KR101692559B1 - Solar cell - Google Patents
Solar cell Download PDFInfo
- Publication number
- KR101692559B1 KR101692559B1 KR1020100099636A KR20100099636A KR101692559B1 KR 101692559 B1 KR101692559 B1 KR 101692559B1 KR 1020100099636 A KR1020100099636 A KR 1020100099636A KR 20100099636 A KR20100099636 A KR 20100099636A KR 101692559 B1 KR101692559 B1 KR 101692559B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electric field
- semiconductor substrate
- thickness
- crystalline semiconductor
- field portion
- Prior art date
Links
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 153
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 130
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 118
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 92
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 27
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 18
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 4
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005685 electric field effect Effects 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si].[Si] SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/04—Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/04—Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
- H01L31/0682—Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 태양 전지에 관한 것이다
본 발명에 따른 태양 전지의 일례는 제 1 도전성 타입의 결정질 반도체 기판; 결정질 반도체 기판의 제 1 면에 형성되며, 제 1 도전성 타입과 같은 극성을 갖는 비정질 실리콘층인 전면 전계부; 및 결정질 반도체 기판의 제 2 면에 형성되며, 제 1 도전성 타입과 반대인 제 2 도전성 타입을 갖는 에미터부;를 포함하며, 전면 전계부의 두께는 7.5nm ~ 20nm이고, 전면 전계부의 두께가 7.5nm ~ 10nm인 경우, 전면 전계부의 밴드갭(Band Gap)은 1.65eV ~ 1.95eV이고, 전면 전계부의 두께가 10nm ~ 15nm인 경우, 전면 전계부의 밴드갭은 1.71eV ~ 1.95eV이고, 전면 전계부의 두께가 15nm ~ 20nm인 경우, 전면 전계부의 밴드갭은 1.81eV ~ 1.95eV이다.The present invention relates to a solar cell
An example of a solar cell according to the present invention includes a crystalline semiconductor substrate of a first conductivity type; A front electrical part formed on the first surface of the crystalline semiconductor substrate, the front electrical part being an amorphous silicon layer having the same polarity as the first conductive type; And an emitter portion formed on a second surface of the crystalline semiconductor substrate and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type, wherein the thickness of the front electric field portion is 7.5 nm to 20 nm, the thickness of the front electric field portion is 7.5 nm The band gap of the front electric field portion is 1.71 eV to 1.95 eV when the front electric field portion has a thickness of 10 nm to 15 nm and the band gap of the front electric field portion is 1.71 eV to 1.95 eV when the thickness of the front electric field portion is 10 nm to 15 nm, Is 15 nm to 20 nm, the band gap of the front electric field portion is 1.81 eV to 1.95 eV.
Description
본 발명은 태양 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목받고 있다. Recently, as energy resources such as oil and coal are expected to be depleted, interest in alternative energy to replace them is increasing, and solar cells that produce electric energy from solar energy are attracting attention.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다.Typical solar cells have a semiconductor portion that forms a p-n junction by different conductive types, such as p-type and n-type, and electrodes connected to semiconductor portions of different conductivity types, respectively.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 복수의 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자-정공 쌍은 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 전하인 전자와 정공으로 각각 분리되어, 전자는 n형의 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 p형의 반도체부와 n형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.When light is incident on such a solar cell, a plurality of electron-hole pairs are generated in the semiconductor, and the generated electron-hole pairs are separated into electrons and holes which are charged by the photovoltaic effect, The electrons move toward the semiconductor portion and the holes move toward the p-type semiconductor portion. The transferred electrons and holes are collected by the different electrodes connected to the p-type semiconductor portion and the n-type semiconductor portion, respectively, and the electrodes are connected by a wire to obtain electric power.
본 발명은 전면 전계부의 광흡수로 인한 손실이 최소화되도록 전면 전계부의 두께에 따라 밴드갭을 다르게 형성함으로써, 효율이 향상된 태양 전지를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a solar cell with improved efficiency by forming a band gap different according to the thickness of the front electric field portion so that loss due to light absorption of the front electric field portion is minimized.
본 발명에 따른 태양 전지의 일례는 제 1 도전성 타입의 결정질 반도체 기판; 결정질 반도체 기판의 제 1 면에 형성되며, 제 1 도전성 타입과 같은 극성을 갖는 비정질 실리콘층인 전면 전계부; 및 결정질 반도체 기판의 제 2 면에 형성되며, 제 1 도전성 타입과 반대인 제 2 도전성 타입을 갖는 에미터부;를 포함하며, 전면 전계부의 두께는 7.5nm ~ 20nm이고, 전면 전계부의 두께가 7.5nm ~ 10nm인 경우, 전면 전계부의 밴드갭(Band Gap)은 1.65eV ~ 1.95eV이고, 전면 전계부의 두께가 10nm ~ 15nm인 경우, 전면 전계부의 밴드갭은 1.71eV ~ 1.95eV이고, 전면 전계부의 두께가 15nm ~ 20nm인 경우, 전면 전계부의 밴드갭은 1.81eV ~ 1.95eV이다.An example of a solar cell according to the present invention includes a crystalline semiconductor substrate of a first conductivity type; A front electrical part formed on the first surface of the crystalline semiconductor substrate, the front electrical part being an amorphous silicon layer having the same polarity as the first conductive type; And an emitter portion formed on a second surface of the crystalline semiconductor substrate and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type, wherein the thickness of the front electric field portion is 7.5 nm to 20 nm, the thickness of the front electric field portion is 7.5 nm The band gap of the front electric field portion is 1.71 eV to 1.95 eV when the front electric field portion has a thickness of 10 nm to 15 nm and the band gap of the front electric field portion is 1.71 eV to 1.95 eV when the thickness of the front electric field portion is 10 nm to 15 nm, Is 15 nm to 20 nm, the band gap of the front electric field portion is 1.81 eV to 1.95 eV.
여기서, 태양 전지는 결정질 반도체 기판과 전면 전계부 사이에 진성 실리콘층인 버퍼층을 더 포함할 수 있다.Here, the solar cell may further include a buffer layer which is an intrinsic silicon layer between the crystalline semiconductor substrate and the front electric field portion.
또한, 버퍼층의 두께는 2nm ~ 5nm가 되도록 할 수 있다.In addition, the thickness of the buffer layer can be set to 2 nm to 5 nm.
또한, 버퍼층의 두께가 2nm ~ 3nm인 경우, 버퍼층의 밴드갭은 1.57eV ~ 1.95eV이고, 버퍼층의 두께가 3nm ~ 5nm인 경우, 버퍼층의 밴드갭은 1.66eV ~ 1.95eV가 되도록 할 수 있다.When the thickness of the buffer layer is 2 nm to 3 nm, the band gap of the buffer layer is 1.57 eV to 1.95 eV, and when the thickness of the buffer layer is 3 nm to 5 nm, the band gap of the buffer layer is 1.66 eV to 1.95 eV.
또한, 전면 전계부와 버퍼층 두께의 합은 9.5nm ~ 25nm가 되도록 할 수 있다.In addition, the sum of the thicknesses of the front electric field portion and the buffer layer can be set to 9.5 nm to 25 nm.
여기서, 버퍼층의 두께 대비 전면 전계부의 두께에 대한 비는 1: 1.2 ~ 4의 사이에서 결정될 수 있다.Here, the ratio of the thickness of the buffer layer to the thickness of the front electric field portion may be determined between 1: 1.2 and 4.
또한, 제 2 도전성 타입을 갖는 에미터부는 비정질 실리콘층 일 수 있다.Also, the emitter portion having the second conductivity type may be an amorphous silicon layer.
