KR101092469B1 - 태양 전지 및 그 제조 방법 - Google Patents

태양 전지 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101092469B1
KR101092469B1 KR1020090017946A KR20090017946A KR101092469B1 KR 101092469 B1 KR101092469 B1 KR 101092469B1 KR 1020090017946 A KR1020090017946 A KR 1020090017946A KR 20090017946 A KR20090017946 A KR 20090017946A KR 101092469 B1 KR101092469 B1 KR 101092469B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solar cell
emitter layer
electrode lines
electrode
point
Prior art date
Application number
KR1020090017946A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100099449A (ko
Inventor
김진아
김종환
정일형
윤주환
이영현
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to KR1020090017946A priority Critical patent/KR101092469B1/ko
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to US12/715,886 priority patent/US20100224228A1/en
Priority to EP18200936.5A priority patent/EP3454381B1/en
Priority to EP10748929.6A priority patent/EP2356695B1/en
Priority to PCT/KR2010/001286 priority patent/WO2010101387A2/en
Publication of KR20100099449A publication Critical patent/KR20100099449A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101092469B1 publication Critical patent/KR101092469B1/ko
Priority to US13/472,151 priority patent/US9070798B2/en
Priority to US14/733,041 priority patent/US9478680B2/en
Priority to US15/276,916 priority patent/US9947811B2/en
Priority to US15/918,496 priority patent/US20180204965A1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022466Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0236Special surface textures
    • H01L31/02363Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 태양 전지는 제1 도전형 불순물이 도핑된 실리콘 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 일면에 제1 도전형과 반대 극성을 갖는 제2 도전형 불순물이 도핑된 에미터층; 상기 에미터층과 전기적으로 연결되는 복수의 포인트 접촉부; 및 복수의 상기 포인트 접촉부를 전기적으로 연결하는 복수의 전극 라인을 포함하고, 그 제조방법은 반도체 기판의 일면에 에미터층을 형성하는 단계; 상기 에미터층과 전기적으로 연결되는 복수의 포인트 접촉부(point-contact)를 형성하는 단계; 및 복수의 상기 포인트 접촉부를 전기적으로 연결하는 복수의 전극 라인을 형성하는 단계를 포함한다.
태양 전지, 포인트 접촉부, 핑거

