KR102243251B1 - Method for producing solar cell of rear electrode with charge selective junction - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전면 전극에 의한 그림자 손실을 방지할 수 있는 후면 전극형 태양 전지에 적합한 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법이 개시한다.
본 발명의 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법은 제 1 도전형 실리콘층의 하면을 산화 처리하여 후면 산화층을 형성하는 후면 산화층 형성 단계와 상기 후면 산화층의 일부 영역에 제 1 전이 금속 산화물을 증착시켜 터널링을 통해 제 1 전하가 통과할 수 있는 제 1 전하 선택 박막을 형성하는 제 1 전하 선택 박막 형성 단계와 상기 후면 산화층에서 상기 제 1 전하 선택 박막이 형성되지 않은 영역에 제 2 전이 금속 산화물을 증착시켜 터널링을 통해 제 2 전하가 통과할 수 있는 제 2 전하 선택 박막을 형성하는 제 2 전하 선택 박막 형성 단계와 상기 제 1 및 제 2 전하 선택 박막의 하부에 제 1 및 제 2 후면 투명 전극을 각각 형성하는 단계 및 상기 제 1 및 제 2 후면 투명 전극의 하부에 제 1 및 제 2 후면 금속 전극을 각각 형성하는 단계를 포함한다.The present invention discloses a method for manufacturing a rear electrode charge selective junction type solar cell suitable for a rear electrode type solar cell capable of preventing shadow loss due to a front electrode.
The method of manufacturing a rear electrode charge-selective junction type solar cell of the present invention includes the steps of forming a rear oxide layer by oxidizing the lower surface of the first conductivity type silicon layer to form a rear oxide layer, and depositing a first transition metal oxide on a partial region of the rear oxide layer. Forming a first charge selection thin film through tunneling to form a first charge selection thin film, and a second transition metal oxide in a region where the first charge selection thin film is not formed in the rear oxide layer. Forming a second charge selection thin film by depositing to form a second charge selection thin film through which a second charge can pass through tunneling, and forming first and second rear transparent electrodes under the first and second charge selection thin films. And forming first and second rear metal electrodes respectively under the first and second rear transparent electrodes, respectively.

Description

후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법{Method for producing solar cell of rear electrode with charge selective junction}Method for producing solar cell of rear electrode with charge selective junction}

본 발명은 전하 선택 접합형 태양 전지(solar cell with charge selective junction) 제조 방법에 관한 것으로서 특히, 전면 전극에 의한 그림자 손실(shadow loss)을 방지할 수 있는 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell with charge selective junction, and in particular, to a method for manufacturing a rear electrode charge selective junction solar cell capable of preventing shadow loss due to a front electrode. About.

일반적으로 태양 전지는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 태양광 발전의 핵심 소자로서, 기본적으로 p-n 접합으로 이루어진 다이오드(Diode)라 할 수 있다.In general, a solar cell is a key element of photovoltaic power generation that directly converts sunlight into electricity, and may be basically referred to as a diode made of a p-n junction.

태양광이 태양 전지에 의해 전기로 변환되는 과정을 살펴보면, 태양 전지의 p-n 접합부에 태양광이 입사되어 전자-정공쌍이 생성되고, 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 이동하게 되어 p-n 접합부 사이에 광기전력이 발생되며, 이때 태양 전지의 양단에 부하나 시스템을 연결하면 전류가 흐르게 되어 전력을 생산할 수 있게 된다.Looking at the process of converting sunlight into electricity by the solar cell, sunlight is incident on the pn junction of the solar cell to generate electron-hole pairs, and electrons move to the n-layer and holes to the p-layer by the electric field. Photovoltaic power is generated between the pn junctions, and when a load or system is connected to both ends of the solar cell, current flows and power can be generated.

태양 전지는 일반적으로 n형 실리콘 기판 상에 p형 실리콘 박막(p형 반도체층)이 형성된 구조를 이루는데, 이때 p형 실리콘 박막은 p형 불순물의 도핑에 의해 형성된다. 이에, 실리콘 기판의 하층부는 n형 반도체층으로 남고, 상층부는 p형 반도체층을 이루게 되어 p-n 접합부를 구성한다. 그리고 실리콘 기판의 전후면에는 p-n 접합부에 의해 생성된 정공 및 전자를 포집하기 위한 금속 전극이 형성된다.In general, a solar cell has a structure in which a p-type silicon thin film (p-type semiconductor layer) is formed on an n-type silicon substrate, wherein the p-type silicon thin film is formed by doping with p-type impurities. Accordingly, the lower part of the silicon substrate remains as an n-type semiconductor layer, and the upper part forms a p-type semiconductor layer, thereby forming a p-n junction. Further, metal electrodes for collecting holes and electrons generated by the p-n junction are formed on the front and rear surfaces of the silicon substrate.

태양 전지는 실리콘 기판 표면의 패시베이션 특성을 향상시켜 전자 또는 정공과 같은 전하의 재결합율을 최소화시킴으로써 태양 전지의 발전 효율을 극대화시키는 것이 중요하다.In the solar cell, it is important to maximize the power generation efficiency of the solar cell by improving the passivation property of the silicon substrate surface to minimize the recombination rate of charges such as electrons or holes.

도 1은 종래의 전하 선택 접합형 태양 전지의 구조를 보이는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional charge-selective junction solar cell.

도 1을 참조하면, 종래의 전하 선택 접합형 태양 전지(100)는 제 1 도전성 실리콘 기판(110)의 상부에 제 2 도전성 실리콘층(120), 산화층(130)과, 상부 전하 선택 박막(140)과, 상부 투명 전극(150) 및 상부 금속 전극(155)이 순차적으로 형성되며, 제 1 도전성 실리콘 기판(110)의 하부에 산화층(160)과 하부 전하 선택 박막(170)과 하부 투명 전극(180) 및 하부 금속 전극(185)이 순차적으로 형성된 것이다. Referring to FIG. 1, a conventional charge-selective junction solar cell 100 includes a second conductive silicon layer 120, an oxide layer 130, and an upper charge selection thin film 140 on an upper portion of the first conductive silicon substrate 110. ), an upper transparent electrode 150 and an upper metal electrode 155 are sequentially formed, and an oxide layer 160 and a lower charge selection thin film 170 and a lower transparent electrode are formed under the first conductive silicon substrate 110. 180) and the lower metal electrode 185 are sequentially formed.

도 1에 도시된 종래의 전하 선택 접합 실리콘 태양 전지(100)는 상부의 산화층(130) 및 상부 전하 선택 박막(140)이 정공(hole) 선택 접합을 형성하고, 하부의 산화층(160)과 하부 전하 선택 박막(170)이 전하 선택 접합(charge selective junction)을 형성함으로써 계면 결함이 감소되고, 정공 및 전하를 터널링(tunneling)시켜 전기 전도도가 우수하고, 패시베이션(passivation) 특성이 우수하여 발전 효율이 향상될 수 있다.In the conventional charge-selective junction silicon solar cell 100 shown in FIG. 1, an upper oxide layer 130 and an upper charge-selection thin film 140 form a hole-selective junction, and the lower oxide layer 160 and the lower The charge-selective thin film 170 forms a charge-selective junction to reduce interfacial defects, tunneling holes and charges to provide excellent electrical conductivity, and excellent passivation characteristics, resulting in high power generation efficiency. It can be improved.

그렇지만 도 1에 도시된 종래의 전하 선택 접합형 태양 전지(100)는 전면 전극(155) 및 후면 전극(185)을 가지며, 이 중에서 전면 전극(155)은 태양광의 그림자 손실(shadow loss)을 초래하여 발전 효율을 저하시키는 문제점이 있다.However, the conventional charge-selective junction solar cell 100 shown in FIG. 1 has a front electrode 155 and a rear electrode 185, of which the front electrode 155 causes a shadow loss of sunlight. Thus, there is a problem of lowering the power generation efficiency.