또한, 태양 전지는 결정질 반도체 기판의 제 2 면에 형성되며, 제 1 도전성 타입과 같은 극성을 갖는 비정질 실리콘층인 후면 전계부;를 더 포함할 수도 있다.The solar cell may further include a rear electric field portion formed on the second surface of the crystalline semiconductor substrate and being an amorphous silicon layer having the same polarity as the first conductive type.
또한, 결정질 반도체 기판과 에미터부 사이 및 결정질 반도체 기판과 후면 전계부 사이에는 진성 실리콘 층인 후면 보호부를 더 포함할 수 있다.Further, the semiconductor device may further include a backside protection part between the crystalline semiconductor substrate and the emitter part and between the crystalline semiconductor substrate and the backside electrical part, which is an intrinsic silicon layer.
또한, 태양 전지는 에미터부 상부에 형성되어 상기 에미터부와 연결되는 제 1 전극; 및 후면 전계부 상부에 형성되어 상기 후면 전계부와 연결되는 제 2 전극;을 더 포함할 수도 있다.The solar cell further includes a first electrode formed on the emitter section and connected to the emitter section; And a second electrode formed on the rear electric field portion and connected to the rear electric field portion.
본 발명에 따른 태양 전지는 전면 전계부의 광흡수로 인한 손실이 최소화되도록 전면 전계부의 두께에 따라 밴드갭을 다르게 형성함으로써 태양 전지의 광전 효율을 향상시키는 효과가 있다. The solar cell according to the present invention has an effect of improving the photovoltaic efficiency of the solar cell by forming the band gaps differently according to the thickness of the front electric field part so that the loss due to the light absorption of the front electric field part is minimized.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전면 전계부(171)의 두께 및 에너지 밴드갭에 따른 반도체 기판의 케리어 생성비를 설명하기 위한 도이다.
다음, 도 4는 도 1에 도시된 버퍼층(191)의 두께 및 에너지 밴드갭에 따른 반도체 기판의 케리어 생성비를 설명하기 위한 도이다.FIG. 1 is a partial perspective view of a solar cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the solar cell shown in FIG.
3 is a view for explaining the carrier generation ratio of the semiconductor substrate according to the thickness and energy band gap of the front
4 is a view for explaining the carrier generation ratio of the semiconductor substrate according to the thickness and energy band gap of the
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 “전체적”으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification. When a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the case directly above another portion but also the case where there is another portion in between. Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle. Also, when a part is formed as "whole" on the other part, it means not only that it is formed on the entire surface (or the front surface) of the other part but also not on the edge part.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예인 태양 전지에 대하여 설명한다.
Hereinafter, a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 상세하게 설명한다.First, a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a partial perspective view of a solar cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the solar cell shown in FIG.
도 1 및 도 2를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지(1)는 결정질 반도체 기판(110), 빛이 입사되는 결정질 반도체 기판(110)의 면인 입사면[이하, ‘전면(front surface)’라 함] 위에 위치하는 버퍼층(191), 버퍼층(191) 위에 위치하는 전면 전계부(front surface field, FSF)(171), 전면 전계부(171) 위에 위치하는 반사 방지부(130), 빛이 입사되지 않고 입사면의 반대쪽 면인 결정질 반도체 기판(110)의 면[이하, ‘후면(rear surface)’라 함] 위에 위치하는 후면 보호부(192), 후면 보호부(192) 위에 위치하는 복수의 제 1 비정질 실리콘층 (121), 후면 보호부(192) 위에 위치하고 복수의 에미터부(121)와 이격되어 있는 복수의 후면 전계부(back surface field, BSF)(172), 그리고 복수의 에미터부(121) 위에 각각 위치하는 복수의 제1 전극(141)과 복수의 후면 전계부(172) 위에 각각 위치하는 복수의 제2 전극(142)을 포함할 수 있다. 1 and 2, a
한편, 여기의 도 1 및 도 2에서는 본 발명에 따른 태양 전지(1)가 버퍼층(191), 반사 방지부(130), 후면 전계부(172) 및 후면 보호부(192)가 배치되는 것을 일례로 도시하고 있지만, 여기서, 버퍼층(191), 반사 방지부(130), 후면 전계부(172) 및 후면 보호부(192)가 생략되는 것도 가능하다. 1 and 2 show a
그러나, 버퍼층(191), 반사 방지부(130), 후면 전계부(172) 및 후면 보호부(192)가 형성된 경우, 태양 전지의 광전 효율이 더욱 향상될 수 있으므로, 이하에서는 버퍼층(191), 반사 방지부(130), 후면 전계부(172) 및 후면 보호부(192)가 태양 전지(1)에 포함된 것을 일례로 설명한다.However, since the photovoltaic efficiency of the solar cell can be further improved when the
여기서, 결정질 반도체 기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 n형 도전성 타입의 실리콘으로 이루어진 결정질 반도체 기판이다. 이때, 실리콘은 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘 등과 같은 결정질 실리콘이다. 결정질 반도체 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 결정질 반도체 기판(110)에 도핑된다. 하지만, 이와는 달리, 결정질 반도체 기판(110)은 p형 도전성 타입일 수 있고, 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다. 결정질 반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 결정질 반도체 기판(110)은 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물이 결정질 반도체 기판(110)에 도핑된다. Here, the
이러한 결정질 반도체 기판(110)은 입사면이 텍스처링(texturing)되어 요철면인 텍스처링 표면(textured surface)을 갖는다. 편의상 도 1에서, 결정질 반도체 기판(110)의 가장자리 부분만 텍스처링 표면으로 도시하여 그 위에 위치하는 버퍼층(191), 전면 전계부(171) 및 반사 방지부(130) 역시 그 가장자리 부분만 요철면으로 도시한다. 하지만, 실질적으로 결정질 반도체 기판(110)의 전면 전체가 텍스처링 표면을 갖고 있으며, 이로 인해 결정질 반도체 기판(110)의 전면 위에 위치한 버퍼층(191), 전면 전계부(171) 및 반사 방지부(130) 역시 요철면을 갖는다.The
