KR101208055B1 - method of manufacturing substrate structure for solar cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지용 기판 구조체를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 유리기판 위에 실리콘산화막을 형성하는 단계와, 실리콘 산화막 위에 붕소가 첨가된 비정질 실리콘을 증착하여 제1P형 실리콘박막층을 형성하는 단계와, 제1P형 실리콘박막층 위에 제1P형 실리콘박막층 보다 낮은 농도의 붕소가 첨가된 비정질 실리콘을 증착하여 제2P형 실리콘박막층을 형성하는 단계와, 제2P형 실리콘박막층의 표면에 전자빔을 조사하여 결정화하는 단계를 포함한다. 이러한 태양 전지용 기판 구조체 제조방법에 의하면, 벌크형 태양전지와 같은 에너지 변환효율을 얻을 수 있으면서도 벌크형 태양전지에 비해 이온주입공정이 요구되지 않고, 고온의 장시간 어닐링 공정시 발생되는 부산물인 산화막의 제거가 요구되지 않으면서도 대면적화 할 수 있는 장점을 제공한다. 또한, 금속유도 결정화 방식에 비해 잔류 금속제거공정이 요구되지 않고, 공정시간이 현저히 단축되며, 금속층 제거공정이 요구되지 않아 공정이 단순화 되는 장점을 제공한다.The present invention relates to a method for manufacturing a substrate structure for a solar cell, comprising the steps of forming a silicon oxide film on a glass substrate, depositing boron-doped amorphous silicon on the silicon oxide film to form a 1P type silicon thin film layer, and Depositing amorphous silicon with a lower concentration of boron than the 1P type silicon thin film layer on the 1P type silicon thin film layer to form a 2P type silicon thin film layer, and irradiating an electron beam to the surface of the 2P type silicon thin film layer to crystallize Include. According to the method for manufacturing a substrate structure for a solar cell, it is possible to obtain the same energy conversion efficiency as a bulk solar cell, but does not require an ion implantation process as compared to a bulk solar cell, and requires the removal of an oxide film, which is a by-product generated at a long time of high temperature annealing process. It offers the advantage of being able to be large-scaled without being. In addition, compared to the metal induction crystallization method, the residual metal removal process is not required, the process time is significantly shortened, and the metal layer removal process is not required, thus providing an advantage of simplifying the process.
Description
본 발명은 태양 전지용 기판 구조체 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 유리기판에 비정질 실리콘 박막을 결정화하여 에너지 변환효율을 높일 수 있는 태양 전지용 기판 구조체 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a substrate structure for a solar cell, and more particularly, to a method for manufacturing a substrate structure for a solar cell which can increase energy conversion efficiency by crystallizing an amorphous silicon thin film on a glass substrate.
태양전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 반도체 소자로서, 사용되는 재료에 따라 크게 실리콘계, 화합물계, 유기물계로 분류될 수 있다.A solar cell is a semiconductor device that converts solar energy into electrical energy and can be broadly classified into silicon, compound, and organic materials according to materials used.
실리콘계 태양전지는 반도체의 상(phase)에 따라 다시 단결정(single crystalline) 실리콘, 다결정(polycrystalline) 실리콘, 비정질(amorphous) 실리콘 태양전지로 분류된다.Silicon based solar cells are classified into single crystalline silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon solar cells according to the phase of the semiconductor.
실리콘계 태양전지에서 단결정 및 다결정 실리콘 태양전지는 벌크형에 속하고, 비정질 실리콘 태양전지는 박막형에 속한다. 이러한 태양전지들 중 에너지 변환효율이 상대적으로 높은 벌크형 태양전지가 주로 전력용으로 폭넓게 사용되고 있다. 그런데, 이러한 벌크형 실리콘 태양전지의 경우 최근 수요가 급증함에 따라 공급 부족 현상이 발생하고 있어 보다 생산 원가를 줄일 수 있으면서도 양산성을 높일 수 있는 제조방식의 개발이 요구되고 있다.In silicon-based solar cells, monocrystalline and polycrystalline silicon solar cells belong to the bulk type, and amorphous silicon solar cells belong to the thin film type. Among these solar cells, bulk solar cells having a relatively high energy conversion efficiency are widely used for power. However, in the case of such a bulk silicon solar cell, a shortage of supply is occurring due to a recent increase in demand, and thus, development of a manufacturing method that can reduce production costs and increase mass productivity is required.
