(202)와 접촉되도록 전면전극(205)이 구비된다.
한편, 상기 기판(201) 하층부에 후면전계층(p+)(206)이 구비된다. 상기 후면전계층(p+)(206)의 전면 상에는 후면전극(209)이 형성된다.
이와 같이, 에미터 내에 불순물 원자의 도핑 농도 분포가 실리콘 기판 내부의 일정 깊이를 갖는 영역에서 가장 높고 표면에서는 상대적으로 낮은 도핑 농도를 갖도록 구성함으로써 광생성에 의해 발생되는 전자가 고농도 에미터를 경유하여 이에 접촉되도록 구비된 전면전극으로 수집될 수 있다. 실리콘 기판 표면은 도핑 농도가 낮기 때문에 태양광이 입사될 때 표면 쪽에서 광생성된 운송자들이 재결합될 확률이 감소하기 때문에 재결합 손실이 적어지고 효율이 증가할 수 있다.
즉, 수광부의 실리콘 기판 표면 쪽 에미터는 도핑 농도가 낮기 때문에 면저항이 높고 기판 내부 쪽은 도핑 농도가 높기 때문에 면저항이 낮으므로 광생성된 소수 운송자인 전자는 에미터 내에서 기판 내부 쪽의 고농도 도핑된 에미터층을 따라 이동하기 용이하다. 실리콘 기판 내부는 표면에 비해 결함 밀도가 낮기 때문에 재결합 손실을 막을 수 있다. 전면전극이 저농도 도핑층(면저항이 높은 영역)보다 깊이 침투하여 고농도 도핑층(면저항이 낮은 영역)에 접촉함으로써 광생성된 소수 운송자인 전자들은 저항이 낮은 고농도 도핑층으로 이동하면서 전면전극과 접촉된 부위에서 수집된다.
한편, 상기 실리콘 기판이 n형인 경우, 상기 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막 또는 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 할 수 있다.
n형 실리콘 기판(201)과 다른 타입의 p+형 저농도 에미터(p+) 표면이 수광부가 되기 때문에 이에 적합한 유전층이 사용되어야 한다. p+ 도핑층의 패시베이션을 위한 유전층으로는 고정 음전하(fixed negative charge)를 갖는 유전층이 바람직하며 이에는 Al2O3, AlN 등이 있다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 에미터 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이고, 도 28a 내지 28f는 본 발명의 일 실시예에 따른 에미터 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 27 및 도 28a 내지 28f를 살펴보면, p형 실리콘 기판이 준비되고(도 28a), 상기 p형 실리콘 기판 상층부에 고농도 에미터(n++) 및 저농도 에미터(n+)를 형성한다(도 28b). 그 후, 상기 저농도 에미터(n+) 상에 반사방지막을 형성하고(도 28c), 상기 고농도 에미터(n++)와 접촉하도록 전면전극을 형성한다(도 28d). 그리고, 상기 기판 하층부에 후면전계층(p+)을 형성한 후(도 28e), 상기 후면전계층(p+) 상에 후면전극을 형성한다(도 28f).
한편, 도시하지는 않았지만, 광생성된 정공의 후면전극으로의 수집을 원활하게 하기 위해 후면전계층 영역에 형성되는 국부적 고농도 후면전계층(n++)을 더 포함할 수 있다.
상기 고농도 후면전계층(310)을 제조하기 위하여, 레이저의 열적 반응을 사용하여 도핑 소스를 표면 도포하거나 액상 공급하여 이와 함께 상기 실리콘 기판의 표면을 국부적으로 가열하여 열확산시킴으로써 도핑 농도를 조절하는 방법이 있다. 이 방법은 실리콘 기판 표면에 도핑 소스를 포함하는 액체 또는 페이스트를 도포한 후 레이저를 사용하여 실리콘 기판 표면을 국부적으로 가열시켜 레이저의 열적 반응에 의해 도핑 원자가 실리콘 기판으로 확산되며, 국부적인 고농도 도핑층을 형성할 수 있다. 또한, 일부 특수한 용도로 제작된 레이저 장비의 경우 도핑 소스가 포함된 액체와 함께 레이저를 실리콘 기판표면에 조사하여 국부적인 고농도 도핑층을 형성할 수 있다.
