KR101011493B1 - Manufacturing system for solar cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지 제조 공정 시스템에 관한 것으로서, 태양전지 제조 공정을 연속 처리할 수 있도록 텍스처링유닛, 확산유닛, 산화막 제거유닛, 반사 방지막 코팅유닛, 전극 인쇄유닛, 및 P-N접합 분리유닛을 순차적으로 연결 설치하되, 상기 텍스처링유닛과 확산유닛에는 다결정 실리콘 웨이퍼와 단결정 실리콘 웨이퍼를 병행하여 동시에 처리할 수 있는 복수의 텍스처링부 및 확산부를 각각 병렬 설치하여 다결정 실리콘 태양전지와 단결정 실리콘 태양전지를 하나의 공정 라인에서 선택적으로 제조할 수 있게 함으로써, 공장 자동화에 따른 양산성 제고 및 설비 비용의 절감을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 태양전지 제조단가를 현저히 감소시킬 수 있으며, 또한 각각의 공정 품질을 검사할 수 있는 모니터링부를 구비함으로써, 공정 효율의 향상은 물론 고품질의 태양전지 제조가 가능한 태양전지 제조 공정 시스템에 관한 것이다.
기판, 태양전지, 웨이퍼
The present invention relates to a solar cell manufacturing process system, to sequentially connect a texturing unit, a diffusion unit, an oxide film removing unit, an anti-reflective coating unit, an electrode printing unit, and a PN junction separation unit to continuously process the solar cell manufacturing process. In the texturing unit and the diffusion unit, a plurality of texturing units and diffusion units, which can simultaneously process a polycrystalline silicon wafer and a single crystal silicon wafer, are installed in parallel to install a polycrystalline silicon solar cell and a single crystal silicon solar cell in one process line. By selectively manufacturing in the factory, not only can you increase the productivity and reduce the equipment cost by factory automation, but also significantly reduce the cost of manufacturing solar cells and monitor the quality of each process. By providing a portion, as well as improving the process efficiency Relates to a quality solar cell manufacturing process, the system is capable of producing a solar cell.
Substrate, Solar Cell, Wafer
Description
본 발명은 태양전지 제조 공정 시스템에 관한 것으로서, 태양전지 제조에 사용되는 다결정 실리콘 웨이퍼와 단결정 실리콘 웨이퍼를 병행하여 동시에 처리할 수 있도록 텍스처링유닛, 확산유닛, 산화막 제거유닛, 반사 방지막 코팅유닛, 전극 인쇄유닛, 및 P-N접합 분리유닛을 순차적으로 연결 설치하여 하나의 공정 라인에서 상이한 두 종류의 태양전지를 선택적으로 제조할 수 있게 함으로써, 공장 자동화에 따른 양산성 제고 및 설비 비용의 절감은 물론 고품질의 태양전지를 제조할 수 있는 태양전지 제조 공정 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell manufacturing process system, wherein a texturing unit, a diffusion unit, an oxide film removing unit, an antireflective coating unit, and electrode printing are used to simultaneously process a polycrystalline silicon wafer and a single crystal silicon wafer used in solar cell manufacturing. By connecting the units and the PN junction separation unit sequentially, two different types of solar cells can be selectively manufactured in one process line, thereby increasing the productivity and reducing the cost of equipment according to the factory automation, as well as high quality solar cells. The present invention relates to a solar cell manufacturing process system capable of manufacturing a cell.
일반적으로 태양전지(Solar Cell)는 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 변환하는 반도체 소자의 하나로서, 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)를 가공하여 전자(electron)와 정공(hole)이 각각 구비되는 다른 극성의 N(negative)형 반도체 및 P(positive)형 반도체를 접합시키고 전극을 형성함으로써, P-N접합에 의한 태양광 발전의 원리를 이용하여 빛 에너지에 의한 전자의 이동을 통해 전기 에너지를 생산하게 되는 광전지이다.In general, a solar cell is a semiconductor device that converts light energy directly into electrical energy, and processes a silicon wafer to process electrons and holes of different polarities, respectively. It is a photovoltaic cell that produces electrical energy through the movement of electrons by light energy using the principle of photovoltaic power generation by PN bonding by bonding a (negative) type semiconductor and a P (positive) type semiconductor and forming electrodes.
상기와 같은 태양전지는 전력 생산을 위해 다수개의 모듈(module)과 태양전지 패널(panel)로 구성되는 태양전지 어레이(array)의 가장 최소 단위의 기본 소자로서, 다결정(poly crystal) 및 단결정(single crystal) 실리콘 태양전지 또는 비정질 실리콘 태양전지와 같은 실리콘계 태양전지와 화합물 반도체 태양전지 등으로 크게 분류된다.Such a solar cell is a basic element of the smallest unit of a solar array, which is composed of a plurality of modules and a solar panel for power generation, and is a poly crystal and a single crystal. crystals are broadly classified into silicon-based solar cells such as silicon solar cells or amorphous silicon solar cells, and compound semiconductor solar cells.
다결정 실리콘 태양전지와 단결정 실리콘 태양전지는 에너지 변환효율에 다소 차이가 있는 것으로, 일반적으로 단결정 실리콘 태양전지가 다결정 실리콘 태양전지에 비해 에너지 변환효율이 조금 큰 반면, 제조 과정이 다소 복잡하고 제조 에너지가 크다는 단점이 있다.Polycrystalline silicon solar cells and monocrystalline silicon solar cells have slightly different energy conversion efficiencies. Generally, monocrystalline silicon solar cells have slightly higher energy conversion efficiencies than polycrystalline silicon solar cells. It has a big disadvantage.
실리콘계 태양전지는 실리콘을 성장시켜 하나의 실리콘 덩어리를 형성하는 잉곳(ingot)을 대략 200㎛의 얇은 두께로 절단하여 기판(웨이퍼)을 제조한 후, 이 기판을 여러 가공 공정을 통해 처리함으로써 제작되게 된다.Silicon-based solar cells are manufactured by manufacturing a substrate (wafer) by cutting an ingot (ingot) that grows silicon to form a silicon lump to a thin thickness of approximately 200 μm, and then processes the substrate through various processing processes. do.
일반적으로 실린콘계 태양전지 제조공정은 상기와 같이 제조된 기판의 광 흡수율을 높이기 위한 텍스처링공정(Texturing,표면조직화공정), 의도적으로 첨가물을 고온에서 웨이퍼에 확산시켜 N층의 에미터층을 적층 형성함으로써 P-N접합을 형성시키는 확산공정(도핑공정), 웨이퍼 표면의 불순물을 제거하는 산화막 제거공정, 광반사 손실을 줄이기 위한 반사 방지막 코팅공정, 전후면 전극 인쇄공정, 및 누설 전류의 발생을 방지하기 위해 외측부의 N층 일부를 레이저 또는 식각액을 이용하여 제거함으로써 P-N접합 분리를 위한 P-N접합 분리공정으로 이루어진다.In general, a silicon-based solar cell manufacturing process is a texturing process (surface texturing process) for increasing the light absorption rate of a substrate manufactured as described above, by intentionally diffusing an additive to a wafer at a high temperature to form an N-layer emitter layer. Diffusion process (doping process) to form PN junction, oxide film removal process to remove impurities on wafer surface, anti-reflective coating process to reduce light reflection loss, front and back electrode printing process, and outside part to prevent leakage current A portion of the N layer is removed by using a laser or an etchant to form a PN junction separation process for PN junction separation.