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 다르게, 결정질 반도체 기판(110)은 전면뿐만 아니라 후면에도 텍스처링 표면을 가질 수도 있으다. 이 경우, 결정질 반도체 기판(110)의 후면에 위치하는 후면 보호부(192), 복수의 에미터부(121), 후면 전계부(172), 그리고 제1 및 제2 전극(141, 142) 역시 요철면을 갖는다. Also, as shown in FIGS. 1 and 2, the
그러나, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 결정질 반도체 기판(110)에서 입사면의 반대면을 텍스처링 하지 않아 결정질 반도체 기판(110)의 후면이 복수의 돌출부를 포함하지 않는 경우, 결정질 반도체 기판(110)의 후면에 후면 보호부(192), 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)가 보다 균일하고 안정적으로 밀착하여 형성되도록 할 수 있으며, 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)와 제1 및 제2 전극(141, 142) 사이의 접촉 저항을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.However, when the rear surface of the
즉, 결정질 반도체 기판(110)의 후면에 요철면이 형성되지 않아 복수의 돌출부를 포함하지 않는 경우, 결정질 반도체 기판(110)의 후면에 증착되는 후면 보호부(192), 복수의 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)가 보다 균일한 두께로 형성될 수 있다. That is, when the uneven surface is not formed on the rear surface of the
아울러, 결정질 반도체 기판(110)의 후면에 요철면이 형성되지 않을 경우, 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)도 요철면을 형성하지 않게 되므로, 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)의 후면에 배치되는 제 1 전극(141) 및 제 2 전극(142) 또한 보다 안정적으로 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)에 밀착될 수 있으므로, 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)와 제 1 전극(141) 및 제 2 전극(142) 사이의 접촉 저항을 보다 감소시킬 수 있는 것이다.In addition, when the uneven surface is not formed on the rear surface of the
다음, 버퍼층(191)는 결정질 반도체 기판(110)의 입사면, 즉 전면 위에 위치하며, 진성 비정질 실리콘[intrinsic amorphous silicon(a-Si)]막, 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx) 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다.Next, the
이와 같은 버퍼층(191)는 결정질 반도체 기판(110)의 표면 및 그 근처에 주로 존재하는 댕글링 결합(dangling bond)과 같은 결함(defect)을 안정한 결합으로 바꾸어 결함에 의해 결정질 반도체 기판(110)의 표면 쪽으로 이동한 전하가 소멸되는 것을 감소시키는 페시베이션 기능(passivation function)을 수행하여 결함에 의해 결정질 반도체 기판(110)의 표면이나 그 근처에서 손실되는 전하의 양을 감소시킨다. The
일반적으로 결함은 결정질 반도체 기판(110)의 표면이나 그 근처에 주로 많이 존재하므로, 실시예의 경우, 버퍼층(191)가 결정질 반도체 기판(110)의 표면에 직접 접해 있으므로 페이베이션 기능이 더욱 향상되어, 전하의 손실량은 더욱 감소한다.Since the defects are mainly present on or near the surface of the
여기서, 버퍼층(191)는 약 2㎚ ~ 5㎚의 두께를 가질 수 있다. Here, the
버퍼층(191)의 두께가 약 2nm 이상이면 결정질 반도체 기판(110) 전면에 버퍼층(191)가 균일하게 도포되므로 패시베이션 기능을 양호하게 수행할 수 있으며, 약 5nm 이하면 버퍼층(191) 내에서 흡수되는 빛의 양이 감소시켜 결정질 반도체 기판(110) 내로 입사되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다.If the thickness of the
이와 같이 버퍼층(191)의 두께에 따라 패시베이션 기능을 보다 양호하게 조절할 수 있으나, 두께가 두꺼워질수록 광학적 특성, 즉 버퍼층(191)에서 흡수되는 빛의 양이 상대적으로 많아질 수 있다.As described above, the passivation function can be better controlled according to the thickness of the
그러나, 이와 같은 버퍼층(191)의 광흡수율로 인한 손실은 버퍼층(191)의 에너지 밴드갭을 조절함으로써 줄일 수 있다.However, the loss due to the light absorptance of the
따라서, 버퍼층(191)의 광흡수율로 인한 손실을 감소시키기 위해서는 두께에 버퍼층(191)의 두께에 따른 에너지 밴드갭도 함께 고려되어야 한다.Therefore, in order to reduce the loss due to the light absorptance of the
따라서, 버퍼층(191)의 밴드갭은 버퍼층(191)의 두께에 따라 달라질 수 있다.즉, 버퍼층(191)의 두께가 두꺼워질수록 버퍼층(191)의 밴드갭도 커지게 할 수 있는 것이다.The band gap of the
보다 구체적으로, 버퍼층의 두께가 2nm ~ 3nm인 경우, 버퍼층의 밴드갭은 1.57eV ~ 1.95eV가 되도록 하고, 버퍼층의 두께가 3nm ~ 5nm 미만인 경우, 버퍼층의 밴드갭은 1.66eV ~ 1.95eV가 되도록 할 수 있는 것이다. More specifically, when the thickness of the buffer layer is 2 nm to 3 nm, the band gap of the buffer layer is 1.57 eV to 1.95 eV, and when the thickness of the buffer layer is less than 3 nm to 5 nm, the band gap of the buffer layer is 1.66 eV to 1.95 eV You can do it.
이와 같이 버퍼층(191)의 두께에 따라 밴드갭을 다르게 형성하면, 태양 전지의 광전 효율을 더욱 향상시킬 수 있어, 태양 전지의 출력 전류(Jsc)를 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.If the bandgap is formed differently according to the thickness of the
이에 대한 보다 구체적인 설명은 도 4를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.
A more detailed description thereof will be described in more detail with reference to FIG.
다음, 전면 전계부(171)는 버퍼층(191)위에 위치하며, 결정질 반도체 기판(110)과 동일한 도전성 타입(예, n형)의 불순물이 결정질 반도체 기판(110)보다 고농도로 함유된 불순물부이다. Next, the front
이와 같은 전면 전계부(171)는 결정질 반도체 기판(110)과 전면 전계부(171)와의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되어 결정질 반도체 기판(110) 전면 쪽으로의 전하(예, 정공) 이동을 방지하는 전계 효과가 있다. A potential barrier is formed due to the difference in impurity concentration between the
따라서, 결정질 반도체 기판(110)의 전면 쪽으로 이동하는 정공은 전위 장벽에 의해 결정질 반도체 기판(110)의 후면 쪽으로 되돌아가게 되는 전면 전계 효과가 얻어지고, 이로 인해, 외부 장치로 출력되는 전하의 출력량, 즉 출력 전류(Jsc)가 증가하게 되고 결정질 반도체 기판(110)의 전면에서 재결합이나 결함에 의해 손실되는 전하의 양이 감소한다.Therefore, a front field effect is obtained in which the holes moving toward the front surface of the
이와 같은 전면 전계부(171)는 비정질 실리콘, 비정질 실리콘 산화물(a-SiOx), 또는 비정질 실리콘 규소(a-SiC) 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다.The front
여기서, 전면 전계부(171)가 비정질 실리콘 산화물(a-SiOx)이나 비정질 실리콘 규소(a-SiC)로 이루어질 경우, 전면 전계부(171)에서 흡수되는 빛의 파장 영역이 감소하고, 이로 인해, 전면 전계부(171) 자체에서 흡수되는 빛의 양 역시 감소하여, 결정질 반도체 기판(110) 쪽으로 입사되는 빛의 양은 더욱 증가한다. Here, when the front