상기 고농도 선택적 후면전계층을 제조하기 위하여, 상압 화학 기상 증착법(APCVD)을 사용하여 실리콘 기판 표면에 PSG(phospho-silicate glass) 또는 BSG(boro-silicate glass) 층을 도포한 후, 레지스트 또는 사진 식각 등의 방법을 사용하여 도포된 PSG 또는 BSG 층을 부분적으로 식각하여 제거함으로써 도핑 소스를 포함하는 층을 패터닝한 후 전기로에서 열처리하여 도핑 원자가 실리콘 기판으로 확산되도록 하여 국부 고농도 도핑층을 형성할 수 있다.
한편, p형 실리콘 기판 상층부에 고농도 에미터(n++) 및 저농도 에미터(n+)를 형성하는 단계는, 상기 기판 상층부에 저농도 에미터(n+)를 형성한 후, 상기 저농도 에미터(n+)의 일정 깊이 영역에 높은 에너지로 이온 주입하여 불순물 원자를 고농도 도핑함으로써 고농도 에미터(n++)를 형성할 수 있다.
또한, 상기 기판 상층부에 고농도 에미터(n++)를 형성한 후, 상기 고농도 에미터(n++) 상층부에 상기 기판과 다른 용해도 및 확산계수를 갖는 막을 형성함으로써 기판 표면에 존재하는 불순물 원자를 외부로 확산시킴으로써 저농도 에미터(n+)를 형성할 수 있다.
그리고, 상기 기판 상층부에 고농도 에미터(n++)를 형성한 후, 상기 고농도 에미터(n++) 상층부에 상기 기판과 다른 반도체 유형을 형성하는 2차 불순물 원자를 소량 주입함으로써 기존의 불순물 원자를 상쇄시켜 저농도 에미터(n+)를 형성할 수도 있다.
상기와 같은 방법으로 제조되는 본 발명의 에미터 태양전지 구조는 수광면에서, 고저 접합(high-low)이 있어서 소수 운송자인 전자가 표면으로 이동하는 것이 결함 밀도가 적은 결정 내부에서 방지되어, 전면전극 아래의 고농도 에미터층으로 이동하게 된다. 따라서, 표면에서의 재결합에 의한 소멸을 최소화하고 이동하기에 용이하게 된다. 따라서, 광생성 전하들의 전면 재결합 속도가 줄어들고 수집에 유리한 경로를 제공함으로써 태양전지 효율이 향상된다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전면(수광면)의 경우, 도핑된 n+형 에미터 위에 p+형 부유접합층(floating junction layer)을 형성하여 전면전계(front surface field)로서 소수 운송자인 전자가 결함 밀도가 높은 표면으로 이동하는 것을 억제하여 결함 밀도가 낮은 실리콘 기판 내부에 전계를 형성하여 소수 운송자 전자의 재결합 손실없이 전극까지 이동할 수 있도록 하여 수입 효율을 높일 수 있다.
또한, p+ 후면전계 내에 n+형의 부유접합층을 삽입하여 다수 운송자인 정공이 결함 밀도가 높은 표면으로 이동하는 것을 억제함으로써 재결합 손실을 최소화하여 후면 전극으로의 수집 효율을 높일 수 있다.
즉, 에미터 및 후면전계 내에 부유접합으로 도핑층을 삽입하여 광생성된 운송자가 표면으로 이동하는 것을 억제할 수 있으므로 표면 재결합 속도의 감소를 기대할 수 있다.
한편, 양면 수광형 태양전지 구조의 적용에 따른 효과는 다음과 같다.
빛을 양면에서 받을 수 있으므로 태양광을 흡수할 수 있는 양이 커지고 태양빛을 전면에서 받을 수 있고 지표면에서 반사된 빛을 받을 수도 있다. 따라서, 광생성 운송자의 양이 증가하여 단락전류가 증가하고 효율이 상승된다.
또한, 양면이 동일한 구조이므로 고온 공정 후 휨(bowing) 현상이 적어지므로 제조 공정 중의 파손을 줄일 수 있다.
후면 전체에 전극을 도포하지 않으므로 전극 사용량이 줄어들어 원가절감이 가능하다.
유전층 박막을 동시에 양면 증착하는 공정을 적용할 경우 공정수를 줄일 수 있어서 원가절감할 수 있다. 또한, 미관상 좋아진다.
또한, 실리콘 기판의 표면 농도가 상대적으로 낮고 기판 내부의 일정 깊이 영역에서 불순물 농도가 가장 높기 때문에 에미터가 고농도 도핑된 기판 내부의 에미터층을 따라 흐르고 전면전극에 수집되기 때문에 재결합 손실이 적고 접촉 저항이 낮아지며, 수집 효율이 증가한다.