상기와 같은 실린콘계 태양전지 제조 공정에 있어서, 다결정 실리콘 태양전 지와 단결정 실리콘 태양전지의 경우 각 공정상에서의 세부 환경 조건이나 처리 용액 등의 차이로 인해 각각 별도의 공정 라인에서 제조되게 된다.In the silicon-based solar cell manufacturing process as described above, polycrystalline silicon solar cells and monocrystalline silicon solar cells are manufactured in separate process lines due to differences in detailed environmental conditions or treatment solutions in each process.
따라서 종래의 실리콘계 태양전지 제조 공정은 첫째, 다결정 실리콘 웨이퍼와 단결정 실리콘 웨이퍼 별로 다른 공정 라인을 설치하여 별도로 각각 처리함으로써, 두 종류의 태양전지를 하나의 공정 라인에서 제조할 수 없어 공정 라인 설치에 막대한 설비 비용이 증가하게 되고, 둘째, 공정 효율 저하는 물론 공정 생산량의 증대에 한계가 있었으며, 셋째, 다결정 또는 단결정 태양전지에 대한 다양한 시장 수요에 효과적으로 대응할 수 없어 태양전지 생산성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.Therefore, in the conventional silicon-based solar cell manufacturing process, first, different process lines are installed for each of the polycrystalline silicon wafer and the single crystal silicon wafer, and are separately processed. Therefore, two types of solar cells cannot be manufactured in one process line, which is enormous for the process line installation. The cost of equipment increased, and secondly, there was a limitation in decreasing process efficiency and increasing process output. Third, there was a problem in that solar cell productivity was significantly reduced because it could not effectively respond to various market demands for polycrystalline or monocrystalline solar cells. .
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 다결정 실리콘 웨이퍼와 단결정 실리콘 웨이퍼를 하나의 공정 라인에서 각각의 공정 특성에 맞게 연속적으로 처리할 수 있도록 하여 공장 자동화에 따른 양산성 제고 및 공정 효율을 현저히 향상시키고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, it is possible to continuously process the polycrystalline silicon wafer and single crystal silicon wafer in accordance with the respective process characteristics in one process line to improve the productivity and process according to factory automation This is to improve the efficiency significantly.
본 발명의 또 다른 목적은 각 공정 단계에서의 공정 품질을 검사할 수 있는 모니터링부를 설치함으로써, 태양전지의 불량률 감소는 물론 고품질의 태양전지를 제조하고자 하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a monitoring unit capable of inspecting process quality at each process step, thereby reducing solar cell defect rate and manufacturing high quality solar cells.
본 발명의 또 다른 목적은 하나의 라인에서 다결정 실리콘 웨이퍼와 단결정 실리콘 웨이퍼를 선택적으로 제조할 수 있게 함으로써, 설비 비용의 절감은 물론 태양전지의 특성에 따른 시장 수요에 효과적으로 대응할 수 있는 태양전지 제조 공정 시스템을 제공하고자 하는 것이다.Still another object of the present invention is to enable the selective production of polycrystalline silicon wafers and single crystal silicon wafers in one line, thereby reducing equipment costs and effectively responding to market demands according to the characteristics of solar cells. To provide a system.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다결정 기판과 단결정 기판의 표면을 병행하여 각각 텍스처링 할 수 있게 복수의 텍스처링부가 이격되어 병렬 설치되는 텍스처링유닛, 상기 텍스처링이 완료된 기판을 병행하여 P-N접합 처리할 수 있게 상기 복수의 텍스처링부에 각각 연결 설치되는 확산부로 구성된 확산유닛, 상기 확산유닛 공정에서 기판에 성장되는 산화막을 제거하는 산화막 제거유닛, 상기 산 화막 제거유닛에 연결 설치되어 상기 기판 표면에 반사 방지막을 코팅하는 반사 방지막 코팅유닛, 상기 반사 방지막 코팅유닛에 연결 설치되어 상기 기판에 금속 전극을 인쇄하는 전극 인쇄유닛, 및 상기 전극 인쇄유닛으로부터 이송되는 기판의 P-N 접합 분리를 실시하는 P-N접합 분리유닛을 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a texturing unit in which a plurality of texturing units are spaced in parallel to each other so as to texture the surfaces of the polycrystalline substrate and the single crystal substrate in parallel, and the PN bonding process can be performed in parallel with the substrate on which the texturing is completed. A diffusion unit comprising a diffusion unit connected to each of the plurality of texturing units, an oxide film removing unit for removing an oxide film grown on a substrate in the diffusion unit process, and connected to the oxide film removing unit to coat an anti-reflection film on the substrate surface Including an anti-reflection coating unit, an electrode printing unit connected to the anti-reflection coating unit to print a metal electrode on the substrate, and a PN junction separation unit for performing PN bonding separation of the substrate transferred from the electrode printing unit; It is composed.
본 발명의 상기 텍스처링유닛은 롤러 딥 방식의 인라인 멀티 텍스처링부와 카세트 딥 방식의 카세트 싱글 텍스처링부로 구성된다.The texturing unit of the present invention is composed of an inline multi texturing unit of a roller dip method and a cassette single texturing unit of a cassette dip method.
또한 상기 확산유닛은 벨트 타입의 인라인 멀티 확산로와 튜브 타입의 카세트 튜브 확산로로 구성된다.In addition, the diffusion unit is composed of a belt type in-line multi-diffusion furnace and a tube-type cassette tube diffusion furnace.
한편 상기 텍스처링유닛 전단부와, 상기 텍스처링유닛과 확산유닛 연결부, 및 상기 확산유닛과 산화막 제거유닛 연결부에는 상기 기판을 로딩시키는 제1,2,3로딩존을 각각 구비하되, 상기 제1,2,3,로딩존에는 상기 기판의 이송 방향을 변환시켜 선택적으로 다음 공정에 로딩시킬 수 있는 제1,2,3방향전환 컨베이어가 각각 설치된다.Meanwhile, first, second, and third loading zones for loading the substrate may be provided at the front end of the texturing unit, the texturing unit and the diffusion unit, and the connection between the diffusion unit and the oxide film removal unit, respectively. 3, the loading zone is provided with a first, second and third turning conveyor that can be changed in the transfer direction of the substrate and selectively loaded in the next process.
이때 상기 제1방향전환 컨베이어는 상기 텍스처링유닛의 전단부 중앙에 설치되는 메인컨베이어, 상기 기판을 상기 텍스처링부에 각각 로딩시키는 로딩컨베이어, 및 상기 메인컨베이어의 양측부에 대칭되게 각각 설치되어 상기 기판이 상기 로딩컨베이어로 이송되도록 상기 메인컨베이어와 로딩컨베이어를 연결하는 복수의 연결컨베이어로 구성될 수 있다.At this time, the first turning conveyor is a main conveyor installed in the center of the front end of the texturing unit, a loading conveyor for loading the substrate to the texturing section, respectively, and are installed symmetrically on both sides of the main conveyor, the substrate It may be composed of a plurality of connection conveyors connecting the main conveyor and the loading conveyor to be transferred to the loading conveyor.