Description

태양 전지 및 그 제조 방법{SOLAR CELL AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 태양 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
태양 전지(solar cell)는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 반도체 소자로서 p형의 반도체와 n형 반도체의 접합 형태를 가지므로 그 기본 구조는 다이오드와 유사하다. 반도체의 pn 접합으로 만든 태양 전지에 반도체의 에너지 밴드갭보다 큰 에너지를 가진 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성된다.
태양광에 의해 발생된 전자-정공이 p-n 접합부에 형성된 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 모이게 됨에 따라 p-n 접합부 간에 광기전력이 발생한다. 양단의 전극에 부하를 연결하면 전류가 생성되어 전력을 생산하게 된다.
태양 전지 제조 기술은 태양 전지 종류에 따라 실리콘 태양 전지와 화합물 반도체 태양 전지 등으로 크게 분류할 수 있다. 실리콘 태양전지는 크게 단결정 및 다결정 실리콘 태양 전지로 분류 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양 전지의 광전 변환 효율을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지는 제1 도전형 불순물이 도핑된 실리콘 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 일면에 제1 도전형과 반대 극성을 갖는 제2 도전형 불순물이 도핑된 에미터층; 상기 에미터층과 전기적으로 연결되는 복수의 포인트 접촉부; 및 복수의 상기 포인트 접촉부를 전기적으로 연결하는 복수의 전극 라인을 포함하고, 그 제조방법은 반도체 기판의 일면에 에미터층을 형성하는 단계; 상기 에미터층과 전기적으로 연결되는 복수의 포인트 접촉부(point-contact)를 형성하는 단계; 및 복수의 상기 포인트 접촉부를 전기적으로 연결하는 복수의 전극 라인을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전면 전극과 에미터층이 포인트 접촉(point contact)하도록 형성함으로써 캐리어의 라이프 타임(life-time)을 증가시키고,수광 면적을 최대화하여 태양 전지의 광전 변환 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 공정 순서도이다.
도 1을 참고로 하면, ⑴ 표면 조직화 공정(S10), ⑵ p-n 접합을 위한 불순물 확산 공정(S20), ⑶ PSG 제거 공정(S30) ⑷ 반사 방지막 코팅 공정(S40), ⑸ 금속 전극의 형성 공정(S50), ⑹ 에지 분리 공정(S60) 로서 크게 구분할 수 있다. 본 발명은 금속 전극의 형성 공정(50)에 관한 것이다.
⑴ 표면 조직화(surface texturization) 공정(S10)
반도체 기판(101)은 단결정, 다결정 또는 비정질 실리콘 반도체이고, 3족 원소인 B, Ga, In 등의 p형 불순물이 도핑되어 있다.
본 발명에서는 p형 불순물 또는 n형 불순물을 제1 도전형이라 하고, 제1 도전형과 반대 극성을 갖는 불순물을 제2 도전형 불순물이라 한다.
표면 조직화 공정(S10)의 목적은 기판 전면에서의 반사율을 감소시키고 태양 전지 내에서 빛의 통과 길이를 길게 하며, 후면으로부터의 내부 반사를 이용하여 흡수된 빛의 양을 증가시키는 위한 것이다. 실리콘 표면에 임의로 생성되는 기포가 식각을 느리게 하는 특성을 이용하여 TMAH(tetramethy lammonium hydroxide), KOH, NaOH와 같은 염기성 용액으로 실리콘 표면을 텍스처링할 수 있다.
⑵ 불순물 확산 공정(S20)
불순물 확산 공정(S20)은 p-n 접합을 위한 n형 에미터층(102)을 형성하는(doping) 공정으로서, 접합을 형성하기 위하여 p형 기판(101)에 n형 에미터층(102)을 만들기 위해 POCl3 등을 고온에서 확산시키는 공정이다.
확산로 내에 5족 원소인 P, As, Sb 등의 n형 불순물 소스를 산소 가스와 함께 주입하여 열산화 반응을 일으켜 기판의 상부 표면에 n형 불순물이 함유된 산화막을 일정한 두께로 형성한다.
그리고 나서, 확산로의 온도를 상승시켜 산화막 내에 포함된 n형 불순물을 기판의 상부 표면으로 드라이브인(drive-in)시킨다. 그러면, 산화막에 포함된 n형 불순물이 기판의 표면을 통해 내부로 확산됨으로써, 기판의 상부에 일정한 두께로 n형 실리콘 반도체층으로 이루어진 에미터층(102)이 형성된다.
