KR102053141B1 - Solar cell and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지는, 제1 도전형을 가지는 실리콘 반도체 기판, 제1 도전형과 반대의 제2 도전형을 가지는 제1 불순물이 도핑되고, 기판의 일면 상에 위치하는 에미터층, 에미터층과 접속하는 복수의 전면 핑거라인, 일면과 대향하는 기판의 타면에 형성되며, 제1 도전형을 가지는 제2 불순물이 도핑된 후면 전계층 및 후면 전계층과 접속하는 복수의 후면 핑거라인을 포함하고, 에미터층의 두께와 후면 전계층의 두께가 상이하다. 이에 의해, 태양전지의 광전변환효율이 향상될 수 있다.The present invention relates to a solar cell and a method of manufacturing the same. In a solar cell according to an embodiment of the present invention, an EMI which is doped with a silicon semiconductor substrate having a first conductivity type, a first impurity having a second conductivity type opposite to the first conductivity type, and positioned on one surface of the substrate A plurality of front finger lines connected to the emitter layer, the emitter layer, and the other surface of the substrate opposing one surface, and a plurality of back fingers connected to the rear electric field layer and the rear electric field layer doped with a second impurity having a first conductivity type. Including the line, the thickness of the emitter layer and the thickness of the backside electric field layer are different. Thereby, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell can be improved.

Figure 112017073266927-pat00001
Figure 112017073266927-pat00001

Description

태양전지 및 이의 제조방법{Solar cell and manufacturing method thereof}Solar cell and manufacturing method thereof

본 발명은 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에미터층과 후면 전계층의 두께가 상이한 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a solar cell and a method for manufacturing the same having a different thickness of the emitter layer and the back field layer.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 반도체 소자를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.Recently, with the anticipation of depletion of existing energy sources such as oil and coal, there is increasing interest in alternative energy to replace them. Among them, solar cells are in the spotlight as next generation cells that convert solar energy directly into electrical energy using semiconductor devices.

즉, 태양전지란 광기전력 효과(Photovoltaic Effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치로서, 그 구성 물질에 따라서 실리콘 태양전지, 박막형 태양전지, 염료감응형 태양전지 및 유기고분자형 태양전지 등으로 구분될 수 있으며, 그 중 실리콘 태양전지가 주류를 이루고 있다. 이러한 태양전지에서는, 입사되는 태양 광을 전기 에너지로 변환시키는 비율과 관계된 변환효율(Efficiency)을 높이는 것이 매우 중요하다.In other words, a solar cell is a device that converts light energy into electrical energy using a photovoltaic effect, and according to the material of the solar cell, silicon solar cell, thin film solar cell, dye-sensitized solar cell and organic polymer solar cell And silicon solar cells are the mainstream. In such solar cells, it is very important to increase the conversion efficiency related to the ratio of converting incident sunlight into electrical energy.

본 발명의 목적은 광전변환효율이 우수한 태양전지 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a solar cell having excellent photoelectric conversion efficiency and a manufacturing method thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지는, 제1 도전형을 가지는 실리콘 반도체 기판, 제1 도전형과 반대의 제2 도전형을 가지는 제1 불순물이 도핑되고, 기판의 일면 상에 위치하는 에미터층, 에미터층과 접속하는 복수의 전면 핑거라인, 일면과 대향하는 기판의 타면에 형성되며, 제1 도전형을 가지는 제2 불순물이 도핑된 후면 전계층 및 후면 전계층과 접속하는 복수의 후면 핑거라인을 포함하고, 에미터층의 두께와 후면 전계층의 두께가 상이하다.A solar cell according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is doped with a silicon semiconductor substrate having a first conductivity type, a first impurity having a second conductivity type opposite to the first conductivity type, An emitter layer located on one surface, a plurality of front finger lines connected to the emitter layer, a rear electric field layer and a rear electric field layer formed on the other surface of the substrate facing one surface and doped with a second impurity having a first conductivity type; It includes a plurality of rear finger lines to connect, the thickness of the emitter layer is different from the thickness of the rear electric field layer.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 제조방법은, 제1 도전형을 가지는 실리콘 반도체 기판의 전면에 제1 도전형과 반대의 제2 도전형을 가지는 제1 불순물을 도핑하여 제1 불순물층을 형성하는 단계, 기판의 후면에 제1 도전형을 가지는 제2 불순물을 도핑하여 제2 불순물층을 형성하는 단계 및 제1 불순물층과 제2 불순물층을 동시에 열처리 하여 에미터 및 후면 전계층을 형성하는 단계를 포함하고, 에미터층과 후면 전계층의 두께는 서로 상이하게 형성된다.In addition, the solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the first conductivity type on the front surface of the silicon semiconductor substrate having a first conductivity type having a second conductivity type opposite to the first conductivity type Forming a first impurity layer by doping an impurity, doping a second impurity layer having a first conductivity type on a rear surface of the substrate, and forming a second impurity layer and simultaneously heat-treating the first impurity layer and the second impurity layer Forming an emitter and a backside electric field layer, wherein thicknesses of the emitter layer and the backside electric field layer are different from each other.

본 발명에 따르면, 상이한 두께를 가지는 에미터층과 후면 전계층을 포함함으로써, 태양전지의 광전변환효율이 향상될 수 있다.According to the present invention, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell can be improved by including an emitter layer and a rear electric field layer having different thicknesses.

또한, 에미터층과 후면 전계층의 불순물을 이온 임플란테이션에 의해 주입하고, 동시 소성함으로써 태양전지의 생산성이 증가할 수 있다.In addition, the productivity of the solar cell can be increased by injecting impurities in the emitter layer and the backside electric field layer by ion implantation and co-firing.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 태양전지의 A-A'의 단면을 도시한 단면도,
도 3은 도 1의 태양전지의 B-B'의 단면을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 단면을 도시한 단면도,
도 5는 도 4의 태양전지의 에미터층의 도핑 프로필을 도시한 도,
도 6은 도 5에 따른 결과를 도시한 도,
도 7 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 도,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면을 도시한 단면도, 그리고,
도 14는 도 13의 C를 확대한 확대도이다.1 is a perspective view showing a solar cell according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view of a solar cell of FIG. 1 taken along line A-A '; FIG.
3 is a cross-sectional view showing a cross section of B-B 'of the solar cell of FIG.
4 is a cross-sectional view showing a cross section of a solar cell according to an embodiment of the present invention;
5 shows a doping profile of the emitter layer of the solar cell of FIG.
6 shows the results according to FIG. 5, FIG.
7 to 12 is a view showing a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the present invention,
13 is a cross-sectional view showing a cross section of a solar cell module according to an embodiment of the present invention, and
FIG. 14 is an enlarged view enlarging C of FIG. 13.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.

이하의 도면에서, 각 구성요소의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함하며, 각 구성요소의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한, 각 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다.In the following drawings, "on" or "under" of each component includes both "directly" or "indirectly" through other components, each of which is formed Criteria for the top or bottom of the component will be described with reference to the drawings. In addition, each component is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지를 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 태양전지의 A-A'의 단면을 도시한 단면도, 그리고, 도 3은 도 1의 태양전지의 B-B'의 단면을 도시한 단면도이다. 여기서, 도 2 및 도 3은 도 1의 태양전지를 X-Y 평면으로 절단한 후, Z방향으로 관찰한 단면도이다.1 is a perspective view showing a solar cell according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a cross-sectional view taken along line A-A 'of the solar cell of Figure 1, and Figure 3 is B of the solar cell of Figure 1 It is sectional drawing which shows the cross section of -B '. 2 and 3 are cross-sectional views of the solar cell of FIG. 1 taken along the X-Y plane and observed in the Z direction.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(100)는 제1 도전형을 가지는 실리콘 반도체 기판(110), 기판(110)의 일면 상에 위치하는 에미터층(120), 에미터층(120)과 접속하는 다수의 전면 핑거라인(140), 기판(110)의 타면 상의 후면 전계층(150)과 후면 전계층(150)과 접속하는 다수의 후면 핑거라인(170)을 포함할 수 있다. 또한, 에미터층(120) 상의 제1 반사방지막(130)과 후면 전계층(150) 상의 제2 반사방지막(160)을 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the solar cell 100 according to an embodiment of the present invention is a silicon semiconductor substrate 110 having a first conductivity type, the emitter layer 120, the emitter layer located on one surface of the substrate 110 A plurality of front finger lines 140 to be connected to the 120, a plurality of back finger lines 170 to be connected to the rear electric field layer 150 and the rear electric field layer 150 on the other surface of the substrate 110 may be included. have. In addition, the first anti-reflection film 130 on the emitter layer 120 and the second anti-reflection film 160 on the rear field layer 150 may be included.

기판(110)은, 실리콘으로 형성될 수 있으며, P형 또는 N형 불순물이 도핑되어 제1 도전형을 가질 수 있다. 예를 들어, 실리콘에 3족 원소인 B, Ga, In 등이 불순물로 도핑 되어 P형으로 구현될 수 있고, 5족 원소인 P, As, Sb 등이 도핑되어 N형으로 구현될 수 있다.The substrate 110 may be formed of silicon, and may be doped with P-type or N-type impurities to have a first conductivity type. For example, silicon, B, Ga, or In, which is a Group 3 element, may be doped with impurities, and may be embodied in P-type, and P, As, Sb, which is a Group 5 element, may be embodied in the N-type.

도면에 도시하지는 않았으나, 기판(110)의 표면은 요철구조를 가질 수 있다. 요철구조는 기판(110)의 표면을 텍스쳐링(texturing) 하여 요철 형상의 패턴을 형성하는 것을 의미하는데, 기판(110)이 이와 같이 텍스쳐링 되면, 후술하는 바와 같이, 기판(110)상에 형성되는 에미터층(120), 제1 반사방지막(130), 후면전계층(152), 제2 반사방지막(160) 역시 요철의 형상을 따라 형성될 수 있다. 따라서, 태양전지(100)로 입사하는 광의 반사율이 감소하고, 광 포획량이 증가하여 태양전지(100)의 광학적 손실이 감소한다.Although not shown in the figure, the surface of the substrate 110 may have a concave-convex structure. The concave-convex structure means to form a concave-convex pattern by texturing the surface of the substrate 110. When the substrate 110 is textured in this manner, an emi formed on the substrate 110 will be described later. The rotor layer 120, the first antireflection film 130, the back surface field layer 152, and the second antireflection film 160 may also be formed along the shape of the unevenness. Therefore, the reflectance of light incident on the solar cell 100 decreases, and the amount of light trapping increases, thereby reducing the optical loss of the solar cell 100.