본 실시예에서, 전면 전계부(171)는 두께 방향으로 따라 약 1010 내지 1021 atoms/㎤의 범위 내에서 연속적으로 또는 불연속적으로 변하거나 약 1016 내지 1021 atoms/㎤ 범위에 속하는 실질적으로 균일한 불순물 도핑 농도를 갖는다.In this embodiment, the front
전면 전계부(171)의 불순물 도핑 농도가 두께 방향을 따라 1010 내지 1021 atoms/㎤의 범위 내에서 변할 경우, 전면 전계부(171)의 일부는 버퍼층(191)과 같은 패시베이션 기능을 수행한다. When the impurity doping concentration of the front
이때, 불순물의 도핑 농도는 버퍼층(191)과 접해 있는 전면 전계부(171)의 부분에서부터 반사 방지부(130)와 접해 있는 전면 전계부(171)의 부분으로 변하게 된다.At this time, the doping concentration of the impurity is changed from the portion of the front
따라서, 버퍼층(191)과 인접할수록 불순물 도핑 농도는 감소하고, 반대로 반사 방지부(130)와 인접할수록 불순물 도핑 농도는 증가하여, 버퍼층(191)과 접해 있는 부분, 즉, 결정질 반도체 기판(110)의 표면에서부터 전면 전계부(171)까지의 최소 거리에 위치한 부분이 가장 낮은 불순물 도핑 농도를 갖는 최저 도핑 농도 부분이고, 반사 방지부(130)와 접해 있는 부분, 즉, 결정질 반도체 기판(110)의 표면에서부터 반사 방지부(130)까지의 최소 거리에 위치한 부분이 가장 높은 불순물 도핑 농도를 갖는 최고 도핑 농도 부분이다. 이때, 두 최소 거리는 결정질 반도체 기판(110)의 동일 부분에서부터 측정된 거리임을 알 수 있다. The concentration of the impurity doping increases as the distance from the
따라서 최저 도핑 농도 부분은 약 1010 atoms/㎤의 불순물 농도를 갖고, 최고 도핑 농도 부분은 약 1021 atoms/㎤의 불순물 농도를 갖는다.Thus, the lowest doping concentration portion has an impurity concentration of about 10 10 atoms /
이때, 전면 전계부(171)는 전면 전계 기능뿐만 아니라 패시베이션 기능도 함께 수행하므로, 전면 전계 기능만 수행할 때보다 두꺼운 두께를 가져야 되고 반대로 버퍼층(191)의 두께는 좀더 줄어들어도 된다. At this time, since the front
여기서, 전면 전계부(171)는 7.5nm ~ 20nm의 두께를 가질 수 있다.Here, the front
전면 전계부(171)의 두께가 7.5nm 이상이면 전면 전계부(171)의 일부가 패시베이션 기능을 수행하더라고 안정적인 전면 전계 기능을 수행할 수 있는 전면 전계 세기를 발생시키며, 또한 결정질 반도체 기판(110)과 전면 전계부(171) 사이에 위치하여 결정질 반도체 기판(110)에 작용하는 전면 전계 세기에 악영향을 미치는 버퍼층(191)의 영향에도 무관하게 정상 크기의 전면 전계를 형성하여 전면 전계 기능을 안정적으로 수행할 수 있고, 전면 전계부(171)의 두께가 20㎚ 이하이면 자체에서 빛의 흡수 없이 전면 전계 기능을 수행하므로, 결정질 반도체 기판(110)으로 입사되는 빛의 양을 좀 더 증가시킬 수 있다.If the thickness of the front
이와 같은 전면 전계부(171)는 두께가 두꺼워질수록 전계의 세기를 크게할 수 있어 전하의 재결합율을 더욱 방지할 수 있으나, 상대적으로 흡수되는 빛의 양이 많아질 수 있다.As the thickness of the front
그러나, 전면 전계부(171)의 광흡수율로 인한 손실은 전면 전계부의 두께에 따라 에너지 밴드갭을 다르게 조절함으로써 줄일 수 있다.However, the loss due to the light absorptance of the front
즉, 전면 전계부(171)의 두께가 두꺼워질수록 전면 전계부(171)의 밴드갭도 커지게 할 수 있는 것이다.That is, as the thickness of the front
보다 구체적으로, 전면 전계부(171)의 두께가 7.5nm ~ 10nm인 경우, 전면 전계부(171)의 밴드갭(Band Gap)은 1.65eV ~ 1.95eV가 되도록 하고, 전면 전계부(171)의 두께가 10nm ~ 15nm인 경우, 전면 전계부(171)의 밴드갭은 1.71eV ~ 1.95eV가 되도록 하며, 전면 전계부(171)의 두께가 15nm ~ 20nm인 경우, 전면 전계부(171)의 밴드갭은 1.81eV ~ 1.95eV가 되도록 할 수 있는 것이다.More specifically, when the thickness of the front
이와 같이 전면 전계부의 두께에 따라 밴드갭을 다르게 형성하면, 전면 전계부(171)가 상대적으로 두꺼워지더라도 에너지 밴드갭을 더욱 크게 형성함으로써 전면 전계부(171)에서 흡수되는 빛의 양을 상대적으로 더욱 감소할 수 있는 것이다.If the bandgap is formed differently depending on the thickness of the front electric field portion, even if the front
따라서, 태양 전지의 광전 효율을 더욱 향상시킬 수 있어, 태양 전지의 출력 전류(Jsc)를 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.Therefore, the photoelectric efficiency of the solar cell can be further improved, and the output current (Jsc) of the solar cell can be further increased.
이에 대한 보다 구체적인 설명은 도 3을 통하여 보다 구체적으로 설명한다.A more detailed description thereof will be described in more detail with reference to FIG.
또한, 전면 전계부(171)가 실질적으로 균일한 불순물 도핑 농도를 가질 경우, 두께 변화에 무관하게 전면 전계부(171)의 불순물 농도는 실질적으로 균일하다. Also, when the front
이 경우, 전면 전계부(171)는 패시베이션 기능보다는 실질적으로 전면 전계 효과를 위한 전면 전계 기능을 주로 수행하므로, 결정질 반도체 기판(110)과의 불순물 농도 차이를 이용한 전면 전계 기능을 원활히 수행할 수 있는 불순물 농도를 가져야 한다. In this case, since the front
따라서, 전면 전계부(171)가 전면 전계 기능을 주로 수행할 경우, 전면 전계부(171)는 전면 전계부(171)의 일부가 패시베이션 기능을 수행할 때보다 높은 불순물 농도를 가진다. 또한, 전면 전계부(171)는 결정질 반도체 기판(110)보다 높은 불순물 도핑 농도를 가질 수 있다. 본 예에서, 전면 전계부(171)는 약 1016 내지 1021 atoms/㎤ 범위에 속하는 실질적으로 균일한 불순물 도핑 농도를 갖는다. Therefore, when the front
전면 전계부(171)의 일부가 전면 전계 기능뿐만 아니라 패시베이션 기능도 함께 수행할 때와 비교할 때, 이 경우, 전면 전계부(171)가 패시베이션 기능보다는 전면 전계 기능을 주로 수행하므로, 전면 전계부(171) 하부에 위치하는 버퍼층(191)는 안정적인 패시베이션 기능을 수행하기 위해 좀더 두꺼운 두께를 갖고 있고, 전면 전계부(171)는 단지 전면 전계 기능만 수행하므로 좀더 얇은 두께를 가질 수 있다. In this case, since the front
또한, 전면 전계부(171)와 버퍼층(191)이 함께 사용되는 경우, 전면 전계부(171)와 버퍼층(191)두께의 합은 9.5nm ~ 25nm가 되도록 할 수 있다.When the front
여기서, 전면 전계부(171)와 버퍼층(191) 두께의 합은 9.5nm 이상이 되도록 하는 것은 전면 전계부(171)와 버퍼층(191)에 의한 최소한의 전계 효과와 패시베이션 효과를 확보하기 위함이고, 전면 전계부(171)와 버퍼층(191) 두께의 합은 25nm 이하가 되도록 하는 것은 전면 전계부(171)와 버퍼층(191)에 의한 광흡수로 인한 손실을 최소화하기 위함이다.The sum of the thicknesses of the front
이때 버퍼층(191)의 두께 대비 전면 전계부(171) 두께에 대한 비는 1: 1.5 ~ 4의 사이에서 결정될 수 있다.At this time, the ratio of the thickness of the
여기서, 버퍼층(191)의 두께 대비 전면 전계부(171) 두께에 대한 비가 1: 1.2 이상이 되도록 하는 것은 전면 전계부(171)에 의한 전계 기능을 더욱 극대화 하기 위함이고, 버퍼층(191)의 두께 대비 전면 전계부(171) 두께에 대한 비가 1: 4 이하이 되도록 하는 것은 전면 전계부(171)의 두께가 과도하게 두꺼울 경우, 전면 전계부(171)에 포함된 불순물로 인하여 오히려 버퍼층(191)에 결함(defect)가 발생할 수 있어 버퍼층(191)의 패시베이션 기능이 감소할 수 있는데, 이와 같이 할 경우 패시베이션 기능이 저하되지 않기 때문이다.Here, the ratio of the thickness of the
이때, 전면 전계부와 버퍼층이 함께 형성하는 밴드갭은 전면 전계부의 밴드갭과 거의 동일한 결과를 갖게 된다. At this time, the band gap formed between the front electric field portion and the buffer layer has almost the same result as the band gap of the front electric field portion.
