KR20120085067A - Manufacturing method of solar cell - Google Patents
Manufacturing method of solar cell Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120085067A KR20120085067A KR1020110006471A KR20110006471A KR20120085067A KR 20120085067 A KR20120085067 A KR 20120085067A KR 1020110006471 A KR1020110006471 A KR 1020110006471A KR 20110006471 A KR20110006471 A KR 20110006471A KR 20120085067 A KR20120085067 A KR 20120085067A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- emitter layer
- solar cell
- doping
- layer
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 88
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 42
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 17
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims 8
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 17
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 5
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 5
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 5
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N phosphinic chloride Chemical compound ClP=O RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 230000003471 anti-radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005247 gettering Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 silicon oxide nitride Chemical class 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1864—Annealing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
Abstract
Description
본 발명은 태양전지 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 및 에미터층에 존재하는 불순물을 효과적으로 제거하여 변환효율이 향상된 태양전지 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell, and more particularly, to a method for manufacturing a solar cell having improved conversion efficiency by effectively removing impurities present in a substrate and an emitter 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.
한편, 실리콘 태양전지에 사용되는 실리콘 반도체 기판은, 실리콘 잉곳(Ingot)의 결정 성장 과정 또는 실리콘 반도체 기판으로의 슬라이싱 가공 과정에서, Fe, Ni, Cu 및 Au와 같은 금속 불순물을 포함할 수 있으며, 이러한 불순물은 캐리어의 재결합 사이트(Recombination site)로 작용할 수 있다. 이러한 캐리어의 재결합 사이트는 캐리어의 확산 거리(Diffusion length)를 단축시키고, 캐리어의 Life time을 감소시켜, 태양전지의 변환효율이 저하될 수 있다.Meanwhile, the silicon semiconductor substrate used for the silicon solar cell may include metal impurities such as Fe, Ni, Cu, and Au in the crystal growth process of the silicon ingot or the slicing process to the silicon semiconductor substrate. Such impurities may act as recombination sites of carriers. The recombination site of the carrier shortens the diffusion length of the carrier and decreases the life time of the carrier, thereby reducing the conversion efficiency of the solar cell.
본 발명의 목적은, 실리콘 반도체 기판 및 에미터층에 존재하는 불순물을 효과적으로 제거하여, 캐리어의 Life time을 향상시킬 수 있고 이에 따라 변환효율이 향상된 태양전지 제조방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a solar cell manufacturing method which can effectively remove impurities present in the silicon semiconductor substrate and the emitter layer, thereby improving the life time of the carrier and thus improving the conversion efficiency.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 제조방법은, 제1 도전형을 가지는 실리콘 반도체 기판 상에 에미터층을 형성하는 단계, 에미터층 상에 반사방지막을 형성하는 단계 및 기판의 전면 및 후면 상에 전면전극과 후면전극을 형성하는 단계를 포함하고, 에미터층을 형성하는 단계는, 기판에 제1 도전형과 반대의 제2 도전형을 가지는 제1 불순물을 도핑하는 제1 도핑 단계, 기판의 표면을 식각하는 단계 및 기판에 제2 도전형을 가지는 제2 불순물을 도핑하는 제2 도핑 단계를 포함할 수 있다.A solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, forming an emitter layer on a silicon semiconductor substrate having a first conductivity type, forming an anti-reflection film on the emitter layer and the substrate Forming a front electrode and a back electrode on the front and rear surfaces of the substrate; and forming the emitter layer comprises: a first doping a first impurity having a second conductivity type opposite to the first conductivity type on the substrate; A doping step, etching the surface of the substrate, and a second doping step of doping the second impurity having a second conductivity type on the substrate.
또한, 기판의 표면을 식각하는 단계는 제1 불순물이 도핑된 기판을 에칭용액에 침지하여 수행할 수 있다.The etching of the surface of the substrate may be performed by immersing the substrate doped with the first impurity in an etching solution.
또한, 기판의 표면을 식각하는 단계와 제2 도핑 단계 사이에, 부산물층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The method may also include removing the byproduct layer between etching the surface of the substrate and the second doping step.
또한, 제2 도핑 단계 후에, 부산물 층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.It may also include removing the byproduct layer after the second doping step.
또한, 에미터층은 깊이에 따라 도핑 농도가 작아질 수 있다.In addition, the emitter layer may have a lower doping concentration depending on the depth.