에미터층(120)은, 기판(110)과 반대의 제2 도전형을 가지는 제1 불순물이 도핑되어 형성된다. 예를 들어, 기판(110)이 P형인 경우는 에미터층(120)에는 N형의 불순물이 도핑되고, 기판(110)이 N형인 경우는 에미터층(120)에는 P형의 불순물이 도핑된다. 이와같이, 기판(110)과 에미터층(120)에 반대 도전형의 불순물이 도핑 되면, 기판(110)과 에미터층(120)의 계면에는 P-N접합(junction)이 형성된다.The emitter layer 120 is formed by doping a first impurity having a second conductivity type opposite to the substrate 110. For example, when the substrate 110 is P-type, the N-type impurity is doped in the emitter layer 120, and when the substrate 110 is N-type, the emitter layer 120 is doped with P-type impurities. As such, when the impurities of the opposite conductivity type are doped to the substrate 110 and the emitter layer 120, a P-N junction is formed at the interface between the substrate 110 and the emitter layer 120.

한편, 에미터층(120)은 복수의 전면 핑거라인(140)과 접하는 제1 영역(124)과, 복수의 전면 핑거라인(140) 사이 즉, 복수의 제1 영역(124) 사이의 제2 영역(122)을 포함할 수 있다. Meanwhile, the emitter layer 120 includes a first region 124 in contact with the plurality of front finger lines 140 and a second region between the plurality of front finger lines 140, that is, the plurality of first regions 124. And 122.

일반적으로, 에미터층(120)에 불순물이 더 많이 존재할수록 광전효과에 의해 발생한 전자-정공 쌍이 더 많이 재결합하므로, 광이 전자-정공 쌍으로 주로 변환되는 제2 영역(122)은 불순물의 농도가 상대적으로 낮은 것이 유리하고, 분리된 전자 또는 정공이 전면 핑거라인(140)으로 이동하는 제1 영역(124)에서는 접촉저항의 감소를 위해 불순물의 농도가 높은 것이 유리하다. In general, the more impurities present in the emitter layer 120, the more electron-hole pairs generated by the photoelectric effect recombine, so that the second region 122 where the light is mainly converted into the electron-hole pairs has a higher concentration of impurities. It is advantageous to have a relatively low level, and high concentration of impurities in the first region 124 in which the separated electrons or holes move to the front finger line 140 is advantageous for reducing contact resistance.

따라서, 본 발명에 따른 태양전지(100)는 전면 핑거라인(140)과의 접촉 저항을 낮추고, 표면 재결합에 따른 태양전지(100)의 효율 저하를 방지하도록, 전면 핑거라인(140)과 접하는 제1 영역(124)이 제2 영역(122)에 비해 상대적으로 높은 도핑 농도를 가지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 에미터층(120)의 제1 영역(124)의 면저항은 제2 영역(122)의 면저항보다 작게 형성된다. 또한, 제1 영역(124)의 도핑 두께(b)는 제2 영역(122)의 도핑 두께(a)보다 클 수 있다.Therefore, the solar cell 100 according to the present invention is to lower the contact resistance with the front finger line 140, to prevent the degradation of the solar cell 100 due to the surface recombination, the agent in contact with the front finger line 140 The first region 124 may be formed to have a higher doping concentration than the second region 122. Accordingly, the sheet resistance of the first region 124 of the emitter layer 120 is smaller than the sheet resistance of the second region 122. In addition, the doping thickness b of the first region 124 may be greater than the doping thickness a of the second region 122.

이러한 에미터층(120)의 제1 영역(124)은 1E19~1E21의 도핑 농도를 가질 수 있고, 제2 영역(122)은 5E18~1E20의 도핑 농도를 가질 수 있다. 이때, 에미터층(120)의 제1 영역(124)의 면저항은 30 내지 70Ω/□, 바람직하게는 40 내지 60Ω/□로 설정될 수 있고, 제2 영역(122)의 면저항은 70 내지 150Ω/□, 바람직하게는 90 내지 120Ω/□로 설정될 수 있다.The first region 124 of the emitter layer 120 may have a doping concentration of 1E19 to 1E21, and the second region 122 may have a doping concentration of 5E18 to 1E20. In this case, the sheet resistance of the first region 124 of the emitter layer 120 may be set to 30 to 70 Ω / □, preferably 40 to 60 Ω / □, and the sheet resistance of the second region 122 is 70 to 150 Ω /. □, preferably, may be set to 90 to 120Ω / □.

제1 반사방지막(130)은 기판(110)의 전면으로 입사되는 태양광의 반사율을 감소시키고, 이에 따라, P-N 접합까지 도달되는 광량이 증대되어 태양전지(100)의 단락전류(Isc)가 증가한다. 제1 반사방지막(130)은, 예를 들어, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산화 질화물, 인트린식 비정질 실리콘, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있으며, 기판(110)이 P형일 경우 패시베이션층의 기능도 수행한다.The first anti-reflection film 130 reduces the reflectance of the sunlight incident on the entire surface of the substrate 110, thereby increasing the amount of light reaching the PN junction, thereby increasing the short-circuit current Isc of the solar cell 100. . The first anti-reflection film 130 is, for example, any one single film or 2 selected from the group consisting of silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, intrinsic amorphous silicon, MgF 2 , ZnS, TiO 2 and CeO 2 . It is possible to have a multi-layered film structure in which more than one film is combined. If the substrate 110 is a P type, the passivation layer also functions.

이러한 제1 반사방지막(130)은 1.8 내지 2.5의 굴절율을 가지고, 60 내지 100㎛의 두께로 형성될 수 있다. 특히, 제1 반사방지막(130)의 굴절율이 1.8 보다 작은 경우는 반사방지 효과가 현저하지 않고, 반대로 굴절률이 2.5보다 크면, 입사광중 전류 변환에 기여하는 파장을 가지는 광이, 제1 반사방지막(130)에 광학적인 흡수를 발생시켜 오히려 태양전지(100)의 광전 변환효율이 저하될 수 있다.The first anti-reflection film 130 may have a refractive index of 1.8 to 2.5 and may be formed to a thickness of 60 to 100 μm. In particular, when the refractive index of the first anti-reflection film 130 is smaller than 1.8, the anti-reflection effect is not remarkable. On the contrary, when the refractive index is larger than 2.5, the light having a wavelength that contributes to the current conversion of the incident light is the first anti-reflection film ( Optical absorption may be generated at 130, and thus the photoelectric conversion efficiency of the solar cell 100 may be lowered.

한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 기판(110)이 N형일 경우는 에미터층(120)과 제1 반사방지막(130) 사이에 패시베이션층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 패시베이션층(미도시)은 SiOx, AlxOy 등으로 형성될 수 있고, 이에 따라, SiO2/SiNx, Al2O3/SiNx 등의 패시베이션/제1 반사방지막(130)의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.Although not shown in the drawing, when the substrate 110 is N-type, a passivation layer (not shown) may be further included between the emitter layer 120 and the first anti-reflection film 130. The passivation layer (not shown) may be formed of SiOx, AlxOy, or the like, and accordingly, may have a structure of a passivation / first antireflection film 130 such as SiO 2 / SiNx, Al 2 O 3 / SiNx, or the like. It is not limited.

전면 핑거라인(140)은 복수개 형성되어, 광전효과에 의해 발생한 전자 또는 정공을 수집한다. 또한, 다수의 전면 핑거라인(140)은 전면 핑거라인(140)과 교차하는 전면 버스 전극(180)과 접할 수 있고, 전면 버스 전극(180)은 리본(미도시)과 연결되어 태양전지(100)에서 발생한 전류를 외부로 공급할 수 있다.A plurality of front finger lines 140 are formed to collect electrons or holes generated by the photoelectric effect. In addition, the plurality of front finger lines 140 may be in contact with the front bus electrode 180 crossing the front finger line 140, and the front bus electrode 180 may be connected to a ribbon (not shown) to form the solar cell 100. ) Can be supplied to the outside.

전면 핑거라인(140)은, 일 예로, 에미터층(120)과의 오믹접촉을 위해, 에미터층(120)이 P형인 경우는 AgAl, 유리 프릿 등이 포함된 페이스트를 개구가 형성된 마스크를 사용하여 전면 핑거라인(140) 형성 지점에 스크린 인쇄한 후 열처리를 행하여 형성할 수 있으며, 에미터층(120)이 N형인 경우는 Ag, 유리 프릿 등이 포함된 페이스트를 스크린 인쇄한 후 열처리를 행하여 형성할 수 있다.The front finger line 140 is, for example, for ohmic contact with the emitter layer 120, in the case where the emitter layer 120 is P-type, a paste including AgAl, glass frit, or the like is used by using a mask having an opening. Screen printing may be performed after screen printing at the front finger line 140 forming point, and when the emitter layer 120 is N-type, it may be formed by screen printing a paste containing Ag, glass frit, or the like, and performing heat treatment. Can be.

또한, 전면 핑거라인(140)은, 레이저의 조사에 의해 제1 반사방지막(130)을 제거(Laser ablation)하고, Ni 등에 의한 시드층(Seed layer)을 증착한 후, 도금 또는 Sputtering 등에 의해 금속층을 증착하여 형성할 수 있다. 이와 같이 형성되는 전면 핑거라인(140)은 Ni/Cu/Sn, Ni/Ag, Ni/Cu/Ag 등의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 이와 같이 형성되는 전면 핑거라인(140)은 10㎛ 이상의 폭과, 60 내지 80㎛의 높이를 가지고 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the front finger line 140 removes the first anti-reflection film 130 by laser irradiation, deposits a seed layer by Ni, and then deposits a metal layer by plating or sputtering. It can be formed by depositing. The front finger line 140 formed as described above may have a structure such as Ni / Cu / Sn, Ni / Ag, Ni / Cu / Ag, but is not limited thereto. In addition, the front finger line 140 formed as described above may have a width of 10 μm or more and a height of 60 to 80 μm, but is not limited thereto.

후면 전계층(150)은 고농도 도핑 영역으로, 분리된 전자 정공 쌍의 재결합을 방지하고, 누설 전류를 줄이며, 후면 핑거라인(170)과의 우수한 오믹 컨택성을 가지도록 할 수 있다. 이러한 후면 전계층(150)은 기판(110)과 동일한 제1 도전형을 가지는 제2 불순물을 도핑하여 형성할 수 있다.The back surface field layer 150 may be a high concentration doping region, and may prevent recombination of separated electron hole pairs, reduce leakage current, and have excellent ohmic contact with the back finger line 170. The back surface field layer 150 may be formed by doping a second impurity having the same first conductivity type as the substrate 110.