한편, 박막형 비정질 실리콘 태양전지는 에너지 변환 효율이 6 내지 8%로 낮아 벌크형 실리콘과 박막형 태양전지를 융합할 수 있는 기술이 요구되고 있고, 이러한 요구사항에 따라 유리기판 위에 결정화된 실리콘을 증착시키는 공정기술로서, 문헌[SCHNEIDER, Jens; Nucleation and growth during the formation of polycrystalline silicon thin films, Dissertation, TU Berlin, 2005]에 다결정층 제조방법에 관한 기술이 개시되어 있다.On the other hand, the thin film amorphous silicon solar cell has a low energy conversion efficiency of 6 to 8%, a technology that can fuse the bulk silicon and thin film solar cell is required, the process of depositing the crystallized silicon on the glass substrate in accordance with these requirements As a technique, see Schneider, Jens; Nucleation and growth during the formation of polycrystalline silicon thin films, Dissertation, TU Berlin, 2005] discloses a technique for manufacturing a polycrystalline layer.
상기 문헌에 따르면, 기판 위에 알루미늄층을 증착하고, 알루미늄층 위에 금속 유도 결정화(metal induced crystallization; MIC)를 위한 중간층으로서 몰리브덴층을 형성하고, 몰리브덴층 위에 비결정 규소층을 형성시킨 후 열처리를 수행한다. 열처리가 수행되는 동안 비결정 규소층으로부터 규소 원자는 알루미늄층으로 확산되고, 포화 한계에 도달되면, 결정 규소 씨드(seed)가 확산 방지층으로 작용하는 중간층인 몰리브덴층을 따라 활성화층에 형성된다. 여기서 확산방지층은 반드시 열에 안정해야하고, 특히 확산방지층으로 작용하는 중간층의 융점은 열처리 동안 공정 온도 보다 훨씬 높아야 한다. 이러한 조건은 몰리브덴의 용융 온도가 일반 공정 온도 보다 훨씬 높기 때문에 몰리브덴에 의해 충족될 수 있다. 그러나 몰리브덴으로 형성된 중간층은 몰리브덴이 알루미늄 및 규소들 모두와 반응하기 때문에 일부 실험에서 불안정 하다는 것이 판명되어 양산 방식에는 적용하기 어려운 문제점이 있다.According to the above document, an aluminum layer is deposited on a substrate, a molybdenum layer is formed as an intermediate layer for metal induced crystallization (MIC) on the aluminum layer, and an amorphous silicon layer is formed on the molybdenum layer, followed by heat treatment. . During the heat treatment, silicon atoms from the amorphous silicon layer diffuse into the aluminum layer, and when the saturation limit is reached, crystalline silicon seeds are formed in the activation layer along the molybdenum layer, which is an intermediate layer serving as a diffusion barrier layer. The diffusion barrier layer must be heat stable, in particular the melting point of the intermediate layer acting as the diffusion barrier layer must be much higher than the process temperature during the heat treatment. These conditions can be met by molybdenum because molybdenum melting temperature is much higher than normal process temperature. However, the intermediate layer formed of molybdenum has been found to be unstable in some experiments because molybdenum reacts with both aluminum and silicon, making it difficult to apply to mass production.
또 다른 문헌[GJUKIC, M.;BUSCHBECK, M.; LECHNER, R.; STUTZMANN, M.; Appl. Phys. Lett. 85, 2134, 2004]에는 알루미늄 유도층교환(aluminum induced layer exchang(ALILE)) 기술이 개시되어 있다. 이 문헌에는 다결정 반도체 재료가 비결정 반도체층의 증착전에 그 표면이 산화된 알루미늄층 상에 증착된 비결정 반도체층으로부터 형성되는 기술에 관해 언급되어 있다.Another publication is GJUKIC, M .; BUSCHBECK, M .; LECHNER, R .; STUTZMANN, M .; Appl. Phys. Lett. 85, 2134, 2004 discloses aluminum induced layer exchanging (ALILE) technology. This document refers to a technique in which a polycrystalline semiconductor material is formed from an amorphous semiconductor layer whose surface is deposited on an oxidized aluminum layer before deposition of the amorphous semiconductor layer.