⑶ 산화막(PSG) 제거 공정(S30)
n형 도핑시 형성된 산화막(인화실리케이트유리, PSG,103) 제거 공정은 n형 확산의 선증착 공정이 마무리되면 POCl3 과 산소가 반응하여 인을 포함한 산화막(phosphorous silicate glass, PSG,103) 이 형성된다. PSG 층(103)은 실리콘 내부에 존재하는 불순물을 석출(gettering)하여 포함하고 있기 때문에 도핑 공정 이후에 제거하여야 한다.
⑷ 반사방지막 코팅 공정(S40)
에미터층(102) 상부에 반사 방지막(104)을 형성한다. 반사방지막(104)은 상층에서 반사된 빛과 하층에서 반사된 빛이 서로 상쇄 간섭을 일으키도록 함으로써 태양 전지 표면에서의 빛 반사를 줄이고, 특정 파장 영역의 선택성을 증가시키기 위해 사용된다. 반사방지막(104)의 코팅 공정은 태양 전지의 반사도를 낮춰 효율을 올리기 위해 텍스처된 표면에 얇은 막을 증착하는 공정이다. 반사방지막은 TiO2, SiNx 등을 플라즈마 여기 화학기상증착법(PECVD), 스퍼터링(Sputtering), 스핀 코팅(spin coating) 등의 방법에 의해 형성한다.
⑸ 금속 전극의 형성 공정(S50)
일반적으로 금속 전극(105)의 형성은 웨이퍼 양면에 전면 전극(105a) 및 후면 전극(105b)을 형성하기 위해서 스크린 프린트 방식으로 금속 분말을 인쇄한 후 건조 및 소성을 통해 전극을 형성하는 공정이다.
이 때, 전면 전극(105a)은 에미터층(102)과 포인트로 접촉하는 포인트 접촉부(150c)와 전극 라인인 핑거(finger;105a)로 구성된다.
전면 전극(105a)이 에미터층(102)과 포인트(point)로 접촉하므로, 전면 전극(105a)이 에미터층(102)의 접촉 면적을 줄임으로써, 캐리어의 수명이 증가하는 효과를 가져온다.
스크린 인쇄 공정은 인쇄기(printer), 스크린(screen) 제판, 금속 페이스트(metal paste) 3가지 부분으로 구성되며 개구부가 형성된 스크린 마스크 위에 도출된 페이스를 스퀴즈로 문질러 기판 표면에 금속 패턴을 형성하는 방법이다.
금속 전극(105)의 건조와 소성 공정은 스크린 인쇄된 금속 페이스트는 유기물 휘발을 위한 건조를 수행하고 금속 자체의 비저항을 줄이면서도 실리콘과 화학적인 접촉을 만들기 위해서 고온의 벨트형 소성로(belt furnace)에서 열처리를 수행하여 금속 인쇄를 마무리한다.
기판 표면에 인쇄된 금속은 시간 경과에 따라서 옆으로 선폭이 퍼지고 높이가 감소하므로 차광 손실을 주기 때문에 신속히 건조가 필요하다. 고온 소성의 목적은 전극을 적절한 열처리를 통해 금속 전극과 실리콘을 화학적으로 결합시켜 저항을 줄여 전류가 잘 흐르도록 하는 공정이다.
금속 전극(105)은 스크린 인쇄법 이외에도 통상적인 사진 식각 공정과 금속 증착 공정을 이용하여 형성할 수도 있다.
반도체 기판(101)과 후면 전극(105b) 사이에 1층 이상의 유전체층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
⑹ 에지 분리(edge isolation) 공정(S60)
에지 분리 공정(S60)은 불순물 확산 공정(S20)을 통해 웨이퍼의 모든 표면이 n층으로 연결되어 있으므로 p-n 접합을 이용하기 위하여 연결된 n층을 분리시키는 공정이다. 에지 분리가 잘되지 않을 경우, 분리되지 않은 n층을 통해 누설 전류가 흐르게 되고, 누설 전류가 많아지면 병렬 저항 성분이 작아진다. 에지 분리 방법에는 ⑴ 플라즈마를 이용해 에너지를 가진 입자(이온)가 직접 표면에 충돌하여 측면 부분을 제거하는 플라즈마 식각법, ⑵ 레이저 광원을 이용하여 웨이퍼 표면을 직접 식각하는 레이저 분리법 및 ⑶ 질산과 불산이 혼합된 용액 위로 웨이퍼가 떠서 이동하게 처리하는 습식법 등이 있다. 에지 분리(edge isolation) 공정은 금속 전극을 형성하기 전에도 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 금속 전극의 형성 공정의 세부적인 공정도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 반도체 기판의 전면에 전극 라인을 형성하기 전, 포인트 접촉부(point contact)가 형성된 태양 전지의 평면도이고, 도 4는 본발명의 실시예에 따라, 전면에 전극 라인(핑거, finger)이 형성된 태양 전지의 평면도이다.
도 5는 본발명의 실시예에 따라, 전면에 전극 라인(핑거, finger)이 형성된 태양 전지의 사시도이고, 도 6은 도 4의 태양전지를 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 도시한 단면도 이다.