또한, 후면 전계층(150)은 상술한 에미터층(150)과 동일한 구조를 가질 수 있다. 즉, 복수의 후면 핑거라인(170)과 접하는 제3 영역(154)과, 복수의 후면 핑거라인(170) 사이 즉, 복수의 제3 영역(154) 사이의 제4 영역(152)을 포함할 수 있으며, 제3 영역(154)의 불순물의 도핑농도가 제4 영역(152)의 불순물의 도핑 농도보다 클 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(100)는 선택적 에미터층(120)과 동시에 선택적 후면 전계층(150)의 구조를 가지는 양면 수광형 태양전지(Bifacial solar cell)일 수 있다.In addition, the back surface field layer 150 may have the same structure as the emitter layer 150 described above. That is, the third region 154 may be in contact with the plurality of rear finger lines 170, and the fourth region 152 between the plurality of rear finger lines 170, that is, the plurality of third regions 154. The doping concentration of impurities in the third region 154 may be greater than the doping concentration of impurities in the fourth region 152. Therefore, the solar cell 100 according to an embodiment of the present invention may be a double-sided light receiving solar cell having a structure of the selective emitter layer 120 and the selective rear field layer 150.

한편, 후면 전계층(150)의 제3 영역(154)의 도핑 농도는 제4 영역(152)의 도핑 농도보다 크기 때문에, 제3 영역(154)과 후면 핑거라인(170) 간의 접촉 저항이 감소하고, 제4 영역(152)은 기판(110)의 후면 전체에 걸쳐 형성되므로 전자와 정공의 재결합을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 전자와 정공의 재결합에 따른 손실이 감소하고, 동시에 광전효과에 의해 생성된 전자 또는 정공을 후면 핑거라인(170)으로 전달하는 능력은 더욱 향상되므로, 태양전지(100)의 광전변환 효율이 더욱 향상될 수 있다.Meanwhile, since the doping concentration of the third region 154 of the rear electric field layer 150 is greater than the doping concentration of the fourth region 152, the contact resistance between the third region 154 and the rear finger line 170 decreases. In addition, since the fourth region 152 is formed over the entire rear surface of the substrate 110, the fourth region 152 may effectively prevent recombination of electrons and holes. Therefore, the loss due to recombination of electrons and holes is reduced, and at the same time, the ability to transfer electrons or holes generated by the photoelectric effect to the rear finger line 170 is further improved, so that the photoelectric conversion efficiency of the solar cell 100 is improved. Can be further improved.

이러한, 후면 전계층(150)의 제3 영역(154)은 1E19~1E21의 도핑 농도를 가질 수 있고, 제4 영역(122)은 5E18~1E20의 도핑 농도를 가질 수 있다. 또한, 후면 전계층(150)의 제3 영역(154)의 면저항은 20 내지 70Ω/□, 바람직하게는 40 내지 60Ω/□로 설정될 수 있고, 제4 영역(152)의 면저항은 60 내지 150Ω/□, 바람직하게는 90 내지 120Ω/□로 설정될 수 있으며, 제3 영역(154)의 두께가 제4 영역(152)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. The third region 154 of the back surface field layer 150 may have a doping concentration of 1E19 to 1E21, and the fourth region 122 may have a doping concentration of 5E18 to 1E20. In addition, the sheet resistance of the third region 154 of the rear field layer 150 may be set to 20 to 70 Ω / □, preferably 40 to 60 Ω / □, and the sheet resistance of the fourth region 152 is 60 to 150 Ω. / ?, preferably from 90 to 120 Ω / □, the thickness of the third region 154 may be formed thicker than the thickness of the fourth region (152).

한편, 본 발명에 따르면, 후면 전계층(150)의 두께는 에미터층(120)의 두께와 상이하게 형성될 수 있다.Meanwhile, according to the present invention, the thickness of the rear electric field layer 150 may be formed differently from the thickness of the emitter layer 120.

먼저, 기판(110)이 N형의 도전형을 가지는 경우는, 예를 들어, 후면 전계층(150)은 P를 도핑하여 형성하고, 에미터층(120)은 B를 도핑하여 형성할 수 있는데, 이와 같은 경우는 후면 전계층(150)의 두께가 에미터층(120)의 두께보다 클 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 에미터층(120)의 제1 영역(124)의 도핑 두께(b) 보다 후면 전계층(150)의 제3 영역(154)의 도핑 두께(d)가 더 깊고, 에미터층(120)의 제2 영역(122)의 도핑 두께(a)보다 후면 전계층(150)의 제4 영역(152)의 도핑 두께(d)가 더 깊게 형성될 수 있다. 또한, 후면 전계층(150)의 제3 영역(154)의 폭은 에미터층(120)의 제1 영역(124)의 폭보다 크게 형성될 수 있다.First, when the substrate 110 has an N-type conductivity type, for example, the rear electric field layer 150 may be formed by doping P, and the emitter layer 120 may be formed by doping B. In this case, the thickness of the rear electric field layer 150 may be greater than the thickness of the emitter layer 120. Specifically, the doping thickness d of the third region 154 of the rear field layer 150 is deeper than the doping thickness b of the first region 124 of the emitter layer 120, and the emitter layer ( The doping thickness d of the fourth region 152 of the back surface field layer 150 may be deeper than the doping thickness a of the second region 122 of 120. In addition, the width of the third region 154 of the rear field layer 150 may be greater than the width of the first region 124 of the emitter layer 120.

이와 같이 후면 전계층(150)의 두께가 에미터층(120)의 두께보다 크게 형성되면, 태양전지(100)의 전체 직렬 저항이 감소하여 태양전지(100)의 FF가 상승할 수 있다.As such, when the thickness of the rear electric field layer 150 is greater than the thickness of the emitter layer 120, the total series resistance of the solar cell 100 may decrease, so that the FF of the solar cell 100 may increase.

또한, 다른 예로, 기판(110)이 P형의 도전형을 가지는 경우는, 일 예로, 후면 전계층(150)은 B를 도핑하여 형성하고, 에미터층(120)은 P를 도핑하여 형성할 수 있는데, 이와 같은 경우는 에미터층(120)의 두께가 후면 전계층(150)의 두께보다 크게 형성될 수 있다. 이와 같은 경우는, 에미터층(120)의 표면 불순물의 농도를 줄일 수 있고, deep junction의 형성이 유리하여 태양전지(100)의 개방전압(Voc)을 증가시킬 수 있다.As another example, when the substrate 110 has a P-type conductivity, for example, the back surface field layer 150 may be formed by doping B, and the emitter layer 120 may be formed by doping P. In this case, the thickness of the emitter layer 120 may be greater than the thickness of the rear electric field layer 150. In this case, the concentration of the surface impurities of the emitter layer 120 may be reduced, and the formation of the deep junction may be advantageous, thereby increasing the open voltage Voc of the solar cell 100.

한편, 후면 전계층(150) 상에는 제2 반사방지막(160)이 위치한다. 제2 반사방지막(160)은 상술한 제1 반사방지막(130)과 동일할 수 있다. 즉, 제2 반사방지막(160)은, 예를 들어, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산화 질화물, 인트린식 비정질 실리콘, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가지고 있어, 기판(110)의 후면으로 입사되는 태양광의 반사율을 감소시키며, 기판(110)이 기판(110)이 N형일 경우 패시베이션층의 기능도 수행한다. 이러한 제2 반사방지막(160)은 1.8 내지 2.5의 굴절율을 가지고, 60 내지 100㎛의 두께로 형성될 수 있다. On the other hand, the second anti-reflection film 160 is located on the rear field layer 150. The second anti-reflection film 160 may be the same as the first anti-reflection film 130 described above. That is, the second anti-reflection film 160 is, for example, any one film selected from the group consisting of silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, intrinsic amorphous silicon, MgF 2 , ZnS, TiO 2 and CeO 2 . Alternatively, the film may have a multi-layered film structure in which two or more films are combined, thereby reducing the reflectance of sunlight incident on the rear surface of the substrate 110. The substrate 110 also functions as a passivation layer when the substrate 110 is N-type. The second anti-reflection film 160 has a refractive index of 1.8 to 2.5 and may be formed to a thickness of 60 to 100㎛.

한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 기판(110)이 P형일 경우는 후면 전계층(150)과 제2 반사방지막(160) 사이에 패시베이션층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 패시베이션층(미도시)은 SiOx, AlxOy 등으로 형성될 수 있고, 이에 따라, SiO2/SiNx, Al2O3/SiNx 등의 패시베이션/제2 반사방지막(160)의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.Although not shown in the drawing, when the substrate 110 is a P type, a passivation layer (not shown) may be further included between the rear electric field layer 150 and the second anti-reflection film 160. The passivation layer (not shown) may be formed of SiOx, AlxOy, or the like, and accordingly, may have a structure of a passivation / second anti-reflection film 160 such as SiO 2 / SiNx, Al 2 O 3 / SiNx, or the like. It is not limited.

후면 핑거라인(170)은 복수개 형성될 수 있으며, 후면 전계층(150)과의 오믹접촉을 위해 기판(110)이 N형인 경우는 Ag와 유리 프릿 등이 포함된 페이스트를 스크린 인쇄하여 형성할 수 있으며, 기판이 P형인 경우는 AgAl와 유리 프릿 등이 포함된 페이스트를 사용하여 형성할 수 있다.The back finger line 170 may be formed in plural. When the substrate 110 is N-type for ohmic contact with the back electric field layer 150, a paste including Ag and glass frit may be screen printed. If the substrate is a P-type, it can be formed using a paste containing AgAl, glass frit and the like.

또한, 후면 핑거라인(170)은 레이저의 조사에 의해 반사방지막(130) 및/또는 패시베이션층(미도시)을 제거(Laser ablation)하고, Ni 등에 의한 시드층(Seed layer)을 증착한 후, 도금 또는 Sputtering 등에 의해 증착하여 형성할 수 있다. 이와 같이 형성되는 전면 핑거라인(140)은 Ni/Cu/Sn, Ni/Ag, Ni/Cu/Ag 등의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 이와 같이 형성되는 전면 핑거라인(140)은 10㎛ 이상의 폭과, 60 내지 80㎛의 높이를 가지고 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the back finger line 170 removes the anti-reflection film 130 and / or passivation layer (not shown) by laser irradiation, deposits a seed layer by Ni, and the like. It may be formed by vapor deposition by plating or sputtering. The front finger line 140 formed as described above may have a structure such as Ni / Cu / Sn, Ni / Ag, Ni / Cu / Ag, but is not limited thereto. In addition, the front finger line 140 formed as described above may have a width of 10 μm or more and a height of 60 to 80 μm, but is not limited thereto.