다음, 반사 방지부(130)는 전면 전계부(171) 위에 위치하며, 태양 전지(1)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양 전지(1)의 효율을 높인다. 이러한 반사 방지부(130)는 실리콘 질화막(SiNx)이나 실리콘 산화막(SiOx) 등으로 이루어져 있다. 본 실시예에서, 반사 방지부(130)는 단일막 구조를 갖지만 이중막과 같은 다층막 구조를 가질 수 있고, 필요에 따라 생략될 수 있다.The
다음, 후면 보호부(192)는 결정질 반도체 기판(110)의 후면에 바로 위치하며, 버퍼층(191)과 동일하게 패시베이션 기능을 수행하여, 결정질 반도체 기판(110)의 후면 쪽으로 이동한 전하가 결함에 의해 소멸되는 것을 감소한다.Next, the
이와 같은 후면 보호부(192)는 버퍼층(191)과 동일하게, 비정질 실리콘 등을 포함하여 형성될 수 있다. Like the
후면 보호부(192)의 두께는 결정질 반도체 기판(110)의 후면 쪽으로 이동한 전하가 후면 보호부(192)를 통과하여 복수의 후면 전계부(172) 또는 복수의 에미터부(121)로 이동할 수 있는 두께를 갖는다. 본 실시예에서, 후면 보호부(192)의 두께의 한 예는 약 1 내지 10㎚일 수 있다. The thickness of the rear
후면 보호부(192)의 두께가 약 1nm 이상이면 결정질 반도체 기판(110) 후면에 후면 보호부(192)가 균일하게 도포되므로 패시베이션 효과를 좀더 얻을 수 있고, 약 10nm 이하면 결정질 반도체 기판(110)을 통과한 빛이 후면 보호부 (192) 내에서 흡수되는 빛의 양이 감소시켜 결정질 반도체 기판(110) 내로 재입사되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다.If the thickness of the rear
다음, 복수의 후면 전계부(172)는 후면 보호부(192) 위에 부분적으로 위치하며, 결정질 반도체 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 결정질 반도체 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역이다. 예를 들어, 복수의 후면 전계부(172)는 n+의 불순물 영역일 수 있다.복수의 후면 전계부(172)는 후면 보호부(192) 위에서 서로 이격되어 나란하게 정해진 방향으로 뻗어 있다. 본 실시예에서, 복수의 후면 전계부(172)는 비정질 실리콘(a-Si)과 같은 비결정질 반도체로 이루어져 있다. Next, the plurality of rear
이러한 후면 전계부(172)는, 전면 전계부(171)와 유사하게, 결정질 반도체 기판(110)과 후면 전계부(172)와의 불순물 농도 차이로 인한 전위 장벽에 의해 전자의 이동 방향인 후면 전계부(172) 쪽으로의 정공 이동을 방해하는 반면, 후면 전계부(172) 쪽으로의 전하(예, 전자) 이동을 용이하게 한다. 따라서, 후면 전계부(172) 및 그 부근 또는 제1 및 제2 전극(141, 142)에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 전자 이동을 가속화시켜 후면 전계부(172)로의 전자 이동량을 증가시킨다. This rear
각 후면 전계부(172)는 약 10㎚ ~ 25㎚의 두께를 가질 수 있다. 후면 전계부(172)의 두께가 약 10nm 이상이면 정공의 이동을 방해하는 전위 장벽을 좀더 양호하게 형성할 수 있어 전하 손실을 더 감소시킬 수 있고, 약 25nm 이하면 후면 전계부(172) 내에서 흡수되는 빛의 양이 감소시켜 결정질 반도체 기판(110) 내로 재입사되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다. Each
복수의 에미터부(121)는 결정질 반도체 기판(110)의 후면 위에서 복수의 후면 전계부(172)와 이격되어 위치하, 복수의 후면 전계부(172)와 나란하게 뻗어 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 후면 전계부(172)와 에미터부(121)는 결정질 반도체 기판(110) 위에서 번갈아 위치한다. A plurality of
이와 같은 에미터부(121)는 결정질 반도체 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, p형의 도전성 타입을 갖고 있고, 결정질 반도체 기판(110)과 다른 반도체, 예를 들어, 비정질 실리콘을 포함한다. 따라서, 에미터부(121)는 결정질 반도체 기판(110)과 p-n 접합뿐만 아니라 이종 접합(hetero junction)을 형성한다. The
결정질 반도체 기판(110)과 복수의 에미터부(121) 간에 형성된 p-n 접합에 인한 내부 전위차(built-in potential difference)에 의해, 결정질 반도체 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자-정공 쌍은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. 따라서, 결정질 반도체 기판(110)이 n형이고 복수의 에미터부(121)가 p형일 경우, 분리된 정공은 후면 보호부(192)을 관통하여 각 에미터부(121)쪽으로 이동하고 분리된 전자는 후면 보호부(192)을 관통하여 결정질 반도체 기판(110)보다 불순물 농도가 높은 복수의 후면 전계부(172) 쪽으로 이동한다.The electric charge generated by the light incident on the
각 에미터부(121)는 결정질 반도체 기판(110)과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 결정질 반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)는 n형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 전자는 후면 보호부(192)를 통해 복수의 에미터부(121)쪽으로 이동하고 분리된 정공은 후면 보호부(192)를 통해 복수의 후면 전계부(172)쪽으로 이동한다.When the
복수의 에미터부(121)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우 에미터부(121)에는 3가 원소의 불순물이 도핑될 수 있고, 반대로 복수의 에미터부(121)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(121)에는 5가 원소의 불순물이 도핑될 수 있다.When the plurality of
이들 복수의 에미터부(121)는 후면 보호부(192)와 함께 패시베이션 기능을 수행할 수 있고, 이 경우 결함에 의해 결정질 반도체 기판(110)의 후면에서 소멸되는 전하의 양이 감소하여 태양 전지(11)의 효율이 향상된다.The plurality of
각 에미터부(121)는 약 5㎚ 내지 15㎚의 두께를 가질 수 있다. 에미터부(121)의 두께가 약 5nm 이상이면 p-n 접합을 좀더 양호하게 형성할 수 있고, 약 15nm 이하면 에미터부(121) 내에서 흡수되는 빛의 양이 감소시켜 결정질 반도체 기판(110) 내로 재입사되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다. Each
본 실시예의 경우, 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172) 하부에 위치하고 불순물이 존재하지 않거나 거의 없는 진성 반도체 물질(진성 a-Si)의 후면 보호부(192)로 인해, 결정질 반도체 물질로 이루어진 결정질 반도체 기판(110) 위에 바로 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172)가 위치할 때보다 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172) 형성시 결정화 현상이 줄어든다. 이로 인해, 비정질 실리콘 위에 위치하는 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172)의 특성이 향상된다.In the present embodiment, due to the rear
복수의 에미터부(121) 위에 위치하는 복수의 제1 전극(141)은 복수의 에미터부(121)를 따라서 연장되어 있고, 복수의 에미터부(121)와 전기적으로 연결되어 있다.The plurality of
복수의 에미터부(121) 위에 위치하는 복수의 제1 전극(141)은 복수의 에미터부(121)를 따라서 길게 연장되어 있고, 복수의 에미터부(121)와 전기적?물리적으로 연결되어 있다. The plurality of
각 제1 전극(141)은 해당 에미터부(121)쪽으로 이동한 전하, 예를 들어, 정공을 수집한다.Each
복수의 후면 전계부(172) 위에 위치하는 복수의 제2 전극(142)은 복수의 후면 전계부(172)를 따라서 길게 연장되어 있고, 복수의 후면 전계부(172)와 전기적?물리적으로 연결되어 있다. A plurality of