대한민국특허청 등록특허 10-1410206 (2014년06월27일)Korean Intellectual Property Office registered patent 10-1410206 (June 27, 2014) 대한민국특허청 공개특허 10-2019-0061325 (2019년06월05일)Korean Intellectual Property Office Published Patent 10-2019-0061325 (June 5, 2019)

본 발명은 전면 전극에 의한 그림자 손실을 제거할 수 있는 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a rear electrode charge-selective junction solar cell capable of removing shadow loss caused by a front electrode.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법은 제 1 도전형 불순물을 포함하는 제 1 도전형 실리콘 기판을 제공하는 제 1 도전형 실리콘 기판 제공 단계와, 상기 제 1 도전형 실리콘 기판의 상면에 제 2 도전형 불순물을 포함하는 제 2 도전형 실리콘층을 형성하는 제 2 도전형 실리콘층 형성 단계와, 상기 제 2 도전형 실리콘층의 상면을 산화 처리하여 전면 산화층을 형성하는 전면(前面) 산화층 형성 단계와 상기 전면 산화층의 상부에 전면(前面) 반사방지막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 도전형 실리콘 기판의 하면을 산화 처리하여 후면 산화층을 형성하는 후면(後面) 산화층 형성 단계와, 상기 후면 산화층의 하부 일부 영역에 제 1 전이 금속 산화물을 증착시켜 터널링을 통해 제 1 전하가 통과할 수 있는 제 1 전하 선택 박막을 형성하는 제 1 전하 선택 박막 형성 단계와, 상기 후면 산화층의 하부에서 상기 제 1 전하 선택 박막이 형성되지 않은 영역에 제 2 전이 금속 산화물을 증착시켜 터널링을 통해 제 2 전하가 통과할 수 있는 제 2 전하 선택 박막을 형성하는 제 2 전하 선택 박막 형성 단계와, 상기 제 1 및 제 2 전하 선택 박막의 하부에 제 1 및 제 2 후면 투명 전극을 각각 형성하는 단계 및 상기 제 1 및 제 2 후면 투명 전극의 하부에 제 1 및 제 2 후면 금속 전극을 각각 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. A method of manufacturing a rear electrode charge-selective junction solar cell according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of providing a first conductivity type silicon substrate including a first conductivity type impurity, and the A second conductivity type silicon layer forming step of forming a second conductivity type silicon layer including a second conductivity type impurity on the upper surface of the first conductivity type silicon substrate, and the upper surface of the second conductivity type silicon layer is oxidized to obtain a front surface. The step of forming a front oxide layer to form an oxide layer, a step of forming a front antireflection film on an upper portion of the front oxide layer, and a rear surface of forming a rear oxide layer by oxidizing the lower surface of the first conductivity type silicon substrate (後面) forming an oxide layer; forming a first charge selection thin film through tunneling by depositing a first transition metal oxide in a lower partial region of the rear oxide layer to form a first charge selection thin film through which the first charge can pass; and , A second charge selection layer forming a second charge selection thin film through which a second charge can pass through tunneling by depositing a second transition metal oxide in a region where the first charge selection thin film is not formed under the rear oxide layer. Forming a thin film; forming first and second rear transparent electrodes respectively under the first and second charge selection thin films; and first and second rear surface metals under the first and second rear transparent electrodes It characterized in that it comprises the step of forming each electrode.

여기서, 상기 제 1 도전형 실리콘 기판은 n형 실리콘 기판일 수 있다. Here, the first conductivity-type silicon substrate may be an n-type silicon substrate.

여기서, 상기 전면 산화층 형성 단계는 상기 제 2 도전형 실리콘층의 상면을 SC-1 솔루션, SC-2 솔루션, 질산, 염산, 황산, 인산 또는 불산으로 습식 산화 처리하여 상기 산화층을 형성할 수 있다. Here, in the forming of the front oxide layer, the oxide layer may be formed by wet oxidation treatment on the upper surface of the second conductive silicon layer with SC-1 solution, SC-2 solution, nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, or hydrofluoric acid.

여기서, 상기 전면 산화층은 0.5 ∼ 2nm의 두께로 형성될 수 있다. Here, the front oxide layer may be formed to a thickness of 0.5 to 2 nm.

여기서, 상기 후면 산화층 형성 단계는 상기 제 1 도전형 실리콘 기판의 하면을 SC-1 솔루션, SC-2 솔루션, 질산, 염산, 황산, 인산 또는 불산으로 습식 산화 처리하여 상기 산화층을 형성할 수 있다. Here, in the step of forming the rear oxide layer, the oxide layer may be formed by wet oxidation treatment on the lower surface of the first conductivity type silicon substrate with an SC-1 solution, an SC-2 solution, nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, or hydrofluoric acid.

여기서, 상기 후면 산화층은 0.5 ∼ 2nm의 두께로 형성될 수 있다. Here, the rear oxide layer may be formed to a thickness of 0.5 to 2 nm.

여기서, 상기 제 1 전하 선택 박막 형성 단계는 MoOx의 원소를 포함하는 프리커서로부터 생성되는 Mo(CO)6 소스 가스와 수증기(H2O) 또는 오존(O3)을 포함하는 산화제를 교대로 공급하는 원자층 증착 공정으로 진행되고, 상기 원자층 증착 공정은 상기 오존과 상기 수증기의 공급 횟수를 조절하여 상기 MoOx 중 x값을 조절하도록 이루어질 수 있다. Here, in the step of forming the first charge selection thin film, an oxidizing agent including Mo(CO) 6 source gas and water vapor (H 2 O) or ozone (O 3 ) generated from a precursor containing an element of MoO x is alternately The atomic layer deposition process is supplied, and the atomic layer deposition process may be performed to adjust the x value of the MoO x by adjusting the number of times of supplying the ozone and the water vapor.

여기서, 상기 제 1 전하 선택 박막은 2 ∼ 15nm의 두께로 형성될 수 있다.Here, the first charge selection thin film may be formed to a thickness of 2 to 15 nm.

여기서, 상기 제 1 전이 금속 산화물은 MoOx, NiOx, VOx 및 WOx 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. Here, the first transition metal oxide may include at least one selected from MoO x , NiO x , VO x and WO x.

여기서, 상기 제 2 전하 선택 박막 형성 단계는 TiO2의 원소를 포함하는 프리커서로부터 생성되는 Titanium isopropoxide (TTIP), tetrakis-dimethyl-amidotitanium (TDMAT), TiCl4 소스 가스와 수증기(H2O) 또는 오존(O3)을 포함하는 산화제를 교대로 공급하는 원자층 증착 공정으로 진행될 수 있다. Here, Titanium isopropoxide (TTIP), tetrakis -dimethyl-amidotitanium (TDMAT), TiCl 4 source gas and water vapor (H2O) and the second charge selected thin film forming step is produced from a precursor containing an element of TiO 2 or ozone ( O 3 ) It may be carried out in an atomic layer deposition process in which an oxidizing agent including an oxidizing agent is alternately supplied.

여기서, 상기 제 2 전하 선택 박막은 2 ∼ 15nm의 두께로 형성될 수 있다.Here, the second charge selection thin film may be formed to a thickness of 2 to 15 nm.

여기서, 상기 제 2 전이 금속 산화물은 Ta2O5, TiO2 및 SrTiO3 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the second transition metal oxide may include at least one selected from Ta 2 O 5 , TiO 2 and SrTiO 3.

본 발명의 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법은 전하 선택 박막과 실리콘 계면에 산화층을 형성함으로써 전하 선택 박막과 실리콘의 계면에서의 계면 결함을 감소시킬 수 있다.The method of manufacturing a rear electrode charge-selective junction solar cell of the present invention can reduce interfacial defects at the interface between the charge-selective thin film and silicon by forming an oxide layer at the interface between the charge-selective thin film and the silicon.

또한, 본 발명의 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법은 전하 선택 박막과 실리콘 계면에 산화층을 형성함으로써 계면에서의 계면 트랩 전하 밀도가 증가되고 계면 특성이 향상될 수 있다.In addition, in the method for manufacturing a rear electrode charge-selective junction solar cell of the present invention, by forming an oxide layer at the interface between the charge-selective thin film and the silicon, the interfacial trap charge density at the interface may be increased and interfacial characteristics may be improved.

또한, 본 발명의 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법은 전하 선택 박막이 전하를 선택적으로 터널링시키면서 패시베이션 특성을 향상시켜 태양전지의 발전 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the method of manufacturing a rear electrode charge-selective junction solar cell according to the present invention can improve power generation efficiency of a solar cell by improving passivation characteristics while the charge-selective thin film selectively tunnels charges.

또한, 본 발명의 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법은 후면에 제 1 전하 선택 박막(정공 선택 박막) 및 제 2 전하 선택 박막(전자 선택 박막)을 모두 형성함으로써 전면 전극에 의한 태양광의 그림자 손실을 방지할 수 있다. In addition, the rear electrode charge-selective junction solar cell manufacturing method of the present invention forms both a first charge-selective thin film (hole-selective thin-film) and a second charge-selective thin-film (electron-selective thin-film) on the rear surface, thereby reducing the shadow of sunlight by the front electrode Loss can be avoided.