Claims (59)

  1. p형 실리콘 기판;
    상기 기판 상층부에 구비된 에미터(n++);
    상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 구비되는 부유접합층(p+);
    상기 에미터(n++)와 부유접합층(p+) 상층부에 구비된 반사방지막; 및
    상기 에미터(n++)와 접촉되는 전면전극을 포함하여 이루어지며,
    상기 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  4. p형 실리콘 기판;
    상기 기판 하층부에 구비된 후면전계층(p+);
    상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 구비되는 부유접합층(n+); 및
    상기 후면전계층(p+)과 접촉되는 후면전극을 포함하여 이루어지며,
    상기 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 후면전계층(p+) 내부에 고농도로 도핑된 선택적 후면전계층(p++)을 더 구비하고, 상기 선택적 후면전계층(p++)은 상기 후면전극과 접촉되는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  6. p형 실리콘 기판;
    상기 기판 상층부에 구비된 에미터(n++);
    상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 구비되는 제1 부유접합층(p+);
    상기 에미터(n++)와 제1 부유접합층(p+) 상층부에 구비된 반사방지막;
    상기 에미터(n++)와 접촉되는 전면전극;
    상기 기판 하층부에 구비된 후면전계층(p+);
    상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 구비되는 제2 부유접합층(n+); 및
    상기 후면전계층(p+)과 접촉되는 후면전극을 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 후면전계층(p+) 내부에 고농도로 도핑된 선택적 후면전계층(p++)을 더 구비하고, 상기 선택적 후면전계층(p++)은 상기 후면전극과 접촉되는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  10. p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n++)가 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서,
    상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 부유접합층(p+)을 형성하는 단계;
    상기 에미터(n++)와 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성하는 단계; 및
    상기 에미터(n++)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지의 제조방법.
  11. p형 실리콘 기판의 하층부에 후면전계층(p++)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서,
    상기 후면전계층(p++)이 형성된 영역의 일부에 부유접합층(n+)을 형성하는 단계;
    상기 후면전계층(p++) 및 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성하는 단계; 및
    상기 후면 패시베이션층 상에 상기 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지의 제조방법.
  12. p형 실리콘 기판의 하층부에 후면전계층(p+)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서,
    상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 부유접합층(n+)을 형성하는 단계;
    상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 고농도로 도핑된 선택적 후면전계층(p++)을 형성하는 단계;
    상기 후면전계층(p+) 및 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성하는 단계; 및
    상기 후면 패시베이션층 상에 상기 선택적 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지의 제조방법.
  13. p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n++)가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 후면전계층(p++)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서,
    상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 제1 부유접합층(p+)을 형성하는 단계;
    상기 에미터(n++)와 제1 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성하는 단계;
    상기 에미터(n++)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계;
    상기 후면전계층(p++)이 형성된 영역의 일부에 제2 부유접합층(n+)을 형성하는 단계;
    상기 후면전계층(p++) 및 제2 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성하는 단계; 및
    상기 후면 패시베이션층 상에 상기 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지의 제조방법.
  14. p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n++)가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 후면전계층(p+)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서,
    상기 에미터(n++)가 형성된 영역의 일부에 제1 부유접합층(p+)을 형성하는 단계;
    상기 에미터(n++)와 제1 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성하는 단계;
    상기 에미터(n++)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계;
    상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 제2 부유접합층(n+)을 형성하는 단계;
    상기 후면전계층(p+)이 형성된 영역의 일부에 고농도로 도핑된 선택적 후면전계층(p++)을 형성하는 단계;
    상기 후면전계층(p+) 및 제2 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성하는 단계; 및
    상기 후면 패시베이션층 상에 상기 선택적 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지의 제조방법.