또한, 전면전극은 전면전극 페이스트를 반사방지막 상에 인쇄하고 열처리 하여 형성하며, 열처리시, 전면전극이 반사방지막을 관통하여 에미터층과 접속할 수 있다.In addition, the front electrode is formed by printing the front electrode paste on the antireflection film and performing heat treatment. During the heat treatment, the front electrode may be connected to the emitter layer through the antireflection film.
또한, 후면전극은 후면전극 페이스트를 기판의 후면에 도포하고 열처리 하여 형성하며, 열처리시, 기판과 후면전극 사이에 후면 전계층이 형성될 수 있다.In addition, the rear electrode is formed by applying a rear electrode paste to the rear surface of the substrate and performing heat treatment. During the thermal treatment, a rear electric field layer may be formed between the substrate and the rear electrode.
또한, 에미터층을 형성하는 단계 전에, 기판을 텍스쳐링 하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, prior to forming the emitter layer, the method may include texturing the substrate.
또한, 기판의 전면과 후면을 절연하기 위한 홀을 형성하는 에지 아이솔레이션 단계를 포함할 수 있다.In addition, it may include an edge isolation step of forming a hole for insulating the front and back of the substrate.
또한, 제1 불순물과 제2 불순물은 동일한 물질일 수 있다.In addition, the first impurity and the second impurity may be the same material.
본 발명에 따르면, 실리콘 반도체 기판 및 에미터층에 존재하는 불순물을 효과적으로 제거하여, 실리콘 반도체 기판 및 에미터층의 품질이 향상되고, 이에 따라 캐리어의 Life time이 증가할 수 있다. According to the present invention, by effectively removing impurities present in the silicon semiconductor substrate and the emitter layer, the quality of the silicon semiconductor substrate and the emitter layer can be improved, thereby increasing the life time of the carrier.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 제조방법을 도시한 도, 그리고
도 5는 도 1의 에미터층을 형성하기 위한 순서도 이다. 1 to 4 is a view showing a solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention, and
5 is a flow chart for forming the emitter layer of FIG.
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 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 제조방법을 도시한 도이며, 도 5는 도 1의 에미터층을 형성하기 위한 순서도 이다.1 to 4 are views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a flow chart for forming the emitter layer of FIG.
도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 제조방법을 설명하면, 우선, 도 1과 같이 반도체 기판(110) 상에 에미터층(120)을 형성한다.Referring to the solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings, first, the
기판(110)은 단결정 또는 다결정 실리콘으로 형성될 수 있으며, 제1 도전형을 가질 수 있다. 예를 들어 기판(110)은 P형 불순물로서 3족 원소인 B, Ga, In 등이 불순물로 도핑 되어 P형으로 구현될 수 있다.The
한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 기판(110)의 일면은 텍스쳐링(texturing)되어 피라미드, 정사각형, 삼각형 등 다양한 형태의 요철구조(미도시)를 포함할 수 있다. 텍스쳐링(texturing)이란 기판(110)의 표면에 요철구조(미도시)를 형성하는 것을 의미하는 것으로, 이와 같이 텍스쳐링(texturing)에 의해 기판(110)의 표면이 거칠어지면, 입사되는 광의 반사율이 감소하여 광 포획량이 증가할 수 있다. 따라서, 광학적 손실이 감소할 수 있다.Although not shown in the drawings, one surface of the
에미터층(120)은 기판(110) 상에 기판(110)과 반대인 제2 도전형을 가지고 형성될 수 있다. 일 예로 에미터층(120)은 N형 불순물로서 5족 원소인 P, As, Sb 등이 불순물로 도핑될 수 있다. 이와 같이, 기판(110)과 에미터층(120)에 반대 도전형의 불순물이 도핑 되면, 기판(110)과 에미터층(120)의 계면에는 P-N접합(junction)이 형성되고, P-N접합에 광이 조사되면 광전효과에 의해 광기전력이 발생할 수 있다.The