도 1은 종래의 전하 선택 접합형 태양 전지의 수직 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법의 공정도이다.
도 3은 도 2의 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법에 의한 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지의 수직 단면도이다.1 is a vertical cross-sectional view of a conventional charge-selective junction solar cell.
2 is a flowchart of a method of manufacturing a rear electrode charge-selective junction solar cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a vertical cross-sectional view of a rear electrode charge selective junction solar cell according to the method of manufacturing the rear electrode charge selective junction solar cell of FIG. 2.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a rear electrode charge-selective junction solar cell of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법의 공정도이다.2 is a flowchart of a method of manufacturing a rear electrode charge-selective junction solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법은, 제 1 도전형 실리콘 기판 제공 단계(S110)와, 제 2 도전형 실리콘층 형성 단계(S120)와, 전면 산화층 형성 단계(S130)와, 전면 반사 방지막 형성 단계(S140), 후면 산화층 형성 단계(S150), 제 1 전하 선택 박막 형성 단계(S160), 제 2 전하 선택 박막 형성 단계(S170), 제 1 및 제 2 후면 투명 전극 형성 단계(S180) 그리고 제 1 및 제 2 후면 금속 전극 형성 단계(S190)를 포함하여 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 2, a method of manufacturing a rear electrode charge-selective junction type solar cell according to an embodiment of the present invention includes providing a first conductivity type silicon substrate (S110) and forming a second conductivity type silicon layer (S120). And, forming a front oxide layer (S130), forming a front anti-reflection layer (S140), forming a rear oxide layer (S150), forming a first charge selection thin film (S160), forming a second charge selection thin film (S170), The first and second rear transparent electrodes may be formed (S180) and the first and second rear metal electrodes may be formed (S190 ).

도 3은 도 2의 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법에 의한 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지의 수직 단면도이다.3 is a vertical cross-sectional view of a rear electrode charge selective junction solar cell according to the method of manufacturing the rear electrode charge selective junction solar cell of FIG. 2.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지는 제 1 도전형 실리콘 기판(210)의 상부에 제 2 도전형 실리콘층(220)과, 전면 산화층(230)과, 전면 반사방지막(240)이 순차적으로 형성되며, 제 1 도전형 실리콘 기판(110)의 하부에 후면 산화층(250), 제 1 및 제 2 전하 선택 박막(262, 264), 제 1 및 제 2 후면 투명 전극(272, 274), 제 1 및 제 2 후면 금속 전극(282, 284)이 순차적으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3, the rear electrode charge-selective junction solar cell according to an embodiment of the present invention includes a second conductivity type silicon layer 220 and a front oxide layer 230 on the first conductivity type silicon substrate 210. ), and the front antireflection film 240 are sequentially formed, and the rear oxide layer 250, the first and second charge selection thin films 262 and 264, the first and second charge selection thin films 262 and 264 under the first conductivity type silicon substrate 110 The second rear transparent electrodes 272 and 274 and the first and second rear metal electrodes 282 and 284 may be sequentially formed.

상기 후면 전극 전하 선택 접합형 실리콘 태양 전지(200)는 후면 산화층(250), 제 1 전하 선택 박막(262), 제 2 전하 선택 박막(264)이 각각 정공 선택 결합층(Hole Selective Contact Layer, HSCL) 및 전자 선택 접합층(Electron Selective Contact Layer, ESCL)을 형성하여 계면 결함이 감소되고, 정공 및 전자를 터널링시켜 전기 전도도가 우수하고, 패시베이션 특성이 우수하여 발전 효율이 향상될 수 있다.The rear electrode charge selection junction type silicon solar cell 200 includes a rear oxide layer 250, a first charge selection thin film 262, and a second charge selection thin film 264, respectively, a hole selective contact layer (HSCL). ) And an Electron Selective Contact Layer (ESCL) are formed to reduce interfacial defects, tunneling holes and electrons to provide excellent electrical conductivity, and excellent passivation characteristics, thereby improving power generation efficiency.

도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 후면 전극 전하 선택형 태양 전지 제조 방법을 상세하게 설명하기로 한다.With reference to FIGS. 2 and 3, a method of manufacturing a rear electrode charge-selective solar cell according to the present invention will be described in detail.

상기 제 1 도전형 실리콘 기판 제공 단계(S110)는 제 1 도전형 불순물을 포함하는 제 1 도전형 실리콘 기판(210)을 제공하는 단계이다. 상기 제 1 도전형 실리콘 기판(210)은 대략 평평한 상면과, 상면의 반대면으로서 대략 평평한 하면을 포함하는 반도체 기판으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 도전형 불순물은 n형 불순물이며, 비소(As) 또는 안티몬(Sb)과 같은 5가 원소의 불순물을 함유할 수 있다. 제 1 도전형 실리콘 기판(210)이 n형일 경우 p형일 경우보다 LID특성이 우수하여, 보다 고효율의 태양 전지를 구현할 수 있다. The step of providing the first conductivity type silicon substrate (S110) is a step of providing a first conductivity type silicon substrate 210 including a first conductivity type impurity. The first conductivity type silicon substrate 210 may be formed as a semiconductor substrate including a substantially flat top surface and a substantially flat bottom surface as an opposite surface to the top surface. The first conductivity-type impurity is an n-type impurity, and may contain an impurity of a pentavalent element such as arsenic (As) or antimony (Sb). When the first conductivity-type silicon substrate 210 is n-type, the LID characteristics are superior to that of the p-type, so that a more efficient solar cell can be implemented.

여기서, 상기 제 1 도전형 실리콘 기판(210)은 반사율을 감소시키고 광 포집 효율을 향상시키기 위하여 상면 또는 상면과 하면에 미세한 텍스처(texture) 구조를 구비할 수 있다. 상기 텍스처 구조는 산성 에칭과 같은 습식 에칭으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 도전형 실리콘 기판(210)의 상면 및 하면이 각각 텍스처 구조를 가지는 경우에, 제 1 도전형 실리콘 기판(210)의 상면 및 하면에 형성되는 박막 또는 층들도 텍스처 구조를 가질 수 있다. 여기서, 상기 제 1 도전형 실리콘 기판(210)의 상면은 빛이 입사되는 면을 의미한다.Here, the first conductivity type silicon substrate 210 may have a fine texture structure on an upper surface or an upper surface and a lower surface to reduce reflectance and improve light collection efficiency. The texture structure may be formed by wet etching such as acid etching. When the top and bottom surfaces of the first conductivity type silicon substrate 210 each have a texture structure, thin films or layers formed on the top and bottom surfaces of the first conductivity type silicon substrate 210 may also have a texture structure. Here, the upper surface of the first conductivity type silicon substrate 210 refers to a surface on which light is incident.

상기 제 2 도전형 실리콘층 형성 단계(S120)는 제 1 도전형 실리콘 기판(210)의 상면에 제 2 도전형 불순물을 포함하는 제 2 도전형 실리콘층(220)을 형성하는 단계이다. 상기 제 2 도전형 불순물은 p형 불순물이며, 보론(B), 인듐(In) 또는 갈륨(Ga)과 같은 3가 원소의 불순물을 포함할 수 있다. The forming of the second conductivity type silicon layer (S120) is a step of forming a second conductivity type silicon layer 220 including a second conductivity type impurity on the upper surface of the first conductivity type silicon substrate 210. The second conductivity-type impurity is a p-type impurity, and may include an impurity of a trivalent element such as boron (B), indium (In), or gallium (Ga).

상기 전면(前面) 산화층 형성 단계(S130)는 제 2 도전형 실리콘층(220)의 상면을 산화 처리하여 산화층을 형성하는 단계이다. 상기 산화 처리는 제 2 도전형 실리콘층(220)의 표면을, 예를 들면, SC-1 용액, SC-2 용액, 질산, 염산, 황산, 인산 또는 불산으로 습식 산화 처리(wet oxidation)하는 과정이다.In the step of forming the front oxide layer (S130), the upper surface of the second conductivity type silicon layer 220 is oxidized to form an oxide layer. The oxidation treatment is a process of wet oxidation of the surface of the second conductive type silicon layer 220 with, for example, SC-1 solution, SC-2 solution, nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, or hydrofluoric acid. to be.