이러한 다수의 후면 핑거라인(170)은 후면 핑거라인(170)과 교차하는 후면 버스 전극(190)과 접하여 광전효과에 의해 발생한 전류를 외부로 공급할 수 있다.The plurality of rear finger lines 170 may be in contact with the rear bus electrode 190 crossing the rear finger line 170 to supply the current generated by the photoelectric effect to the outside.

한편, 후면 핑거라인(170)의 갯수와 전면 핑거라인(140)의 갯수는 어느 한쪽의 증가에 따라 서로 다르게 형성될 수 있다. 일 예로 후면 핑거라인(170)의 수가 전면 핑거라인(140)의 수보다 많을 수 있다.On the other hand, the number of the back finger line 170 and the number of the front finger line 140 may be formed differently as the increase of either. For example, the number of rear finger lines 170 may be greater than the number of front finger lines 140.

후면 핑거라인(170)의 갯수가 전면 핑거라인(140)의 갯수 보다 많이 형성되면, 후면 핑거라인(170)으로의 전자 또는 정공의 이동거리가 짧아짐에 따라 태양전지(100)의 전체 저항이 감소할 수 있다. 또한, 저항을 감소시키기 위해 전면 핑거라인(140)의 갯수를 증가시킬 필요가 없으므로, 태양전지(100)의 전면에서의 광 흡수를 추가적으로 방해하지 않아 태양전지(100)의 광흡수율이 감소되는 것을 방지할 수 있다.If the number of the rear finger lines 170 is greater than the number of the front finger lines 140, the total resistance of the solar cell 100 decreases as the movement distance of electrons or holes to the rear finger lines 170 is shortened. can do. In addition, since it is not necessary to increase the number of front finger lines 140 in order to reduce the resistance, the light absorption rate of the solar cell 100 is reduced by not further disturbing the light absorption at the front of the solar cell 100. You can prevent it.

도 3은 도 1의 태양전지의 B-B'의 단면을 도시한 단면도로, 도 3은 일 예로, 후면 전계층(150)이 기판(110) 후면의 모서리로부터 'T' 만큼 이격되어 형성되는 것을 도시한다. 다만, 도면과는 달리 에미터층(120)이 기판(110)의 모서리와 이격되어 형성될 수 있으며, 에미터층(120)과 후면 전계층(150)이 모두 기판(110)의 모서리와 'T'만큼 이격되어 형성될 수도 있다. 이하에서는 도 3을 참조하여 설명한다.3 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional view of B-B 'of the solar cell of FIG. Shows that. However, unlike the drawing, the emitter layer 120 may be formed to be spaced apart from the edge of the substrate 110, and both the emitter layer 120 and the rear electric field layer 150 may be formed on the edge of the substrate 110 and 'T'. It may be formed spaced apart by. A description with reference to FIG. 3 is as follows.

도 3에 도시된 바와 같이, 후면 전계층(150)이 기판(110)의 모서리와 이격되어 형성되면, 후면 전계층(150)과 에미터층(120) 간의 단락을 방지할 수 있으며, 후술하는 바와 같이 기판(110)의 전면과 후면의 단락을 방지하기 위한 edge isolation 공정을 생략할 수 있다. 또한, 후면 전계층(150)을 형성하기 위해 불순물을 도핑할 때, 불순물이 태양전지(100)의 측면에까지 확산되는 것을 방지하여 태양전지(100)의 측면에 과도한 전류가 흘러 발생할 수 있는 Hot spot의 발생을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 3, when the rear electric field layer 150 is formed to be spaced apart from the edge of the substrate 110, a short circuit between the rear electric field layer 150 and the emitter layer 120 may be prevented. As such, an edge isolation process for preventing a short circuit between the front and rear surfaces of the substrate 110 may be omitted. In addition, when doping an impurity to form the back field layer 150, it is possible to prevent the impurities from spreading to the side of the solar cell 100 to prevent hot current flowing through the side of the solar cell 100 hot spot Can be prevented.

다만, 후면 전계층(150)과 기판(110) 후면의 모서리간의 간격(T) 내에도 후면 전계층(150)을 형성하기 위한 제2 불순물이 확산 등에 의해 포함될 수 있으나, 이는 후면 전계층(150)과 에미터층(120) 간의 단락을 일으키지 않을 정도이므로 무시할 수 있다.However, a second impurity for forming the rear field layer 150 may also be included in the gap T between the rear field layer 150 and the edge of the rear surface of the substrate 110 by diffusion or the like. ) And the emitter layer 120 can be ignored because it does not cause a short circuit.

한편, 후면 전계층(150)과 기판(110) 후면의 모서리간의 거리(T)는 2~300㎛ 일 수 있다. 후면 전계층(150)과 기판(110) 후면의 모서리간의 거리(T)가 2㎛ 보다 작은 경우는, 불순물의 확산 등에 의해 후면 전계층(150)과 에미터층(120) 간의 단락이 발생할 수 있고, 이는 태양전지(100)의 효율을 감소시키는 원인이 될 수 있다. 반면에, 후면 전계층(150)과 기판(110) 후면의 모서리간의 거리(T)가 300㎛ 보다 큰 경우는, 형성되는 후면 전계층(120)의 면적이 감소하여 전자 정공쌍의 재결합의 증가에 따라 태양전지(100)의 효율이 감소할 수 있다.Meanwhile, the distance T between the rear electric field layer 150 and the edges of the rear surface of the substrate 110 may be 2 μm to 300 μm. If the distance T between the rear electric field layer 150 and the edges of the rear surface of the substrate 110 is smaller than 2 μm, a short circuit may occur between the rear electric field layer 150 and the emitter layer 120 due to diffusion of impurities. This may cause a decrease in the efficiency of the solar cell 100. On the other hand, when the distance T between the rear electric field layer 150 and the edges of the rear surface of the substrate 110 is greater than 300 µm, the area of the rear electric field layer 120 formed is reduced to increase the recombination of the electron hole pairs. As a result, the efficiency of the solar cell 100 may be reduced.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 단면을 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 태양전지의 에미터층의 도핑 프로필을 도시한 도이며, 도 6은 도 5에 따른 결과를 도시한 도이다.4 is a cross-sectional view showing a cross section of a solar cell according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a view showing a doping profile of the emitter layer of the solar cell of Figure 4, Figure 6 shows the results according to Figure 5 Figure shown.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(200)는, 제1 도전형을 가지는 실리콘 반도체 기판(210), 기판(210)의 일면 상에 위치하는 에미터층(220), 에미터층(220)과 접속하는 다수의 전면 핑거라인(240), 기판(210)의 타면 상의 후면 전계층(250)과 후면 전계층(250)과 접속하는 다수의 후면 핑거라인(270)을 포함할 수 있다. 또한, 에미터층(220) 상의 제1 반사방지막(230)과 후면 전계층(250) 상의 제2 반사방지막(260)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the solar cell 200 according to the exemplary embodiment of the present invention may include a silicon semiconductor substrate 210 having a first conductivity type, an emitter layer 220 positioned on one surface of the substrate 210, A plurality of front finger lines 240 for connecting to the emitter layer 220, a back electric field 250 for the other surface of the substrate 210, and a plurality of back finger lines 270 for connecting to the rear electric field 250; can do. In addition, the first anti-reflection film 230 on the emitter layer 220 and the second anti-reflection film 260 on the rear field layer 250 may be included.

기판(210), 제1 반사방지막(230), 전면 핑거라인(240), 제2 반사방지막(260), 후면 핑거라인(270)은 도 1 내지 도 3에서 도시하고 설명한 바와 동일하므로, 반복하여 설명하지 않는다.Since the substrate 210, the first anti-reflection film 230, the front finger line 240, the second anti-reflection film 260, and the back finger line 270 are the same as those shown and described with reference to FIGS. Do not explain.

도 4를 참조하면, 에미터층(220)은 복수의 전면 핑거라인(240)과 접하는 제1 영역(224)과, 복수의 전면 핑거라인(240) 사이 즉, 복수의 제1 영역(224) 사이의 제2 영역(222)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 영역(224)의 도핑 농도는 제2 영역(122)의 도핑 농도보다 크게 형성되고, 제2 영역(222)의 도핑 깊이(b')가 제1 영역(224)의 도핑 깊이(a')보다 깊게 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the emitter layer 220 may include a first region 224 in contact with a plurality of front finger lines 240, and a plurality of front finger lines 240, that is, a plurality of first regions 224. The second region 222 may include. In this case, the doping concentration of the first region 224 is greater than that of the second region 122, and the doping depth b ′ of the second region 222 is the doping depth of the first region 224. deeper than a ').

도 5는 도 4의 에미터층(220)의 도핑 프로필을 도시한 도로, 도 5의 A는 에미터층(220) 전체가 제2 영역(222)의 도핑 깊이(b')를 가지는 경우이며, 도 5의 B는 에미터층(220) 전체가 제1 영역(224)의 도핑 깊이(a')를 가지는 경우이다. 이때, 도 5의 A와 B는 그래프의 하부 면적이 동일하다. 즉, 도 5의 A는 B보다 도핑 깊이가 크나, A와 B는 동일한 저항을 가지며, A와 B 모두 70Ω/□으로 설정되어 있다.FIG. 5 illustrates a doping profile of the emitter layer 220 of FIG. 4, and FIG. 5A illustrates a case where the entire emitter layer 220 has a doping depth b ′ of the second region 222. B of 5 is a case where the entire emitter layer 220 has the doping depth a ′ of the first region 224. At this time, A and B of Figure 5 is the same area of the lower portion of the graph. That is, although A of FIG. 5 has a larger doping depth than B, A and B have the same resistance, and both A and B are set to 70 Ω / square.

도 6은 도 4과 같은 형태의 도핑 프로필을 가지는 에미터층(220)의 저항을 변화시켜 측정한 태양전지의 결과를 도시한다. 도 6을 참조하면, 도 6의 (a)와 같이 에미터층(220)의 도핑 깊이가 보다 큰 A의 경우가 B에 비해 다소 Jsc가 감소하나, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, A는 표면의 도핑 농도가 낮아짐에 따라 SRV(Surface recombination velocity)가 개선되기 때문에, B에 비해 Voc가 크게 증가하는 것을 알 수 있다. 그 결과, (c)에서 나타내는 바와 같이, 도핑 깊이가 보다 큰 A가 B에 비해 전체적인 태양전지의 효율이 향상됨을 알 수 있다.FIG. 6 illustrates the results of a solar cell measured by varying the resistance of the emitter layer 220 having a doping profile as shown in FIG. 4. Referring to FIG. 6, in the case of A having a larger doping depth of the emitter layer 220 as shown in FIG. 6A, Jsc is slightly reduced compared to B, but as shown in FIG. 6B, As the surface doping concentration of A decreases, the surface recombination velocity (SRV) is improved, and therefore, it can be seen that Voc increases significantly compared to B. As a result, as shown in (c), it can be seen that A having a larger doping depth improves the efficiency of the entire solar cell compared to B.