본 발명의 상기 메인컨베이어와 연결컨베이어는 상기 기판의 좌,우측 단부를 각각 지지할 수 있게 이격 설치되는 컨베이어벨트를 각각 구비하되, 상기 기판의 자동 이송이 가능하도록 상기 메인컨베이어와 연결컨베이어의 내측에는 상기 기판을 상향 이동시킴과 동시에 이송 방향을 변환시켜 상기 연결컨베이어 또는 로딩컨베이어에 탑재시킬 수 있도록 승강 가능하게 설치되는 복수의 컨버터가 각각 구비될 수 있다.The main conveyor and the connection conveyor of the present invention are each provided with a conveyor belt spaced apart so as to support the left and right ends of the substrate, respectively, inside the main conveyor and the connection conveyor to enable automatic transfer of the substrate. A plurality of converters can be provided to be lifted and mounted so that the substrate can be moved upward and at the same time a transfer direction is changed to be mounted on the connection conveyor or the loading conveyor.
또 상기 제2방향전환 컨베이어는 상기 텍스처링부의 후단부에 각각 설치되는 메인컨베이어와 상기 확산부에 기판을 각각 로딩시키는 로딩컨베이어 및 상기 메인컨베이어와 로딩컨베이어에 각각 연결되도록 횡 방향으로 인접 설치된 한 쌍의 연결컨베이어로 구성하되, 상기 연결컨베이어는 상기 기판의 좌,우측 단부를 각각 지지할 수 있게 이격 설치되는 컨베이어벨트를 구비하되, 내측에는 상기 메인컨베이어로부터 기판을 이송받거나 상기 로딩컨베이어에 기판을 탑재시킬 수 있게 기판을 상,하 방향으로 이동시킴과 동시에 이송시킬 수 있도록 승강 가능하게 설치되는 복수의 컨버터가 구비될 수 있다.The second turning conveyor is a pair of main conveyors respectively installed at the rear end of the texturing portion, a loading conveyor for loading a substrate into the diffusion portion, and a pair of adjacently installed transversely adjacent to the main conveyor and the loading conveyor. Consists of a connection conveyor, the connection conveyor is provided with a conveyor belt spaced apart so as to support the left and right ends of the substrate, respectively, the inner side to receive the substrate from the main conveyor or to mount the substrate on the loading conveyor A plurality of converters may be provided to be liftable to move the substrate in the up and down direction and to simultaneously transport the substrate.
또 상기 제3방향전환 컨베이어는 상기 확산부의 후단부에 각각 설치되는 메인컨베이어와 횡 방향으로 설치되는 연결컨베이어 및 상기 산화막 제거유닛 전단부에 설치되는 로딩컨베이어로 구성하되 상기 연결컨베이어에는 상기 기판의 좌,우측 단부를 각각 지지할 수 있게 이격 설치되는 컨베이어벨트를 구비하고, 내측에는 상기 메인컨베이어로부터 기판을 이송받거나 상기 로딩컨베이어에 기판을 탑재시킬 수 있게 기판을 상,하 방향으로 이동시킴과 동시에 이송시킬 수 있도록 승강 가능하게 설치되는 복수의 컨버터가 구비될 수 있다.In addition, the third turning conveyor is composed of a main conveyor which is respectively installed at the rear end of the diffusion portion and a connection conveyor installed in the transverse direction and a loading conveyor installed at the front end of the oxide film removing unit, the left side of the substrate on the connection conveyor Conveyor belt spaced apart to support each of the right end, and inside the substrate to move the substrate in the up and down direction to receive the substrate from the main conveyor or to mount the substrate on the loading conveyor at the same time A plurality of converters can be provided to be elevated so that it can be lifted.
한편 상기 전극 인쇄유닛은 복수의 기판을 동시에 처리 가능하도록 복수로 병렬 설치될 수 있다.On the other hand, the electrode printing unit may be installed in plurality in parallel to be able to process a plurality of substrates at the same time.
또한 상기 반사 방지막 코팅유닛과 전극 인쇄유닛 사이에는 상기 기판을 로딩시키는 제4로딩존을 구비하되 상기 제4로딩존에는 상기 기판을 각각의 전극 인쇄유닛에 선택적으로 로딩시킬 수 있게 상기 기판의 이송 방향을 변환시킬 수 있는 제4방향전환 컨베이어가 설치될 수 있다.In addition, a fourth loading zone for loading the substrate is provided between the anti-reflection coating unit and the electrode printing unit, and the fourth loading zone has a transport direction of the substrate so as to selectively load the substrate in each electrode printing unit. A fourth turning conveyor capable of converting the pressure may be installed.
상기 제4방향전환 컨베이어는 상기 반사 방지막 코팅유닛 후단부에 설치되는 메인컨베이어와 횡 방향으로 설치되는 연결컨베이어 및 상기 복수의 전극 인쇄유닛의 전단부에 각각 설치되는 로딩컨베이어로 구성하되 상기 연결컨베이어는 상기 기판의 좌,우측 단부를 각각 지지할 수 있게 이격 설치되는 컨베이어벨트를 구비하되, 내측에는 상기 메인컨베이어로부터 기판을 이송받거나 상기 로딩컨베이어로 기판을 전송할 수 있게 기판을 상,하 방향으로 이동시킴과 동시에 이송시킬 수 있도록 승강 가능하게 설치되는 복수의 컨버터가 구비될 수 있다.The fourth turning conveyor is composed of a main conveyor installed in the rear end of the anti-reflection coating unit and a connection conveyor installed in the transverse direction and a loading conveyor installed in the front end of the plurality of electrode printing units, respectively, Conveyor belts are provided to be spaced apart to support the left and right ends of the substrate, respectively, and move the substrate in the up and down directions to receive the substrate from the main conveyor or to transfer the substrate to the loading conveyor. And it may be provided with a plurality of converters are installed so as to be able to lift and move at the same time.
또한 본 발명의 상기 제2,3로딩존에는 상기 기판의 공정 품질을 모니터링 할 수 있는 제1,2모니터링부가 각각 구비되어 상기 제2,3방향전환 컨베이어로부터 기판을 자동 이송받을 수 있게 설치된다.In addition, the second and third loading zones of the present invention are provided with first and second monitoring units for monitoring the process quality of the substrate, respectively, so as to automatically receive the substrate from the second and third turning conveyors.