각 제2 전극(142)은 해당 후면 전계부(172)쪽으로 이동하는 전하, 예를 들어, 전자를 수집한다.Each
도 1 및 도 2에서, 제1 및 제2 전극(141, 142) 각각은 그 하부에 위치하는 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)와 과 상이한 평면 형상을 가지지만, 동일한 평면 형상을 가질 수 있다. 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)와 제1 및 제2 전극(141, 142)간의 접촉 면적이 증가할수록 접촉 저항이 감소하여, 제1 및 제2 전극(141, 142)으로의 전하 전송 효율은 증가한다. 1 and 2, each of the first and
복수의 제1 및 제2 전극(141, 142)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어질 수 있지만, 이외의 다른 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다. 이처럼, 복수의 제1 및 제2 전극(141, 142)이 금속 물질로 이루어져 있으므로, 결정질 반도체 기판(110)을 통과한 빛을 결정질 반도체 기판(110)쪽으로 반사시킨다.The plurality of first and
이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지(1)는 복수의 제1 전극(141)과 복수의 제2 전극(142)이 빛이 입사되지 않은 결정질 반도체 기판(110)의 후면에 위치하고, 결정질 반도체 기판(110)과 복수의 에미터부(121)가 서로 다른 종류의 반도체로 이루어져 있는 태양 전지로서, 그 동작은 다음과 같다.In the
태양 전지(1)로 빛이 조사되어 반사 방지부(130), 전면 전계부(171) 및 버퍼층(191)를 순차적으로 통과하여 결정질 반도체 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 결정질 반도체 기판(110)에서 전자-정공 쌍이 발생한다. 이때, 결정질 반도체 기판(110)의 표면이 텍스처링 표면이므로 결정질 반도체 기판(110) 전면에서의 빛 반사도가 감소하고, 텍스처링 표면에서 입사와 반사 동작이 행해져 빛의 흡수율이 증가되므로, 태양 전지(1)의 효율이 향상된다. 이어 더하여, 반사 방지부(130)에 의해 결정질 반도체 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 결정질 반도체 기판(110)으로 입사되는 빛의 양은 더욱더 증가한다.The
이들 전자-정공 쌍은 결정질 반도체 기판(110)과 에미터부(121)의 p-n 접합에 의해 서로 분리되어 정공은 p형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(121)쪽으로 이동하고, 전자는 n형의 도전성 타입을 갖는 후면 전계부(172)쪽으로 이동하여, 각각 제1 전극(141)과 제2 전극(142)으로 전달되어 제1 및 제2 전극(141, 142)에 의해 수집된다. 이러한 제1 전극(141)과 제2 전극(142)을 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.These electron-hole pairs are separated from each other by the pn junction of the
이때, 결정질 반도체 기판(110)의 후면뿐만 아니라 결정질 반도체 기판(110)의 전면에 보호부(192, 191)가 위치하므로, 결정질 반도체 기판(110)의 전면 및 후면 표면 그리고 그 근처에 존재하는 결함으로 인한 전하 손실량이 줄어들어 태양 전지(1)의 효율이 향상된다. 이때, 후면 보호부(192)뿐만 아니라 버퍼층(191)가 결함의 발생 빈도가 높은 결정질 반도체 기판(110)의 표면에 직접 접해 있으므로, 페이베이션 효과는 더욱 더 향상된다.At this time, since the
또한, 결정질 반도체 기판(110)의 전면과 후면에 위치한 전계부(171, 172)로 인해 전하의 손실량이 더욱 감소하여 태양 전지(1)의 효율은 더욱 향상된다.
In addition, due to the
다음, 도 3은 도 1에 도시된 전면 전계부의 두께 및 에너지 밴드갭에 따른 반도체 기판의 케리어 생성비를 설명하기 위한 도이다.3 is a view for explaining the carrier generation ratio of the semiconductor substrate according to the thickness and the energy band gap of the front electric field portion shown in FIG.
도 3에서 X축은 전면 전계부(171)의 에너지 밴드갭(Band Gap)의 값을 의미하고, Y축은 결정질 반도체 기판에서 발생되는 케리어 생성비(Carrier Generation Rate)를 의미하고, TH는 태양 전지에서 원하는 이상의 출력 전류(Jsc)를 발생시키기 위한 최소기준치의 케리어 생성비를 의미한다. In FIG. 3, the X-axis represents a value of an energy band gap of the front
이와 같은 최소 기준치의 케리어 생성비는 2.04×1021인 경우를 예로 들었다. 이는 케리어 생성비가 2.04×1021인 경우 태양 전지의 출력 전류(Jsc)가 대략 37mA/cm2가 되어 양질의 태양 전지 효율을 구현할 수 있게 되기 때문이다.The case where the carrier generation ratio of the minimum standard value is 2.04 x 10 < 21 > is taken as an example. This is because when the ratio is 2.04 × 10 21 carriers generated output current (Jsc) of the solar cell is able to implement the efficiency of the solar cell quality is approximately 37mA / cm2.
도 3에 도시된 바와 같이, 최소기준치(TH) 이상의 케리어를 생이 되기 위해서는 전면 전계부(171)의 두께가 (1) 대략 7.5nm인 경우, 전면 전계부(171)의 에너지 밴드갭이 대략 1.65[eV]이상이 되어야 하고, (2) 전면 전계부(171)의 두께가 대략 10nm인 경우, 전면 전계부(171)의 에너지 밴드갭이 대략 1.71[eV]이상, (3) 전면 전계부(171)의 두께가 대략 15nm인 경우, 전면 전계부(171)의 에너지 밴드갭이 대략 1.81[eV]이상, 전면 전계부(171)의 두께가 대략 20nm인 경우, 전면 전계부(171)의 에너지 밴드갭이 대략 1.86[eV]이상이 되어야 한다.3, when the thickness of the front
여기서, 전면 전계부(171)가 동일한 밴드갭을 가지는 경우, 전면 전계부(171)의 두께가 얇아질수록 결정질 반도체 기판에서 생성되는 케리어의 양이 많아지는 것은 전면 전계부(171)의 두께가 얇아질수록 전면 전계부(171)에서 흡수할 수 있는 빛의 양이 감소하기 때문이다.Here, when the front
이와 같이 전면 전계부(171)에서 흡수하는 빛의 양이 감소하면 상대적으로 결정질 반도체 기판에서 흡수하는 빛의 양이 증가하므로 결정질 반도체 기판에서 생성되는 케리어의 양이 많아지는 것이다.As the amount of light absorbed by the front
또한, 전면 전계부(171)의 두께가 동일한 경우 에너지 밴드갭이 커질수록 결정질 반도체 기판에서 생성되는 케리어의 양이 많아지는 것은 다양한 에너지 레벨의 파장을 가지는 빛의 특성때문이다.Also, when the thickness of the front
즉, 빛은 다양한 에너지 레벨의 파장을 가지고, 이와 같은 다양한 파장의 빛 중에서 비정질 실리콘 층인 전면 전계부(171)에 흡수되는 빛은 전면 전계부(171)의 에너지 밴드갭보다 큰 에너지 레벨을 가지는 파장이기 때문에 전면 전계부(171)의 에너지 밴드갭이 커질수록 전면 전계부(171)에서 흡수하는 빛의 양은 줄어들고, 상대적으로 결정질 반도체 기판에서 흡수하는 빛의 양이 많아지기 때문이다. That is, the light has a wavelength of various energy levels, and the light absorbed by the front
따라서, 결정질 반도체 기판에서 생성되는 케리어의 양이 많아져, 태양 전지의 출력 전류(Jsc)를 높일 수 있는 것이다.Therefore, the amount of carriers generated in the crystalline semiconductor substrate increases, and the output current Jsc of the solar cell can be increased.