이러한 에미터층(120)의 형성과정을 도 5를 참조하여 보다 자세히 설명하면, 먼저, 실리콘 잉곳을 슬라이싱 가공한 후, 표면에 잔존하는 이물질을 세척하여 실리콘 반도체 기판(110)을 준비(S310)한다. A process of forming the
한편, 슬라이싱이 끝난 기판(110)의 모서리 부분은 매우 날카롭기 때문에 후속공정에서 발생할 수 있는 깨어짐 등을 방지하기 위해, 기판(110)의 모서리 부분을 연삭가공할 수 있다. On the other hand, since the edge portion of the
이어서 기판(110)과 반대의 도전형을 가지는 제1 불순물을 기판(110)에 도핑하는 제1 도핑(S320)을 수행한다. Subsequently, a first doping S320 is performed to dope the
일 예로 제1 도핑(S320)은 확산법에 의할 수 있는데, 기판(110)에 제2 도전형의 물질, 예를 들면, POCl3 등의 물질을 확산시킴으로써 제2 도전형의 제1 불순물을 기판(110)에 도핑할 수 있다.For example, the first doping S320 may be performed by a diffusion method. A first impurity of the second conductivity type may be formed by diffusing a material of the second conductivity type, for example, POCl 3 , on the
한편, 제2 도전형의 제1 불순물이 기판(110)의 표면을 통해 내부로 확산되면, 기판(110) 내부와 기판(110) 표면의 제1 불순물의 농도 차이에 의해서 기판(110) 내부에 존재하는 불순물이 확산에 의해 기판(110) 표면 측으로 이동하여 불순물의 게더링 효과가 발생한다. 여기서, 게더링되는 대부분의 불순물은 실리콘 잉곳의 실리콘 결정 성장 과정 또는 기판(110)으로의 슬라이싱 가공 과정에서 기판(110)에 함유된 금속 불순물이다.On the other hand, when the first impurity of the second conductivity type diffuses into the inside through the surface of the
이어서, 기판(110)의 표면을 식각(S330) 한다. Next, the surface of the
기판(110)의 표면을 식각(S330)하는 단계는, 일 예로 기판(110)을 에칭용액에 침지하는 습식 에칭법에 의할 수 있다. 여기서 에칭용액은 불산(HF) 및 질산(HNO3)이 혼합된 용액을 이용할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. Etching the surface of the substrate 110 (S330) may be, for example, by a wet etching method of immersing the
상술한 바와 같이, 제1 도핑(S320)에 의해 불순물은 기판(110)의 표면에서 게터링 되어 있으므로, 기판(110)의 표면을 식각하면 게더링된 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 게더링된 불순물이 제거되면 후속 공정에서 불순물의 확산에 의해 기판(110)의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.As described above, since impurities are gettered on the surface of the
또한, 이와 같은 식각(S330)단계에 의해 기판(110)의 표면은 균일하게 에칭되므로, 기판(110)이 텍스쳐링에 의해 요철구조를 포함하고 있더라도 식각에 의해 요철구조의 크기가 작아지는 문제가 발생하지 않는다.In addition, since the surface of the
한편, 제1 도핑(S320)을 수행하면, 기판(110) 표면에는 피에스지(PSG; PhosphoSilicate Glass) 또는 비에스지(BSG; BoroSilicate Glass)와 같은 글래스류의 부산물층이 형성될 수 있다. 또한, 기판(110)의 표면을 식각(S330)하면, 기판(110)의 표면에 산화막 등의 부산물층이 형성될 수 있다. 따라서, 기판(110)의 표면을 식각하는 단계(S330)를 수행한 후에는, 불산(HF) 용액을 이용한 습식 에칭법 등에 의해 이러한 부산물층을 제거한다.Meanwhile, when the first doping (S320) is performed, a byproduct layer of glass, such as PhosphoSilicate Glass (PSG) or BoroSilicate Glass (BSG), may be formed on the surface of the
다음으로, 기판(110)과 반대의 도전형을 가지는 제2 불순물을 도핑하는 제2 도핑(S340)하여 에미터층(120)의 형성을 완료한다. Next, second doping (S340) doping a second impurity having a conductivity type opposite to that of the
제2 도핑(S340)은 제1 도핑(S320)과 동일한 방법에 의해 수행할 수 있으며, 제2 불순물은 제1 불순물과 동일한 재질일 수 있다. 일 예로 제2 도핑(S340)은 POCl3 등의 물질을 확산시킴으로써 제2 도전형의 제2 불순물을 기판(110)에 도핑할 수 있다.The second doping (S340) may be performed by the same method as the first doping (S320), the second impurity may be the same material as the first impurity. For example, the second doping (S340) may dopant the second conductivity type second impurity to the