한편, 제1 영역(224)은 전면 핑거라인(240)과의 접촉저항을 줄이기 위한 고농도 도핑 영역으로, 소수 캐리어의 재결합(Recombination) 싸이트가 증가할 수 있기 때문에, 제1 영역(224)의 도핑 깊이(a')는 제2 영역(222)의 도핑 깊이(b') 보다 작게 형성되는 것이 바람직하며, 이에 의해, 캐리어의 재결합에 의한 Jsc의 감소가 증가하는 것을 방지할 수 있다.Meanwhile, the first region 224 is a heavily doped region for reducing contact resistance with the front fingerline 240. Since the recombination site of minority carriers may increase, the first region 224 may be doped. The depth a 'is preferably formed to be smaller than the doping depth b' of the second region 222, whereby it is possible to prevent an increase in the reduction of Jsc due to recombination of carriers.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(200)는 제2 영역(222)의 두께(b')를, 전면 핑거라인(240)이 접하는 제1 영역(224)의 두께(a') 보다 크게 형성하여, Voc의 증가와 동시에 캐리어의 재결합에 의한 Jsc의 감소분을 보완하며, 전면 핑거라인(240)과의 접촉 저항을 낮추어 태양전지(200)의 Fill Factor를 향상시킬 수 있다. Accordingly, in the solar cell 200 according to the exemplary embodiment, the thickness b ′ of the second region 222 is the thickness a ′ of the first region 224 that the front finger line 240 contacts. Forming a larger, to compensate for the decrease in the Jsc due to the recombination of the carrier at the same time as the increase in Voc, it is possible to improve the fill factor of the solar cell 200 by lowering the contact resistance with the front finger line 240.

이러한 에미터층(220)의 제1 영역(224)은 1E19~1E21의 도핑 농도와 30 내지 70Ω/□, 바람직하게는 40 내지 60Ω/□의 면저항을 가지도록 설정될 수 있으며, 제2 영역(222)은 5E18~1E20의 도핑 농도와 70 내지 150Ω/□, 바람직하게는 90 내지 120Ω/□의 면저항을 가지도록 설정될 수 있다.The first region 224 of the emitter layer 220 may be set to have a doping concentration of 1E19 to 1E21 and a sheet resistance of 30 to 70Ω / □, preferably 40 to 60Ω / □, and the second region 222. ) May be set to have a doping concentration of 5E18 to 1E20 and a sheet resistance of 70 to 150Ω / □, preferably 90 to 120Ω / □.

한편, 후면 전계층(250)은 에미터층(220)과 동일한 구조를 가질 수 있다. 즉, 다수의 후면 핑거라인(270)과 접하는 제3 영역(254)과, 다수의 후면 핑거라인(270) 사이 즉, 다수의 제3 영역(254) 사이의 제4 영역(252)을 포함하며, 제4 영역(252)의 도핑 깊이(d')가 제3 영역(254)의 도핑 깊이(c')보다 크게 형성될 수 있다. Meanwhile, the rear electric field layer 250 may have the same structure as the emitter layer 220. That is, it includes a third region 254 in contact with the plurality of rear finger lines 270, and a fourth region 252 between the plurality of rear finger lines 270, that is, between the plurality of third regions 254. The doping depth d ′ of the fourth region 252 may be greater than the doping depth c ′ of the third region 254.

*이러한 구조는 상술한 에미터층(220)과 동일한 결과를 가져온다. 즉, Jsc는 다소 감소할 수 있으나, 이는 제3 영역(254)의 도핑 두께(c')를 감소시킴에 따라 보완되고, 제4 영역(252)의 도핑 두께(d')를 크게 하여 Voc가 향상됨에 따라, 전체적인 태양전지의 효율이 더욱 증가할 수 있다.This structure has the same result as the emitter layer 220 described above. That is, although Jsc may be somewhat reduced, this is compensated by decreasing the doping thickness c 'of the third region 254, and Voc is increased by increasing the doping thickness d' of the fourth region 252. As improved, the overall solar cell efficiency can be further increased.

한편, 제3 영역(254)의 불순물의 도핑농도는 제4 영역(252)의 불순물의 도핑 농도보다 크게 형성되어, 후면 핑거라인(270)과의 접촉저항을 감소시킬 수 있다. 이때, 제3 영역(254)은 1E19~1E21의 도핑 농도와 30 내지 70Ω/□, 바람직하게는 40 내지 60Ω/□의 면저항을 가지도록 설정될 수 있으며, 제4 영역(252)은 5E18~1E20의 도핑 농도와 70 내지 150Ω/□, 바람직하게는 90 내지 120Ω/□의 면저항을 가지도록 설정될 수 있다.Meanwhile, the doping concentration of the impurity in the third region 254 is greater than the doping concentration of the impurity in the fourth region 252, thereby reducing contact resistance with the back finger line 270. In this case, the third region 254 may be set to have a doping concentration of 1E19 to 1E21 and a sheet resistance of 30 to 70Ω / □, preferably 40 to 60Ω / □, and the fourth region 252 may be 5E18 ~ 1E20. It can be set to have a doping concentration of 70 to 150Ω / □, preferably a sheet resistance of 90 to 120Ω / □.

이때, 후면 전계층(250)의 두께와 에미터층(220)의 두께는 서로 상이하게 형성될 수 있다. 즉, 기판(210)이 N형의 도전형을 가지는 경우는, P가 도핑되어 형성되는 후면 전계층(250)의 두께가 B이 도핑되어 형성되는 에미터층(220)의 두께보다 크게 형성될 수 있으며, 이에 의해, 태양전지(200)의 전체 직렬 저항이 감소하여 태양전지(100)의 FF가 상승할 수 있다.In this case, the thickness of the rear electric field layer 250 and the thickness of the emitter layer 220 may be different from each other. That is, when the substrate 210 has an N-type conductivity, the thickness of the back surface field layer 250 formed by doping P may be greater than the thickness of the emitter layer 220 formed by doping B. As a result, the total series resistance of the solar cell 200 may decrease, so that the FF of the solar cell 100 may increase.

또한, 기판(210)이 P형의 도전형을 가지는 경우는, P가 도핑되어 형성되는 에미터층(220)의 두께가 B이 도핑되어 형성되는 후면 전계층(250)의 두께보다 크게 형성될 수 있으며, 이에 의해, 에미터층(220)의 표면 불순물의 농도를 줄일 수 있고, deep junction의 형성이 유리하여 태양전지(200)의 개방전압(Voc)을 증가시킬 수 있다.In addition, when the substrate 210 has a P-type conductivity, the thickness of the emitter layer 220 formed by doping P may be greater than the thickness of the back surface field layer 250 formed by doping B. As a result, the concentration of the surface impurities of the emitter layer 220 may be reduced, and the formation of the deep junction may be advantageous, thereby increasing the open voltage Voc of the solar cell 200.

도 7 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 도이다.7 to 12 are views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 7 내지 도 11은 도 1 내지 도 3에 도시된 태양전지(100)를 제조하는 공정의 일 예를 도시한다. 도 7 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(100)의 제조방법을 설명하면, 우선, 도 7과 같이 제1 도전형을 가지는 실리콘 반도체 기판(110) 상에 제1 도전형과 반대의 제2 도전형을 가지는 제1 불순물을 제1 도핑농도로 1차 도핑하여 제1 불순물층을 형성한다. 상기 제1 불순물층은 상기 1차 도핑 및 후술할 2차 도핑에 의해 형성된 상기 제1 불순물을 포함하는 층을 통칭하며, 후술할 열처리에 의해 상기 제1 불순물이 활성화되어 에미터층(120)이 될 수 있다. 즉, 우선적으로 전체적으로 상기 제1 불순물의 도핑에 의해 제2 영역(122)을 형성한다. 제2 영역(122)의 형성은 제1 불순물을 열확산법, 레이져 도핑법(Laser dopong), 이온 주입법(Ion implantation) 등의 방법에 의해 도핑하여 의할 수 있다. First, FIGS. 7 to 11 illustrate an example of a process of manufacturing the solar cell 100 illustrated in FIGS. 1 to 3. Referring to FIGS. 7 to 11, a method of manufacturing a solar cell 100 according to an embodiment of the present invention will be described first. First, a first semiconductor layer 110 having a first conductivity type as shown in FIG. 7 is formed. The first impurity layer having a second conductivity type opposite to the conductivity type is first doped to a first doping concentration to form a first impurity layer. The first impurity layer is commonly referred to as a layer including the first impurity formed by the first doping and the second doping, which will be described later. The first impurity is activated by the heat treatment to be described later to become the emitter layer 120. Can be. That is, firstly, the second region 122 is formed by doping the first impurity as a whole. The formation of the second region 122 may be performed by doping the first impurity by a method such as thermal diffusion, laser dopong, ion implantation, or the like.

한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 기판(110)에는 요철구조를 먼저 형성할 수 있다. 요철구조는 기판(110)을 에칭액 등에 담그는 공정 등을 이용할 수 있으며, 요철구조는 피라미드, 정사각형, 삼각형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.Although not shown in the drawings, the uneven structure may be formed on the substrate 110 first. The uneven structure may use a process of immersing the substrate 110 in an etching solution or the like, and the uneven structure may be formed in various forms such as pyramids, squares, and triangles.

다음으로 도 8과 같이, 다수의 전면 핑거라인(140)이 형성될 위치에 대응하는 개구(310)를 포함하는 제1 마스크(300)를 기판(110) 상에 위치시킨 다음, 이온 주입법 등에 의해 제1 불순물을 2차 도핑하여 제1 영역(124)을 형성한다. 개구(310)는 전면 핑거라인(140)이 형성되는 위치에 대응할 뿐만 아니라, 전면 버스 전극(도 1의 180)이 형성될 위치에도 대응하여 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 8, the first mask 300 including the opening 310 corresponding to the position where the plurality of front finger lines 140 are to be formed is positioned on the substrate 110, and then, by ion implantation or the like. The first region 124 is formed by second doping the first impurity. The opening 310 may not only correspond to the position where the front finger line 140 is formed, but also may correspond to the position where the front bus electrode (180 of FIG. 1) is to be formed.