이와 같은 도 3을 참고하면, 전면 전계부(171)의 두께가 두꺼워질수록 기울기가 점점 급해지는 것을 알 수 있으며, 두께가 서로 다르더라도 밴드겝이 큰 경우에는 결정질 반도체 기판에서 생성되는 케리어양의 차이가 상대적으로 감소하는 것을 알 수 있다. 비록 도 3에서는 몇 개의 두께에 대해서만 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 도시하지 않은 두께에 대해서도 동일하게 적용될 수 있는 것이다.Referring to FIG. 3, it can be seen that as the thickness of the front
따라서, 비록 도 3에서 두께가 7.5nm인 경우, 10nm, 15nm, 20nm인 경우만을 도시하고 있으나, 이외의 경우인 7.4nm, 9nm, 14nm 등의 경우에도 동일하게 적용할 수 있는 것이다.Therefore, although FIG. 3 shows only the cases of 10 nm, 15 nm, and 20 nm in the case of the thickness of 7.5 nm, the present invention can be applied to other cases such as 7.4 nm, 9 nm, and 14 nm.
따라서, 이를 고려하면, 전면 전계부(171)의 두께가 대략 7.5nm ~ 10nm인 경우, 전면 전계부(171)의 밴드갭(Band Gap)은 대략 1.65eV ~ 1.95eV가 되도록 하고, 전면 전계부(171)의 두께가 대략 10nm ~ 15nm인 경우, 전면 전계부(171)의 밴드갭은 대략 1.71eV ~ 1.95eV가 되도록 하고, 전면 전계부(171)의 두께가 대략 15nm ~ 20nm인 경우, 전면 전계부(171)의 밴드갭은 대략 1.81eV ~ 1.95eV가 되도록 할 수 있고, 이와 같이 함으로써 결정질 반도체 기판에서 생성되는 케리어의 양을 증가시킬 수 있어 태양 전지의 효율을 증가시킬 수 있는 것이다.Considering this fact, when the thickness of the front
여기서, 전면 전계부(171)의 밴드갭을 다르게 결정하는 방법은 PECVD 장치를 통하여 전면 전계부(171)를 증착하는 공정 중에 주입되는 수소(H2) 가스의 양을 다르게 함으로써 가능하다.
Here, the method of determining the bandgap of the front
다음, 도 4는 도 1에 도시된 버퍼층(191)의 두께 및 에너지 밴드갭에 따른 반도체 기판의 케리어 생성비를 설명하기 위한 도이다.4 is a view for explaining the carrier generation ratio of the semiconductor substrate according to the thickness and energy band gap of the
도 4에서 X축은 버퍼층(191)의 에너지 밴드갭(Band Gap)의 값을 의미하고, Y축은 결정질 반도체 기판에서 발생되는 케리어 생성비(Carrier Generation Rate)를 의미하고, TH는 태양 전지에서 원하는 이상의 출력 전류(Jsc)를 발생시키기 위한 최소기준치의 케리어 생성비를 의미한다. In FIG. 4, the X axis represents a value of an energy band gap of the
이와 같은 기판(110)에서 최소 기준치의 케리어 생성비는 도 3과 동일하게 2.04×1021인 경우를 예로 들었다.The case where the carrier generation ratio of the minimum reference value in the
도 4에 도시된 바와 같이, 최소기준치(TH) 이상의 케리어를 생이 되기 위해서는 버퍼층(191)의 두께가 (1) 대략 2nm인 경우, 버퍼층(191)의 에너지 밴드갭이 대략 1.57[eV]이상이 되어야 하고, (2) 버퍼층(191)의 두께가 대략 3nm인 경우, 버퍼층(191)의 에너지 밴드갭이 대략 1.66[eV]이상, (3) 버퍼층(191)의 두께가 대략 5nm인 경우, 버퍼층(191)의 에너지 밴드갭이 대략 1.77[eV]이상, 버퍼층(191)의 두께가 대략 10nm인 경우, 버퍼층(191)의 에너지 밴드갭이 대략 1.91[eV]이상이 되어야 한다.4, when the thickness of the
여기서, 도 1 및 도 2에서 전술한 바와 같이, 패시베이션 기능과 빛의 흡수양을 함께 고려하여 버퍼층(191)의 두께를 2㎚ ~ 5㎚의 두께로 한정하는 경우, 버퍼층(191)의 두께에 따른 버퍼층(191)의 밴드갭은 다음과 같이 설정될 수 있는 것이다.1 and 2, when the thickness of the
버퍼층(191)의 두께가 2nm ~ 3nm인 경우, 버퍼층(191)의 밴드갭은 1.57eV ~ 1.95eV가 되도록 결정하고, 버퍼층(191)의 두께가 3nm ~ 5nm인 경우, 버퍼층(191)의 밴드갭은 1.66eV ~ 1.95eV가 되도록 결정할 수 있다.When the thickness of the
이와 같이 함으로써, 결정질 반도체 기판에서 생성되는 케리어의 양이 증가되어, 태양 전지의 출력 전류(Jsc)를 높일 수 있는 것이다.By doing so, the amount of carriers generated in the crystalline semiconductor substrate is increased, and the output current Jsc of the solar cell can be increased.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양 전지는 전면 전계부(171)의 두께에 따라 에너지 밴드갭을 다르게 형성함으로써 태양 전지의 효율을 향상시키는 효과가 있으며, 아울러, 전면 전계부(171)와 함께 버퍼층(191)이 사용되는 경우, 버퍼층(191)의 두께에 따라 에너지 밴드갭을 다르게 형성함으로써 태양 전지의 효율을 더욱 극대화 시키는 효과가 있다.As described above, the solar cell according to the present invention has the effect of improving the efficiency of the solar cell by forming the energy band gap different according to the thickness of the front
또한, 도 1 및 도 2와 같은 태양 전지를 일례가 도 3과 도 4와 같이 적용되는 것을 일례로 설명하였으나, 이와 다르게, 에미터부와 후면 전계부가 비정질 실리콘이 아니고, 결정질 반도체 기판에 불순물이 확산되어 형성된 경우, 즉 후면 접촉(Back Contack) 구조의 IBC (Interdigitated back contact) 태양 전지에도 도 3과 도4를 적용하는 것도 가능하다.3 and FIG. 4, the emitter and the back electric field are not amorphous silicon, and the impurity diffuses into the crystalline semiconductor substrate. In this case, It is also possible to apply FIGS. 3 and 4 to an interdigitated back contact (IBC) solar cell having a back contact structure.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
Claims (10)
상기 결정질 반도체 기판의 제 1 면에 형성되며, 상기 제 1 도전성 타입과 같은 극성을 갖는 비정질 실리콘층으로 이루어지고, 상기 반도체 기판과 이종 접합을 형성하는 전면 전계부; 및
상기 결정질 반도체 기판의 제 2 면에 형성되며, 상기 제 1 도전성 타입과 반대인 제 2 도전성 타입을 갖는 에미터부;를 포함하며,
상기 전면 전계부의 두께는 7.5nm ~ 20nm이고,
상기 전면 전계부의 두께가 7.5nm ~ 10nm인 경우, 상기 전면 전계부의 밴드갭(Band Gap)은 1.65eV ~ 1.95eV이고,
상기 전면 전계부의 두께가 10nm ~ 15nm인 경우, 상기 전면 전계부의 밴드갭은 1.71eV ~ 1.95eV이고,
상기 전면 전계부의 두께가 15nm ~ 20nm인 경우, 상기 전면 전계부의 밴드갭은 1.81eV ~ 1.95eV인 것을 특징으로 하는 태양 전지.A first conductive type crystalline semiconductor substrate;
A front electrical part formed on the first surface of the crystalline semiconductor substrate and made of an amorphous silicon layer having the same polarity as that of the first conductive type and forming a heterojunction with the semiconductor substrate; And
And an emitter portion formed on a second surface of the crystalline semiconductor substrate and having a second conductivity type opposite to the first conductivity type,
The thickness of the front electric field portion is 7.5 nm to 20 nm,
When the thickness of the front electric field portion is 7.5 nm to 10 nm, the band gap of the front electric field portion is 1.65 eV to 1.95 eV,
When the thickness of the front electric field portion is 10 nm to 15 nm, the band gap of the front electric field portion is 1.71 eV to 1.95 eV,
And the bandgap of the front electric field portion is 1.81 eV to 1.95 eV when the thickness of the front electric field portion is 15 nm to 20 nm.