또 상기 제4로딩존에는 상기 기판의 공정품질을 모니터링 할 수 있는 제3모니터링부가 구비되어 상기 제4방향전환 컨베이어로부터 기판을 자동 이송받을 수 있게 설치된다.In addition, the fourth loading zone is provided with a third monitoring unit for monitoring the process quality of the substrate is installed to automatically transfer the substrate from the fourth turning conveyor.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 첫째, 다결정 실리콘 태양전지와 단결정 실리콘 태양전지를 하나의 공정 라인에서 동시에 제조할 수 있어 공장 자동화에 따른 양산성 제고 및 설비 비용 절감의 효과가 있고, 둘째, 태양전지의 종류에 따른 다양한 시장 수요에 효과적으로 대응할 수 있으며, 셋째, 공정 효율의 향상을 통해 생산성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 있고, 넷째, 각 공정 단계에서 공정 품질을 검사할 수 있어 태양전지의 불량률 감소는 물론 고품질의 태양전지를 제조할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention is, firstly, it is possible to manufacture a polycrystalline silicon solar cell and a single crystal silicon solar cell at the same time in one process line has the effect of improving the mass production and equipment cost according to the factory automation, second, the solar Third, it can effectively respond to various market demands according to the type of battery. Third, the productivity can be improved significantly by improving process efficiency. Fourth, process quality can be inspected at each process step. As well as reducing, there is an effect that can produce a high quality solar cell.
이하 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 태양전지 제조 공정 시스템의 개략 평면도를 나타낸 것이다.1 is a schematic plan view of a solar cell manufacturing process system of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명은 텍스처링유닛(10), 확산유닛(20), 산화막 제거유닛(30), 반사 방지막 코팅유닛(40), 전극 인쇄유닛(50), 및 P-N접합 분리유닛(60)으로 구성된다.As shown, the present invention is a
본 발명의 태양전지 제조 공정 시스템의 전단부 및 후단부에는 다결정 또는 단결정 실리콘 웨이퍼(이하 '기판' 이라 함)를 공급하는 기판투입부(100) 및 기판선별부(190)가 각각 구비될 수 있으며, 기판투입부(100)와 기판선별부(190)에는 기판(300)이 자동 투입 또는 배출될 수 있게 컨베이어(도시하지 않음)가 설치될 수 있을 것이다. The front end and the rear end of the solar cell manufacturing process system of the present invention may be provided with a
한편 본 발명의 상기 공정 유닛들은 기판(300)을 연속 처리할 수 있도록 순차적으로 연결 설치되며, 텍스처링유닛(10)의 전단부, 텍스처링유닛(10)과 확산유닛(20)의 연결부, 확산유닛(20)과 산화막 제거유닛(30)의 연결부, 및 반사 방지막 코팅유닛(40)과 전극 인쇄유닛(50)의 연결부에는 다결정 또는 단결정 기판(300)을 선택적으로 자동 로딩시킬 수 있도록 제1,2,3,4로딩존(110,120,130,140)이 각각 구비된다.On the other hand, the process units of the present invention are connected in order to sequentially process the
또한 제2,3,4로딩존(120,130,140)에는 공정품질을 검사할 수 있는 제1,2,3모니터링부(160,170,180)가 설치된다.In addition, the second, third and
먼저 텍스처링유닛(10)은 기판(300)이 실리콘 덩어리인 잉곳으로부터 박판 형태로 절단될 때 발생된 표면 손상을 제거함과 동시에 표면을 미세한 피라미드 또는 요철 구조화하는 표면 조직화(texrure) 공정을 수행하는 장치이다.First, the
상기와 같은 텍스처링유닛(10)은 기판(300) 표면 조직화 공정을 통해 기판(300)의 표면적을 향상시키고, 표면 반사율을 저하시켜 광 흡수율을 향상시킴으로써, 태양전지의 효율을 향상시키고자 하는 것이다.The
텍스처링유닛(10)은 복수의 확산부, 즉 다결정 기판을 처리하는 롤러 딥(roller- dip) 방식의 인라인 멀티 텍스처링부(11)와 단결정 기판을 처리하는 카세트 딥(cassette-dip) 방식의 카세트 싱글 텍스처링부(16)로 구성된다.The
이때 인라인 멀티 텍스처링부(11)와 카세트 싱글 텍스처링부(16)는 서로 이격되게 병렬 설치되며, 통상적인 "wet-station" 설비를 이용한 습식 식각법을 통해 기판(300) 표면을 텍스처링하게 된다.In this case, the inline
이하 인라인 멀티 텍스처링부(11)와 카세트 싱글 텍스처링부(16)를 도 2와 도 3을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the inline
도 2는 롤러 딥 방식의 인라인 멀티 텍스처링부(11)의 개략적인 측면도를 나타낸 것이고, 도 3은 카세트 딥 방식의 카세트 싱글 텍스처링부(16)의 개략적인 측면도를 나타낸 것이다.FIG. 2 is a schematic side view of the roller dip type inline
롤러 딥 방식의 인라인 멀티 텍스처링부(11)는 다결정 기판(300)의 표면을 텍스처링 하는 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 일정량의 식각액(250)이 저장된 식각액저장조(12) 내에 롤러 컨베이어(13)를 설치하여 다결정 기판(300)이 식각액(250)에 잠긴 상태에서 이송되도록 함으로써, 식각액(250)에 의해 표면을 조직화하는 것이다.The roller dip type in-line
이때 기판(300)은 텍스처링 전에 통상적인 방법으로 세척과 건조(열풍 등) 공정이 수행될 수 있으며, 식각액(250)은 일반적으로 고온 상태의 NaCH 또는 KOH와 같은 강 알칼리 용액을 사용하게 된다.At this time, the
한편 식각액저장조(12)의 전,후단부에서 기판(300)을 이송 지지하는 복수의 롤러 컨베이어(13)는 상,하로 승강 가능하게 설치하여 외부 컨베이어(도시하지 않음)와 연결되게 함으로써, 기판(300)의 투입과 배출이 자동으로 이루어지도록 할 수 있을 것이다. On the other hand, the plurality of
또한 롤러 컨베이어(13)의 축 방향 길이를 길게 함으로써, 기판(300)을 횡 방향으로 다수 배치하여 동시에 다수개의 기판(300)이 처리되도록 할 수 있을 것이다.In addition, by lengthening the axial length of the
한편 단결정 기판(300)을 텍스처링 하는 카세트 딥 방식의 카세트 싱글 텍스처링부(16)는 도 3에 도시된 바와 같이, 수백 개의 기판(300)이 일정 간격으로 장입된 카세트(350)를 식각액(250)이 저장된 식각액저장조(17) 내의 보트(18)에 장착하여 기판(300)이 식각액(250)에 일정 시간 잠기도록 함으로써, 수백 개의 기판을 동시에 처리하게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the cassette
이때 식각액(250)은 일반적으로 상온 이하의 질산과 불산 혼합액을 사용하게 된다.In this case, the
여기서 기판(300)은 작업자가 직접 카세트(350)에 장입하거나, 또는 로봇을 설치하여 자동 장입한 후 식각액저장조(17)에 투입할 수 있을 것이다.Here, the
한편 도 4와 도 5는 확산유닛(20)을 구성하는 복수의 확산부의 개략적인 측단면도를 각각 나타낸 것이다.4 and 5 show schematic side cross-sectional views of the plurality of diffusion units constituting the
확산유닛(20)은 태양전지의 효율을 결정하는 가장 중요한 공정 중의 하나로서, P형 실리콘 웨이퍼에 N형 불순물(POCl3 또는 H3PO4 )을 고온에서 도핑(확산)시킴으로써, P형 실리콘 웨이퍼 외주면 전체에 N형 실리콘 웨이퍼가 적층된 P-N접합 구조의 기판(300)을 형성하는 것이다.