도 2 내지 도 6을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 금속 전극의 형성 공정은 다음과 같다.
① 후면 전극의 인쇄 및 건조(S51)
② 전면 전극과 에미터층과의 포인트 접촉부 형성(S52)
③ 동시 소성(Co-firing)(S53)
④ 핑거(finger) 및 버스바(bus bar)의 인쇄 및 건조(S54)
일반적으로 결정질 실리콘 태양 전지에서 전면 전극은 핑거(finger)와 핑거(finger)와 수직 방향으로 배치된 버스바(bus bar)로 구성된다. 핑거(finger)는 일반적으로 두께 10~30㎛, 너비100~120㎛를 가지며 전류를 모아 주는 역할을 한다. 버스바(bus bar)는 너비 1.4~1.7 mm를 가지며, 핑거(finger)로부터 모아진 전류의 통로(path) 역할을 한다. 이러한 핑거(finger)와 버스바(bus bar)는 패턴화된 마스크(mask)를 통해 프린팅하여 건조(drying) 및 소성(firing) 공정을 거쳐서 형성된다.
전면 전극의 설계는 핑거(finger)와 버스바(bus bar)의 저항을 최소화할 뿐만 아니라 전면 전극과 관련된 손실을 전체적으로 감소시키는 것을 포함한다. 손실 성분에는 에미터에서의 저항 손실, 금속 전극에서의 저항 손실, 그리고 그늘짐(shading) 손실이 있다.
전극 설계에 있어서, 중요한 요소는 에미터에서의 저항 손실이다. 에미터에서의 전력 손실은 전극간 거리에 의존하고, 낮은 에미터 저항에서는 핑거 사이의 거리가 짧을수록 바람직하다.
그리드 저항은 전극에 사용되는 금속의 비저항과 전극 패턴 그리고 전극의 aspect ratio에 의해 결정된다. 태양 전지에서는 낮은 비저항의 금속과 높은 aspect ratio를 갖는 전극이 바람직하다.
그늘짐(shading) 손실은 태양 전지에서 표면에 금속 전극을 형성함으로써 광이 입사하지 못하여 생기는 손실 성분이다.
전면 표면의 투과도에 의해 결정되는 그늘짐(shading) 손실은 금속에 의해 덮인 표면의 비율로 정의된다. 따라서, 실제로 금속 전극의 폭을 최소화하는 것이 중요하다. 좁은 선폭을 형성하면 핑거(finger) 간의 거리를 더 가깝게 할 수 있고, 에미터 저항 손실을 줄일 수 있다.
전면 전극(105a)은 Ag, 후면 전극(105b)은 AgAl 및 Al 금속의 사용이 가장 일반적이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저 반도체 기판(101)의 후면에 Al 페이스트를 인쇄하여 열처리를 통해 건조한 후(S51), 반도체 기판(101)의 전면 위에 에미터층(102)과 전기적으로 연결되는 포인트 접촉부(150c)를 인쇄한 후, 열처리를 통해 건조하여 형성한다(S52). 반도체 기판(101)의 전면 위에 형성된 반사방지막(104) 바로 위에 포인트 접촉부(150c)가 형성될 수 있다. 한편, 포인트 접촉부(150c)는 전극 라인(105a, finger)와 전기적으로 연결되기 위해 주로 Ag 금속으로 형성될 수 있다. 그 밖에 상기 전극 라인은 Ag, Au, Al. Cu 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다.
상기 포인트 접촉부(150c)의 단면은 타원형을 포함한 원형 또는 사각형, 오각형 및 육각형등을 포함한 다각형 형상일 수 있다.
상기 포인트 접촉부(150c)의 단면이 원형인 경우, 상기 원형의 너비(D0)는 일정 너비(width) 이하로는 불가능한 Ag 페이스트(silver paste)입자의 특성을 고려할 때, 50-80㎛ 범위가 바람직하다.
한편, 이웃하는 상기 포인트 접촉부(150c) 간의 간격(W0)은 및 전자가 포인트 접촉부(150c)까지 수평 이동할 때 받는 에미터층 저항 및 전자의 이동 최소 거리를 고려할 때, 2-3㎜ 범위가 바람직하다.
도 2를 참조하면, 후면 전극과 전면 전극의 포인트 접촉부(150c)가 인쇄 및 건조된 후 한번의 고온 열처리로, 기판의 후면에는 후면 전계를 형성하고, 동시에 기판의 전면에는 Ag 페이스트에 포함된 저융점 유리 프릿 성분이 반사 방지막(104)을 뚫고 에미터층(102)과 접촉한다(Co-firing; S53).
상기 동시 소성(Co-firing) 방법 이외에도 스크린 프린트를 이용하여 태양 전지를 제조하는 방법에는 후면 전극을 인쇄하고 건조 및 고온 열처리하여 후면 전계를 먼저 형성하고, 전면 전극을 인쇄하고 건조 및 고온 열처리하여 에미터층과 접촉을 하는 방법(double firing)도 적용될 수 있다.