예를 들면, 상기 전면 산화층 형성 단계(S130)는 암모니아와 과산화수소와 물이 일정한 비율로 혼합된 용액(Standard Cleaning-1 용액)을 대략 50 ∼ 120℃에서 제 2 도전형 실리콘층(220)의 상면에 공급하여 전면 산화층(230)을 형성시킬 수 있다. 상기 전면 산화층 형성 단계(S130)에서 온도가 50℃보다 낮은 경우에 전면 산화층(230) 형성 속도가 매우 느릴 수 있다. For example, in the step of forming the front oxide layer (S130), a solution (Standard Cleaning-1 solution) in which ammonia, hydrogen peroxide, and water are mixed at a constant ratio is applied to the upper surface of the second conductive type silicon layer 220 at approximately 50 to 120°C. It may be supplied to to form the front oxide layer 230. When the temperature is lower than 50° C. in the step of forming the front oxide layer (S130), the speed of forming the front oxide layer 230 may be very slow.

상기 전면 산화층(230)은 실리콘 산화막(SiO2), 알루미늄 산화막(Al2O3)일 수 있다. 또한, 상기 전면 산화층 형성 단계(S130)는 염산과 과산화수소와 물이 일정한 비율로 혼합된 용액(Standard Cleaning-2용액)을 대략 50 ∼ 120℃에서 제 2 도전형 실리콘층(220)의 상면에 공급하여 전면 산화층(230)을 형성시킬 수 있다. 상기 전면 산화층 형성 단계(S130)는 1분 내지 5분 동안 진행될 수 있다. The front oxide layer 230 may be a silicon oxide film (SiO2) or an aluminum oxide film (Al2O3). In addition, in the step of forming the front oxide layer (S130), a solution (Standard Cleaning-2 solution) in which hydrochloric acid, hydrogen peroxide, and water are mixed at a constant ratio is supplied to the upper surface of the second conductive type silicon layer 220 at approximately 50 to 120°C. Thus, the front oxide layer 230 may be formed. The step of forming the front oxide layer (S130) may be performed for 1 to 5 minutes.

상기 전면 산화층(230)은 0.5 ∼ 2nm의 두께로 형성될 수 있다. The front oxide layer 230 may be formed to a thickness of 0.5 to 2 nm.

전면 산화층은 Al2O3 패시베이션층의 핵생성 위치로 작용되어 패시베이션 특성을 향상시킬 수 있다. The front oxide layer serves as a nucleation site of the Al2O3 passivation layer, thereby improving passivation characteristics.

상기 전면 반사 방지막 형성 단계(S140)는 전면 산화층(230)의 상부에 전면 반사 방지막(240)을 형성하는 과정이다. 전면 반사 방지막(240)을 형성하는 방법으로는, 화학기상증착(CVD) 방법을 이용하여 태양전지의 수광부 상에 질화실리콘(SiNx)을 증착하고, 플라즈마를 사용한 건식 식각법이나 습식 식각법으로 질화실리콘(SiNx)을 패터닝하여 반사방지막을 형성하는 방법을 대표적인 예로 들 수 있다. The forming of the front anti-reflection film (S140) is a process of forming the front anti-reflection film 240 on the front oxide layer 230. As a method of forming the front anti-reflection film 240, silicon nitride (SiNx) is deposited on the light-receiving part of a solar cell using a chemical vapor deposition (CVD) method, and nitrided by a dry etching method or a wet etching method using plasma. A typical example is a method of forming an antireflection film by patterning silicon (SiNx).

상기 후면 산화층 형성 단계(S150)는 제 1 도전형 실리콘 기판(210)의 하면을 산화 처리하여 후면(後面) 산화층(250)을 형성하는 단계이다. 상기 후면 산화층 형성 단계(S140)는 제 1 도전형 실리콘 기판(210)의 표면을, 예를 들면, SC-1 용액, SC-2 용액, 질산, 염산, 황산, 인산 또는 불산으로 습식 산화 처리(wet oxidation)하는 과정이다.The forming of the rear oxide layer (S150) is a step of forming the rear oxide layer 250 by oxidizing the lower surface of the first conductivity type silicon substrate 210. In the step of forming the rear oxide layer (S140), the surface of the first conductivity type silicon substrate 210 is subjected to wet oxidation treatment with, for example, an SC-1 solution, an SC-2 solution, nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, or hydrofluoric acid ( It is a process of wet oxidation).

예를 들면, 상기 후면 산화층 형성 단계(S150)는 암모니아와 과산화수소와 물이 일정한 비율로 혼합된 용액(Standard Cleaning-1 용액)을 대략 50 ∼ 120℃에서 제 1 도전형 실리콘 기판(210)의 하면에 공급하여 후면 산화층(250)을 형성시킬 수 있다. 상기 후면 산화층 형성 단계(S140)에서 온도가 50℃보다 낮은 경우에 후면 산화층(250) 형성 속도가 매우 느릴 수 있다. For example, in the step of forming the rear oxide layer (S150), a solution (Standard Cleaning-1 solution) in which ammonia, hydrogen peroxide, and water are mixed at a constant ratio is applied to the lower surface of the first conductivity type silicon substrate 210 at approximately 50 to 120°C. It may be supplied to to form the rear oxide layer 250. When the temperature is lower than 50° C. in the step of forming the rear oxide layer (S140), the formation speed of the rear oxide layer 250 may be very slow.

상기 후면 산화층(250)은 실리콘 산화막(SiO2) 또는 알루미늄 산화막(Al2O3)일 수 있다. 또한, 상기 후면 산화층 형성 단계(S150)는 염산과 과산화수소와 물이 일정한 비율로 혼합된 용액(Standard Cleaning-2 용액)을 대략 50 ∼ 120℃에서 제 1 도전형 실리콘층(210)의 하면에 공급하여 후면 산화층(250)을 형성시킬 수 있다. 상기 후면 산화층 형성 단계(S140)는 1분 내지 5분 동안 진행될 수 있다. The rear oxide layer 250 may be a silicon oxide film (SiO2) or an aluminum oxide film (Al2O3). In addition, in the step of forming the rear oxide layer (S150), a solution (Standard Cleaning-2 solution) in which hydrochloric acid, hydrogen peroxide, and water are mixed at a constant ratio is supplied to the lower surface of the first conductivity type silicon layer 210 at approximately 50 to 120°C. Thus, the rear oxide layer 250 may be formed. The step of forming the rear oxide layer (S140) may be performed for 1 to 5 minutes.

상기 후면 산화층 형성 단계(S150)는 제 1 도전형 실리콘 기판(210)의 하면에 하이드록실(-OH) 그룹의 개수를 증가시켜, 제 1 및 제 2 전하 선택 박막(262, 264)의 증착을 위한 핵 성장 위치(nucleation cite)를 증가시킬 수 있다. 상기 후면 산화층(250)은 제 1 및 제 2 전하 선택 박막(262, 264)의 증착을 위한 핵 성장 위치(nucleation cite)를 증가시켜, 제 1 전하 선택 박막(정공 선택 박막) 및 제 2 전하 선택 박막(전자 선택 박막)이 균일하게 증착될 수 있도록 한다. 상기 후면 산화층은 제 1 및 제 2 전하 선택 박막의 표면 커버리지를 증가시켜 패시베이션 특성을 향상시킬 수 있다.In the step of forming the rear oxide layer (S150), the number of hydroxyl (-OH) groups on the lower surface of the first conductivity type silicon substrate 210 is increased, so that the first and second charge selection thin films 262 and 264 are deposited. It is possible to increase the nuclear growth site (nucleation cite). The rear oxide layer 250 increases the nucleation cite for deposition of the first and second charge selection thin films 262 and 264 to select a first charge selection thin film (hole selection thin film) and a second charge It allows a thin film (electron-selective thin film) to be deposited uniformly. The rear oxide layer may improve passivation characteristics by increasing the surface coverage of the first and second charge selection thin films.

상기 후면 산화층(250)은 0.5 ∼ 2nm의 두께로 형성될 수 있다. 상기 후면 산화층(250)의 두께가 너무 얇으면, 제 1 및 제 2 전하 선택 박막(262, 264)의 증착을 위한 핵 성장 위치가 감소되어 제 1 및 제 2 전하 선택 박막(262, 264)의 균일한 증착이 저해되며, 패시베이션 특성이 저하될 수 있다. 상기 후면 산화층(250)의 두께가 너무 두꺼우면, 정공 및 전하의 터널링이 감소되어 발전 효율이 감소될 수 있다. 또한, 상기 후면 산화층(250)의 두께가 너무 두꺼우면, 상대적으로 제 1 및 제 2 전하 선택 박막(262, 264)의 두께가 감소되어야 하므로 제 1 및 제 2 전하 선택 박막(262, 264)의 기능이 저하될 수 있다.The rear oxide layer 250 may be formed to a thickness of 0.5 to 2 nm. If the thickness of the rear oxide layer 250 is too thin, the nucleus growth positions for deposition of the first and second charge selection thin films 262 and 264 are reduced, and thus the first and second charge selection thin films 262 and 264 are formed. Uniform deposition is inhibited, and passivation properties may be deteriorated. If the thickness of the rear oxide layer 250 is too thick, tunneling of holes and charges may be reduced, thereby reducing power generation efficiency. In addition, if the thickness of the rear oxide layer 250 is too thick, the thickness of the first and second charge selection thin films 262 and 264 should be relatively reduced. Functionality may be impaired.