2차 도핑은 이온 주입법(Ion implantation) 등의 방법에 의할 수 있으며, 2차 도핑에 의해 형성되는 제1 영역(124)은 제2 영역(122)에 비해 높은 제2 도핑 농도를 가지고 형성된다. 제2 도핑 농도는 1E19~1E21일 수 있다. 이에 의해 후술하는 바와 같이, 전면 핑거라인(140)과의 접촉 저항이 감소할 수 있다. 따라서, 선택적 에미터 구조를 가질 수 있다.Secondary doping may be performed by a method such as ion implantation, and the first region 124 formed by the secondary doping is formed with a higher second doping concentration than the second region 122. . The second doping concentration may be 1E19 to 1E21. As a result, as described below, the contact resistance with the front finger line 140 may be reduced. Thus, it can have an optional emitter structure.

이어서, 상기 제2 불순물 도핑하여 제2 불순물층을 형성한다. 상기 제2 불순물층은 도핑된 상기 제2 불순물을 포함하는 층을 통칭하며, 후술할 열처리에 의해 상기 제2 불순물이 활성화되어 후면 전계층(150)이 될 수 있다. 구체적으로, 도 9를 참고하면, 기판(110) 후면의 모서리 부분(412)을 커버하는 제2 마스크(410)를 이용하여, 제4 영역(152)을 형성한다.Subsequently, the second impurity layer is formed by doping the second impurity. The second impurity layer is collectively referred to as a layer including the doped second impurity, and the second impurity may be activated by a heat treatment to be described later to become the rear electric field layer 150. Specifically, referring to FIG. 9, the fourth region 152 is formed by using the second mask 410 that covers the corner portion 412 of the rear surface of the substrate 110.

제4 영역(152)은 기판(110)의 후면에서 분리된 전자 정공 쌍의 재결합을 방지한다. 제4 영역(152)은 기판(110)과 동일한 도전형을 가지는 제2 불순물을 열 확산법, 레이져 도핑법, 이온 주입법 등의 방법으로 도핑하여 형성할 수 있다. 제4 영역(152)은 5E18~1E20의 도핑 농도를 가지고, 0.3 내지 1㎛의 깊이로 형성될 수 있다.The fourth region 152 prevents recombination of the electron hole pairs separated at the rear surface of the substrate 110. The fourth region 152 may be formed by doping a second impurity having the same conductivity type as the substrate 110 by a method such as a thermal diffusion method, a laser doping method, an ion implantation method, or the like. The fourth region 152 has a doping concentration of 5E18 to 1E20 and may be formed to a depth of 0.3 to 1 μm.

또한, 제4 영역(152)을 형성하기 위해 사용된 제2 마스크(410)는 기판(110) 후면의 모서리 부분(412)부터 T만큼의 거리를 커버하므로, 제4 영역(152)과 기판(110)의 측면에도 도핑될 수 있는 에미터층(120)과의 접속을 방지할 수 있다. 따라서, 기판(110)의 전면과 후면의 절연을 위한 edge isolation 공정을 생략할 수 있게 된다. In addition, since the second mask 410 used to form the fourth region 152 covers the distance T from the corner portion 412 of the rear surface of the substrate 110, the fourth region 152 and the substrate ( The connection with the emitter layer 120 which may also be doped to the side of the 110 may be prevented. Therefore, the edge isolation process for insulating the front and rear surfaces of the substrate 110 can be omitted.

이에 의해, 도 3에서 상술한 바와 같이, 후면 전계층(150)은 기판(110) 후면의 모서리로부터 'T' 만큼 이격되어 형성된다. 이때, 후면 전계층(150)과 기판(110) 후면의 모서리간의 거리(T)는 2~300㎛ 일 수 있다. 다만, 도 9는 도 1의 태양전지의 A-A'의 단면을 도시하므로, 이를 도시하지는 않았다.As a result, as described above with reference to FIG. 3, the rear electric field layer 150 is formed to be spaced apart by 'T' from the edge of the rear surface of the substrate 110. In this case, the distance (T) between the rear electric field layer 150 and the edge of the rear surface of the substrate 110 may be 2 ~ 300㎛. However, FIG. 9 illustrates a cross-sectional view of A-A 'of the solar cell of FIG. 1, and thus not illustrated.

한편, 제2 마스크(410)는 상술한 제2 영역(122)을 형성할 경우에도 사용되어 에미터층(120)이 기판(110)의 모서리와 이격되게 형성될 수도 있고, 에미터층(120)과 후면 전계층(150)의 형성시 모두 사용되어, 에미터층(120)과 후면 전계층(150)이 모두 기판(100)의 모서리와 이격되어 형성될 수도 있다.Meanwhile, the second mask 410 may also be used to form the above-described second region 122 such that the emitter layer 120 may be formed to be spaced apart from the edge of the substrate 110. Both of the emitter layer 120 and the rear electric field layer 150 may be formed to be spaced apart from the edge of the substrate 100.

다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 복수의 후면 핑거라인(170)이 형성될 위치에 대응하는 개구(422)를 포함하는 제3 마스크(420)를 기판(110)의 후면 상에 위치시킨 후, 제2 불순물을 이온 주입법 등의 방법으로 2차 도핑하여, 후면 전계층(150)의 제3 영역(154)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 10, a third mask 420 including an opening 422 corresponding to a position where a plurality of rear finger lines 170 is to be formed is positioned on the rear surface of the substrate 110. Afterwards, the second impurity is doped by a method such as an ion implantation method to form the third region 154 of the back surface field layer 150.

이때, 제3 마스크(420)에 형성된 개구(422)의 갯수는 제1 마스크(300)에 형성된 개구(310)의 갯수 보다 많을 수 있다.In this case, the number of openings 422 formed in the third mask 420 may be greater than the number of openings 310 formed in the first mask 300.

이어서, 상기 제1 불순물이 도핑된 상기 제1 불순물층과 상기 제2 불순물이 도핑된 상기 제2 불순물층을 동시에 열처리하여 제1 불순물 및 제2 불순물을 각각 활성화하므로써 에미터(120) 및 후면 전계층(150)을 형성할 수 있다. Subsequently, the first impurity layer doped with the first impurity and the second impurity layer doped with the second impurity are simultaneously heat-treated to activate the first impurity and the second impurity, respectively, so that the front of the emitter 120 Layer 150 may be formed.

한편, 제1 불순물과 제2 불순물은, 일 예로, 이온 주입법(Ion implantation)에 의해 도핑할 수 있으며, 이 경우, 제1 불순물과 제2 불순물의 도핑을 위한 이온 주입법(Ion implantation)은, 조건의 변경없이 실시할 수 있고, 이에 따라 태양전지(100)의 생산성이 증가할 수 있다. 즉, 제1 불순물을 이온 주입법(Ion implantation)에 의해 도핑한 후, 동일한 조건으로 제2 불순물을 이온 주입법(Ion implantation)에 의해 도핑할 수 있고, 이에 의해 제1 불순물과 제2 불순물은 유사한 Rp(Projected range)를 가지고 도핑될 수 있다.Meanwhile, the first impurity and the second impurity may be doped by, for example, ion implantation. In this case, the ion implantation method for doping the first impurity and the second impurity may be performed under conditions. It can be carried out without a change of, thereby increasing the productivity of the solar cell (100). That is, after the first impurity is doped by ion implantation, the second impurity can be doped by ion implantation under the same conditions, whereby the first impurity and the second impurity are similar to Rp. Can be doped with a Projected range.

한편, 일 예로, 기판(210)이 N형의 도전형을 가지는 경우는, 제1 불순물은 B일 수 있고, 제2 불순물은 P일 수 있는데, 제1 불순물이 도핑된 에미터층(120)과 제2 불순물이 도핑된 후면 전계층(150)을 동시에 소성하면, P가 B에 비해 확산이 활발히 일어나기 때문에, 제2 불순물이 도핑된 후면 전계층(150)의 두께가 에미터층(120)의 두께보다 크게 형성될 수 있고, 이에 의해, 태양전지(200)의 전체 직렬 저항이 감소하여 태양전지(100)의 FF가 상승할 수 있다.On the other hand, for example, when the substrate 210 has an N-type conductivity, the first impurity may be B and the second impurity may be P, and the emitter layer 120 doped with the first impurity may be used. When the back surface field layer 150 doped with the second impurity is simultaneously fired, since P diffuses more actively than the B, the thickness of the back surface field layer 150 doped with the second impurity is the thickness of the emitter layer 120. It can be formed larger, thereby reducing the total series resistance of the solar cell 200 can increase the FF of the solar cell 100.

다른 예로, 기판(210)이 N형의 도전형을 가지는 경우는, 제1 불순물은 P일 수 있고, 제2 불순물은 B일 수 있으므로, 에미터층(120)의 두께가 후면 전계층(150)의 두께보다 크게 형성되어, deep junction의 형성이 유리하여 태양전지(200)의 개방전압(Voc)을 증가시킬 수 있다.As another example, when the substrate 210 has an N-type conductivity, the first impurity may be P and the second impurity may be B, so that the thickness of the emitter layer 120 is the rear electric field layer 150. Is formed larger than the thickness of the, deep junction is advantageous to increase the open voltage (Voc) of the solar cell 200.

다음으로, 도 9와 같이 에미터층(120) 상에 제1 반사방지막(130)과 전면 핑거라인(140)을 형성하고, 후면 전계층(150)상에 제2 반사방지막(160)과 후면 핑거라인(170)을 형성한다. 전면 핑거라인(140)의 개수와 후면 핑거라인(170)의 개수가 다를 수 있고, 구체적으로, 후면 핑거라인(170)의 개수가 더 많을 수 있다. 나아가, 전면 핑거라인(140)과 후면 핑거라인(170)이 서로 오버랩되지 않을 수 있다.Next, as shown in FIG. 9, the first anti-reflection film 130 and the front finger line 140 are formed on the emitter layer 120, and the second anti-reflection film 160 and the rear finger are formed on the rear electric field layer 150. Line 170 is formed. The number of front finger lines 140 and the number of back finger lines 170 may be different, and specifically, the number of back finger lines 170 may be larger. Furthermore, the front finger line 140 and the rear finger line 170 may not overlap each other.

또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 에미터층(120) 상과 후면 전계층(150) 상에는 패시베이션 층을 더 형성할 수 있다. 한편, 에미터층(120)과 후면 전계층(150)의 열처리시 산화막이 형성되는데, 이 산화막을 패시베이션 층으로 이용할 수도 있다.In addition, although not shown in the drawings, a passivation layer may be further formed on the emitter layer 120 and the rear electric field layer 150. Meanwhile, an oxide film is formed during the heat treatment of the emitter layer 120 and the rear electric field layer 150, and the oxide film may be used as a passivation layer.