상기 태양 전지는
상기 결정질 반도체 기판과 상기 전면 전계부 사이에 진성 실리콘층인 버퍼층을 더 포함하며, 상기 버퍼층은 상기 결정질 반도체 기판과 이종 접합을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.The method according to claim 1,
The solar cell
And a buffer layer which is an intrinsic silicon layer between the crystalline semiconductor substrate and the front electric field portion, wherein the buffer layer forms a heterojunction with the crystalline semiconductor substrate.
상기 버퍼층의 두께는 2nm ~ 5nm인 것을 특징으로 하는 태양 전지.3. The method of claim 2,
Wherein the thickness of the buffer layer is 2 nm to 5 nm.
상기 버퍼층의 두께가 2nm ~ 3nm인 경우, 상기 버퍼층의 밴드갭은 1.57eV ~ 1.95eV이고,
상기 버퍼층의 두께가 3nm ~ 5nm인 경우, 상기 버퍼층의 밴드갭은 1.66eV ~ 1.95eV인 것을 특징으로 하는 태양 전지.The method of claim 3,
When the thickness of the buffer layer is 2 nm to 3 nm, the band gap of the buffer layer is 1.57 eV to 1.95 eV,
Wherein a band gap of the buffer layer is 1.66 eV to 1.95 eV when the thickness of the buffer layer is 3 nm to 5 nm.
상기 전면 전계부와 상기 버퍼층 두께의 합은 9.5nm ~ 25nm인 것을 특징으로 하는 태양 전지.3. The method of claim 2,
Wherein the sum of the thickness of the front electric field portion and the thickness of the buffer layer is 9.5 nm to 25 nm.
상기 버퍼층의 두께 대비 상기 전면 전계부의 두께에 대한 비는 1: 1.2 ~ 4의 사이에서 결정되는 것을 특징으로 하는 태양 전지.6. The method of claim 5,
Wherein the ratio of the thickness of the buffer layer to the thickness of the front electric field portion is determined to be 1: 1.2-4.
상기 제 2 도전성 타입을 갖는 에미터부는 비정질 실리콘층으로 이루어지며, 상기 반도체 기판과 이종 접합 및 p-n 접합을 형성하는 태양 전지.The method according to claim 1,
Wherein the emitter portion having the second conductivity type is made of an amorphous silicon layer and forms a heterojunction and a pn junction with the semiconductor substrate.
상기 태양 전지는
상기 결정질 반도체 기판의 제 2 면에 형성되며, 상기 에미터부와 이격하여 위치하고, 상기 제 1 도전성 타입과 같은 극성을 갖는 비정질 실리콘층으로 이루어져 상기 반도체 기판과 이종 접합을 형성하는 후면 전계부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.The method according to claim 1,
The solar cell
And a back electric field portion formed on the second surface of the crystalline semiconductor substrate and spaced apart from the emitter portion and formed of an amorphous silicon layer having the same polarity as that of the first conductive type to form a heterojunction with the semiconductor substrate, Lt; / RTI >
상기 태양 전지는
상기 결정질 반도체 기판과 상기 에미터부 사이 및 상기 결정질 반도체 기판과 상기 후면 전계부 사이에 진성 비정질 실리콘층으로 이루어진 후면 보호부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.9. The method of claim 8,
The solar cell
Further comprising a rear protective portion made of an intrinsic amorphous silicon layer between the crystalline semiconductor substrate and the emitter portion and between the crystalline semiconductor substrate and the rear electric conductive portion.
상기 태양 전지는
상기 에미터부 상부에 형성되어 상기 에미터부와 연결되는 제 1 전극; 및
상기 후면 전계부 상부에 형성되어 상기 후면 전계부와 연결되는 제 2 전극;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.10. The method of claim 9,
The solar cell
A first electrode formed on the emitter section and connected to the emitter section; And
And a second electrode formed on the rear electric field portion and connected to the rear electric field portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100099636A KR101692559B1 (en) | 2010-10-13 | 2010-10-13 | Solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100099636A KR101692559B1 (en) | 2010-10-13 | 2010-10-13 | Solar cell |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20120088023A KR20120088023A (en) | 2012-08-08 |
KR101692559B1 true KR101692559B1 (en) | 2017-01-03 |
Family
ID=46873367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020100099636A KR101692559B1 (en) | 2010-10-13 | 2010-10-13 | Solar cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101692559B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090293948A1 (en) | 2008-05-28 | 2009-12-03 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Method of manufacturing an amorphous/crystalline silicon heterojunction solar cell |
JP2010258043A (en) | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar cell |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11312814A (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Toyota Motor Corp | Solar cell device |
-
2010
- 2010-10-13 KR KR1020100099636A patent/KR101692559B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090293948A1 (en) | 2008-05-28 | 2009-12-03 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Method of manufacturing an amorphous/crystalline silicon heterojunction solar cell |
JP2010258043A (en) | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Sanyo Electric Co Ltd | Solar cell |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20120088023A (en) | 2012-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9520517B2 (en) | Solar cell | |
US20110056544A1 (en) | Solar cell | |
KR101889775B1 (en) | Solar cell and method for manufacturing the smae | |
US20090314337A1 (en) | Photovoltaic devices | |
KR101918737B1 (en) | Solar cell | |
US20120118372A1 (en) | Solar cell | |
US9929297B2 (en) | Solar cell and method for manufacturing the same | |
KR20140105064A (en) | Solar cell | |
KR101882439B1 (en) | Solar cell and manufacturing method thereof | |
KR101203907B1 (en) | Solar cell | |
KR20130064456A (en) | Solar cell | |
KR20120096177A (en) | Thin flim solar cell | |
KR20130036454A (en) | Thin film solar cell module | |
KR101897168B1 (en) | Solar cell | |
KR101925929B1 (en) | Solar cell and manufacturing method thereof | |
KR101692559B1 (en) | Solar cell | |
KR101983361B1 (en) | Bifacial solar cell | |
KR101098813B1 (en) | Solar cell | |
KR101186529B1 (en) | Solar cell | |
KR101130193B1 (en) | Solar cell | |
KR101788163B1 (en) | Solar cell and manufacturing method thereof | |
KR101979843B1 (en) | Solar cell | |
KR101071133B1 (en) | Solar cell | |
KR20130039896A (en) | Thin flim solar cell | |
KR101135582B1 (en) | Solar cell |
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 |