상기 소성(firing) 공정을 통해 Ag가 반사 방지막(anti reflection layer)을 관통하여(fire through), 에미터층과 접촉함으로써 금속 전극(105)과 에미터 층(102)과의 접촉(emitter contact)이 이루어진다.
이러한 과정에서 형성된 금속 전극과 에미터층 간의 접촉(emitter contact) 영역에서 재결합(recombination )이 일어나므로, 상기 접촉 영역을 최소화할 필요가 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 금속 전극과 에미터층 간의 접촉(emitter contact)이 기존의 복수의 라인이 아니라, 복수의 원형 또는 다각형 형상의 포인트로 접촉하므로(point contact), 금속 전극과 에미터층 간의 접촉(emitter contact) 영역을 현저히 줄일 수 있고, 이에 따라 재결합(recombination)이 줄어들어 캐리어(minority carrier)의 수명(lifetime) 이 증가함으로써 높은 광전 변환 효율을 가질 수 있다.
도 2및 도 4을 참조하면, 후면 전극과 전면 전극를 동시에 소성한 후, 포인트 접촉부(105c) 상부에 포인트 접촉부(150c)와 전기적으로 연결되도록 복수의 얇은 전극 라인(105a,finger)를 일정한 간격으로 병렬적으로 인쇄 및 건조한다(S54). 결과적으로 핑거(105a, finger)는 소성 단계를 거치지 않는다.
태양광 흡수를 막는 그늘짐 영역(shading area)으로 작용하던 핑거(105a, finger)가 건조 공정만 거치고, 소성(firing) 공정을 거치지 않으므로 퍼짐 현상이 발생하지 않는다. 이에 따라 상대적으로 금속 전극의 면적이 감소하고 태양광을 받는 유효 입사면적이 증가하며 광생성 전류가 증가되므로 태양 전지의 수광 면적을 넓힐 수 있다.
도 4를 참조하면, 태양 전지 전면의 금속 전극이 광반사와 광흡수의 차단을 하기 때문에 최소한의 면적으로 설계하여야 하므로, Ag 페이스트(silver paste)입자의 특성, 태양 전지의 수광 면적, 실리콘과 금속 간의 접촉 저항 및 금속 자체 저항 등을 고려할 때, 포인트 접촉부(150c)를 전기적으로 연결하는 복수의 전극 라인인 핑거(105a)의 너비(D1)는 상기 포인트 접촉부(150c)의 단면의 너비(D0)와 동일하게 50-80㎛ 범위로 설계할 수 있다. 이에 따라, 이웃하는 상기 핑거(105a)의 너비(W1)도 이웃하는 포인트 접촉부(150c) 간의 간격(W0)과 동일하게, 2-3㎜ 범위일 수 있다.
그러나, 소성 공정을 거치지 않는 핑거(105a)와는 달리 포인트 접촉부(150c)는 소성 공정을 거치므로 금속의 퍼짐 현상에 의해 포인트 접촉부(150c)의 표면적이 핑거(105a)의 표면적보다 넓어질 수 있다. 따라서 태양 전지의 수광 면적을 넓게 하기 위해서는 최종적으로는 포인트 접촉부(150c) 단면의 너비(D0)가 핑거(105a)의 너비(D1)보다 더 좁아지도록 설계할 수 있다.
반면에, 핑거(105a)를 투명 전극으로 스퍼터링 등의 방법을 통해 형성하여 태양광 효율을 더 높일 수 있다. 상기 투명 전극은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO), 주석계 산화물, 아연계 산화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다.
이처럼 핑거(105a)가 투명 전극인 경우에는 태양 전지의 수광 면적을 넓게 하기 위해 핑거(105a)의 너비(D1)를 포인트 접촉부(150c)의 너비보다 좁게 할 이유 가 없으므로, 포인트 접촉부(150c) 단면의 너비(D0)가 핑거(105a)의 너비(D1)보다 더 넓도록 설계하는 것도 가능하다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 금속 전극의 형성 공정의 세부적인 공정도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 반도체 기판의 전면에 전극 라인을 형성하기 전, 포인트 접촉부(point-contact)가 형성된 태양 전지의 평면도이고, 도 4는 본발명의 실시예에 따라, 전면에 전극 라인(핑거, finger)이 형성된 태양 전지의 평면도이다.
도 5는 본발명의 실시예에 따라, 전면에 전극 라인(핑거, finger)이 형성된 태양 전지의 사시도이고, 도 6은 도 4의 태양전지를 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 도시한 단면도이다.
*도면 부호에 대한 설명*
101: 반도체 기판 102: 에미터층
104: 반사방지막 105a: 전면 전극 라인(핑거, finger)
105b: 후면 전극 150c: 포인트 접촉부(point contact)
106: 버스바