여기서, 산화층 형성을 습식 조(wet bath)에 담가서 진행할 경우 전면 산화층과 후면 산화층을 동시에 형성할 수도 있다. Here, when the oxide layer is formed by immersing it in a wet bath, the front oxide layer and the rear oxide layer may be formed at the same time.

상기 제 1 전하 선택 박막 형성 단계(S160)는 상기 후면 산화층(250)의 하면 일부 영역에 제 1 전이 금속 산화물을 증착시켜 제 1 전하 선택 박막(262)을 형성하는 단계이다.In the forming of the first charge selection thin film (S160), a first transition metal oxide is deposited on a portion of the lower surface of the rear oxide layer 250 to form the first charge selection thin film 262.

상기 제 1 전하 선택 박막 형성 단계(S160)는 반도체 공정에서 일반적으로 사용되는 포토 리소그라피 공정, 나노 임프린트 공정, 스크린 프린트 공정 또는 잉크젯 프린트 공정에 의하여 형성된다. 상기 공정들은 반도체 공정 등에서 일반적으로 사용되는 공정들이므로 여기서 구체적인 설명은 생략한다.The first charge selection thin film forming step (S160) is formed by a photolithography process, a nanoimprint process, a screen printing process, or an inkjet printing process generally used in a semiconductor process. Since the above processes are generally used in semiconductor processes, detailed descriptions are omitted here.

상기 제 1 전하 선택 박막 형성 단계(S160)는 포토레지스트, 전극 페이스트에 포함되는 레진류(paste resin) 또는 반도체 공정에서 사용되는 일반적인 패터닝 재료(Octadecyltrimethoxysilane(OTMS))등에 의하여 형성될 수 있다.The first charge selection thin film forming step (S160) may be formed by a photoresist, a resin included in an electrode paste, or a general patterning material (Octadecyltrimethoxysilane (OTMS)) used in a semiconductor process.

폴리머 페이스트(polymer paste), 레진(resin) 또는 잉크(ink) (PR이나 OTMS같은 패터닝(patterning)할 수 있는 고분자 물질들)을 이용하여 제 1 전이 금속 산화물이 증착되지 않아야 할 영역에 패턴 인쇄를 진행하고 원자층 증착 공정(ALD)을 이용하여 제 1 전이 금속 산화물이 증착되어야 할 영역에 2 ~ 15nm 두께로 제 1 전이 금속 산화물을 증착한다. 그런 다음 아세톤 에탄올류에 1 ~ 20분간 처리하면, 리프트 오프(lift-off) 공정에 의해서 폴리머가 인쇄된 영역이 제거되면서 제 1 전이 금속 산화물이 증착된 막만이 남겨진다.Pattern printing on areas where the first transition metal oxide should not be deposited using polymer paste, resin, or ink (patternable polymer materials such as PR or OTMS). Then, an atomic layer deposition process (ALD) is used to deposit a first transition metal oxide with a thickness of 2 to 15 nm in a region where the first transition metal oxide is to be deposited. Then, when treated with acetone ethanol for 1 to 20 minutes, the region on which the polymer is printed is removed by a lift-off process, leaving only the film on which the first transition metal oxide is deposited.

상기 제 1 전하 선택 박막(262)이 정공(hole)을 선택하기 위한 박막일 경우 상기 제 1 전이 금속 산화물(Transition Metal Oxide; TMO) 즉, 홀 선택 물질(hole-selective material)은 예를 들면, MoOx, NiOx, VOx 및 WOx중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.When the first charge selection thin film 262 is a thin film for selecting holes, the first transition metal oxide (TMO), that is, a hole-selective material, is, for example, It may include at least one selected from MoO x , NiO x , VO x and WO x.

상기 제 1 전하 선택 박막 형성 단계(S160)는 원자층 증착 공정으로 진행될 수 있다. 상기 원자층 증착 공정은 금속 원소를 포함하는 프리커서(precursor)로부터 생성되는 소스 가스와 수증기(H2O) 또는 오존(O3)을 포함하는 산화제를 교대로 공급하여 진행될 수 있다. 상기 원자층 증착 공정은, 제 1 전하 선택 박막(262)이 MoOx로 형성되는 경우에, Mo의 프리커서인 Mo(CO)6을 소스 가스로 사용하고, 상기 원자층 증착 공정은 소스 가스와 산화제를 교대로 공급하고 소스 가스와 산화제의 반응에 의하여 제 1 전하 선택 박막(262)을 형성한다. The step of forming the first charge selection thin film (S160) may be performed by an atomic layer deposition process. The atomic layer deposition process may be performed by alternately supplying a source gas generated from a precursor containing a metal element and an oxidizing agent containing water vapor (H 2 O) or ozone (O 3 ). In the atomic layer deposition process, when the first charge selection thin film 262 is formed of MoO x , Mo(CO) 6, which is a precursor of Mo, is used as a source gas, and the atomic layer deposition process includes a source gas and An oxidizing agent is alternately supplied and a first charge selection thin film 262 is formed by a reaction between the source gas and the oxidizing agent.

이때, 상기 산화제는 수증기 또는 오존의 어느 하나만을 사용할 수 있다. 또한, 상기 원자층 증착 공정은 산화제를 수증기와 오존을 교대로 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 원자층 증착 공정은 소스 가스를 공급하고 산화제인 오존을 공급하며, 다시 소스 가스를 공급하고 산화제인 수증기를 공급하여 진행될 수 있다. 상기 원자층 증착 공정은 산화제를 오존과 수증기를 교대로 공급함으로써 프리커서의 리간드(ligand)의 반응성을 증가시킬 수 있다. At this time, the oxidizing agent may use only either water vapor or ozone. In addition, in the atomic layer deposition process, an oxidizing agent may be used alternately with water vapor and ozone. More specifically, the atomic layer deposition process may be performed by supplying a source gas, supplying ozone as an oxidizing agent, supplying a source gas again, and supplying water vapor as an oxidizing agent. The atomic layer deposition process may increase the reactivity of a ligand of a precursor by alternately supplying ozone and water vapor with an oxidizing agent.

여기서, 오존(ozone)의 조성비를 조절할 수 있다. 오존의 조성비는 수증기(water vapor) 또는 오존의 사용 정도에 의해 약간의 조정이 가능하다. 오존 플라즈마(ozone plasma)도 한 방법이 될 수 있다.Here, the composition ratio of ozone can be adjusted. The composition ratio of ozone can be slightly adjusted depending on the degree of use of water vapor or ozone. Ozone plasma can also be one method.

또한, 상기 원자층 증착 공정은 오존과 수증기의 공급 횟수를 조절하여 제 1 전하 선택 박막(262)의 조성비를 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 전하 선택 박막(262)이 MoOx인 경우에, x의 값을 조절할 수 있다. 또한, 상기 원자층 증착 공정은 증착 공정의 초기에 보다 강한 산화제에 의하여 후면 산화층(250)의 표면과 반응함으로써 계면 결함 밀도를 줄이고, Mo의 핵 생성과 Mo의 밀도를 증가시켜 계면 트랩 전하 밀도를 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 원자층 증착 공정은 후면 산화층(250)의 하면에 제 1 전하 선택 박막(262)을 증착시키므로 증착 속도가 증가될 수 있다. 상기 원자층 증착 공정은 제 1 전하 선택 박막(262)의 두께를 얇게 조절할 수 있다.In addition, in the atomic layer deposition process, the composition ratio of the first charge selection thin film 262 may be adjusted by adjusting the number of times that ozone and water vapor are supplied. For example, when the first charge selection thin film 262 is MoO x , the value of x may be adjusted. In addition, the atomic layer deposition process reduces the interfacial defect density by reacting with the surface of the rear oxide layer 250 by a stronger oxidizing agent at the beginning of the deposition process, and increases the Mo nucleus and Mo density to increase the interfacial trap charge density. Can be increased. In addition, in the atomic layer deposition process, since the first charge selection thin film 262 is deposited on the lower surface of the rear oxide layer 250, the deposition rate may be increased. The atomic layer deposition process may thinly control the thickness of the first charge selection thin film 262.