그런데, 알루미늄 유도층 교환에 의해 20㎛ 초과의 입자 크기를 갖는 조립의 다결정층이 얻어지기 위해서는 500℃ 미만의 저온에서 수시간 공정이 지속되어야 하기 때문에 공정시간이 너무 길어지는 문제점이 있고, 남아 있는 알루미늄의 제거가 용이하지 않은 단점이 있다.However, in order to obtain a granulated polycrystalline layer having a particle size of more than 20 μm by aluminum induction layer exchange, there is a problem that the process time is too long because the process must be continued for several hours at a low temperature of less than 500 ° C. There is a disadvantage that the removal of aluminum is not easy.
또한, 문헌 [GJUKIC, M., "Metal induced crystallization of silicon- germanium alloys", in: Selected topics of semiconductor physics and technology, no. 86, 2007]에는 은 유도 층 교환 (silver-induced layer exchange (AgILE)) 공정이 개시되어 있는데, 양산에 적용하기에는 신뢰성의 문제가 있고, 이 역시 금속을 이용해야 하기 때문에 잔류된 금송의 제거가 요구되는 문제점이 여전히 남아 있어 양산제조 공정에 적용하기가 쉽지 않다.See also GJUKIC, M., "Metal induced crystallization of silicon- germanium alloys", in: Selected topics of semiconductor physics and technology, no. 86, 2007 discloses a silver-induced layer exchange (AgILE) process, which is a reliability issue for mass production, which also requires the use of metals, which requires removal of residual calendula. Problem remains, so it is not easy to apply to the mass production process.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 금속제거 공정이 요구되지 않으면서도 200℃ 이하의 저온하에서도 비정질 실리콘의 결정화를 위한 공정시간을 단축할 수 있는 태양 전지용 기판 구조체 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to improve the above problems, a method of manufacturing a substrate structure for a solar cell that can shorten the process time for crystallization of amorphous silicon even at a low temperature of 200 ℃ or less without requiring a metal removal process. The purpose is to provide.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 태양 전지용 기판 구조체 제조방법은 태양전지용 기판 구조체를 제조하는 방법에 있어서, 가. 유리기판 위에 실리콘산화막을 형성하는 단계와; 나. 상기 실리콘 산화막 위에 붕소가 첨가된 비정질 실리콘을 증착하여 제1P형 실리콘박막층을 형성하는 단계와; 다. 상기 제1P형 실리콘박막층 위에 붕소가 첨가된 비정질 실리콘을 증착하여 제2P형 실리콘박막층을 형성하는 단계와; 라. 상기 제2P형 실리콘박막층의 표면에 전자빔을 조사하여 결정화하는 단계;를 포함한다.In order to achieve the above object, a method for manufacturing a solar cell substrate structure according to the present invention is a method for manufacturing a solar cell substrate structure. Forming a silicon oxide film on the glass substrate; I. Depositing amorphous silicon containing boron on the silicon oxide film to form a 1P type silicon thin film layer; All. Depositing boron-doped amorphous silicon on the first P-type silicon thin film layer to form a second P-type silicon thin film layer; la. And crystallizing the electron beam on the surface of the second P-type silicon thin film layer.
바람직하게는 상기 나 단계 이후 상기 제2P형 실리콘박막층 형성 이전에 상기 제1P형 실리콘박막층의 표면에 전자빔을 조사하여 상기 제1P형 실리콘박막층을 결정화하는 단계;를 더 포함한다.The method may further include crystallizing the first P-type silicon thin film layer by irradiating an electron beam onto the surface of the first P-type silicon thin film layer after the step B and before forming the second P-type silicon thin film layer.