  15. p형 실리콘 기판;
    상기 기판 상층부에 구비된 에미터(n+);
    상기 에미터(n+) 상에 증착되어 구비되는 패턴 구조의 부유접합층(p+)
    상기 부유접합층(p+) 상에 구비되는 반사방지막; 및
    상기 에미터(n+)와 접촉되는 전면전극을 포함하여 이루어지며,
    상기 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 부유접합층(p+)은 비정질 실리콘(a-Si) 박막층인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 부유접합층(p+)은 30nm 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 에미터(n+)는 80 내지 150Ω/sq. 의 면저항을 가지는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 에미터(n+)는 0.3㎛ 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  22. p형 실리콘 기판;
    상기 기판 상층부에 구비된 에미터(n+);
    상기 에미터(n+) 상에 증착되어 구비되는 패턴 구조의 제1 부유접합층(p+);
    상기 제1 부유접합층(p+) 상에 구비되는 반사방지막;
    상기 에미터(n+)와 접촉되는 전면전극;
    상기 기판 하층부에 구비된 후면전계층(p++);
    상기 후면전계층(p++) 상에 증착되어 구비되는 패턴 구조의 제2 부유접합층(n+); 및
    상기 후면전계층(p++)과 접촉되는 후면전극을 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 후면전계층(p++)은 상기 후면전극과 대응하는 지점에 배치되는 국부적 고농도 도핑층인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 기판의 하층부에 저농도의 후면전계층(p+)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 제1 부유접합층(p+) 및 제2 부유접합층(n+)은 비정질 실리콘(a-Si) 박막층인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 제1 부유접합층(p+)은 30nm 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 에미터(n+)는 80 내지 150Ω/sq. 의 면저항을 가지는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 에미터(n+)는 0.3㎛ 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  30. 제22항에 있어서,
    상기 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  31. p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n+)가 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서,
    상기 에미터(n+) 상에 p+형 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 부유접합층(p+)을 형성하는 단계;
    상기 에미터(n+)와 패턴화된 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성하는 단계; 및
    상기 에미터(n+)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지의 제조방법.
  32. p형 실리콘 기판의 상층부에 에미터(n+)가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 후면전계층(p++)이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서,
    상기 에미터(n+) 상에 p+형 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제1 부유접합층(p+)을 형성하는 단계;
    상기 에미터(n+)와 패턴화된 제1 부유접합층(p+) 상에 반사방지막을 형성하는 단계;
    상기 에미터(n+)와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계;
    상기 기판 하층부에 후면전계층(p++)을 형성하는 단계;
    상기 후면전계층(p++) 상에 n+형 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제2 부유접합층(n+)을 형성하는 단계;
    상기 후면전계층(p++) 및 제2 부유접합층(n+) 상에 후면 패시베이션층을 형성하는 단계; 및
    상기 후면 패시베이션층 상에 상기 후면전계층(p++)과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 부유접합층(p+)은 상기 전면전극과 접촉하지 않고, 상기 제2 부유접합층(n+)은 상기 후면전극과 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지의 제조방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 후면전계층(p++)은 상기 후면전극과 대응하는 지점에 배치되는 국부적 고농도 도핑층인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지의 제조방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 기판의 하층부에 저농도의 후면전계층(p+)을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지의 제조방법.
  35. 제1 도전형의 실리콘 기판;
    상기 기판 상층부에 구비된 제2 도전형의 에미터;
    상기 에미터가 형성된 영역의 일부에 구비되는 제1 도전형의 제1 부유접합층;
    상기 에미터와 제1 부유접합층 상층부에 구비되는 제1 반사방지막;
    상기 에미터와 접촉되는 전면전극;
    상기 기판 하층부에 구비된 제1 도전형의 후면전계층;
    상기 후면전계층이 형성된 영역의 일부에 구비되는 제2 도전형의 제2 부유접합층;
    상기 후면전계층과 제2 부유접합층 상층부에 구비되는 제2 반사방지막; 및
    상기 후면전계층과 접촉되는 후면전극을 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 배치되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  38. 제1 도전형의 실리콘 기판;
    상기 기판 상층부에 구비된 제2 도전형의 에미터;
    상기 에미터가 형성된 영역의 일부에 구비되는 제1 도전형의 제1 부유접합층;
    상기 에미터와 제1 부유접합층 상층부에 구비되는 제1 반사방지막;
    상기 에미터와 접촉되는 전면전극;
    상기 기판 하층부에 구비된 제1 도전형의 저농도 후면전계층;
    상기 저농도 후면전계층이 형성된 영역의 일부에 구비되는 제2 도전형의 제2 부유접합층;
    상기 저농도 후면전계층이 형성된 영역의 일부에 구비되는 제1 도전형의 국부적 고농도 후면전계층;
    상기 저농도 후면전계층, 국부적 고농도 후면전계층 및 제2 부유접합층 상층부에 구비되는 제2 반사방지막; 및
    상기 국부적 고농도 후면전계층과 접촉되는 후면전극을 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 배치되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  40. 제38항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  41. 제1 도전형의 실리콘 기판의 상층부에 제2 도전형의 에미터가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 제1 도전형의 후면전계층이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서,
    상기 에미터가 형성된 영역의 일부에 제1 도전형의 제1 부유접합층을 형성하는 단계;
    상기 에미터와 제1 부유접합층 상에 제1 반사방지막을 형성하는 단계;
    상기 에미터와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계;
    상기 후면전계층이 형성된 영역의 일부에 제2 도전형의 제2 부유접합층을 형성하는 단계;
    상기 후면전계층과 제2 부유접합층 상에 제2 반사방지막을 형성하는 단계; 및
    상기 후면전계층과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 형성되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지의 제조방법.