이처럼 제2 불순물이 기판(110)의 내부로 확산하면, 기판(110)의 내부에 잔존하던 금속 불순물은 기판(110)의 표면과 내부의 농도차에 의해 한 번 더 게터링된다. 따라서, 캐리어의 재결합 싸이트로 작용하는 불순물을 더욱 효과적으로 제거하여 고품질의 기판(110)과 에미터층(120)을 형성할 수 있으며, 이에 따라, 캐리어의 Life time이 증가할 수 있다. As such, when the second impurity diffuses into the
또한, 제2 도핑(S340)이 완료되어 형성되는 에미터층(120)은 제2 도전형을 가지는 불순물의 농도가 에미터층(120)의 깊이에 따라 감소한다. 따라서, 에미터층(120)의 상부 쪽은 제2 도전형을 가지는 불순물의 농도가 가장 크기 때문에 전면전극(140)과의 접촉저항이 감소하고, 이에 의해 태양전지(100)의 필 팩터(Fill factor)가 감소할 수 있다. In addition, in the
한편, 제2 도핑(S340)을 실시한 후에는, 기판(110)의 표면에는 피에스지(PSG; PhosphoSilicate Glass) 또는 비에스지(BSG; BoroSilicate Glass)와 같은 글래스류의 부산물 층이 형성될 수 있으므로, 불산(HF) 용액을 이용한 습식 에칭법 등에 의해 이러한 부산물 층을 제거한다.On the other hand, after the second doping (S340), since the by-product layer of glass such as PSG (PSG; PhosphoSilicate Glass) or BSG (BoroSilicate Glass) may be formed on the surface of the
한편, 도 2를 참조하면, 에미터층(120)상에 반사방지막(130)을 형성한다. 2, an
방사방지막(130)은 예를 들면, 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있고, 진공 증착법, 화학 기상 증착법, 스핀 코팅, 스크린 인쇄 또는 스프레이 코팅에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
이러한 반사방지막(130)은 에미터층(120) 상에 위치하여, 기판(110)의 전면으로 입사되는 태양광의 반사율을 감소시키고, 에미터층(120)의 표면 또는 벌크 내에 존재하는 결함을 부동화 시킨다.The
태양광의 반사율이 감소되면 P-N 접합까지 도달되는 광량이 증대되어 태양전지(100)의 단락전류(Isc)가 증가한다. 또한, 에미터층(120)에 존재하는 결함이 부동화되면 소수 캐리어의 재결합 사이트가 제거되어 태양전지(100)의 개방전압(Voc)이 증가한다. When the reflectance of the sunlight is reduced, the amount of light reaching the P-N junction is increased to increase the short circuit current Isc of the
이처럼 반사방지막(130)에 의해 태양전지(100)의 개방전압과 단락전류가 증가되면 그만큼 태양전지(100)의 변환효율이 향상될 수 있다.As such, when the open voltage and the short-circuit current of the
다음으로 도 3에서 도시하는 바와 같이 전면전극(140)과 후면전극(150)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3, the
전면전극(140)은 전면전극 페이스트를 반사방지막 상에 도포하고, 이를 건조 및 열처리하여 형성할 수 있다.The
전면전극 페이스트는 은(Ag), 유리프릿(Glass frit), 바인더, 솔벤트 등을 포함하고, 스크린 인쇄 등의 방법에 의해 전면전극(140)이 형성될 위치에 인쇄할 수 있다.The front electrode paste includes silver (Ag), glass frit, a binder, a solvent, or the like, and may be printed at a position where the
한편, 전면전극 페이스트의 열처리시에는 이에 포함된 은이 고온에서 액상이 되었다가 다시 고상으로 재결정되면서 유리 프릿을 매개로 하여 반사방지막(130)을 관통하는 파이어 스루(fire through) 현상에 의해 전면전극(140)이 에미터층(120)과 접속하게 된다.On the other hand, during the heat treatment of the front electrode paste, the silver contained therein becomes a liquid at high temperature and recrystallized into a solid phase, and the front electrode (fire through) penetrates the
후면전극(150)은 기판(110)의 후면에 알루미늄, 석영 실리카, 바인더 등이 첨가된 후면 전극용 페이스트를 인쇄한 후, 건조 및 열처리하여 형성할 수 있다.The
후면전극 페이스트는 열처리에 의해, 후면전극 페이스트에 포함된 알루미늄이 기판(110)의 후면을 통해 확산함으로써, 후면전극(150)과 기판(110)의 경계면에서 후면전계층(160)을 형성한다. 후면전계층(160)은 태양광에 의해 생성된 전자의 후면 재결합을 최소화하여 태양전지의 효율 향상에 기여한다.In the back electrode paste, aluminum included in the back electrode paste is diffused through the back surface of the