상기 제 1 전하 선택 박막(262)은 정공(hole)을 선택적으로 터널링시키면서 패시베이션 작용을 할 수 있다. 상기 제 1 전하 선택 박막(262)이 직접 제 1 도전형 실리콘 기판(210)의 하면에 형성되는 경우에, 제 1 도전형 실리콘 기판(210)과의 계면에서 계면 트랩 전하 밀도가 감소하여 계면 결함이 발생될 수 있다. 이에 비하여 상기 제 1 전하 선택 박막(262)은 후면 산화층(259)인 실리콘 산화막(SiO2)이 형성된 제 1 도전형 실리콘 기판(210)의 표면에 형성되므로 계면 결함이 감소될 수 있다.The first charge selection thin film 262 may perform a passivation function while selectively tunneling holes. When the first charge selection thin film 262 is directly formed on the lower surface of the first conductivity type silicon substrate 210, the interfacial trap charge density decreases at the interface with the first conductivity type silicon substrate 210, resulting in an interface defect. Can occur. In contrast, since the first charge selection thin film 262 is formed on the surface of the first conductivity type silicon substrate 210 on which the silicon oxide film (SiO2), which is the rear oxide layer 259, is formed, interfacial defects can be reduced.

상기 제 2 전하 선택 박막 형성 단계(S170)는 제 1 전하 선택 박막 형성 단계(S160)에서 인쇄된 폴리머가 제거된 영역에 반대 형태의 전하 선택 물질을 증착할 수 있도록 폴리머를 패터닝 인쇄하고 원자층 증착 공정(ALD)에 의해 제 2 전하 선택 박막(264)을 증착하고 다시 아세톤류에 처리하면 최종적으로 도 3에 도시된 구조가 형성된다. In the second charge selection thin film forming step (S170), a polymer is patterned and printed to deposit an opposite type of charge selection material in the region from which the polymer printed in the first charge selecting thin film forming step (S160) is removed, and then an atomic layer is deposited. When the second charge selection thin film 264 is deposited by the process (ALD) and treated with acetone again, the structure shown in FIG. 3 is finally formed.

상기 제 2 전하 선택 박막 형성 단계(S170)는 반도체 공정에서 일반적으로 사용되는 포토 리소그라피 공정, 나노 임프린트 공정, 스크린 프린트 공정 또는 잉크젯 프린트 공정에 의하여 형성되며, 상기 공정들은 반도체 공정 등에서 일반적으로 사용되는 공정들이므로 여기서 구체적인 설명은 생략한다.The second charge selection thin film forming step (S170) is formed by a photolithography process, a nanoimprint process, a screen printing process, or an inkjet printing process generally used in a semiconductor process, and the processes are generally used in a semiconductor process, etc. As they are, detailed descriptions are omitted here.

상기 제 2 전하 선택 박막(264)이 전자(electron)를 선택하기 위한 박막일 경우 상기 제 2 전이 금속 산화물(Transition Metal Oxide; TMO)은 예를 들면, Ta2O5, TiO2, SrTiO3일 수 있다. 상기 제 2 전하 선택 박막 형성 단계(S170)는 원자층 증착 공정(ALD)으로 진행될 수 있다. 상기 원자층 증착 공정은 금속 원소를 포함하는 프리커서로부터 생성되는 소스 가스와 수증기(H2O) 또는 오존(O3)을 포함하는 산화제를 교대로 공급하여 진행될 수 있다. 상기 원자층 증착 공정은, 제 2 전하 선택 박막(264)이 TiO2로 형성되는 경우에, Ti의 프리커서(precursor)인 Titanium isopropoxide (TTIP), tetrakis-dimethyl-amidotitanium (TDMAT), TiCl4를 소스 가스로 사용하고, 상기 원자층 증착 공정은 소스 가스와 산화제를 교대로 공급하고 소스 가스와 산화제의 반응에 의하여 제 2 전하 선택 박막(264)을 형성한다. When the second charge selection thin film 264 is a thin film for selecting electrons, the second transition metal oxide (TMO) is, for example, Ta 2 O 5 , TiO 2 , SrTiO 3 days. I can. The step of forming the second charge selection thin film (S170) may be performed by an atomic layer deposition process (ALD). The atomic layer deposition process may be performed by alternately supplying a source gas generated from a precursor containing a metal element and an oxidizing agent containing water vapor (H 2 O) or ozone (O 3 ). In the atomic layer deposition process, when the second charge selection thin film 264 is formed of TiO 2 , titanium isopropoxide (TTIP), tetrakis-dimethyl-amidotitanium (TDMAT), and TiCl 4 are precursors of Ti. It is used as a source gas, and in the atomic layer deposition process, a source gas and an oxidizing agent are alternately supplied, and a second charge selection thin film 264 is formed by a reaction between the source gas and the oxidizing agent.

이때, 상기 산화제는 수증기 또는 오존의 어느 하나만을 사용할 수 있다. 또한, 상기 원자층 증착 공정은 산화제로서 수증기와 오존을 교대로 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 원자층 증착 공정은 소스 가스를 공급하고 산화제인 오존을 공급하며, 다시 소스 가스를 공급하고 산화제인 수증기를 공급하여 진행될 수 있다. 상기 원자층 증착 공정은 산화제를 오존과 수증기를 교대로 공급함으로써 프리커서의 리간드(ligand)의 반응성을 증가시킬 수 있다. At this time, the oxidizing agent may use only either water vapor or ozone. In addition, the atomic layer deposition process may alternately use water vapor and ozone as an oxidizing agent. More specifically, the atomic layer deposition process may be performed by supplying a source gas, supplying ozone as an oxidizing agent, supplying a source gas again, and supplying water vapor as an oxidizing agent. The atomic layer deposition process may increase the reactivity of a ligand of a precursor by alternately supplying ozone and water vapor with an oxidizing agent.

여기서, 오존(ozone)의 조성비를 조절할 수 있다. 제 1 전하 선택 박막(정공 선택 박막)에서와 같이 수증기(water vapor) 또는 오존의 사용 정도에 의해 약간의 조정이 가능하다. 오존 플라즈마(ozone plasma)도 한 방법이 될 수 있다.Here, the composition ratio of ozone can be adjusted. As in the first charge-selective thin film (hole-selective thin film), some adjustment is possible depending on the degree of use of water vapor or ozone. Ozone plasma can also be one method.

또한, 상기 원자층 증착 공정은 증착 공정의 초기에 보다 강한 산화제에 의하여 후면 산화층의 표면과 반응함으로써 계면 결함 밀도를 줄이고, Ti의 핵 생성을 증가시켜서 산화티탄(TiOx)의 전이층(transition layer)의 두께를 줄이고, 계면 트랩 전하 밀도를 증가시킬 수 있다. In addition, the atomic layer deposition process reduces the density of interfacial defects by reacting with the surface of the rear oxide layer by a stronger oxidizing agent at the beginning of the deposition process, and increases the nucleation of Ti, thereby forming a transition layer of titanium oxide (TiO x ). ) To reduce the thickness and increase the interfacial trap charge density.

전이층(transition layer)은 조성비가 변화하는 부분으로서 예를 들면 이산화티탄(TiO2)층이 되어야 하는데, 실리콘(Si)과 이산화티탄(TiO2)박막의 계면이 산화티탄(TiOx)(0.1<x<2)의 조성을 갖는 층을 말한다. 산화층을 사용함으로써 핵생성이 잘되어 전이층(transition layer)을 줄일 수 있으며, 전이층(transition layer)이 계면 트랩 전하를 생성하게 된다. The transition layer is a part in which the composition ratio changes and should be, for example, a titanium dioxide (TiO 2 ) layer, and the interface between the silicon (Si) and titanium dioxide (TiO 2 ) thin film is titanium oxide (TiO x ) (0.1 It refers to a layer having a composition of <x<2). By using an oxide layer, nucleation is well performed, a transition layer can be reduced, and a transition layer generates an interfacial trap charge.

또한, 상기 원자층 증착 공정은 후면 산화층의 상면에 제 2 전하 선택 박막을 증착시키므로 증착 속도가 증가될 수 있다. 상기 원자층 증착 공정은 제 2 전하 선택 박막의 두께를 얇게 조절할 수 있다.In addition, in the atomic layer deposition process, since the second charge selection thin film is deposited on the upper surface of the rear oxide layer, the deposition rate may be increased. The atomic layer deposition process may thinly control the thickness of the second charge selection thin film.