Claims (20)

  1. 제1 도전형 불순물이 도핑된 실리콘 반도체 기판;
    상기 실리콘 반도체 기판의 일면에 상기 제1 도전형과 반대 극성을 갖는 제2 도전형 불순물이 도핑된 에미터층;
    상기 에미터층과 전기적으로 연결되는 복수의 포인트 접촉부; 및
    상기 복수의 포인트 접촉부를 전기적으로 연결하는 복수의 전극 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 포인트 접촉부 각각의 너비는 상기 복수의 전극 라인 각각의 너비보다 같거나 작은 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극 라인은 금속 재료로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극 라인은 Ag, Au, Al. Cu 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극 라인은 투명 전극인 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 투명 전극은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO), 주석계 산화물, 아연계 산화물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 포인트 접촉부 각각은 도트(dot) 형인 태양 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 포인트 접촉부 각각의 너비가 50㎛ 이상 80㎛이하인 태양 전지.
  9. 제1항에 있어서,
    이웃하는 포인트 접촉부 간의 간격은 2㎜ 이상 3㎜ 이하인 태양 전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 포인트 접촉부 각각은 원형 또는 다각형 형태인 태양 전지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 에미터층 위에 위치하는 반사 방지막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극 라인 각각의 너비는 50㎛ 이상 80㎛이하인 태양 전지
  13. 제1항에 있어서,
    이웃하는 전극 라인 간의 간격은 2㎜ 이상 3㎜ 이하인 태양 전지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 반도체 기판의 타면에 후면 전극을 더 포함하는 태양 전지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 실리콘 반도체 기판과 상기 후면 전극 사이에 1층 이상의 유전체층을 더 포함하는 태양 전지.
  16. 반도체 기판의 일면에 에미터층을 형성하는 단계;
    상기 에미터층과 전기적으로 연결되는 복수의 포인트 접촉부(point-contact)를 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 포인트 접촉부를 전기적으로 연결하는 복수의 전극 라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 포인트 접촉부 형성 단계는
    상기 에미터층 위에 복수의 포인트 접촉부를 인쇄하는 단계,
    인쇄된 상기 복수의 포인트 접촉부를 열처리하여 건조하는 단계, 그리고
    건조된 상기 복수의 포인트 접촉부를 소성하여 상기 에미터층과 접촉하는 상기 복수의 접촉부를 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지의 제조 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 전극 라인 형성 단계는
    상기 복수의 포인트 접촉부 위에 복수의 전극 라인을 인쇄하는 단계, 그리고
    인쇄된 상기 복수의 전극 라인을 건조하여 상기 복수의 포인트 접촉부와 전기적으로 연결되는 상기 복수의 전극 라인을 형성하는 단계
    를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 전극 라인은 투명 전극인 태양 전지의 제조 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 에미터층 형성 단계 이후에, 상기 에미터층 위에 반사 방지막을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복수의 포인트 접촉부는 상기 반사 방지막을 관통하여 상기 에미터층과 전기적으로 연결되는 태양 전지의 제조 방법.
KR1020090017946A 2009-03-03 2009-03-03 태양 전지 및 그 제조 방법 KR101092469B1 (ko)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090017946A KR101092469B1 (ko) 2009-03-03 2009-03-03 태양 전지 및 그 제조 방법
EP18200936.5A EP3454381B1 (en) 2009-03-03 2010-03-02 Solar cell
EP10748929.6A EP2356695B1 (en) 2009-03-03 2010-03-02 Solar cell
PCT/KR2010/001286 WO2010101387A2 (en) 2009-03-03 2010-03-02 Solar cell and method for manufacturing the same, and solar cell module
US12/715,886 US20100224228A1 (en) 2009-03-03 2010-03-02 Solar cell and method for manufacturing the same, and solar cell module
US13/472,151 US9070798B2 (en) 2009-03-03 2012-05-15 Solar cell and method for manufacturing the same, and solar cell module
US14/733,041 US9478680B2 (en) 2009-03-03 2015-06-08 Solar cell and method for manufacturing the same, and solar cell module
US15/276,916 US9947811B2 (en) 2009-03-03 2016-09-27 Solar cell and method for manufacturing the same, and solar cell module
US15/918,496 US20180204965A1 (en) 2009-03-03 2018-03-12 Solar cell and method for manufacturing the same, and solar cell module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090017946A KR101092469B1 (ko) 2009-03-03 2009-03-03 태양 전지 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100099449A KR20100099449A (ko) 2010-09-13
KR101092469B1 true KR101092469B1 (ko) 2011-12-13