이어서 도 4에 도시하는 바와 같이 기판(110)의 전면과 후면을 절연시키기 위한 홈(170)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 4,
상술한 바와 같이 확산법 등에 의한 에미터층(120)의 형성 시에는, 기판(110)의 모든 면이 제2 도전형으로 도핑 되기 때문에 기판(110)의 전면과 후면이 전기적으로 연결되어 태양전지의 효율을 감소시킬 수 있다.When the
따라서, 도 4에 도시한 바와 같이 기판(110)의 전면과 후면을 절연시키기기 위한 에지 아이솔레이션 공정을 수행한다. Therefore, as shown in FIG. 4, an edge isolation process is performed to insulate the front and rear surfaces of the
에지 아이솔레이션은 레이저 에지 아이솔레이션법, 플라즈마 에칭법, 및 식각용액 에칭법 중 어느 하나의 방법으로 이루어질 수 있고, 형성되는 홈(170)은 에미터층(120)을 관통하여 기판(110) 상부의 소정 깊이까지 이르는 도랑 형태를 가질 수 있다.Edge isolation may be performed by any one of laser edge isolation, plasma etching, and etching solution etching, and the
또한, 홈(170)은 기판(110)의 전면과 후면을 절연시키기 위한 소정의 위치이면 어느 곳이든 형성될 수 있다. 그러나, 광 흡수도 등을 고려할 때 홈(170)은 태양전지(100)의 가장자리에 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.
100 : 태양전지 110 : 실리콘 반도체 기판
120 : 에미터층 130 : 반사방지막
140 : 전면전극 150 : 후면전극
160 : 후면전계층 170 : 홈100
120: emitter layer 130: antireflection film
140: front electrode 150: rear electrode
160: rear layer 170: home
Claims (10)
상기 에미터층 상에 반사방지막을 형성하는 단계; 및
상기 기판의 전면 및 후면 상에 전면전극과 후면전극을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 에미터층을 형성하는 단계는,
상기 제1 도전형과 반대의 제2 도전형을 가지는 제1 불순물을 도핑하는 제1 도핑 단계;
상기 기판의 표면을 식각하는 단계; 및
상기 기판에 상기 제2 도전형을 가지는 제2 불순물을 도핑하는 제2 도핑 단계;를 포함하는 태양전지 제조방법.Forming an emitter layer on the silicon semiconductor substrate having the first conductivity type;
Forming an antireflection film on the emitter layer; And
Forming a front electrode and a back electrode on the front and rear surfaces of the substrate;
Forming the emitter layer,
A first doping step of doping a first impurity having a second conductivity type opposite to the first conductivity type;
Etching the surface of the substrate; And
And a second doping step of doping the substrate with a second impurity having the second conductivity type.
상기 기판의 표면을 식각하는 단계는 상기 제1 불순물이 도핑된 상기 기판을 에칭용액에 침지하여 수행하는 태양전지 제조방법.The method of claim 1,
Etching the surface of the substrate is performed by immersing the substrate doped with the first impurity in an etching solution.
상기 기판의 표면을 식각하는 단계와 상기 제2 도핑 단계 사이에, 부산물 층을 제거하는 단계를 포함하는 태양전지 제조방법.The method of claim 1,
Removing the byproduct layer between the step of etching the surface of the substrate and the second doping step.
상기 제2 도핑 단계 후에, 부산물 층을 제거하는 단계를 포함하는 태양전지 제조방법.The method of claim 1,
After the second doping step, removing the byproduct layer.
상기 에미터층은 깊이에 따라 도핑 농도가 작아지는 태양전지 제조방법.The method of claim 1,
The emitter layer is a solar cell manufacturing method that the doping concentration decreases with depth.
상기 전면전극은 전면전극 페이스트를 상기 반사방지막 상에 인쇄하고 열처리 하여 형성하며,
상기 열처리시, 상기 전면전극이 상기 반사방지막을 관통하여 상기 에미터층과 접속하는 태양전지 제조방법.The method of claim 1,
The front electrode is formed by printing the front electrode paste on the anti-reflection film and heat treatment,
And the front electrode passes through the anti-reflection film and is connected to the emitter layer during the heat treatment.