제1 반사방지막(130)과 제2 반사방지막(160)은 진공 증착법, 화학 기상 증착법, 스핀 코팅, 스크린 인쇄 또는 스프레이 코팅에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The first anti-reflection film 130 and the second anti-reflection film 160 may be formed by vacuum deposition, chemical vapor deposition, spin coating, screen printing, or spray coating, but are not limited thereto.

전면 핑거라인(140)은 일 예로, 전면 전극용 페이스트를 마스크를 사용하여 전면 핑거라인(140) 형성 지점에 스크린 인쇄한 후 열처리를 행하여 형성할 수 있다. 인쇄된 페이스트는 소정과정을 통해 페이스트에 포함된 은이 고온에서 액상이 되었다가 다시 고상으로 재결정되면서, 유리 프릿을 매개로 하여 제1 반사방지막(130)을 관통하는 파이어 스루(fire through) 현상에 의해 에미터층(120)의 제1 영역(124)과 접속하게 된다.For example, the front finger line 140 may be formed by screen printing the front electrode paste on the front finger line 140 using a mask and then performing heat treatment. The printed paste becomes a liquid at a high temperature through a predetermined process and then recrystallizes into a solid phase, and is formed by a fire through phenomenon penetrating the first anti-reflection film 130 through a glass frit. It is connected to the first region 124 of the emitter layer 120.

또한, 전면 핑거라인(140)은 레이저의 조사에 의해 제1 반사방지막(130) 및/또는 패시베이션층(미도시)을 제거(Laser ablation)하고, Ni 등에 의한 시드층(Seed layer)을 증착한 후, 도금 또는 Sputtering 등에 의해 증착하여 형성할 수 있다. 이 밖에, 전면 핑거라인(140)은 Laser firing 법, Laser ablation 후의 스크린 프린팅을 하는 방법 등에 의해 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the front finger line 140 removes the first anti-reflection film 130 and / or passivation layer (not shown) by laser irradiation, and deposits a seed layer made of Ni or the like. After that, it can be formed by evaporation by plating or sputtering. In addition, the front finger line 140 may be formed by a laser firing method, a screen printing method after laser ablation, or the like, but is not limited thereto.

후면 핑거라인(170)은 전면 핑거라인(140)을 형성하는 방법과 동일할 수 있으므로, 자세한 설명은 생략한다. Since the rear finger line 170 may be the same as the method for forming the front finger line 140, detailed description thereof will be omitted.

한편, 형성되는 후면 핑거라인(170)의 갯수는, 태양전지(100)의 저항 감소 및 태양전지(100)의 광전변환 효율이 저하되는 것을 방지하기 위해, 전면 핑거라인(140)의 수와 다르게 형성될 수 있으며, 일 예로 전면 핑거라인(140) 보다 많이 형성될 수 있다. On the other hand, the number of the rear finger line 170 formed is different from the number of the front finger line 140, in order to prevent the resistance of the solar cell 100 and the photoelectric conversion efficiency of the solar cell 100 is lowered. It may be formed, for example, may be formed more than the front finger line 140.

도 12는 콤브 마스크(Comb mask)를 도시하는 도로, 콤브 마스크(500)를 이용하여 에미터층(120)의 제1 영역(124)과 제2 영역(122) 또는 후면 전계층(150)의 제3 영역(154)과 제4 영역(152)에 불순물을 한번에 도핑할 수 있다.12 is a road illustrating a comb mask, and the first region 124 and the second region 122 or the rear field layer 150 of the emitter layer 120 using the comb mask 500. Impurities may be doped into the third region 154 and the fourth region 152 at a time.

콤브 마스크(500)는 지지부(510)와 지지부(510)에서 연장되는 다수의 살(520)을 포함하고, 다수의 살(520) 사이는 개구인 슬롯(530)을 형성하는데, 일 예로, 이와 같은 콤브 마스크(500)를 사용하여 에미터층(120)을 형성하는 방법을 간략하게 설명하면, 콤브 마스크(500)는 기판(110) 상에 위치가 고정되고, 제1 불순물은 슬롯(530)을 통해 기판(110) 상에 주입되어 에미터층(120)의 제1 영역(124)을 형성한다. 제1 영역(124)을 형성한 후에는 콤브 마스크(500)의 하부에 위치하는 기판(110)이 이동하고, 제1 불순물은 계속 기판(110)에 주입되어, 제2 영역(122)을 형성한다. 이때, 제1 영역(124)과 제2 영역(122)은 이온을 주입하는 시간, 도핑되는 이온의 양, 이온 가속 에너지 등을 조절하여 도핑 농도를 조절할 수 있다.The comb mask 500 includes a support 510 and a plurality of flesh 520 extending from the support 510, and forms a slot 530 that is an opening between the plurality of flesh 520. A method of forming the emitter layer 120 using the same comb mask 500 will be briefly described. The comb mask 500 is fixed on the substrate 110 and the first impurity is formed in the slot 530. Is injected onto the substrate 110 to form a first region 124 of the emitter layer 120. After the first region 124 is formed, the substrate 110 positioned below the comb mask 500 moves, and the first impurity is continuously injected into the substrate 110 to form the second region 122. do. In this case, the first region 124 and the second region 122 may adjust the doping concentration by adjusting the time for implanting ions, the amount of doped ions, ion acceleration energy, and the like.

따라서, 에미터층(120)과 후면 전계층(150) 또는 도 4의 에미터층(220)과 후면 전계층(250)은 콤브 마스크를 이용하여 한 번에 형성할 수도 있다.Accordingly, the emitter layer 120 and the rear electric field layer 150 or the emitter layer 220 and the rear electric field layer 250 of FIG. 4 may be formed at once using a comb mask.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면을 도시한 단면도이고, 도 14는 도 13의 C부분을 확대한 확대도이다.FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a cross section of a solar cell module according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 14 is an enlarged view illustrating part C of FIG. 13.

도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지 모듈(600)은 복수의 태양전지(650), 복수의 태양전지(650)를 전기적으로 연결하는 복수의 리본(643), 복수의 태양전지(650)를 양면에서 밀봉하는 제1 밀봉 필름(631)과 제2 밀봉 필름(632), 태양전지(650)의 일면을 보호하는 전면 기판(610) 및 태양전지(650)의 이면을 보호하는 후면 기판(620)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13, the solar cell module 600 according to the present invention includes a plurality of solar cells 650, a plurality of ribbons 643 electrically connecting the plurality of solar cells 650, and a plurality of solar cells 650. ) On both sides of the first sealing film 631 and the second sealing film 632, the front substrate 610 to protect one side of the solar cell 650 and the rear substrate to protect the back side of the solar cell 650 620 may include.

복수의 태양전지(650)는 리본(643)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 스트링(640)을 이룬다. 리본(643)은 일 예로 두 라인이 각각 태빙공정에 의해 태양전지(650)의 상,하부에 부착되어 복수의 태양전지(650)를 전기적으로 연결할 수 있다. 즉, 태빙공정은 태양전지(650)의 일면에 플럭스(flux)를 도포하고, 플럭스(flux)가 도포된 태양전지(650)에 리본(643)을 위치시킨 다음 소성 과정을 거쳐 할 수 있다. The plurality of solar cells 650 are electrically connected to each other by a ribbon 643 to form a string 640. For example, two lines of the ribbon 643 may be attached to upper and lower portions of the solar cell 650 by a tabbing process to electrically connect the plurality of solar cells 650. That is, the tabbing process may be performed by applying flux to one surface of the solar cell 650, placing the ribbon 643 on the flux-applied solar cell 650, and then firing the same.

또는, 도 14에 도시된 바와 같이, 태양전지(650)의 일면과 리본(643) 사이에 전도성 필름(Conductive film, 660)을 부착시킨 다음, 열 압착에 의해 복수의 태양전지(650)를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 14, a conductive film 660 is attached between one surface of the solar cell 650 and the ribbon 643, and then the plurality of solar cells 650 are serially connected by thermal compression. Or in parallel.

전도성 필름(650)은 베이스 필름(662)과 베이스 필름(662)에 분산된 도전성 입자(664)를 포함할 수 있다. 열압착에 의해 도전성입자(664)는 베이스 필름(662)의 외부로 드러나게 되고, 드러난 도전성 입자(664)에 의해 태양전지(650)와 리본(643)은 전기적으로 연결될 수 있다.The conductive film 650 may include a base film 662 and conductive particles 664 dispersed in the base film 662. The conductive particles 664 are exposed to the outside of the base film 662 by thermal compression, and the solar cell 650 and the ribbon 643 may be electrically connected by the exposed conductive particles 664.

베이스 필름(662)은 접착성과 절연성이 우수한 열경화성 수지, 예를 들어 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지 등으로 형성될 수 있으며, 도전성 입자(664)는 도전성이 우수한 금, 은, 니켈, 구리 입자 등일 수 있다. 또한, 도전성 입자(664)는 고분자 재질 등에 상술한 금속 입자를 도금한 입자일 수도 있다.The base film 662 may be formed of a thermosetting resin having excellent adhesion and insulation, for example, an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, a polycarbonate resin, and the like, and the conductive particles 664 may be formed of gold, silver, Nickel, copper particles, and the like. In addition, the electroconductive particle 664 may be particle | grains which plated the above-mentioned metal particle, such as a polymeric material.

이와 같이 전도성 필름에 의해 복수의 태양전지(650)를 연결하여 모듈화하는 경우는, 공정온도가 낮아져 스트링(640)의 휘어짐이 방지될 수 있다.When the plurality of solar cells 650 are connected and modularized by the conductive film as described above, the process temperature is lowered, and thus the bending of the string 640 may be prevented.

다시 도 13을 참조하면, 제1 밀봉 필름(631)과 제2 밀봉 필름(632)은 복수의 태양전지(650)를 양면에서 밀봉한다. 제1 밀봉 필름(631)과 제2 밀봉 필름(632)은 라미네이션에 의해 접착하여, 태양전지(650)에 악영향을 미칠 수 있는 수분이나 산소를 차단할 수 있다.Referring to FIG. 13 again, the first sealing film 631 and the second sealing film 632 seal the plurality of solar cells 650 on both sides. The first sealing film 631 and the second sealing film 632 may be bonded by lamination to block moisture or oxygen that may adversely affect the solar cell 650.