확산유닛(21)은 도 1에 도시된 바와 같이, 벨트 타입의 인라인 멀티 확산로(21)와 튜브 타입의 카세트 튜브 확산로(26)로 구성되며, 인라인 멀티 확산로(21)와 카세트 튜브 확산로(26)는 텍스처링유닛(10)의 각각의 확산부와 동일 축선상에서 연결되도록 서로 이격되어 병렬 설치된다.As shown in FIG. 1, the
벨트 타입의 인라인 멀티 확산로(21)는 도 4에 도시된 바와 같이, 확산챔버(22)가 구비되고, 롤러(25)에 의해 확산챔버(22)를 관통하여 순환 이송되는 컨베이어벨트(24)가 설치된다.As shown in FIG. 4, the belt type in-
이때 컨베이어벨트(24)는 제2로딩존(120)으로부터 기판(300)을 이송받을 수 있게 설치될 수 있을 것이다.In this case, the
한편 확산챔버(22)는 양측부에 기판(300) 투입구(22a)와 배출구(22b)가 각각 설치되고, 상부와 하부에는 고온의 분위기를 형성시키는 가열부(23)가 설치된다.On the other hand, the
이때 고온(약 1000℃)의 확산챔버(22) 내에는 인(P)을 포함한 불순물이 스프레이됨으로써, 기판(300)은 표면에 불순물 이온이 선증착된 후 내부로 확산되어 P-N접합 구조를 형성하게 되는 것이다.At this time, the impurity containing phosphorus (P) is sprayed into the
한편 튜브 타입의 카세트 튜브 확산로(26)는 도 5에 도시된 바와 같이, 일반적으로 고온의 분위기를 형성하는 열선이 설치된 석영튜브(28) 내에 단위 다발의 200 내지 400개의 기판(300)이 장입된 카세트(350)를 보트(27)에 설치하고, 석영튜브(28) 내에 불순물과 산소(O₂) 및 운반용 불활성 가스(N₂ 등) 등을 화살표와 같이 주입하여 다수개의 기판(300)을 동시에 처리하는 것이다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, 200-400
한편 산화막 제거유닛(30)은 확산유닛(20)에서 처리가 완료된 기판(300) 표면에 불필요하게 성장되는 산화막을 제거하는 것이다.On the other hand, the oxide
즉 산화막은 확산유닛(20)에서 인을 포함한 불순물이 기판(300)에 확산될 때, 인을 포함한 산화물(phosphorous silicate glass, PSG)이 실리콘 내부에 존재하는 불순물을 석출하여 표면에 성장되는 것으로서, 태양전지 효율을 저하시키는 원인이 된다.That is, when the oxide containing phosphorus diffuses onto the
여기서 산화막 제거유닛(30)은 일반적으로 5% 정도로 희석된 불산 용액에 기판(300)을 담궈 처리하는 것으로서 일반적인 "wet-station" 설비에서 처리하게 된다.In this case, the oxide
한편 반사 방지막 코팅유닛(40)은 기판(300) 표면으로 입사하는 빛의 반사손실을 방지하고, 빛의 굴절율과 두께를 조절하여 표면 반사를 최소화시키기 위해 기판(300) 표면에 반사 방지막(Antireflection coating, ARC)을 코팅하는 장치이다.On the other hand, the
반사 방지막 코팅유닛(40)은 통상적인 플라즈마 여기 화학 기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) 장비를 사용할 수 있으며, 일반적으로 질화 실리콘(SiNx)이나 SiO₂/TiO₂를 적층시켜 코팅함으로써, 상층에서 반사된 빛과 하층에서 반사된 빛이 서로 상쇄 간섭을 일으키도록 하여 기판(300) 표면에서의 빛 반사를 줄임과 동시에 특정 파장대의 선택성을 증가시켜 빛의 반사를 최소화시키는 것이다.The
한편 전극 인쇄유닛(50)은 태양전지에서 발생된 전하(charge)가 외부로 흐르도록 해주는 통로 역할을 하는 금속 전극(55,56)(도12에 도시함)을 기판(300) 표면에 프린팅 하는 것으로서, 양산성을 고려하여 복수로 병렬 설치될 수 있다.Meanwhile, the
전극 인쇄유닛(50)은 기판(300)의 전면과 후면에 스크린 프린팅으로 전극 패턴을 인쇄하는 것으로서, 일반적으로 은(Ag)이나 알루미늄(AL) 등이 사용되며, 건조 및 소성(firing) 과정을 통해 이루어진다.
즉 전극 인쇄유닛(50)은 고온 열처리를 통해 금속이 실리콘 표면에 녹아 침 투되어 화학적 결합을 유도함으로써, 저항을 최소화하고 전류 흐름을 향상시키는 것이다.That is, the
이때 전극 패턴은 일반적으로 빛의 흡수 손실과 면저항을 고려하여 grid pattern으로 설계하게 되며, 다수개의 일정 간격의 finger 전극과 이에 교차 형성되는 복수의 버스 바(bus-bar)로 구성된다.In this case, the electrode pattern is generally designed in a grid pattern in consideration of light absorption loss and sheet resistance. The electrode pattern is composed of a plurality of predetermined intervals of finger electrodes and a plurality of bus bars intersected therewith.