  42. 제1 도전형의 실리콘 기판의 상층부에 제2 도전형의 에미터가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 제1 도전형의 후면전계층이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서,
    상기 에미터가 형성된 영역의 일부에 제1 도전형의 제1 부유접합층을 형성하는 단계;
    상기 에미터와 제1 부유접합층 상에 제1 반사방지막을 형성하는 단계;
    상기 에미터와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계;
    상기 기판의 하층부에 제1 도전형의 저농도 후면전계층을 형성하는 단계;
    상기 저농도 후면전계층이 형성된 영역의 일부에 제2 도전형의 제2 부유접합층을 형성하는 단계;
    상기 저농도 후면전계층이 형성된 영역의 일부에 제1 도전형의 국부적 고농도 후면전계층을 형성하는 단계;
    상기 저농도 후면전계층, 국부적 고농도 후면전계층 및 제2 부유접합층 상에 제2 반사방지막을 형성하는 단계; 및
    상기 국부적 고농도 후면전계층과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 형성되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지의 제조방법.
  43. 제1 도전형의 실리콘 기판;
    상기 기판 상층부에 구비된 제2 도전형의 에미터;
    상기 에미터 상에 증착되어 구비되는 패턴 구조의 제1 도전형의 제1 부유접합층;
    상기 에미터와 제1 부유접합층 상에 구비되는 제1 반사방지막;
    상기 에미터와 접촉되는 전면전극;
    상기 기판 하층부에 구비된 제1 도전형의 후면전계층;
    상기 후면전계층 상에 증착되어 구비되는 패턴 구조의 제2 도전형의 제2 부유접합층;
    상기 후면전계층과 제2 부유접합층 상에 구비되는 제2 반사방지막; 및
    상기 후면전계층과 접촉되는 후면전극을 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 배치되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 제1 부유접합층 및 제2 부유접합층은 비정질 실리콘(a-Si) 박막층인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  45. 제43항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  46. 제43항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  47. 제1 도전형의 실리콘 기판;
    상기 기판 상층부에 구비된 제2 도전형의 에미터;
    상기 에미터 상에 증착되어 구비되는 패턴 구조의 제1 도전형의 제1 부유접합층;
    상기 에미터와 제1 부유접합층 상에 구비되는 제1 반사방지막;
    상기 에미터와 접촉되는 전면전극;
    상기 기판 하층부에 구비된 제1 도전형의 저농도 후면전계층;
    상기 저농도 후면전계층 상에 증착되어 구비되는 패턴구조의 제2 도전형의 제2 부유접합층;
    상기 저농도 후면전계층이 형성된 영역의 일부에 구비되는 제1 도전형의 국부적 고농도 후면전계층;
    상기 저농도 후면전계층, 국부적 고농도 후면전계층 및 제2 부유접합층 상에 구비되는 제2 반사방지막; 및
    상기 국부적 고농도 후면전계층과 접촉되는 후면전극을 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 배치되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  48. 제43항에 있어서,
    상기 제1 부유접합층 및 제2 부유접합층은 비정질 실리콘(a-Si) 박막층인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  49. 제43항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  50. 제43항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은 p형이고, 상기 제1 및 제2 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지.
  51. 제1 도전형의 실리콘 기판의 상층부에 제2 도전형의 에미터가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 제1 도전형의 후면전계층이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서,
    상기 에미터 상에 제1 도전형의 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제1 도전형의 제1 부유접합층을 형성하는 단계;
    상기 에미터와 패턴화된 제1 부유접합층 상에 제1 반사방지막을 형성하는 단계;
    상기 에미터와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계;
    상기 후면전계층 상에 제2 도전형의 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제2 도전형의 제2 부유접합층을 형성하는 단계;
    상기 후면전계층과 패턴화된 제2 부유접합층 상에 제2 반사방지막을 형성하는 단계; 및
    상기 후면전계층과 접촉하도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 형성되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지의 제조방법.