또한, 상기 제1P형 실리콘박막층의 붕소의 도핑농도는 1017/㎤ 내지 1020/㎤이고, 두께는 2 내지 5㎛로 형성되며, 상기 제2P형 실리콘박막층의 붕소의 도핑농도는 1015/㎤ 내지 1017/㎤이고, 두께는 10 내지 20㎛로 형성되는 것이 바람직하다.Further, the doping concentration of boron in the first P-type silicon thin film layer is 10 17 / cm 3 to 10 20 / cm 3, the thickness is formed to 2 to 5㎛, the doping concentration of boron in the 2P type silicon thin film layer is 10 15 / It is preferable that it is cm <3> -10 <17> / cm <3>, and thickness is formed with 10-20 micrometers.
또한, 상기 제1P형 실리콘박막층의 표면과 상기 제2P형 실리콘박막층의 표면에 조사되는 전자빔의 조사에너지는 2.0 내지 8.0KeV로 1분 내지 5분 동안 조사하는 것이 바람직하다.In addition, the irradiation energy of the electron beam irradiated on the surface of the first P-type silicon thin film layer and the surface of the second P-type silicon thin film layer is preferably 2.0 to 8.0 KeV for 1 to 5 minutes.
상기 라 단계 이후 600℃ 내지 900℃의 온도로 30초 내지 1분 동안 급속 열처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Rapid heat treatment for 30 seconds to 1 minute at a temperature of 600 ° C to 900 ° C after the step La may further comprise a.
본 발명에 따른 태양 전지용 기판 구조체 제조방법에 의하면, 벌크형 태양전지와 같은 에너지 변환효율을 얻을 수 있으면서도 벌크형 태양전지에 비해 이온주입공정이 요구되지 않고, 고온의 장시간 어닐링 공정시 발생되는 부산물인 산화막의 제거가 요구되지 않으면서도 대면적화 할 수 있는 장점을 제공한다.According to the method of manufacturing a substrate structure for a solar cell according to the present invention, an ion implantation process is not required as compared with a bulk solar cell while the same energy conversion efficiency as that of a bulk solar cell is obtained. It offers the advantage of large area without requiring removal.
또한, 금속유도 결정화 방식에 비해 잔류 금속제거공정이 요구되지 않고, 공정시간이 현저히 단축되며, 금속층 제거공정이 요구되지 않아 공정이 단순화 되는 장점을 제공한다.In addition, compared to the metal induction crystallization method, the residual metal removal process is not required, the process time is significantly shortened, and the metal layer removal process is not required, thus providing an advantage of simplifying the process.
도 1은 본 발명에 따른 태양 전지용 기판 구조체를 나타내 보인 단면도이고,
도 2는 도 1의 태양 전지용 기판 구조체의 제조 공정을 나타내 보인 공정 흐름도이고,
도 3은 도 1의 태양 전지용 기판 구조체 제조 공정 중의 전자빔 조사 과정을 나타내 보인 도면이다. 1 is a cross-sectional view showing a substrate structure for a solar cell according to the present invention,
2 is a process flowchart showing a manufacturing process of the solar cell substrate structure of FIG.
FIG. 3 is a view illustrating an electron beam irradiation process in the process of manufacturing a substrate structure for a solar cell of FIG. 1.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양 전지용 기판 구조체 제조방법을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a substrate structure for a solar cell according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 태양 전지용 기판 구조체를 나타내 보인 단면도이고, 도 2는 도 1의 태양 전지용 기판 구조체의 제조 공정을 나타내 보인 공정 흐름도이다.1 is a cross-sectional view showing a solar cell substrate structure according to the present invention, Figure 2 is a process flow diagram showing a manufacturing process of the solar cell substrate structure of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 태양 전지용 기판 구조체(10)는 유리기판(11), 실리콘산화막(20), 제1P형 실리콘박막층(30) 및 제2P형 실리콘박막층(40)을 구비한다.1 and 2, the solar
이러한 태양전지용 기판 구조체(10)의 제조과정을 이하에서 설명한다.A manufacturing process of such a solar
먼저, 유리기판(11) 위에 실리콘산화막(SiO2)(20)을 증착한다(단계 110). First, a silicon oxide film (SiO 2 ) 20 is deposited on the glass substrate 11 (step 110).