이때 기판(300)에 형성되는 전하는 실리콘과 전극(55,56)과의 접촉저항, 금속 전극(55,56) 자체의 저항, 기판(300) 자체의 저항, 및 전자가 인접된 그리드(grid)까지 이동할 때 받는 에미터층에서의 저항 등 많은 저항을 받게 된다.In this case, the charges formed on the
따라서 전극(55,56)은 빛의 유효 입사 면적이 최소화되는 범위 내에서 기판(300) 상에 적절한 면적을 차지할 수 있도록 버스바의 폭이나 finger 폭 또는 이격거리 등을 적절히 조합하여 패턴화되며, 일반적으로 금속 전극(55) 면적이 기판 전체 면적의 6~8% 정도를 점유하도록 형성된다.Accordingly, the
한편 전극 인쇄유닛(50) 후단부에는 P-N접합 분리유닛(60)이 설치된다.On the other hand, the P-N
P-N접합 분리유닛(60)은 누설 전류의 발생을 방지하기 위하여 P-N접합 상태의 기판(300) 외측부의 N층(에미터층) 일부를 분리 제거하는 단계로서, 일반적으로 레이저 식각장치를 이용한 레이저 분리법(laser isolation), 또는 플라즈마를 이용하는 플라즈마 식각법 (plasma edge isolation), 또는 식각액을 이용하는 습식 식각법(wet etch) 등을 통해 기판(300)을 식각 처리하게 된다.The PN
즉 기판(300)은 확산(도핑)공정의 특성상 P형 웨이퍼의 외주면 전체에 인(P)이 확산되어 N형의 에미터층이 P형 웨이퍼의 외주면 전체를 둘러싸게 되는 P-N접합 을 형성하기 때문에 기판(300) 상부의 테두리를 따라 N층을 식각 처리하여 상부와 하부가 전기적으로 분리되도록 하는 것이다.In other words, the
한편 본 발명의 태양전지 제조 공정 시스템의 제1,2,3,4로딩존(110,120,130,140)에는 다결정 기판(300)과 단결정 기판(300)을 선택적으로 이송시키거나 복수의 방향으로 이송시킬 수 있도록 제1,2,3,4방향전환 컨베이어(210,220,230,240)가 각각 설치된다.Meanwhile, the first, second, third, and
제1로딩존(110)의 제1방향전환 컨베이어(210)는 기판투입부(100)로부터 투입되는 다결정 또는 단결정 기판(300)을 선택적으로 인라인 멀티 텍스처링부(11)와 카세트 싱글 텍스처링부(16)로 각각 공급하는 것으로서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다. The
도 6은 제1로딩존(110)의 평면도를, 도 7은 제1방향전환 컨베이어(210)의 부분 확대도를, 도 8은 컨버터(200)의 개략적인 측면도를 각각 나타낸 것이다.6 is a plan view of the
제1방향전환 컨베이어(210)는 도 6에 도시된 바와 같이, 메인컨베이어(211)와 연결컨베이어(214) 및 로딩컨베이어(217)로 구성된다.As shown in FIG. 6, the
메인컨베이어(211)는 기판투입부(100)와 동일 축선 상에 연결 설치되며, 기판(300)의 좌,우측 하단부를 각각 지지할 수 있게 롤러에 의해 순환 이송되는 컨베이어벨트(211a)가 이격되게 양측 프레임에 각각 설치되고, 그 내측부에는 두 개의 컨버터(200)가 기판(300) 이송 방향으로 이격되게 설치된다.The
컨버터(200)는 기판(300)을 지지함과 동시에 이송시킬 수 있도록 복수의 지지롤러(205)가 회전 가능하게 구비되며, 일반적인 볼스크류나 LM가이드 등을 구동 하여 승강 가능하게 설치할 수 있을 것이다.The
한편 연결컨베이어(214)는 두 개의 컨버터(200)에 각각 대응되게 설치하되, 컨버터(200)로부터 기판(300)을 이송받을 수 있도록 일단이 메인컨베이어(211)의 양측 프레임에 각각 인접되도록 설치된다.On the other hand, the
이때 연결컨베이어(214)는 메인컨베이어(211)와 마찬가지로 한 쌍의 컨베이어벨트(214a)가 롤러에 의해 순환 이송되도록 이격되게 설치되며, 기판(300)을 로딩하는 로딩컨베이어(217)의 개수에 대응되게 다수개의 컨버터(200)가 내측부에 승강 가능하게 설치된다.In this case, like the
여기서 연결컨베이어(214)의 컨베이어벨트(214a)는 메인컨베이어(211)의 컨베이어벨트(211a)보다 약간 높은 위치에 설치됨과 동시에 컨버터(200)에 의해 상향 이동된 기판(300)을 이송받을 수 있도록 컨버터(200)에 충분히 인접되도록 설치된다.Here, the
컨버터(200)의 지지롤러(205)는 기판(300)을 메인컨베이어(211)와 연결컨베이어(214)의 이송 방향과 직각 방향으로 이송시킬 수 있도록 각각 설치된다.The
한편 로딩컨베이어(217)는 연결컨베이어(214)의 컨버터(200)로부터 기판(300)을 전달받아 인라인 멀티 텍스처링부(11)와 카세트 싱글 텍스처링부(16)에 각각 로딩시키는 것으로서, 로딩컨베이어(217)에 설치되는 컨베이어벨트는 연결컨베이어(214)에 설치된 컨버터(200)가 기판(300)을 상향 이동시켰을 때 기판(300)을 이송받을 수 있도록 연결컨베이어(214)의 컨베이어벨트(214a)보다 약간 높은 위치에서 인접 설치될 것이다.Meanwhile, the
이하, 제1방향전환 컨베이어(210)의 작동과정을 설명한다.Hereinafter, an operation process of the
먼저 기판투입부(100)로부터 다결정 기판(300)이 투입되는 경우에는 기판(300)은 메인컨베이어(211)에 의해 메인컨베이어(211)의 최후단부 내측에 설치된 컨버터(200) 상부 위치까지 이송된다.First, when the
이때 컨버터(200)는 상향 이동하여 기판(300)을 메인컨베이어(211)의 컨베이어벨트(211a)와 분리시킴과 동시에 메인컨베이어(211)의 이송 방향과 직각 방향으로 이송시켜 연결컨베이어(214)에 탑재시키게 되며, 연결컨베이어(214)는 탑재된 기판(300)을 로딩컨베이어(217)에 대응되게 설치된 각각의 컨버터(200) 상부 위치까지 이송시키게 되는 것이다.At this time, the
여기서 연결컨베이어(214)의 컨버터(200)는 기판(300)을 다시 상향 이동시킴과 동시에 로딩컨베이어(217)에 탑재시켜 인라인 멀티 텍스처링부(11)에 로딩되도록 하는 것이다.In this case, the
한편 단결정 기판(300)이 투입되는 경우에는, 기판(300)은 메인컨베이어(211)에 구비된 첫번째 컨버터(200)의 위치까지 이송된 후, 상기 다결정 기판(300)의 이송 과정과 동일한 방법으로 카세트 싱글 텍스처링부(16)로 투입된다.On the other hand, when the
이때 단결정 기판(300)은 로딩컨베이어(217)에 의해 이송된 후, 작업자나 또는 로봇에 의해 별도로 구비되는 카세트(도시하지 않음)에 장착된 후 카세트 싱글 텍스처링부(16)의 식각액저장조(17)에 투입되는 것이다.At this time, the
따라서 제1방향전환 컨베이어(210)는 다결정 및 단결정 기판(300)을 선택적으로 인라인 멀티 텍스처링부(11)와 카세트 싱글 텍스처링부(16)로 각각 로딩시키 게 되는 것이다.Accordingly, the
한편 제2로딩존(120)에는 제2방향전환 컨베이어(220)가 설치된다.Meanwhile, a
이하 도 9를 참조하여 제2방향전환 컨베이어(220)를 상세히 설명한다.Hereinafter, the
도 9는 제2로딩존(120)의 평면도를 나타낸 것이다.9 illustrates a plan view of the