  52. 제1 도전형의 실리콘 기판의 상층부에 제2 도전형의 에미터가 구비되고, 상기 기판의 하층부에 제1 도전형의 후면전계층이 구비되는 전후면전계 태양전지의 제조방법에 있어서,
    상기 에미터 상에 제1 도전형의 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제1 도전형의 제1 부유접합층을 형성하는 단계;
    상기 에미터와 패턴화된 제1 부유접합층 상에 제1 반사방지막을 형성하는 단계;
    상기 에미터와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계;
    상기 기판의 하층부에 제1 도전형의 저농도 후면전계층을 형성하는 단계;
    상기 저농도 후면전계층 상에 제2 도전형의 비정질 실리콘 박막층을 증착하고 패턴화하여 제2 도전형의 제2 부유접합층을 형성하는 단계;
    상기 저농도 후면전계층 상에 제1 도전형의 국부적 고농도 후면전계층을 형성하는 단계;
    상기 저농도 후면전계층, 국부적 고농도 후면전계층 및 제2 부유접합층 상에 제2 반사방지막을 형성하는 단계; 및
    상기 국부적 고농도 후면전계층과 접촉되도록 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지며,
    상기 제1 부유접합층은 상기 전면전극과 이격되어 형성되고, 상기 제2 부유접합층은 상기 후면전극과 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전후면전계 태양전지의 제조방법.
  53. 제1 도전형의 실리콘 기판;
    상기 기판 상층부에 구비되는 제2 도전형의 고농도 에미터;
    상기 고농도 에미터 상에 구비되는 제2 도전형의 저농도 에미터;
    상기 저농도 에미터 상에 구비되는 반사방지막;
    상기 고농도 에미터와 접촉되는 전면전극;
    상기 기판 하층부에 구비된 제1 도전형의 후면전계층; 및
    상기 후면전계층 상에 구비되는 후면전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에미터 태양전지.
  54. 제53항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은 n형이고, 상기 반사방지막은 Al2O3 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 에미터 태양전지.
  55. 제53항에 있어서,
    상기 실리콘 기판은 n형이고, 상기 반사방지막은 AlN 유전층 박막인 것을 특징으로 하는 에미터 태양전지.
  56. 제1 도전형의 실리콘 기판 상층부에 제2 도전형의 고농도 에미터 및 저농도 에미터를 형성하는 단계;
    상기 저농도 에미터 상에 반사방지막을 형성하는 단계;
    상기 고농도 에미터와 접촉하도록 전면전극을 형성하는 단계;
    상기 기판 하층부에 제1 도전형의 후면전계층을 형성하는 단계; 및
    상기 후면전계층 상에 후면전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에미터 태양전지 제조방법.
  57. 제56항에 있어서,
    상기 제1 도전형의 실리콘 기판 상층부에 제2 도전형의 고농도 에미터 및 저농도 에미터를 형성하는 단계는,
    상기 기판 상층부에 저농도 에미터를 형성한 후, 상기 저농도 에미터의 일정 깊이 영역에 높은 에너지로 이온 주입하여 불순물 원자를 고농도 도핑함으로써 고농도 에미터를 형성하는 것을 특징으로 하는 에미터 태양전지 제조방법.
  58. 제56항에 있어서,
    상기 제1 도전형의 실리콘 기판 상층부에 제2 도전형의 고농도 에미터 및 저농도 에미터를 형성하는 단계는,
    상기 기판 상층부에 고농도 에미터를 형성한 후, 상기 고농도 에미터 상층부에 상기 기판과 다른 용해도 및 확산계수를 갖는 막을 형성함으로써 기판 표면에 존재하는 불순물 원자를 외부로 확산시킴으로써 저농도 에미터를 형성하는 것을 특징으로 하는 에미터 태양전지 제조방법.
  59. 제56항에 있어서,
    상기 제1 도전형의 실리콘 기판 상층부에 제2 도전형의 고농도 에미터 및 저농도 에미터를 형성하는 단계는,
    상기 기판 상층부에 고농도 에미터를 형성한 후, 상기 고농도 에미터 상층부에 상기 기판과 다른 반도체 유형을 형성하는 2차 불순물 원자를 소량 주입함으로써 기존의 불순물 원자를 상쇄시켜 저농도 에미터를 형성하는 것을 특징으로 하는 에미터 태양전지 제조방법.
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