Family

ID=43005747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090017946A KR101092469B1 (ko) 2009-03-03 2009-03-03 태양 전지 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101092469B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101921738B1 (ko) 2012-06-26 2018-11-23 엘지전자 주식회사 태양 전지
KR101884087B1 (ko) * 2016-11-11 2018-07-31 고려대학교 산학협력단 태양전지의 전면 전극

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6147297A (en) 1995-06-21 2000-11-14 Fraunhofer Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Solar cell having an emitter provided with a surface texture and a process for the fabrication thereof
US20070295399A1 (en) 2005-12-16 2007-12-27 Bp Corporation North America Inc. Back-Contact Photovoltaic Cells

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6147297A (en) 1995-06-21 2000-11-14 Fraunhofer Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Solar cell having an emitter provided with a surface texture and a process for the fabrication thereof
US20070295399A1 (en) 2005-12-16 2007-12-27 Bp Corporation North America Inc. Back-Contact Photovoltaic Cells

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100099449A (ko) 2010-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101032624B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
KR101729304B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
KR100997113B1 (ko) 태양전지 및 그의 제조방법
KR101738000B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
KR101057124B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
US9997647B2 (en) Solar cells and manufacturing method thereof
US20130160840A1 (en) Solar cell
CN116741850A (zh) 一种太阳能电池及光伏组件
US9214584B2 (en) Solar cell, method for manufacturing dopant layer, and method for manufacturing solar cell
KR101092469B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
KR101198430B1 (ko) 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
KR101237556B1 (ko) 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지
KR101198438B1 (ko) 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
KR101181625B1 (ko) 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
KR101680384B1 (ko) 태양 전지의 제조 방법
JP5029921B2 (ja) 太陽電池セルの製造方法
KR101199213B1 (ko) 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
KR101199214B1 (ko) 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
KR101743716B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
KR101199649B1 (ko) 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
KR101122048B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
KR101153378B1 (ko) 플로팅 접합을 이용한 후면전극 태양전지 및 그 제조방법
KR20120037121A (ko) 태양 전지의 제조 방법
TWI445186B (zh) 具受光面電極的非線性設計的太陽能電池
KR20170090781A (ko) 태양 전지 및 이의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141124

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151124

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161114

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171114

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181114

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191114

Year of fee payment: 9