제2방향전환 컨베이어(220)는 텍스처링유닛(10)의 인라인 멀티 텍스처링부(11)와 카세트 싱글 텍스처링부(16)로부터 이송되는 기판(300)을 선택적으로 확산유닛(20)의 인라인 멀티 확산로(21) 또는 카세트 튜브 확산로(26)로 이송시키는 것으로, 메인컨베이어(221)와 연결컨베이어(224) 및 로딩컨베이어(227)로 구성된다.The
메인컨베이어(221)는 인라인 멀티 텍스처링부(11)와 카세트 싱글 텍스처링부(16)의 단부에 각각 다수개가 병열 설치되며, 로딩컨베이어(227)는 인라인 멀티 확산로(21)와 카세트 튜브 확산로(26)에 기판(300)을 로딩시킬 수 있게 각각 다수개가 병렬 설치된다.A plurality of
이때 메인컨베이어(221)와 로딩컨베이어(227)는 동일 축(C) 방향으로 이격되도록 설치되며, 그 사이에는 한 쌍의 제1,2연결컨베이어(224a,224b)가 횡 방향으로 서로 충분히 인접되도록 설치된다.At this time, the
제1,2연결컨베이어(224a,224b)는 제1방향전환 컨베이어(210)의 연결컨베이어(214)와 동일한 구성으로 이루어지는 것으로서, 기판을(300)을 메인컨베이어(221)로부터 이송받거나, 로딩컨베이어(227)로 이송시킬 수 있게 각각의 메인컨베이어(221)와 로딩컨베이어(227)에 대응되게 다수개의 컨버터(200)가 설치된다.The first and
이때 기판(300)은 제1연결컨베이어(224a)의 컨버터(200)를 통해 직접 제2연결컨베이어(224B)의 컨버터(200)로 이송될 수도 있다.In this case, the
기판(300)을 이송시키기 위한 메인컨베이어(221), 연결컨베이어(224), 컨버터(200) 및 로딩컨베이어(227)의 작동 과정은 제1방향전환 컨베이어(210)의 작동 과정과 동일하다.The operation process of the
따라서 제2방향전환 컨베이어(220)는 다결정 또는 단결정 기판(300)을 각각 두 개의 방향으로 이송시킬 수 있게 된다.Accordingly, the
즉 첫번째는 인라인 멀티 텍스처링부(11) 또는 카세트 싱글 텍스처링부(16)에서 처리가 끝난 기판(300)을 제1,2연결컨베이어(224)의 컨버터(상향 이동 상태)에 순차로 전송하여 동일 축(C) 방향에 위치하는 로딩컨베이어(227)로 바로 이송하는 것이다.In other words, first, the
두번째는 기판(300)이 제1연결컨베이어(224a)의 컨버터(200)에 탑재된 상태에서 컨버터(200)의 하강에 의해 제1연결컨베이어(224a)의 컨베이어벨트에 안착되게 함으로써, 기판(300)은 제1연결컨베이어(224a)에 의해 횡 방향으로 이송된 후, 반대측에 위치한 제1,2연결컨베이어(224A,224B)의 컨버터(200)를 순차적으로 경유하여 로딩컨베이어(227)로 이송되는 것이다.Second, the
따라서 인라인 멀티 텍스처링부(11) 또는 카세트 싱글 텍스처링부(16)에서 처리가 완료된 기판(300)은 제2방향전환 컨베이어(220)에 의해 인라인 멀티 확산로(21)와 카세트 튜브 확산로(26)로 선택적으로 이송되는 것이다.Accordingly, the
한편 제3로딩존(130)에 설치되는 제3방향전환 컨베이어(230)는 인라인 멀티 확산로(21)와 카세트 튜브 확산로(26)에서 처리가 완료된 기판(300)을 하나의 산화막 제거유닛(30)으로 이송시키는 것으로서, 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 메인컨베이어(231)와 연결컨베이어(234) 및 로딩컨베이어(237)로 구성된다.On the other hand, the
메인컨베이어(231)와 연결컨베이어(234) 및 로딩컨베이어(237)의 구성과 작동 과정은 제1,2방향전환 컨베이어(21,220)와 동일한 것으로서, 로딩컨베이어(237)는 연결컨베이어(234)의 중앙부에 인접되게 설치되며, 이때 연결컨베이어(234)는 로딩컨베이어(237)의 일부와 연계되도록 분리 형성될 수도 있다.The configuration and operation of the
따라서 인라인 멀티 확산로(21) 또는 카세트 튜브 확산로(26)에서 배출된 기판(300)은 메인컨베이어(231), 연결컨베이어(234), 컨버터(200), 및 로딩컨베이어(237)를 통해 산화막 제거유닛(30)으로 투입되는 것이다. Therefore, the
한편 도 11은 제4로딩존(140)의 평면도를 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이, 제4로딩존(140)에 설치된 제4방향전환 컨베이어(240)는 반사 방지막 코팅유닛(40)으로부터 기판(300)을 이송받아 복수의 전극 인쇄유닛(50)으로 각각 이송하는 것으로서, 제3방향전환 컨베이어(230)와 동일한 구성의 메인컨베이어(241)와 연결컨베이어(244) 및 로딩컨베이어(247)로 구성된다.11 illustrates a plan view of the
이때 로딩컨베이어(247)는 횡 방향으로 설치된 연결컨베이어(244)의 양단부 측면에 연결되어 각각의 전극 인쇄유닛(50)에 대응되는 위치에 각각 설치된다.At this time, the
따라서 기판(300)은 메인컨베이어(241), 연결컨베이어(244), 컨버터(200), 및 로딩컨베이어(247)를 통해 각 전극 인쇄유닛(50)으로 전송되는 것이다.Accordingly, the
제1,2,3,4방향전환 컨베이어(210,220,230,240)는 별도로 설치되는 제어부(도 시하지 않음)에 의해 적절하게 콘트롤 됨으로써, 다결정 또는 단결정 기판(300)을 선택적으로 이송시키게 될 것이다.The first, second, third, and four-
한편 제2,3,4로딩존(120,130,140)에는 제1,2,3모니터링부(160,170,180)가 각각 설치된다.Meanwhile, the first, second and
제1,2,3모니터링부(160,170,180)는 텍스처링유닛(10)과 확산유닛(20) 및 반사 방지막 코팅유닛(40)에서 처리가 완료된 기판(300)을 샘플링하여 공정품질을 검사하기 위한 것이다.The first, second, and
제1모니터링부(160)에는 기판(300) 표면 반사율 측정기와 라이프타임(life time) 측정기 및 에칭율 측정기가 설치된다.The
표면 반사율 측정기는 기판(300) 표면에서의 빛의 반사율을 측정하게 되고, 라이프타임 측정기는 빛에 의해 기판(300) 표면에 캐리어(carrier)가 생성된 후 소멸할 때까지의 시간을 측정하게 되며, 에칭율 측정기는 기판(300) 표면 조직의 에칭 균일도를 측정하게 된다.The surface reflectance measuring instrument measures the reflectance of light on the surface of the
재2모니터링부(170)에는 면저항 측정기 및 라이프타임 측정기가 설치된다.The
면저항 측정기는 기판(300) 표면의 면저항(sheet resistance)을 측정하는 것으로서, 면저항이 일정 값 이하로 유지되는지를 검사하게 된다.The sheet resistance measuring device measures sheet resistance of the surface of the
면저항은 캐리어에 의한 저항 손실이 커지기 때문에 표면 농도나 접합 깊이 또는 균일도 등의 요소와 함께 최적화되도록 관리된다.Sheet resistance is managed to be optimized with factors such as surface concentration, junction depth, or uniformity because the resistive losses caused by the carrier are large.