여기서, 실리콘산화막(SiO2)(20)은 후속공정을 통해 형성되는 제1P형 실리콘박막층(30)과 유리기판(11) 사이에 접합력을 높이기 위한 접착층으로서 50Å 내지 300Å의 두께로 플라즈마 증강 화학기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition; PECVD)로 증착한다.Here, the silicon oxide film (SiO 2 ) 20 is a plasma enhanced chemical vapor phase with a thickness of 50 kPa to 300 kPa as an adhesive layer for increasing the bonding force between the first P-type silicon
다음은 실리콘 산화막(20) 위에 붕소(Boron)가 다량 첨가된 비정질 실리콘을 증착하여 제1P형 실리콘박막층(30)을 형성한다(단계 120).Next, the first P-type silicon
여기서, 제1P형 실리콘박막층(30)은 태양전지의 배면전극 역할을 하는 P+층으로서, 후속공정을 통해 형성되는 제2P형 실리콘박막층(40)의 씨앗층이 되며, 전극으로서 이용되기 위해 낮은 비저항을 갖으며 금속과의 접촉저항이 낮도록 붕소의 도핑농도가 1017/㎤ 내지 1020/㎤가 되게 비정질 실리콘으로 증착하여 형성하면 되고, 두께는 2 내지 5㎛로 형성되는 것이 바람직하다.Here, the first P-type silicon
더욱 바람직하게는 제1P형 실리콘박막층(30)의 붕소의 도핑농도는 1019/㎤ 내지 1020/㎤가 되게 적용한다.More preferably, the doping concentration of boron in the first P-type silicon
제1P형 실리콘박막층(30)은 PECVD, 스퍼터(Sputter), 열 또는 이빔 증착법(thermal or E-beam Evaporation) 등의 방식에 의해 붕소가 함유된 실리콘 박막을 증착하면 된다.The first P-type silicon
여기서, 제1P형 실리콘박막층(30)을 PECVD에 의해 형성하는 경우 두께를 3㎛이상으로 증착하는 경우 공정소요시간이 길어지고, 박막이 박리되는 현상이 발생할 수 있는 점을 감안하여 막 두께는 2 내지 3㎛로 형성되는 것이 바람직하다. In this case, when the 1P type silicon
단계 120 이후에는 제1P형 실리콘박막층(30)의 표면에 전자빔을 조사하여 제1P형 실리콘박막층(30)을 결정화 시킨다.After step 120, the first P-type silicon
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 유리기판(11) 위에 실리콘 산화막(20)과 제1P형 실리콘박막층(30)이 형성된 박막체를 전자빔을 방사하는 전자빔 발생기(100)의 전사빔 조사방향에 제1P형 실리콘박막층(30)의 표면이 노출되게 선형 이송시키면서 전자빔을 조사한다.That is, as shown in FIG. 3, the thin film body on which the
이때, 또한, 전자빔의 조사에 의해 결정화되는 제1P형 실리콘박막층(30)의 그레인(grain)의 크기는 결정립 표면의 패시베이션(Passivation0과 공동(void) 발생이 억제될 수 있는 크기인 50㎛ 내지 100㎛가 되게 처리하는 것이 바람직하다.At this time, the grain size of the first P-type silicon