또한, 제1 밀봉 필름(631)과 제2 밀봉 필름(632)은 태양전지(650)의 각 요소들이 화학적으로 결합할 수 있도록 한다. 이러한 제1 밀봉 필름(631)과 제2 밀봉 필름(632)은 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 에틸렌초산비닐 부분 산화물, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다.In addition, the first sealing film 631 and the second sealing film 632 allow the elements of the solar cell 650 to chemically bond. The first sealing film 631 and the second sealing film 632 include ethylene vinyl acetate copolymer resin (EVA), polyvinyl butyral, ethylene vinyl acetate partial oxide, silicon resin, ester resin, olefin resin, and the like. Can be used.

전면 기판(610)은 태양광을 투과하도록 제1 밀봉 필름(631) 상에 위치하며, 외부의 충격 등으로부터 태양전지(650)를 보호하기 위해 강화유리인 것이 바람직하다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리인 것이 더욱 바람직하다. The front substrate 610 is positioned on the first sealing film 631 so as to transmit sunlight, and is preferably tempered glass to protect the solar cell 650 from external shocks and the like. In addition, it is more preferable that it is a low iron tempered glass containing less iron in order to prevent reflection of sunlight and increase the transmittance of sunlight.

후면 기판(620)은 태양전지(650)의 이면에서 태양전지를 보호하는 층으로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 하며, TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 태양광이 입사될 수 있는 투명 재질로 형성될 수 있다.The back substrate 620 is a layer that protects the solar cell from the back side of the solar cell 650, and functions as a waterproof, insulating and UV blocking, and may be a TPT (Tedlar / PET / Tedlar) type, but is not limited thereto. . In addition, the solar light may be formed of a transparent material that can be incident.

본 발명에 따른 태양전지는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The solar cell according to the present invention is not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, the embodiments are all or part of each embodiment can be selectively combined so that various modifications can be made It may be configured.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, while the above has been shown and described with respect to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

Claims (14)

제1 도전형을 가지는 실리콘 반도체 기판;
상기 제1 도전형과 반대의 제2 도전형을 가지는 제1 불순물이 도핑되고, 상기 기판의 일면 상에 위치하는 에미터층;
상기 에미터층과 접속하는 복수의 전면 핑거라인;
상기 일면과 대향하는 상기 기판의 타면에 형성되며, 상기 제1 도전형을 가지는 제2 불순물이 도핑된 후면 전계층; 및
상기 후면 전계층과 접속하는 복수의 후면 핑거라인;을 포함하고,
상기 전면 핑거라인의 개수보다 상기 후면 핑거라인의 개수가 더 많고,
상기 전면 핑거라인과 상기 후면 핑거라인의 위치가 상기 반도체 기판을 사이에 두고 서로 중첩되지 않으며,
상기 기판은 N형이고, 상기 후면 전계층의 두께가 상기 에미터층의 두께보다 두꺼우며,
상기 에미터층은 상기 복수의 전면 핑거라인과 접하는 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 도핑 농도가 작은 제2 영역을 포함하고,
상기 후면 전계층은 상기 복수의 후면 핑거라인과 접하는 제3 영역과 상기 제3 영역보다 도핑 농도가 작은 제4 영역을 포함하고,
상기 제1 영역과 상기 제3 영역은 상기 기판을 사이에 두고 서로 중첩되지 않으며,
상기 제1 영역의 도핑 두께 보다 상기 제3 영역의 도핑 두께가 더 두껍고, 상기 제2 영역의 도핑 두께보다 상기 제4 영역의 도핑 두께가 더 두꺼우며,
상기 제3 영역의 폭은 상기 제1 영역의 폭 보다 큰 태양전지.A silicon semiconductor substrate having a first conductivity type;
An emitter layer doped with a first impurity having a second conductivity type opposite to the first conductivity type and positioned on one surface of the substrate;
A plurality of front finger lines in contact with the emitter layer;
A rear field layer formed on the other surface of the substrate facing the one surface and doped with a second impurity having the first conductivity type; And
And a plurality of rear finger lines for connecting with the rear electric field layer.
The number of the rear finger lines is greater than the number of the front finger lines,
Positions of the front finger line and the back finger line do not overlap each other with the semiconductor substrate therebetween,
The substrate is N-type, the thickness of the backside electric field layer is thicker than the thickness of the emitter layer,
The emitter layer includes a first region in contact with the plurality of front finger lines, and a second region having a lower doping concentration than the first region.
The rear electric field layer includes a third region in contact with the plurality of rear finger lines and a fourth region having a lower doping concentration than the third region.
The first region and the third region do not overlap each other with the substrate therebetween,
The doping thickness of the third region is thicker than the doping thickness of the first region, the doping thickness of the fourth region is thicker than the doping thickness of the second region,
The width of the third region is larger than the width of the first region. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 영역의 두께가 상기 제2 영역의 두께보다 두꺼우며, 상기 제3 영역의 두께가 상기 제4 영역의 두께보다 두꺼운 태양전지.The method of claim 1,
The thickness of the first region is thicker than the thickness of the second region, the thickness of the third region is thicker than the thickness of the fourth region. 제1항에 있어서
상기 제2 영역의 두께가 상기 제1 영역의 두께보다 두꺼우며, 상기 제4 영역의 두께가 상기 제3 영역의 두께보다 두꺼운 태양전지.The method of claim 1
The thickness of the second region is thicker than the thickness of the first region, the thickness of the fourth region is thicker than the thickness of the third region. 제1항에 있어서,
상기 에미터층 및 상기 후면 전계층 중 적어도 어느 하나는 상기 기판의 모서리와 이격되어 형성된 태양전지.The method of claim 1,
At least one of the emitter layer and the rear electric field layer is spaced apart from the edge of the substrate. 제5항에 있어서,
상기 에미터층 및 상기 후면 전계층 중 적어도 어느 하나와 상기 모서리간의 이격거리는 2~300㎛인 태양전지.The method of claim 5,
At least one of the emitter layer and the rear electric field layer and the distance between the corner is 2 ~ 300㎛ solar cell. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 에미터층 상의 제1 반사방지막과 상기 후면 전계층 상의 제2 반사방지막을 포함하는 태양전지.The method of claim 1,
A solar cell comprising a first anti-reflection film on the emitter layer and a second anti-reflection film on the back field layer. N형 도전형을 가지는 실리콘 반도체 기판의 일면 전체에 P형 도전형을 가지는 제1 불순물을 이온 주입하여 제1 불순물층을 이온 주입하여 제1 불순물층을 형성하는 단계;
상기 일면에 대향하는 기판의 타면에 상기 N형 도전형을 가지는 제2 불순물을 이온 주입하여 제2 불순물층을 형성하는 단계;
상기 제1 불순물층 및 상기 제2 불순물층을 동시에 열처리 하여, 상기 제1 불순물 및 상기 제2 불순물을 활성화하여 동시에 각각 에미터층 및 상기 에미터층의 두께보다 두꺼운 후면 전계층을 형성하는 단계
상기 에미터층과 접하는 복수의 전면 핑거라인을 형성하는 단계; 및
상기 후면 전계층과 접하는 복수의 후면 핑거라인을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 전면 핑거라인의 개수보다 상기 후면 핑거라인의 개수가 더 많고,
상기 전면 핑거라인과 상기 후면 핑거라인의 위치가 상기 기판을 사이에 두고 서로 중첩되지 않으며,
상기 에미터층은 상기 복수의 전면 핑거라인과 접하는 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 도핑 농도가 작은 제2 영역을 포함하고,
상기 후면 전계층은 상기 복수의 후면 핑거라인과 접하는 제3 영역과 상기 제3 영역보다 도핑 농도가 작은 제4 영역을 포함하고,
상기 제1 영역과 상기 제3 영역은 상기 기판을 사이에 두고 서로 중첩되지 않으며,
상기 제1 영역의 도핑 두께 보다 상기 제3 영역의 도핑 두께가 더 두껍고, 상기 제2 영역의 도핑 두께보다 상기 제4 영역의 도핑 두께가 더 두꺼우며,
상기 제3 영역의 폭은 상기 제1 영역의 폭 보다 큰 태양전지 제조방법.Forming a first impurity layer by ion implanting a first impurity layer by ion implanting a first impurity having a P-type conductivity into an entire surface of a silicon semiconductor substrate having an N-type conductivity type;
Forming a second impurity layer by ion implanting a second impurity having the N-type conductivity into the other surface of the substrate opposite to the one surface;
Simultaneously heat-treating the first impurity layer and the second impurity layer to activate the first impurity and the second impurity to simultaneously form a rear electric field layer thicker than the thickness of the emitter layer and the emitter layer, respectively
Forming a plurality of front fingerlines in contact with the emitter layer; And
And forming a plurality of rear finger lines in contact with the rear electric field layer.
The number of the rear finger lines is greater than the number of the front finger lines,
The positions of the front finger line and the rear finger line do not overlap each other with the substrate interposed therebetween,
The emitter layer includes a first region in contact with the plurality of front finger lines, and a second region having a lower doping concentration than the first region.
The rear electric field layer includes a third region in contact with the plurality of rear finger lines and a fourth region having a lower doping concentration than the third region.
The first region and the third region do not overlap each other with the substrate therebetween,
The doping thickness of the third region is thicker than the doping thickness of the first region, the doping thickness of the fourth region is thicker than the doping thickness of the second region,
The width of the third region is larger than the width of the first region manufacturing method of the solar cell. 제9항에 있어서,
상기 에미터층 상에 제1 반사방지막을 형성하는 단계; 및
상기 후면 전계층 상에 제2 반사방지막을 형성하는 단계;를 포함하는 태양전지 제조방법.The method of claim 9,
Forming a first anti-reflection film on the emitter layer; And
Forming a second anti-reflection film on the rear field layer; 제9항에 있어서,
상기 에미터층과 접하는 복수의 제1 핑거라인을 형성하는 단계; 및
상기 후면 전계층과 접하는 복수의 제2 핑거라인을 형성하는 단계;를 포함하는 태양전지 제조방법.The method of claim 9,
Forming a plurality of first fingerlines in contact with the emitter layer; And
And forming a plurality of second finger lines in contact with the rear electric field layer. 삭제delete 제9항에 있어서,
상기 후면 전계층은 상기 기판 후면의 모서리와 이격되어 형성되는 태양전지 제조방법.The method of claim 9,
The back surface field layer is a solar cell manufacturing method is formed spaced apart from the edge of the back of the substrate. 제13항에 있어서,
상기 후면 전계층과 상기 모서리간의 이격거리는 2~300㎛인 태양전지 제조방법.

The method of claim 13,
Solar cell manufacturing method of the distance between the rear electric field layer and the corner is 2 ~ 300㎛.

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