상기 제 2 전하 선택 박막(264)은 전자(electron)를 선택적으로 터널링시키면서 패시베이션 작용을 할 수 있다. 상기 제 2 전하 선택 박막(264)이 직접 제 1 도전형 실리콘 기판(210)의 하면에 형성되는 경우에, 제 1 도전형 실리콘 기판(210)과의 계면에서 계면 트랩 전하 밀도가 감소하여 계면 결함이 발생될 수 있다. 이에 비하여 상기 제 2 전하 선택 박막(264)은 후면 산화층(250)인 실리콘 산화막(SiO2)이 형성된 제 1 도전형 실리콘 기판(210)의 표면에 형성되므로 계면 결함이 감소될 수 있다.The second charge selection thin film 264 may perform a passivation function while selectively tunneling electrons. When the second charge selection thin film 264 is directly formed on the lower surface of the first conductivity-type silicon substrate 210, the interfacial trap charge density decreases at the interface with the first conductivity-type silicon substrate 210, resulting in interfacial defects. Can occur. In contrast, since the second charge selection thin film 264 is formed on the surface of the first conductivity type silicon substrate 210 on which the silicon oxide film (SiO2), which is the rear oxide layer 250, is formed, interfacial defects may be reduced.

상기 제 2 전하 선택 박막(264)은 2 ∼ 15nm의 두께로 형성될 수 있다. 상기 제 2 전하 선택 박막(264)의 두께가 너무 두꺼우면 접촉 저항이 증가되고 전자의 터널링이 감소될 수 있다. 또한, 상기 제 2 전하 선택 박막(264)의 두께가 너무 얇으면 패시베이션 특성이 약해질 수 있다.The second charge selection thin film 264 may be formed to a thickness of 2 to 15 nm. If the thickness of the second charge selection thin film 264 is too thick, contact resistance may increase and electron tunneling may be reduced. In addition, if the thickness of the second charge selection thin film 264 is too thin, passivation characteristics may be weakened.

상기 제 1 및 제 2 후면 투명 전극 형성 단계(S180)는 제 1 및 제 2 전하 선택 박막(262, 264)의 하면에 제 1 및 제 2 후면 투명 전극(272, 274)을 각각 형성하는 단계이다.In the forming of the first and second rear transparent electrodes (S180), the first and second rear transparent electrodes 272 and 274 are formed on the lower surfaces of the first and second charge selection thin films 262 and 264, respectively. .

상기 제 1 및 제 2 후면 투명 전극(272, 274)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, ITO(indium tin oxide) 또는 도핑된 ZnO 박막으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 후면 투명 전극 형성 단계(S180)는 태양 전지 제조 공정에서 일반적으로 사용되는 투명 전극을 형성하는 방법으로 진행될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 후면 투명 전극(272, 274)은 반사 방지 역할을 하는 동시에 전극 역할을 수행할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 후면 투명 전극(272, 274)은 제 1 도전형 실리콘 기판(210)의 하면이 텍스처 구조를 갖는 경우에, 마찬가지로 텍스처 구조를 포함하여 발전 효율을 향상시킬 수 있다.The first and second rear transparent electrodes 272 and 274 may be formed of, for example, but not limited to, indium tin oxide (ITO) or doped ZnO thin film. The forming of the first and second rear transparent electrodes (S180) may be performed by forming a transparent electrode generally used in a solar cell manufacturing process. The first and second rear transparent electrodes 272 and 274 may serve as an electrode as well as an anti-reflective role. When the first and second rear transparent electrodes 272 and 274 have a texture structure on the bottom surface of the first conductivity type silicon substrate 210, they may similarly include a texture structure to improve power generation efficiency.

상기 제 1 및 제 2 후면 금속 전극 형성 단계(S190)는 제 1 및 제 2 후면 투명 전극(272, 274)의 하부에 제 1 및 제 2 후면 금속 전극(282, 284)을 각각 형성하는 단계이다. 상기 제 1 및 제 2 후면 금속 전극 형성 단계(S190)는 태양 전지 제조 공정에서 일반적으로 사용되는 금속 전극을 형성하는 방법으로 진행될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 후면 금속 전극(282, 284)은 각각 바 형태 또는 그리드 형태로 형성될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 후면 금속 전극(282, 284)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈, 팔라듐의 단독 또는 합금으로 형성될 수 있다.The forming of the first and second rear metal electrodes (S190) is a step of forming first and second rear metal electrodes 282 and 284 under the first and second rear transparent electrodes 272 and 274, respectively. . The forming of the first and second rear metal electrodes (S190) may be performed by forming a metal electrode generally used in a solar cell manufacturing process. The first and second rear metal electrodes 282 and 284 may be formed in a bar shape or a grid shape, respectively. The first and second rear metal electrodes 282 and 284 may be formed of gold, silver, copper, aluminum, nickel, or palladium alone or as an alloy, although not limited thereto.

제 1 후면 투명 전극과 제 2 후면 투명 전극(282, 284)을 형성하기 전에 제1 전하 선택 박막(262)과 제 2 전하 선택 박막(264)의 경계를 패터닝한다. 패터닝 과졍은 일반적으로 반도체에서 사용하는 포토 레지시트(photoresist)를 사용한다. 저렴하게 할 수 있는 방법은 스크린 프린트를 이용하여 경계 부분에 폴리머를 인쇄하고 제 1 후면 투명 전극과 제 2 후면 투명 전극을 증착한 다음, 폴리머를 용액으로 에칭하여 분리하는 방법일 수 있다.Before forming the first rear transparent electrode and the second rear transparent electrodes 282 and 284, the boundary between the first charge selection thin film 262 and the second charge selection thin film 264 is patterned. In the patterning process, a photoresist generally used in semiconductors is used. An inexpensive method may be a method of printing a polymer on the boundary portion using screen printing, depositing a first rear transparent electrode and a second rear transparent electrode, and then etching the polymer with a solution to separate the polymer.

상기 제 1 및 제 2 후면 금속 전극(282, 284)은 알루미늄(Al)과 같은 도전성 물질을 함유하는 페이스트를 제 1 및 제 2 후면 투명 전극(272, 274) 하면에 스크린 프린팅과 같은 방식으로 도포하고 건조 및 소정 과정을 통하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 후면 금속 전극(282, 284)은 진공 증착법에 의하여 도전성 물질을 증착하여, 건조 및 소성을 진행하지 않고 500℃ 이하의 온도에서 FGA(forming gas anneal)분위기에서 형성될 수 있다.The first and second rear metal electrodes 282 and 284 are coated with a paste containing a conductive material such as aluminum (Al) on the lower surfaces of the first and second rear transparent electrodes 272 and 274 in the same manner as screen printing. And it can be formed through drying and a predetermined process. In addition, the first and second rear metal electrodes 282 and 284 are formed in an FGA (forming gas anneal) atmosphere at a temperature of 500°C or less without drying and firing by depositing a conductive material by a vacuum deposition method. I can.

제 1 및 제 2 후면 금속 전극(282, 284)에 있어서, 진공증착을 이용할 경우에는 태양전지의 앞에 메쉬 그리드(mesh grid)를 설치하여 증착시 메쉬 그리드에 의해 셰도우(shadow)되어 그 부분에 증착이 안 되게 하는 방식으로 진행하고, 구리 도금을 이용할 경우에는 TCO 위에 도금 시드층(seed layer)인 Ni, TiW, Cu 합금(alloy) 등을 300nm이내의 두께로 증착한 후 구리 도금을 진행한다. For the first and second rear metal electrodes 282 and 284, when vacuum deposition is used, a mesh grid is installed in front of the solar cell, and during deposition, a mesh grid is shadowed by the mesh grid and deposited on that part. If copper plating is used, a plating seed layer such as Ni, TiW, or Cu alloy is deposited on the TCO to a thickness of less than 300 nm, and then copper plating is performed.

상기 제 1 및 제 2 후면 금속 전극(282, 284)은 제 1 도전성 반도체 기판(210))으로부터 이동하는 정공 및 정공을 수집하여 외부 장치로 출력한다. 상기 제 1 및 제 2 후면 금속 전극(282, 284)은 알루미늄(Al) 대신, 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 도전성 물질을 함유할 수 있고, 이외의 다른 도전성 물질을 함유할 수 있다.The first and second rear metal electrodes 282 and 284 collect holes and holes moving from the first conductive semiconductor substrate 210 and output them to an external device. Instead of aluminum (Al), the first and second rear metal electrodes 282 and 284 are nickel (Ni), copper (Cu), silver (Ag), tin (Sn), zinc (Zn), indium (In) , Titanium (Ti), gold (Au), and a combination thereof may contain at least one conductive material selected from the group consisting of, and may contain other conductive materials.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전하 선택 접합 실리콘 태양 전지 제조 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for carrying out the method for manufacturing a charge-selective junction silicon solar cell according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention is as claimed in the following claims. Without departing from the gist of the invention, anyone of ordinary skill in the field to which the present invention belongs will have the technical spirit of the present invention to the extent that various changes can be implemented.