또한, 전자빔 조사 에너지와 시간에 따라 캐리어 농도와 결정화율 및 면저항 등이 결정되므로 캐리어 농도는 1019/㎤ 내지 1020/㎤, 결정화율은 95%이상, 면저항을 2Ω㎝ 이하로 조절할 수 있도록 제1P형 실리콘박막층(30)의 표면에 조사되는 전자빔의 조사에너지는 2.0 내지 8.0KeV 에서 1분 내지 5분 동안 조사하는 것이 바람직하다.In addition, since the carrier concentration, crystallization rate, sheet resistance, etc. are determined according to the electron beam irradiation energy and time, the carrier concentration is 10 19 / cm 3 to 10 20 / cm 3, the crystallization rate is 95% or more, and the sheet resistance can be adjusted to 2 Ωcm or less. The irradiation energy of the electron beam irradiated on the surface of the 1P type silicon
전자빔 조사단계 이후에는 곧바로 제1P형 실리콘박막층(30) 위에 붕소가 첨가된 비정질 실리콘을 증착하여 제2P형 실리콘박막층(40)을 형성한다(단계 140).Immediately after the electron beam irradiation step, boron-doped amorphous silicon is deposited on the first P-type silicon
이와는 다르게, 단계 130 이후에 이물질을 제거하고 표면결함을 줄이기 위해 제1P형 실리콘박막층(30)을 질소분위기에서 플라즈마처리 한 후 제2P형 실리콘박막층(40)을 형성해도 된다.Alternatively, the second P-type silicon
제2P형 실리콘박막층(40)은 광흡수층인 P층으로서, 붕소의 도핑농도는 제1P형 실리콘박막층(30) 보다 낮게 바람직하게는 1015/㎤ 내지 1017/㎤이 되게 적용한다.The second P-type silicon
또한, 제2P형 실리콘박막층(40)은 PECVD, 스퍼터(Sputter), 열 또는 이빔 증착법(thermal or E-beam Evaporation)로 증착할 수 있고, 바람직하게는 증착속도가 PECVD 보다 높은 스퍼터(Sputter), 열 또는 이빔 증착법(thermal or E-beam Evaporation)로 증착한다.In addition, the 2P type silicon
또한, 제2P형 실리콘박막층(40)은 후속공정인 전자빔 조사에 의하여 결정화 될 경우, 에너지 밴드갭이 단결정 실리콘과 유사한 1.1eV 정도가 되기 때문에 비정질 실리콘의 1.7eV보다 낮아 500 내지 800nm범위의 장파장 대역의 광을 잘 흡수하지만, 결정질 실리콘의 흡수계수를 감안하면 두께가 대략 23㎛ 정도가 바람직하지다. 하지만, 10㎛정도에서도 80% 이상의 광을 흡수할 수 있기 때문에 공정시간을 고려하여 두께는 10 내지 20㎛로 형성한다.In addition, when the 2P type silicon
단계 140 이후에는 앞서 제1P형 실리콘박막층(30) 형성이후와 같이 전자빔을 조사한다(단계 150).After
즉, 제2P형 실리콘박막층(40)의 표면에 전자빔의 조사에너지를 2.0 내지 8.0KeV 에서 1분 내지 5분 동안 조사하여 결정화 한다.That is, the crystallization is performed by irradiating the irradiation energy of the electron beam on the surface of the second P-type silicon
단계 150 이후에는 600℃ 내지 900℃의 온도로 질소 분위기하에서 30초 내지 1분 동안 급속 열처리(RTA; Rapid Thermal Anneal)를 수행한다.After step 150, a rapid thermal annealing (RTA) is performed for 30 seconds to 1 minute under a nitrogen atmosphere at a temperature of 600 ° C to 900 ° C.