상기 후면전극은 후면전극 페이스트를 상기 기판의 후면에 도포하고 열처리 하여 형성하며,
상기 열처리시, 상기 기판과 상기 후면전극 사이에 후면 전계층이 형성되는 태양전지 제조방법.The method of claim 1,
The back electrode is formed by applying a back electrode paste to the back of the substrate and heat treatment,
During the heat treatment, a solar cell manufacturing method is formed between the substrate and the back electrode back surface layer.
상기 에미터층을 형성하는 단계 전에,
상기 기판을 텍스쳐링 하는 단계를 포함하는 태양전지 제조방법.The method of claim 1,
Before the step of forming the emitter layer,
A solar cell manufacturing method comprising the step of texturing the substrate.
상기 기판의 전면과 후면을 절연하기 위한 홀을 형성하는 에지 아이솔레이션 단계를 포함하는 태양전지 제조방법.The method of claim 1,
A solar cell manufacturing method comprising an edge isolation step of forming a hole for insulating the front and rear surfaces of the substrate.
상기 제1 불순물과 상기 제2 불순물은 동일한 물질인 태양전지 제조방법.
The method of claim 1,
The first impurity and the second impurity is a solar cell manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110006471A KR20120085067A (en) | 2011-01-21 | 2011-01-21 | Manufacturing method of solar cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110006471A KR20120085067A (en) | 2011-01-21 | 2011-01-21 | Manufacturing method of solar cell |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160181365A Division KR101976421B1 (en) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Manufacturing method of solar cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120085067A true KR20120085067A (en) | 2012-07-31 |
Family
ID=46715767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110006471A KR20120085067A (en) | 2011-01-21 | 2011-01-21 | Manufacturing method of solar cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20120085067A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101385201B1 (en) * | 2013-05-20 | 2014-04-15 | 한국생산기술연구원 | Sollar cell and manufacturing process thereof |
-
2011
- 2011-01-21 KR KR1020110006471A patent/KR20120085067A/en active Application Filing
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101385201B1 (en) * | 2013-05-20 | 2014-04-15 | 한국생산기술연구원 | Sollar cell and manufacturing process thereof |
| WO2014189182A1 (en) * | 2013-05-20 | 2014-11-27 | 한국생산기술연구원 | Solar cell and method for manufacturing same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8071418B2 (en) | Selective emitter solar cells formed by a hybrid diffusion and ion implantation process | |
| US8969125B2 (en) | Solar cell and method for manufacturing the same | |
| KR101225978B1 (en) | Sollar Cell And Fabrication Method Thereof | |
| US8664015B2 (en) | Method of manufacturing photoelectric device | |
| WO2011145731A1 (en) | Solar cell element and method for producing the same, and solar cell module | |
| JP5991945B2 (en) | Solar cell and solar cell module | |
| JP2010171263A (en) | Method of manufacturing photovoltaic device | |
| KR102320551B1 (en) | Method for manufacturing solar cell | |
| JP2015144149A (en) | Photoelectric conversion device and manufacturing method of the same | |
| KR20090017812A (en) | Silicon solar cell and method thereof | |
| KR101275576B1 (en) | Solar cell and manufacturing method thereof | |
| KR101622088B1 (en) | Solar cell | |
| KR20120078904A (en) | Back contact solar cell and manufacturing methode thereof | |
| JP6330108B1 (en) | High photoelectric conversion efficiency solar cell and method for producing high photoelectric conversion efficiency solar cell | |
| KR101198430B1 (en) | Bifacial Photovoltaic Localized Emitter Solar Cell and Method for Manufacturing Thereof | |
| KR101976421B1 (en) | Manufacturing method of solar cell | |
| KR20120085067A (en) | Manufacturing method of solar cell | |
| KR101382047B1 (en) | Method for fabricating selective emitter structure of solar cell | |
| KR102563642B1 (en) | High-efficiency back-electrode solar cell and its manufacturing method | |
| Balaji et al. | Laser fired local back contact c-Si solar cells using phosphoric acid for back surface field | |
| KR101176133B1 (en) | A screen mask comprising an align mark, solar cell and fabrication method of a solar cell | |
| KR101627028B1 (en) | The method for preparing the bifacial solar cell | |
| KR101218411B1 (en) | Solar Cell and Manufacturing Method Thereof | |
| KR102156059B1 (en) | Method for manufacturing solar cell | |
| KR101627029B1 (en) | The method for preparing the ibc solar cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| E801 | Decision on dismissal of amendment | ||
| A107 | Divisional application of patent |