100...전하 선택형 태양 전지
110...제 1도전성 실리콘 기판 120...제 2 도전성 실리콘층
130..상부 산화층 140...상부 전하 선택 박막
150...상부 투명 전극 155...상부 금속 전극
160...하부 산화층 170...하부 전하 선택 박막
180...하부 투명 전극 185...하부 금속 전극
200...후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지
210...제 1 도전성 실리콘 기판 220...제 2 도전성 실리콘층
230...전면 산화층 240...전면 반사 방지막
250...후면 산화층 262, 264...전하 선택 박막
272,274...후면 투명 전극 282, 284...후면 금속 전극100...charge-selective solar cells
110...first conductive silicon substrate 120...second conductive silicon layer
130..top oxide layer 140...top charge-selective thin film
150... top transparent electrode 155... top metal electrode
160...lower oxide layer 170...lower charge-selective thin film
180... lower transparent electrode 185... lower metal electrode
200...back electrode charge-selective junction solar cell
210... first conductive silicon substrate 220... second conductive silicon layer
230... front oxide layer 240... front anti-reflective film
250... rear oxide layer 262, 264... charge-selective thin film
272,274...rear transparent electrode 282,284...rear metal electrode

Claims (12)

제 1 도전형 불순물을 포함하는 제 1 도전형 실리콘 기판을 제공하는 제 1 도전형 실리콘 기판 제공 단계;
상기 제 1 도전형 실리콘 기판의 상면에 제 2 도전형 불순물을 포함하는 제 2 도전형 실리콘층을 형성하는 제 2 도전형 실리콘층 형성 단계;
상기 제 2 도전형 실리콘층의 상면을 산화 처리하여 전면 산화층을 형성하는 전면(前面) 산화층 형성 단계;
상기 전면 산화층의 상부에 전면(前面) 반사방지막을 형성하는 단계와 상기 제 1 도전형 실리콘 기판의 하면을 산화 처리하여 후면 산화층을 형성하는 후면(後面) 산화층 형성 단계;
상기 후면 산화층의 하부 일부 영역에 제 1 전이 금속 산화물을 증착시켜 터널링을 통해 제 1 전하가 통과할 수 있는 제 1 전하 선택 박막을 형성하는 제 1 전하 선택 박막 형성 단계;
상기 후면 산화층의 하부에서 상기 제 1 전하 선택 박막이 형성되지 않은 영역에 제 2 전이 금속 산화물을 증착시켜 터널링을 통해 제 2 전하가 통과할 수 있는 제 2 전하 선택 박막을 형성하는 제 2 전하 선택 박막 형성 단계;
상기 제 1 및 제 2 전하 선택 박막의 하부에 제 1 및 제 2 후면 투명 전극을 각각 형성하는 단계; 및
상기 제 1 및 제 2 후면 투명 전극의 하부에 제 1 및 제 2 후면 금속 전극을 각각 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법. Providing a first conductivity type silicon substrate of providing a first conductivity type silicon substrate including a first conductivity type impurity;
A second conductivity type silicon layer forming step of forming a second conductivity type silicon layer including a second conductivity type impurity on an upper surface of the first conductivity type silicon substrate;
Forming a front oxide layer by oxidizing an upper surface of the second conductive silicon layer to form a front oxide layer;
Forming a front anti-reflection layer on the front oxide layer and forming a rear oxide layer by oxidizing the lower surface of the first conductive type silicon substrate to form a rear oxide layer;
Forming a first charge selection thin film through tunneling by depositing a first transition metal oxide in a lower portion of the rear oxide layer to form a first charge selection thin film through which a first charge can pass;
A second charge selection thin film forming a second charge selection thin film through which a second charge can pass through tunneling by depositing a second transition metal oxide in a region where the first charge selection thin film is not formed under the rear oxide layer Formation step;
Forming first and second rear transparent electrodes respectively under the first and second charge selection thin films; And
And forming first and second rear metal electrodes under the first and second rear transparent electrodes, respectively. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 도전형 실리콘 기판은 n형 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법. The method of claim 1,
The first conductivity-type silicon substrate is an n-type silicon substrate, characterized in that the rear electrode charge selective junction type solar cell manufacturing method. 제 1 항에 있어서,
상기 전면 산화층 형성 단계는 상기 제 2 도전형 실리콘층의 상면을 질산, 염산, 황산, 인산 또는 불산으로 습식 산화 처리하여 형성하는 것을 특징으로 하는 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법. The method of claim 1,
The forming of the front oxide layer comprises forming the upper surface of the second conductive silicon layer by wet oxidation treatment with nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid or hydrofluoric acid. 제 3 항에 있어서,
상기 전면 산화층은 0.5 ∼ 2nm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법. The method of claim 3,
The front oxide layer is a method of manufacturing a back electrode charge selective junction type solar cell, characterized in that formed to a thickness of 0.5 ~ 2nm. 제 1 항에 있어서,
상기 후면 산화층 형성 단계는 상기 제 1 도전형 실리콘 기판의 하면을 질산, 염산, 황산, 인산 또는 불산으로 습식 산화 처리하여 형성하는 것을 특징으로 하는 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법. The method of claim 1,
The forming of the rear oxide layer comprises forming a bottom surface of the first conductivity type silicon substrate by wet oxidation treatment with nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, or hydrofluoric acid. 제 5 항에 있어서,
상기 후면 산화층은 0.5 ∼ 2nm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법. The method of claim 5,
The rear oxide layer is a method of manufacturing a rear electrode charge selective junction type solar cell, characterized in that formed to a thickness of 0.5 ~ 2nm. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전하 선택 박막은 2 ∼ 15nm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법. The method of claim 1,
The first charge-selective thin film is a method of manufacturing a back electrode charge-selective junction type solar cell, characterized in that formed to a thickness of 2 ~ 15nm. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 전하 선택 박막 형성 단계는 TiO2의 원소를 포함하는 프리커서로부터 생성되는 Titanium isopropoxide (TTIP), tetrakis-dimethyl-amidotitanium (TDMAT), TiCl4 소스 가스와 수증기(H2O) 또는 오존(O3)을 포함하는 산화제를 교대로 공급하는 원자층 증착 공정으로 진행되는 것을 특징으로 하는 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법. The method of claim 1,
In the second charge-selective thin film formation step, titanium isopropoxide (TTIP), tetrakis-dimethyl-amidotitanium (TDMAT), TiCl 4 source gas and water vapor (H2O) or ozone (O3) generated from a precursor containing an element of TiO 2 A method for manufacturing a back electrode charge-selective junction type solar cell, characterized in that proceeding with an atomic layer deposition process of alternately supplying an oxidizing agent comprising a 제 10 항에 있어서,
상기 제 2 전하 선택 박막은 2 ∼ 15nm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법. The method of claim 10,
The second charge-selective thin film is a method of manufacturing a back electrode charge-selective junction type solar cell, characterized in that formed to a thickness of 2 to 15nm. 제 11 항에 있어서,
상기 제 2 전이 금속 산화물은 Ta2O5, TiO2 및 SrTiO3 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 후면 전극 전하 선택 접합형 태양 전지 제조 방법. The method of claim 11,
The second transition metal oxide comprises at least one selected from Ta 2 O 5 , TiO 2 and SrTiO 3.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017057646A1 (en) 2015-09-30 2017-04-06 株式会社カネカ Multi-junction photoelectric conversion device and photoelectric conversion module
JP2018535554A (en) 2015-11-19 2018-11-29 インスティトュート フィュル ゾラールエネルギーフォルシュング ゲーエムベーハー Solar cell with multiple absorbers interconnected via selective junction of charge carriers

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101410206B1 (en) 2012-09-27 2014-06-27 충남대학교산학협력단 Manufacturing Method of Solar Cell
KR20180036504A (en) * 2016-09-30 2018-04-09 엘지전자 주식회사 Solar cell and the method for manufacturing the solar cell
KR20190061325A (en) 2017-11-27 2019-06-05 성균관대학교산학협력단 Carrier selective contact solar cell and method of fabricating thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017057646A1 (en) 2015-09-30 2017-04-06 株式会社カネカ Multi-junction photoelectric conversion device and photoelectric conversion module
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