여기서 급속 열처리 공정은 여분의 붕소와 고정중에 발생될 수 있는 O-H기들을 제거하기 위한 것으로서, 유리기판(11)의 열에 의한 영향을 최소화하기 위해 생략될 수도 있다.Here, the rapid heat treatment process is to remove excess boron and O-H groups that may be generated during fixing, and may be omitted to minimize the influence of heat of the
한편, 이상의 설명에서는 제1P형 실리콘박막층(30) 형성 이후와 제2P형 실리콘박막층(40) 형성 이후 각각 전자빔을 조사하는 공정이 삽입되었으나, 제1P형 실리콘박막층(30) 형성 이후에는 전자빔 조사공정을 생략하고, 제2P형 실리콘박막층 형성 이후에만 전자빔을 조사하여 제1P형 실리콘박막층(30)과 제2P형 실리콘박막층(40)을 한 번에 결정화하는 공정을 수행해도 됨은 물론이다.Meanwhile, in the above description, after the formation of the first P-type silicon
이러한 태양전지용 기판 구조체의 제조방법에 의하면, 유리기판(11)을 적용할 수 있어 현재 125㎛ 이하의 얇은 벌크형 실리콘 기판 보다 적용성에 대한 제약이 완화되며, 기판의 크기 또한 현재 벌크형의 가능한 크기인 150×150㎟ 보다 큰 200×200㎟ 이상으로 대면적화 할 수 있으면서도 박막형 태양전지에서의 낮은 에너지 변환 효율의 한계를 극복할 수 있는 장점을 제공한다.According to the method of manufacturing a substrate structure for a solar cell, the
11: 유리기판 20: 실리콘 산화막
30: 제1P형 실리콘박막층 40: 제2P형 실리콘박막층11: glass substrate 20: silicon oxide film
30: 1P type silicon thin film layer 40: 2P type silicon thin film layer
Claims (6)
가. 유리기판 위에 실리콘산화막을 형성하는 단계와;
나. 상기 실리콘 산화막 위에 붕소가 첨가된 비정질 실리콘을 증착하여 제1P형 실리콘박막층을 형성하는 단계와;
다. 상기 제1P형 실리콘박막층 위에 붕소가 첨가된 비정질 실리콘을 증착하여 제2P형 실리콘박막층을 형성하는 단계와;
라. 상기 제2P형 실리콘박막층의 표면에 전자빔을 조사하여 결정화하는 단계와;
상기 나 단계 이후 상기 제2P형 실리콘박막층 형성 이전에 상기 제1P형 실리콘박막층의 표면에 전자빔을 조사하여 상기 제1P형 실리콘박막층을 결정화하는 단계; 및
상기 라 단계 이후 600℃ 내지 900℃의 온도로 30초 내지 1분 동안 급속 열처리하는 단계;를 포함하고,
상기 제1P형 실리콘박막층의 붕소의 도핑농도는 1017/㎤ 내지 1020/㎤이고, 두께는 2 내지 5㎛이고,
상기 제2P형 실리콘박막층의 붕소의 도핑농도는 1015/㎤ 내지 1017/㎤이고, 두께는 10 내지 20㎛이며,
상기 제1P형 실리콘박막층의 표면과 상기 제2P형 실리콘박막층의 표면에 조사되는 전자빔의 조사에너지는 2.0 내지 8.0KeV로 1분 내지 5분 동안 조사하는 것을 특징으로 하는 태양 전지용 기판 구조체의 제조방법. In the method of manufacturing a substrate structure for a solar cell,
end. Forming a silicon oxide film on the glass substrate;
I. Depositing amorphous silicon containing boron on the silicon oxide film to form a 1P type silicon thin film layer;
All. Depositing boron-doped amorphous silicon on the first P-type silicon thin film layer to form a second P-type silicon thin film layer;
la. Irradiating an electron beam onto the surface of the second P-type silicon thin film layer to crystallize it;
Crystallizing the first P-type silicon thin film layer by irradiating an electron beam on a surface of the first P-type silicon thin film layer after the step B and before forming the second P-type silicon thin film layer; And
And a rapid heat treatment after the step D for 30 seconds to 1 minute at a temperature of 600 ° C. to 900 ° C .;
The doping concentration of boron in the 1P type silicon thin film layer is 10 17 / cm 3 to 10 20 / cm 3, the thickness is 2 to 5㎛,
The doping concentration of boron in the 2P type silicon thin film layer is 10 15 / cm 3 to 10 17 / cm 3, the thickness is 10 to 20㎛,
The irradiation energy of the electron beam irradiated on the surface of the first P-type silicon thin film layer and the surface of the second P-type silicon thin film layer is 2.0 to 8.0 KeV for 1 minute to 5 minutes, the method of manufacturing a solar cell substrate structure.
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| JP2008535210A (en) * | 2005-03-22 | 2008-08-28 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | Method for producing photovoltaic cells based on thin film silicon |
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