한편 제3모니터링부(180)에는 표면 반사율 측정기와 두께측정기 및 라이프타임 측정기가 설치된다.Meanwhile, the
표면 반사율 측정기는 빛의 반사율을 측정하게 되고, 두께 측정기는 빛이 굴절되어 적절하게 상쇄 간섭되기 위한 적정 두께를 측정하게 되며, 라이프타임 측정기는 캐리어의 수명을 측정하게 된다.The surface reflectance meter measures the reflectance of the light, the thickness meter measures the appropriate thickness for the light to be refracted and properly canceled out, and the lifetime meter measures the life of the carrier.
한편 제1,2,3모니터링(160,170,180)부에 설치되는 상기와 같은 측정기는 일반적인 측정 모듈이 사용될 수 있으며, 제2,3,4로딩존(120,130,140)에 횡 방향으로 설치된 연결컨베이어(224,234,244)로부터 기판(300)을 이송받을 수 있게 연결컨베이어(224,234,244)의 단부에 각각 연결되도록 설치되는 것이 바람직하다. On the other hand, the above-described measuring device installed in the first, second, third monitoring (160, 170, 180) may be used a general measurement module, from the connection conveyors (224,234,244) installed in the second, third, fourth loading zone (120, 130, 140) in the transverse direction Preferably, the
한편 도 12는 각 공정별 기판의 일반적인 상태 변화를 개략적으로 나타낸 단면도이다.12 is a cross-sectional view schematically showing a general state change of the substrate for each process.
도시된 바와 같이, P-형 실리콘 웨이퍼의 기판(300)은 텍스처링유닛(10) 공정을 통해 표면이 식각되어 미세한 요철부를 형성하게 되고, 확산유닛(20)에서는 인을 포함한 N형 불순물이 표면에 일정 깊이만큼 확산되어 에미터층(N층)을 형성하게 된다.As shown, the surface of the
한편 기판(300)은 반사 방지막 코팅유닛(30)에 의해 반사 방지막이 표면에 코팅된 후, 전극 인쇄유닛 공정에서 상부면과 하부면에 금속 전극(55,56)이 각각 침투 형성된다.On the other hand, after the anti-reflective coating is coated on the surface of the
전극(55)은 설계 조건에 따라 다양하게 형성될 수 있을 것이다.The
한편 기판(300)은 P-N접합 분리유닛(60)에서 양측면의 에미터층이 제거됨으로써, 최종적으로 하나의 태양전지 셀을 형성하게 되는 것이다.On the other hand, the
따라서 본 발명은 다결정 실리콘 웨이퍼와 단결정 실리콘 웨이퍼를 각각의 공정 특성에 맞게 하나의 공정 라인에서 선택적으로 제조할 수 있게 되어 공장 자동화에 따른 양산성을 확보함과 동시에 설비 비용을 현저히 절감할 수 있으며, 제1,2,3모니터링부를 통해 기판(300)의 공정 품질을 각각의 공정완료 직 후 검사함으로써, 기판(300)의 불량률을 최소화하여 고품질의 태양전지를 제조할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the present invention can selectively manufacture a polycrystalline silicon wafer and a single crystal silicon wafer in one process line according to the respective process characteristics to ensure mass production by factory automation and at the same time significantly reduce the equipment cost, By inspecting the process quality of the
이상, 상기의 실시 예는 단지 설명의 편의를 위해 예시로서 설명한 것에 불과하므로 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다.As described above, the above embodiments are merely described as examples for convenience of description and are not intended to limit the scope of the claims.
도 1은 본 발명의 태양전지 제조 공정시스템의 개략적인 평면도,1 is a schematic plan view of a solar cell manufacturing process system of the present invention;
도 2는 본 발명의 인라인 멀티 텍스처링부의 개략 측단면도,2 is a schematic side cross-sectional view of an inline multi-texturing portion of the present invention;
도 3은 본 발명의 카세트 싱글 텍스처링부의 개략 측단면도,3 is a schematic side cross-sectional view of a cassette single texturing portion of the present invention;
도 4는 본 발명의 인라인 멀티 확산로의 개략 측단면도,4 is a schematic side cross-sectional view of an inline multidiffusion furnace of the present invention;
도 5는 본 발명의 카세트 튜브 확산로의 개략 측단면도,5 is a schematic side cross-sectional view of a cassette tube diffusion path of the present invention;
도 6은 본 발명의 제1로딩존의 평면도,6 is a plan view of the first loading zone of the present invention;
도 7은 본 발명의 제1방향전환 컨베이어의 부분 확대도,7 is an enlarged view of a part of the first turning conveyor of the present invention;
도 8은 본 발명의 제1방향전환 컨베이어의 부분 측단면도,8 is a partial side cross-sectional view of the first diverting conveyor of the present invention;
도 9는 본 발명의 제2로딩존의 평면도,9 is a plan view of a second loading zone of the present invention;
도 10은 본 발명의 제3로딩존의 평면도,10 is a plan view of a third loading zone of the present invention;
도 11은 본 발명의 제4로딩존의 평면도,11 is a plan view of a fourth loading zone of the present invention;
도 12는 기판의 공정별 상태 변화를 나타낸 측단면도이다.12 is a side cross-sectional view illustrating a state change of each substrate of the substrate.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 텍스처링유닛 11 : 인라인 멀티 텍스처링부10: texturing unit 11: inline multi texturing unit
12,17 : 식각액저장조 13 : 롤러 컨베이어12,17: etching liquid storage tank 13: roller conveyor
16 : 카세트 싱글 텍스처링부 16: cassette single texturing unit
18,27 : 보트 20 : 확산유닛18,27: boat 20: diffusion unit
21 : 인라인 멀티 확산로 22 : 확산챔버21: In-line multi diffusion furnace 22: Diffusion chamber
22a : 투입구 22b : 배출구 22a:
23 : 가열부 24 : 컨베이어벨트23: heating part 24: conveyor belt
25 : 롤러 26 : 카세트 튜브 확산로25
28 : 석영튜브 30 : 산화막 제거유닛28: quartz tube 30: oxide film removing unit
40 : 반사 방지막 코팅유닛 50 : 전극 인쇄유닛40: antireflection coating unit 50: electrode printing unit
55,56 : 전극 60 : P-N접합 분리유닛55,56
100 : 기판투입부 110 : 제1로딩존100: substrate loading portion 110: the first loading zone
120 : 제2로딩존 130 : 제3로딩존120: second loading zone 130: third loading zone
140 : 제4로딩존 160 : 제1모니터링부140: fourth loading zone 160: first monitoring unit
170 : 제2모니터링부 180 : 제3모니터링부170: second monitoring unit 180: third monitoring unit
190 : 기판선별부 200 : 컨버터190: substrate selection unit 200: converter
205 : 지지롤러 210 : 제1방향전환 컨베이어205: support roller 210: first turning conveyor
211,221,231,241 : 메인컨베이어211,221,231,241: Main Conveyor
214,224,234,244 : 연결컨베이어214,224,234,244: Conveyor
217,227,237,247 : 로딩컨베이어217,227,237,247: Loading Conveyor
211a,214a : 컨베이어벨트 224a : 제1연결컨베이어211a, 214a:
224b : 제2연결컨베이어 250 : 식각액224b: second connection conveyor 250: etching solution
300 : 기판 350 : 카세트300: substrate 350: cassette
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |