KR20130129656A - Solar cell and method for manufacuring the same - Google Patents

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Abstract

Given in the practice example of the present invention, a solar cell manufacturing method includes a step of preparing a semiconductor substrate; a step of forming a first impurity layer by doping first impurities of a first conductive type and first count impurities of a second conductive type, opposite to the first conductive type, on the semiconductor substrate; and a heat treatment step of performing heat treatment on the semiconductor substrate and activating the first impurity layer. In the step of forming the first impurity layer, the doping amount of the first count impurities is less than the doping amount of the first impurities. The heat treatment step includes an oxygen heat treatment process which is performed in an oxygen atmosphere. In the oxygen heat treatment process, a first passivation film is formed on the first impurity layer, and a floating junction layer of the second conductive type or of an intrinsic type is formed between the first impurity layer and the first passivation film.

Description

태양 전지 및 이의 제조 방법{SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACURING THE SAME}SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACURING THE SAME

본 발명은 태양 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 불순물층 및 이를 패시베이션하는 패시베이션 막을 포함하는 태양 전지 및 이의 제조 방법에 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 comprising an impurity layer and a passivation film for passivating the same.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다. With the recent depletion of existing energy sources such as oil and coal, interest in alternative energy to replace them is increasing. Among them, solar cells are attracting attention as a next-generation battery that converts solar energy into electric energy.

이러한 태양 전지에서는 광전 변환을 일으킬 수 있도록 불순물층을 형성하여 pn 접합 등을 형성하고, n형 불순물층 및/또는 p형 불순물층에 연결되는 전극을 형성한다. 불순물층의 표면 등에서는 전자와 정공의 재결합이 일어나기 쉬우므로, 불순물층 위에 표면 재결합을 방지하기 위한 패시베이션 막을 형성한다. In such a solar cell, an impurity layer is formed so as to cause photoelectric conversion to form a pn junction and the like, and an electrode connected to an n-type impurity layer and / or a p-type impurity layer is formed. Since the recombination of electrons and holes is likely to occur on the surface of the impurity layer or the like, a passivation film is formed on the impurity layer to prevent surface recombination.

불순물층의 도전형에 따라 패시베이션 특성을 향상할 수 있는 패시베이션 물질에 차이가 있다. 그런데 패시베이션 특성을 향상하기 위한 패시베이션 물질을 사용할 경우 제조 비용 또는 제조 시간이 길어져서 태양 전지의 제조 생산성을 저하시킬 수 있다. 이에 따라 패시베이션 특성과 제조 생산성을 함께 향상하는 데 어려움이 있었다. Depending on the conductivity type of the impurity layer, there is a difference in a passivation material capable of improving passivation characteristics. However, when using a passivation material for improving the passivation characteristics, the manufacturing cost or manufacturing time may increase, which may lower the manufacturing productivity of the solar cell. As a result, it has been difficult to improve both the passivation characteristics and manufacturing productivity.

본 발명의 실시예는 불순물층의 도전형에 따라 최적화된 패시베이션 특성을 가지도록 하면서도 제조 공정은 단순화할 수 있는 태양 전지 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention is to provide a solar cell and a method for manufacturing the same, which can have a passivation characteristic optimized according to the conductivity type of the impurity layer, but can simplify the manufacturing process.

본 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법은, 반도체 기판을 준비하는 단계; 상기 반도체 기판에 제1 도전형을 가지는 제1 불순물 및 상기 제1 도전형과 반대되는 제2 도전형을 가지는 제1 카운트 불순물을 도핑하여 제1 불순물층을 형성하는 단계; 및 상기 반도체 기판을 열처리하여 상기 제1 불순물층을 활성화하는 열처리 단계를 포함한다. 상기 제1 불순물층을 형성하는 단계에서 상기 제1 카운트 불순물의 도핑량이 상기 제1 불순물의 도핑량보다 작다. 상기 열처리 단계는 산소 분위기에서 수행되는 산소 열처리 공정을 포함한다. 상기 산소 열처리 공정에서는 상기 제1 불순물층의 위에 제1 패시베이션 막이 형성되면서 상기 제1 불순물층과 상기 제1 패시베이션 막 사이에 상기 제2 도전형 또는 진성의 플로팅 접합(floating junction)층이 형성된다. A method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention includes: preparing a semiconductor substrate; Doping a first impurity layer having a first conductivity type and a first count impurity having a second conductivity type opposite to the first conductivity type in the semiconductor substrate to form a first impurity layer; And heat treating the semiconductor substrate to activate the first impurity layer. In the forming of the first impurity layer, the doping amount of the first count impurity is smaller than the doping amount of the first impurity. The heat treatment step includes an oxygen heat treatment process performed in an oxygen atmosphere. In the oxygen heat treatment process, a first passivation film is formed on the first impurity layer, and a second conductive or intrinsic floating junction layer is formed between the first impurity layer and the first passivation film.

본 실시예에 따른 태양 전지는, 반도체 기판; 상기 반도체 기판의 적어도 일면에 형성되며 제1 도전형을 가지는 제1 불순물층; 상기 제1 불순물층 상에 상기 제1 불순물층보다 얇은 두께로 형성되며, 진성 또는 상기 제1 도전형에 반대되는 제2 도전형을 가지는 플로팅 접합층; 상기 플로팅 접합층 상에 형성되는 제1 패시베이션 막; 및 상기 제1 불순물층에 전기적으로 연결되는 제1 전극을 포함한다. 상기 제1 패시베이션 막은 상기 반도체 기판을 구성하는 원소를 구비하는 산화물로 구성된다. 상기 제1 불순물층, 상기 플로팅 접합층, 상기 제1 패시베이션 막은, 상기 제1 도전형의 제1 불순물 및 상기 제2 도전형의 제1 카운트 불순물을 포함한다. A solar cell according to the present embodiment includes a semiconductor substrate; A first impurity layer formed on at least one surface of the semiconductor substrate and having a first conductivity type; A floating bonding layer formed on the first impurity layer in a thickness smaller than that of the first impurity layer and having a second conductivity type opposite to the intrinsic or first conductivity type; A first passivation film formed on the floating bonding layer; And a first electrode electrically connected to the first impurity layer. The first passivation film is composed of an oxide having an element constituting the semiconductor substrate. The first impurity layer, the floating bonding layer, and the first passivation film include a first impurity of the first conductivity type and a first count impurity of the second conductivity type.

본 실시예에서는, 제1 불순물 및 제1 카운트 불순물을 포함하는 제1 불순물층에 산소 열처리 공정을 수행하여, 제1 불순물층 위에 제1 패시베이션 막을 성장시키면서 에미터층과 제1 패시베이션 막 사이에 얇은 두께의 플로팅 접합층이 형성되도록 한다. 이에 따라 간단한 공정에 의하여 플로팅 접합층 및 제1 패시베이션 막을 형성할 수 있으며, 플로팅 접합층의 두께를 효과적으로 제어할 수 있다. In this embodiment, an oxygen heat treatment process is performed on the first impurity layer including the first impurity and the first count impurity to grow a first passivation film on the first impurity layer, and a thin thickness between the emitter layer and the first passivation film. To form a floating bonding layer. Accordingly, the floating bonding layer and the first passivation film can be formed by a simple process, and the thickness of the floating bonding layer can be effectively controlled.

이에 따라 본 실시예에 따라 제조된 태양 전지는, p형을 나타내는 불순물층을 얇은 두께의 플로팅 접합층에 의하여 효과적으로 패시베이션 할 수 있고, 이에 의하여 태양 전지의 특성을 향상할 수 있다. Accordingly, the solar cell manufactured according to the present embodiment can effectively passivate the p-type impurity layer by using a thin-floating floating bonding layer, thereby improving the characteristics of the solar cell.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 전극 구조를 도시한 평면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 6은 실험예에 따라 제조된 태양 전지의 에미터층 쪽에서 보론 및 인의 농도를 나타낸 그래프이다.
도 7은 비교예에 따라 제조된 태양 전지의 에미터층 쪽에서 보론 및 인의 농도를 나타낸 그래프이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a solar cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing an electrode structure of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a solar cell according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a solar cell according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 is a graph showing the concentration of boron and phosphorus in the emitter layer side of the solar cell prepared according to the experimental example.
7 is a graph showing concentrations of boron and phosphorus on the emitter layer side of solar cells manufactured according to Comparative Examples.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it is needless to say that the present invention is not limited to these embodiments and can be modified into various forms.

도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다. In the drawings, the same reference numerals are used for the same or similar parts throughout the specification. In the drawings, the thickness, the width, and the like are enlarged or reduced in order to make the description more clear, and the thickness, width, etc. of the present invention are not limited to those shown in the drawings.

그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다. Wherever certain parts of the specification are referred to as "comprising ", the description does not exclude other parts and may include other parts, unless specifically stated otherwise. Also, when a portion of a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it also includes the case where another portion is located in the middle as well as the other portion. When a portion of a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "directly on" another portion, it means that no other portion is located in the middle.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 및 이의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 본 실시예에 따른 태양 전지를 상세하게 설명한 후에 이의 제조 방법을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a solar cell and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. After explaining the solar cell according to the present embodiment in detail, a method for producing the same will be described in detail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 전극 구조를 도시한 평면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a solar cell according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view showing the electrode structure of a solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지(100)는, 반도체 기판(10)과, 반도체 기판(10)의 적어도 일면에 형성되는 제1 불순물층(이하 "에미터층")(20)과, 제1 불순물층(20) 상에 형성되는 플로팅 접합층(26)과, 플로팅 접합층(26) 상에 형성되는 제1 패시베이션 막(21)과, 제1 불순물층(20)에 전기적으로 연결되는 제1 전극(24)을 포함한다. 그리고 제1 패시베이션 막(21) 위에는 반사 방지막(22)이 더 형성될 수 있다. 이와 함께, 반도체 기판(10)의 후면에는 제2 도전형을 나타내는 제2 불순물층(이하 "후면 전계층")(30)과, 후면 전계층(30) 상에 형성되는 제2 패시베이션 막(32)과, 후면 전계층(30)에 전기적으로 연결되는 제2 전극(34)을 더 포함할 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.1 and 2, the solar cell 100 according to the present embodiment includes a semiconductor substrate 10 and a first impurity layer (hereinafter referred to as “emitter layer”) formed on at least one surface of the semiconductor substrate 10. (20), the floating bonding layer (26) formed on the first impurity layer (20), the first passivation film (21) formed on the floating bonding layer (26), and the first impurity layer (20). And a first electrode 24 electrically connected to the first electrode 24. An anti-reflection film 22 may be further formed on the first passivation film 21. In addition, a second impurity layer (hereinafter referred to as a "rear electric field layer") 30 having a second conductivity type and a second passivation film 32 formed on the rear electric field layer 30 are formed on the rear surface of the semiconductor substrate 10. ) And a second electrode 34 electrically connected to the rear field layer 30. This will be described in more detail as follows.

반도체 기판(10)은 다양한 반도체 물질을 포함할 수 있는데, 일례로 제2 불순물을 포함하는 실리콘을 포함할 수 있다. 실리콘으로는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘이 사용될 수 있으며, 제2 도전형은 일례로 n형일 수 있다. 즉, 반도체 기판(10)은 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 5족 원소가 도핑된 단결정 또는 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다. The semiconductor substrate 10 may include various semiconductor materials. For example, the semiconductor substrate 10 may include silicon including a second impurity. As the silicon, single crystal silicon or polycrystalline silicon may be used, and the second conductivity type may be n-type, for example. That is, the semiconductor substrate 10 may be formed of single crystal or polycrystalline silicon doped with a Group 5 element such as phosphorus (P), arsenic (As), bismuth (Bi), and antimony (Sb)

이와 같이 n형의 반도체 기판(10)을 사용하면, 반도체 기판(10)의 전면에 p형을 가지는 에미터층(20)이 형성되어 pn 접합(junction)을 이루게 된다. 이러한 pn 접합에 광이 조사되면 광전 효과에 의해 생성된 정공이 반도체 기판(10)의 전면 쪽으로 이동하여 제1 전극(24)에 의하여 수집되고, 전자가 반도체 기판(10)의 후면 쪽으로 이동하여 후면 전극(34)에 의하여 수집된다. 이에 의하여 전기 에너지가 발생한다. When the n-type semiconductor substrate 10 is used as described above, an emitter layer 20 having a p-type is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 10 to form a pn junction. When the light is irradiated to the pn junction, holes generated by the photoelectric effect move toward the front surface of the semiconductor substrate 10 and are collected by the first electrode 24, and electrons move toward the rear surface of the semiconductor substrate 10 and the rear surface. Collected by electrode 34. Thereby, electric energy is generated.

이때, 전자보다 이동 속도가 느린 정공이 반도체 기판(10)의 후면이 아닌 전면으로 이동하여 변환 효율이 향상될 수 있다. In this case, holes having a slower moving speed than electrons may move to the front surface of the semiconductor substrate 10 instead of the rear surface, thereby improving conversion efficiency.

도면에는 도시하지 않았지만, 반도체 기판(10)의 전면 및/또는 후면은 텍스쳐링(texturing)에 의하여 피라미드 등의 형태의 요철을 가질 수 있다. 이와 같은 텍스쳐링에 의해 반도체 기판(10)의 전면 등에 요철이 형성되어 표면 거칠기가 증가되면, 반도체 기판(10)의 전면 등을 통하여 입사되는 광의 반사율을 낮출 수 있다. 따라서 반도체 기판(10)과 에미터층(20)의 계면에 형성된 pn 접합까지 도달하는 광량을 증가시킬 수 있어, 광 손실을 최소화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 전면에만 요철이 형성되는 것도 가능하며, 요철이 형성되지 않는 것도 가능하다.Although not illustrated, the front and / or rear surfaces of the semiconductor substrate 10 may have irregularities in the form of pyramids or the like by texturing. If unevenness is formed on the front surface of the semiconductor substrate 10 by such texturing and the surface roughness is increased, the reflectance of light incident through the front surface of the semiconductor substrate 10 may be lowered. Therefore, the amount of light reaching the pn junction formed at the interface between the semiconductor substrate 10 and the emitter layer 20 can be increased, thereby minimizing the optical loss. However, the present invention is not limited thereto, and irregularities may be formed only on the front surface thereof, and irregularities may not be formed.

반도체 기판(10)의 전면 쪽에는 제1 도전형을 나타내는 에미터층(20)이 형성될 수 있다. 이때, 본 실시예에서 에미터층(20)은 제1 도전형을 구현하기 위한 제1 불순물(202)과 함께, 이와 반대되는 제2 도전형을 나타내는 제1 카운트 불순물(204)을 함께 포함한다. 이에 대해서는 추후에 제조 방법에서 좀더 상세하게 설명한다. An emitter layer 20 showing a first conductivity type may be formed on the front side of the semiconductor substrate 10. At this time, in the present embodiment, the emitter layer 20 includes a first count impurity 204 representing a second conductivity type opposite to the first impurity 202 for implementing the first conductivity type. This will be described in more detail later in the manufacturing method.

제1 불순물(202)로 3족 원소인 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 등의 p형 불순물을 사용할 수 있다. 그리고 제1 카운트 불순물(204)로는 5족 원소인 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등의 n형 불순물을 사용할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 원소 또는 물질을 사용할 수 있음은 물론이다. As the first impurity 202, p-type impurities such as boron (B), aluminum (Al), and gallium (Ga), which are Group 3 elements, can be used. As the first count impurity 204, n-type impurities such as phosphorus (P), arsenic (As), bismuth (Bi), and antimony (Sb), which are Group 5 elements, may be used. However, the present invention is not limited thereto, and various elements or materials may be used.

이때, 에미터층(20)은 제1 카운트 불순물(204)보다 제1 불순물(202)의 농도가 많아 제1 도전형을 나타낼 수 있다. In this case, the emitter layer 20 may have a higher concentration of the first impurity 202 than the first count impurity 204, and thus may exhibit a first conductivity type.

그리고 에미터층(20) 상에는 진성 또는 제2 도전형을 가지는 플로팅 접합층(26)이 형성될 수 있다. 이러한 플로팅 접합층(26)은 에미터층(20)과 마찬가지로 제1 불순물(202) 및 제1 카운트 불순물(204)을 포함하는데, 다만 그 농도에 있어서 차이가 있다. 즉, 플로팅 접합층(26)이 제1 불순물(202)과 동일 또는 극히 유사한 농도의 제1 카운트 불순물(204)을 포함하여 진성을 나타낼 수 있다. 또는, 플로팅 접합층(26)이 제1 카운트 불순물(204)을 제1 불순물(202)보다 낮은 농도로 포함하여, 제2 도전형을 나타낼 수 있다. In addition, a floating bonding layer 26 having an intrinsic or second conductivity type may be formed on the emitter layer 20. The floating bonding layer 26 includes the first impurity 202 and the first count impurity 204 similarly to the emitter layer 20, but differs in concentration. That is, the floating bonding layer 26 may include the first count impurity 204 at the same or extremely similar concentration as the first impurity 202 to exhibit intrinsic nature. Alternatively, the floating bonding layer 26 may include the first count impurity 204 at a lower concentration than the first impurity 202 to exhibit a second conductivity type.

이러한 플로팅 접합층(26)은, 열 성장 산화물을 포함하는 제1 패시베이션 막(21)을 형성할 때 산화물에 대한 제1 불순물(202) 및 제1 카운트 불순물(204)의 특성 차이에 의하여 생성된다. 즉, 제1 불순물(202)은 산화물 부근에서 고갈(depletion)되고 제1 카운트 불순물(204)은 산화물 부근에서 축적(pile up)되므로, 다른 부분에서보다 산화물을 포함하는 제1 패시베이션 막(21) 부근에서 제1 카운트 불순물(204)의 농도가 높아져서 형성되는 층이다. 이에 대해서는 제조 방법에서 좀더 상세하게 설명한다. This floating bonding layer 26 is produced by the difference in characteristics of the first impurity 202 and the first count impurity 204 for the oxide when forming the first passivation film 21 including the thermally grown oxide. . That is, since the first impurity 202 is depleted in the vicinity of the oxide and the first count impurity 204 is piled up in the vicinity of the oxide, the first passivation film 21 containing the oxide than at other portions is included. It is a layer formed by increasing the concentration of the first count impurities 204 in the vicinity. This will be explained in more detail in the manufacturing method.

이와 같이 플로팅 접합층(26)은 제1 불순물(202) 및 제1 카운트 산화물(204)의 농도가 변화하여 형성된 층으로서, 에미터층(20)과 제1 패시베이션 막(21) 사이에서 얇은 두께로 형성된다. 일례로, 에미터층(20)의 두께(T1)에 대한 플로팅 접합층(26)의 두께(T2) 비율은 0.001~0.1일 수 있다. 상기 두께 비율이 0.1을 초과하면 에미터층(20)과 제1 전극(24)의 접촉 특성이 저하될 수 있고, 상기 두께 비율이 0.001 미만이면 플로팅 접합층(26)에 의한 효과가 충분하지 않을 수 있다. 태양 전지(100)의 설계 사양 등에 따라 차이가 있을 수 있지만, 상기 플로팅 접합층의 두께는 1~100nm(좀더 구체적으로는 3~20nm)일 수 있다. As such, the floating bonding layer 26 is a layer formed by varying the concentration of the first impurity 202 and the first count oxide 204, and has a thin thickness between the emitter layer 20 and the first passivation film 21. Is formed. For example, the ratio of the thickness T2 of the floating bonding layer 26 to the thickness T1 of the emitter layer 20 may be 0.001 to 0.1. If the thickness ratio exceeds 0.1, the contact characteristics of the emitter layer 20 and the first electrode 24 may be degraded. If the thickness ratio is less than 0.001, the effect of the floating bonding layer 26 may not be sufficient. have. Although there may be differences depending on design specifications of the solar cell 100, the thickness of the floating bonding layer may be 1 to 100 nm (more specifically, 3 to 20 nm).

플로팅 접합층(26) 상에는 제1 패시베이션 막(21) 및 반사 방지막(22)이 형성될 수 있다. The first passivation film 21 and the anti-reflection film 22 may be formed on the floating bonding layer 26.

본 실시예에서 제1 패시베이션 막(21)은 활성화 열처리 단계에서 형성된 열 성장된 반도체 기판(10) 상에 형성된 산화물일 수 있다. 즉, 제1 패시베이션 막(21)은 열 성장 산화물(thermally grown oxide)(좀더 구체적으로는, 반도체 기판(10)을 구성하는 원소를 구비하는 산화물로 구성된다. 예를 들어, 반도체 기판(10)이 실리콘으로 구성될 때 제1 패시베이션 막(21)은 열 성장 실리콘 산화물 포함할 수 있다. In the present embodiment, the first passivation film 21 may be an oxide formed on the thermally grown semiconductor substrate 10 formed in the activation heat treatment step. That is, the first passivation film 21 is composed of a thermally grown oxide (more specifically, an oxide having an element constituting the semiconductor substrate 10. For example, the semiconductor substrate 10 When made of silicon, the first passivation film 21 may comprise thermally grown silicon oxide.

이때, 제1 패시베이션 막(21)은 에미터층(20) 상에서 열성장되므로 에미터층(20) 상에 포함되는 제1 불순물(202) 및 제1 카운트 불순물(204)을 포함하게 된다. 이때, 제1 패시베이션 막(21)에서 제1 불순물(202)의 용해도가 제1 카운트 불순물(204)의 용해도보다 높기 때문에 제1 패시베이션 막(21) 내에서 제1 불순물(202)의 농도가 제1 카운트 불순물(204)의 농도보다 높은 값을 가지게 된다. 좀더 구체적으로는, 제1 패시베시션 막(21)에서 제1 불순물(202)의 최고 농도는 에미터층(20)에서의 제1 불순물(202)의 최고 농도보다 클 수 있다. In this case, since the first passivation film 21 is thermally grown on the emitter layer 20, the first passivation film 21 includes the first impurity 202 and the first count impurity 204 included in the emitter layer 20. At this time, since the solubility of the first impurity 202 in the first passivation film 21 is higher than that of the first count impurity 204, the concentration of the first impurity 202 in the first passivation film 21 is increased. It will have a value higher than the concentration of the one count impurity 204. More specifically, the highest concentration of the first impurity 202 in the first passivation film 21 may be greater than the highest concentration of the first impurity 202 in the emitter layer 20.

상술한 바에서 제1 불순물(202) 및 제1 카운트 불순물(204)의 농도는 이차 이온 질량 분석(SIMS) 등의 방법에 의하여 측정될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법에 의하여 측정될 수 있다. As described above, the concentration of the first impurity 202 and the first count impurity 204 may be measured by a method such as secondary ion mass spectrometry (SIMS). However, the present invention is not limited thereto and may be measured by various methods.

이러한 제1 패시베이션 막(21)의 형성 방법 등은 추후에 제조 방법에서 좀더 상세하게 설명한다. The formation method of the first passivation film 21 and the like will be described later in more detail in the manufacturing method.

제1 패시베이션 막(21)은 에미터층(20)의 표면 또는 벌크 내에 존재하는 결함을 부동화하는 역할을 한다. 이때, 에미터층(20) 상에 형성된 아주 얇은 두께로 진성 또는 제2 도전형의 제2 도전형 플로팅 접합층(26)에 의하여 제1 패시베이션 막(21)에 의한 패시베이션 효과를 향상할 수 있다. 즉, 플로팅 접합층(26)이 p형이 아닌 진성 또는 n형을 가지므로 열 성장 실리콘 산화물을 포함하는 제1 패시베이션 막(21)에 의하여 충분히 패시베이션될 수 있다. 또한, 이러한 플로팅 접합층(26) 및 제1 패시베이션 막(21)은 간단한 공정에 의하여 형성될 수 있는데, 이에 대해서는 추후에 제조 방법에서 좀더 상세하게 설명한다. The first passivation film 21 serves to passivate defects present in the surface or bulk of the emitter layer 20. At this time, the passivation effect by the first passivation film 21 can be improved by the second conductive type floating bonding layer 26 of the intrinsic or second conductivity type having a very thin thickness formed on the emitter layer 20. That is, since the floating bonding layer 26 has an intrinsic or n type other than p type, it can be sufficiently passivated by the first passivation film 21 containing thermally grown silicon oxide. In addition, the floating bonding layer 26 and the first passivation film 21 may be formed by a simple process, which will be described later in more detail in the manufacturing method.

일례로, 제1 패시베이션 막(21)의 두께(T3)는 5~50nm(좀더 구체적으로는 5~50nm)일 수 있다. 상기 두께 비율이 50nm을 초과하면 제1 패시베이션 막(21)을 형성하기 위한 공정 시간이 길어질 수 있고, 상기 두께 비율이 5nm 미만이면 패시베이션 특성이 좋지 않을 수 있다. For example, the thickness T3 of the first passivation film 21 may be 5 to 50 nm (more specifically, 5 to 50 nm). If the thickness ratio exceeds 50 nm, the process time for forming the first passivation film 21 may be long. If the thickness ratio is less than 5 nm, passivation characteristics may not be good.

반사 방지막(22)은 제1 전극(24)이 형성된 부분을 제외하고 실질적으로 반도체 기판(10)의 전면 전체에 형성될 수 있다. 이러한 반사 방지막(22)은 반도체 기판(10)의 전면을 통해 입사되는 광의 반사율을 감소시킨다. 이에 의하여 반도체 기판(10)과 에미터층(20)의 계면에 형성된 pn 접합까지 도달되는 광량을 증가시킬 수 있다. 이에 따라 태양 전지(100)의 단락 전류(Isc)를 증가시킬 수 있다. The antireflection film 22 may be formed substantially entirely on the entire surface of the semiconductor substrate 10 except for the portion where the first electrode 24 is formed. The anti-reflection film 22 reduces the reflectance of light incident through the entire surface of the semiconductor substrate 10. As a result, the amount of light reaching the pn junction formed at the interface between the semiconductor substrate 10 and the emitter layer 20 can be increased. Accordingly, the short circuit current Isc of the solar cell 100 can be increased.

반사 방지막(22)은 반사를 방지할 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 반사 방지막(22)은 실리콘 질화막을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 반사 방지막(22)이 다양한 물질을 가질 수 있음은 물론이다. 즉, 반사 방지막(22)이 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, MgF2, ZnS, TiO2, CeO2 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다.The anti-reflection film 22 may include various materials capable of preventing reflection. In one example, the anti-reflection film 22 may include a silicon nitride film. However, the present invention is not limited thereto, and the anti-reflection film 22 may have various materials. That is, the anti-reflection film 22 is any one single film or two or more films selected from the group consisting of silicon nitride film, silicon nitride film containing hydrogen, silicon oxide film, silicon oxynitride film, MgF 2 , ZnS, TiO 2 , CeO 2, etc. It can have a combined multilayer structure.

제1 전극(24)은 반도체 기판(10)의 전면에서 반사 방지막(22)을 관통하여 에미터층(20)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 제1 전극(24)이 플로팅 접합층(26)을 관통하여 에미터층(20)에 접촉되므로 제1 전극(24)과 에미터층(20)의 접촉 특성은 우수하게 유지된다. 또는, 플로팅 접합층(26)이 매우 얇은 두께를 가지므로 제1 전극(24)과 에미터층(20) 사이에 플로팅 접합층(26)이 위치하더라도 전기적 특성에 악영향을 미치지는 않는다.The first electrode 24 may be electrically connected to the emitter layer 20 through the anti-reflection film 22 on the front surface of the semiconductor substrate 10. At this time, since the first electrode 24 penetrates through the floating bonding layer 26 to contact the emitter layer 20, the contact characteristics of the first electrode 24 and the emitter layer 20 are excellently maintained. Alternatively, since the floating bonding layer 26 has a very thin thickness, even if the floating bonding layer 26 is located between the first electrode 24 and the emitter layer 20, the electrical properties are not adversely affected.

이러한 제1 전극(24)은 다양한 평면 형상을 가질 수 있다. 일례로, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 전극(24)은 제1 간격(D1)을 가지면서 서로 평행하게 배치되는 핑거 전극(24a)을 포함할 수 있다. 이와 함께 제1 전극(24)은 핑거 전극들(24a)과 교차하는 방향으로 형성되어 핑거 전극(24a)을 연결하는 버스 전극(24b)을 포함할 수 있다. 이러한 버스 전극(24b)은 하나만 구비될 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 간격(D1)보다 더 큰 제2 간격(D2)을 가지면서 복수 개로 구비될 수도 있다. 이때, 핑거 전극(24a)의 폭(W1)보다 버스바 전극(24b)의 폭(W2)이 클 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 동일한 폭을 가질 수 있다. 즉, 상술한 제1 전극(24)의 형상은 일례로 제시한 것에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 제1 전극(24)은 다양한 물질로 형성될 수 있다. The first electrode 24 may have various planar shapes. For example, as illustrated in FIG. 2, the first electrode 24 may include finger electrodes 24a disposed parallel to each other with a first distance D1. In addition, the first electrode 24 may include a bus electrode 24b formed in a direction crossing the finger electrodes 24a to connect the finger electrodes 24a. Only one bus electrode 24b may be provided, or as illustrated in FIG. 2, a plurality of bus electrodes 24b may be provided while having a second gap D2 larger than the first gap D1. At this time, the width W2 of the bus bar electrode 24b may be larger than the width W1 of the finger electrode 24a, but the present invention is not limited thereto and may have the same width. That is, the shape of the above-described first electrode 24 is merely presented as an example, and the present invention is not limited thereto. The first electrode 24 may be formed of various materials.

그리고 반도체 기판(10)의 후면 쪽에는 반도체 기판(10)보다 높은 도핑 농도로 제2 도전형을 나타내는 후면 전계층(30)이 형성된다. 후면 전계층(30)은 전자와 정공의 후면 재결합을 최소화하여 태양전지의 효율 향상에 기여할 수 있다. 이러한 후면 전계층(30)은 인(P), 비소(As), 비스무스(Bi), 안티몬(Sb) 등을 포함할 수 있다.In addition, a rear surface electric field layer 30 having a second conductivity type is formed on the rear surface of the semiconductor substrate 10 at a higher doping concentration than the semiconductor substrate 10. The rear electric field layer 30 may contribute to improving efficiency of the solar cell by minimizing rear recombination of electrons and holes. The back surface layer 30 may include phosphorus (P), arsenic (As), bismuth (Bi), antimony (Sb), and the like.

이와 함께 반도체 기판(10)의 후면에는 제2 패시베이션 막(32)과 제2 전극(34)이 형성될 수 있다. In addition, a second passivation layer 32 and a second electrode 34 may be formed on the rear surface of the semiconductor substrate 10.

제2 패시베이션 막(32)은 제2 전극(34)이 형성된 부분을 제외하고 실질적으로 반도체 기판(10)의 후면 전체에 형성될 수 있다. 이러한 제2 패시베이션 막(32)은 반도체 기판(10)의 후면에 존재하는 결함을 부동화하여 소수 캐리어의 재결합 사이트를 제거할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지(100)의 개방 전압을 증가시킬 수 있다.The second passivation film 32 may be formed substantially on the entire rear surface of the semiconductor substrate 10 except for the portion where the second electrode 34 is formed. The second passivation film 32 may passivate defects on the back surface of the semiconductor substrate 10 to remove recombination sites of minority carriers. Accordingly, the open-circuit voltage of the solar cell 100 can be increased.

이러한 제2 패시베이션 막(32)은 광이 투과될 수 있도록 투명한 절연 물질로 이루어질 수 있다. 따라서, 이러한 제2 패시베이션 막(32)을 통하여 반도체 기판(10)의 후면을 통해서도 광이 입사될 수 있도록 하여 태양 전지(100)의 효율을 향상할 수 있다. 일례로, 제2 패시베이션 막(32)은 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 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제2 패시베이션 막(32)이 다양한 물질을 포함할 수 있음은 물론이다. The second passivation film 32 may be made of a transparent insulating material so that light can be transmitted therethrough. Accordingly, light may be incident through the rear surface of the semiconductor substrate 10 through the second passivation layer 32, thereby improving efficiency of the solar cell 100. For example, the second passivation film 32 may be formed of any one single film selected from the group consisting of a silicon nitride film, a silicon nitride film containing hydrogen, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, MgF 2 , ZnS, TiO 2 and CeO 2 , The above-described films can have a combined multi-layer film structure. However, the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that the second passivation film 32 may include various materials.

제2 전극(34)은 전기 전도성이 우수한 다양한 금속 등을 포함할 수 있다. 그리고, 제2 전극(34)은 도 2에 도시한 제1 전극(24)과 유사한 구조를 가질 수 있는바, 제2 전극(34)의 구체적인 구조에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. The second electrode 34 may include various metals having excellent electrical conductivity. In addition, since the second electrode 34 may have a structure similar to that of the first electrode 24 illustrated in FIG. 2, a detailed description of the second electrode 34 will be omitted.

본 실시예에서는 p형의 불순물층인 에미터층(20)의 패시베이션을 위하여 에미터층(20) 상에 얇은 진성 또는 n형의 플로팅 접합층(26)을 형성하고, 이 플로팅 접합층(26) 상에 열성장 산화물을 포함하는 제1 패시베이션 막(26)이 위치하도록 한다. 따라서, p형의 불순물층인 에미터층(20)의 패시베이션 효과를 크게 향상할 수 있다. 또한, 진성 또는 n형의 플로팅 접합층(26) 및 제1 패시베이션 막(26)을 간단한 제조 공정에 의하여 제조할 수 있으며, n형의 플로팅 접합층(26)의 두께 또한 효과적으로 제어할 수 있다. 이하에서 설명하는 제조 방법에서 이를 좀더 상세하게 설명한다. In this embodiment, a thin intrinsic or n-type floating bonding layer 26 is formed on the emitter layer 20 for passivation of the emitter layer 20, which is a p-type impurity layer, and is formed on the floating bonding layer 26. The first passivation film 26 containing the thermally grown oxide is positioned at. Therefore, the passivation effect of the emitter layer 20 which is a p-type impurity layer can be improved significantly. In addition, the intrinsic or n-type floating bonding layer 26 and the first passivation film 26 can be manufactured by a simple manufacturing process, and the thickness of the n-type floating bonding layer 26 can also be effectively controlled. This will be described in more detail in the manufacturing method described below.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 도시한 단면도들이다. 앞에서 설명한 내용에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 설명하지 않은 내용에 대해서 상세하게 설명한다. 3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention. The details described above will be omitted, and details not described will be described in detail.

먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이, 제2 도전형의 반도체 기판(10)을 준비한다. 도면에 도시하지는 않았지만, 반도체 기판(10)의 전면 및 후면은 텍스쳐링에 의하여 요철을 가질 수 있다. 텍스처링으로는 습식 또는 건식 텍스처링을 사용할 수 있다. 습식 텍스처링은 텍스처링 용액에 반도체 기판(10)을 침지하는 것에 의해 수행될 수 있으며, 공정 시간이 짧은 장점이 있다. 건식 텍스처링은 다이아몬드 그릴 또는 레이저 등을 이용하여 반도체 기판(10)의 표면을 깍는 것으로, 요철을 균일하게 형성할 수 있는 반면 공정 시간이 길고 반도체 기판(10)에 손상이 발생할 수 있다. 이와 같이 본 발명에서는 다양한 방법으로 반도체 기판(10)을 텍스쳐링 할 수 있다. First, as shown in FIG. 3A, the second conductive semiconductor substrate 10 is prepared. Although not shown, the front and rear surfaces of the semiconductor substrate 10 may have irregularities by texturing. As texturing, wet or dry texturing can be used. The wet texturing can be performed by immersing the semiconductor substrate 10 in the texturing solution, and has a short process time. In dry texturing, the surface of the semiconductor substrate 10 is cut by using a diamond grill or a laser, so that irregularities can be formed uniformly, but the processing time is long and damage to the semiconductor substrate 10 may occur. As described above, the semiconductor substrate 10 can be textured in various ways in the present invention.

이어서, 도 3b에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(10)에 제1 도전형을 가지는 제1 불순물(202) 및 제2 도전형을 가지는 제1 카운트 불순물(204)을 도핑하여 에미터 형성층(201)을 형성한다. 이때, 제1 불순물(202)을 먼저 도핑한 후에 제1 카운트 불순물(204)을 도핑할 수도 있고, 제1 카운트 불순물(204)을 먼저 도핑한 후에 제1 불순물(202)을 도핑할 수도 있다. 도핑 방법으로는 다양한 방법을 사용할 수 있는데, 일례로 이온 주입 방법을 사용할 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 3B, the semiconductor substrate 10 is doped with a first impurity 202 having a first conductivity type and a first count impurity 204 having a second conductivity type to emitter formation layer 201. ). In this case, the first dopant 202 may be doped first, and then the first count dopant 204 may be doped, or the first dopant 204 may be doped first, and then the first dopant 202 may be doped. Various methods may be used as the doping method, and an ion implantation method may be used as an example.

이때, 제1 불순물(202)의 도핑량(또는 주입량(dose))보다 제1 카운트 불순물(204)의 도핑량이 작도록 하여 에미터층(201)이 제1 도전형을 나타낼 수 있도록 한다. 일례로, 제1 불순물(202)의 도핑량에 대한 제1 카운트 불순물(204)의 도핑량의 비율이 0.1~0.5일 수 있다. 상기 비율이 0.1 미만이면, 제1 카운트 불순물(204)에 의한 효과가 충분하지 않을 수 있다. 상기 비율이 0.5를 초과하면, 제1 불순물(202)이 많이 손실되어 비효율적이며 벌크 수명(bulk life time)이 저하될 수 있다. At this time, the doping amount of the first count impurity 204 is smaller than the doping amount (or dose) of the first impurity 202 so that the emitter layer 201 can exhibit the first conductivity type. For example, the ratio of the doping amount of the first count impurity 204 to the doping amount of the first impurity 202 may be 0.1 to 0.5. If the ratio is less than 0.1, the effect by the first count impurity 204 may not be sufficient. When the ratio exceeds 0.5, a large amount of the first impurities 202 may be lost, which may be inefficient and may reduce the bulk life time.

그리고 제1 카운트 불순물(204)의 주입 에너지는 제1 불순물(202)의 주입 에너지보다 작도록 하여 제1 카운트 불순물(204)에 의한 반도체 손상을 최소화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 카운트 불순물(204)의 주입 에너지는 다양하게 달라질 수 있다. In addition, the implantation energy of the first count impurity 204 may be smaller than the implantation energy of the first impurity 202, thereby minimizing semiconductor damage by the first count impurity 204. However, the present invention is not limited thereto and the implantation energy of the first count impurity 204 may vary.

이어서, 도 3c에 도시한 바와 같이, 활성화 열처리에 의하여 제1 불순물층인 에미터층(20)을 활성화하면서, 플로팅 접합층(26) 및 제1 패시베이션 막(21)을 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 3C, the floating bonding layer 26 and the first passivation film 21 are formed while activating the emitter layer 20 which is the first impurity layer by activation heat treatment.

제1 불순물(202) 및 제1 카운트 불순물(204)을 반도체 기판(10)에 이온 주입하게 되면, 주입된 불순물들은 격자 위치가 아닌 위치에 위치하여 활성화되어 있지 않는다. 이런 상태의 반도체 기판(10)을 어닐링하면 제1 불순물(202) 및 제1 카운트 불순물(204)이 격자 위치로 옮겨져 활성화된다. 이러한 활성화에 의하여 반도체 기판(10)의 전면에 형성된 에미터 형성층(201)으로부터 에미터층(20)이 형성된다. When the first impurity 202 and the first count impurity 204 are ion implanted into the semiconductor substrate 10, the implanted impurities are located at positions other than the lattice position and are not activated. Annealing the semiconductor substrate 10 in this state causes the first impurity 202 and the first count impurity 204 to move to the lattice position to be activated. By such activation, the emitter layer 20 is formed from the emitter forming layer 201 formed on the entire surface of the semiconductor substrate 10.

활성화 열처리를 위한 열처리 온도는 900~1300℃일 수 있다. 열처리 온도가 1300℃를 초과하면 반도체 기판(10)이 손상될 수 있으며 높은 공정 온도에 의하여 비용이 증가할 수 있다. 열처리 온도가 900℃ 미만이면 불순물들이 충분히 활성화 되기 어렵다. The heat treatment temperature for the activation heat treatment may be 900 ~ 1300 ℃. When the heat treatment temperature exceeds 1300 ° C., the semiconductor substrate 10 may be damaged and the cost may increase due to the high process temperature. If the heat treatment temperature is less than 900 ℃ impurities are difficult to activate sufficiently.

이때, 본 실시예에서는 산소 분위기에서 활성화 열처리를 수행하는 산소 열처리 공정을 포함하여 열 성장 산화물을 포함하는 제1 패시베이션 막(21)을 함께 성장시킬 수 있다. 좀더 상세하게는, 활성화 열처리는, 불활성 기체 분위기에서 수행되는 불활성 열처리 공정과, 산소 기체 분위기에서 수행되는 산소 열처리 공정을 포함할 수 있다. In this embodiment, the first passivation film 21 including the thermally grown oxide may be grown together, including an oxygen heat treatment process of performing an activation heat treatment in an oxygen atmosphere. More specifically, the activation heat treatment may include an inert heat treatment process performed in an inert gas atmosphere and an oxygen heat treatment process performed in an oxygen gas atmosphere.

먼저, 불활성 열처리 공정을 수행하여 제1 불순물(202) 등을 충분히 활성화한 다음, 산소 열처리 공정을 수행하여 제1 패시베이션 막(21)을 형성하면서 에미터층(20)과 제1 패시베이션 막(21) 사이에 플로팅 접합층(26)을 형성할 수 있다. 이와 같이 불활성 열처리 공정을 먼저 수행하여야 제1 불순물(202)의 손실을 줄일 수 있다. First, the inert heat treatment process is performed to sufficiently activate the first impurity 202 and the like, and then the oxygen heat treatment process is performed to form the first passivation film 21 while the emitter layer 20 and the first passivation film 21 are formed. The floating bonding layer 26 can be formed in between. As described above, the inert heat treatment process must be performed first to reduce the loss of the first impurities 202.

이때, 산소 열처리 공정의 시간을 불활성 열처리 공정의 시간보다 길게 하여 제1 패시베이션 막(21) 및 플로팅 접합층(26)이 원하는 두께로 형성될 수 있도록 할 수 있다. 일례로, 불활성 열처리 공정은 1~20분 동안 수행될 수 있고, 산소 열처리 공정은 2~80분 동안 수행될 수 있다. 시간이 상술한 범위보다 짧으면 활성화 및/또는 제1 패시베이션 막(21) 등의 두께가 충분하지 않을 수 있다. 시간이 상술한 범위보다 길면 공정 시간이 지나치게 증가할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 불활성 열처리 공정 및 산소 열처리 공정의 시간이 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다. In this case, the time of the oxygen heat treatment process may be longer than the time of the inert heat treatment process so that the first passivation film 21 and the floating bonding layer 26 may be formed to a desired thickness. For example, the inert heat treatment process may be performed for 1 to 20 minutes, and the oxygen heat treatment process may be performed for 2 to 80 minutes. If the time is shorter than the above-mentioned range, the thickness of the activation and / or first passivation film 21 or the like may not be sufficient. If the time is longer than the above-described range, the process time may increase excessively. However, the present invention is not limited thereto, and the time of the inert heat treatment process and the oxygen heat treatment process may be variously modified.

산소 열처리 공정에서 성장되는 제1 패시베이션 막(21)은 산소 분위기에 의해 제공된 산소와 에미터층(20)을 구성하는 실리콘 원자가 결합하여 형성된 열 성장 실리콘 산화물로 구성될 수 있다. The first passivation film 21 grown in the oxygen heat treatment process may be formed of thermally grown silicon oxide formed by combining oxygen provided by the oxygen atmosphere with silicon atoms constituting the emitter layer 20.

이때, 에미터층(20) 내에 제1 불순물(202) 및 제2 불순물(204)이 포함되므로 제1 패시베이션 막(21)에도 제1 불순물(202) 및 제2 불순물(204)이 포함된다. 제1 패시베이션 막(21)을 구성하는 실리콘 산화물 내에서 제1 불순물(202)의 용해도가 제1 카운트 불순물(204)의 용해도보다 높다. 따라서, 제1 패시베이션 막(21) 내에서 제1 불순물(202)의 농도가 제1 카운트 불순물(204)의 농도보다 높은 값을 가지게 된다. 그러면, 제1 패시베이션 막(21)의 경계 부근에 위치한 제1 불순물(202)이 제1 패시베이션 막(21) 내로 용해되면서 제1 패시베이션 막(21)에 경계 부근에서 제1 불순물(202)이 고갈된다. 반면, 제1 패시베이션 막(21)의 경계 부근에 위치한 제1 카운트 불순물(204)은 제1 패시베이션 막(21)에서의 용해도가 높지 않으므로, 제1 패시베이션 막(21)의 경계 부근에서 축적된다. In this case, since the first impurity 202 and the second impurity 204 are included in the emitter layer 20, the first passivation film 21 also includes the first impurity 202 and the second impurity 204. The solubility of the first impurity 202 in the silicon oxide constituting the first passivation film 21 is higher than that of the first count impurity 204. Therefore, the concentration of the first impurity 202 in the first passivation film 21 is higher than the concentration of the first count impurity 204. Then, the first impurity 202 located near the boundary of the first passivation film 21 is dissolved into the first passivation film 21 and the first impurity 202 is depleted near the boundary of the first passivation film 21. do. On the other hand, since the solubility in the first passivation film 21 is not high, the first count impurity 204 positioned near the boundary of the first passivation film 21 is accumulated near the boundary of the first passivation film 21.

이에 따라, 에미터층(20)과 제1 패시베이션 막(21)의 사이에는 제1 불순물(202)의 농도가 상대적으로 작아지고 제1 카운트 불순물(204)의 농도가 다른 부분보다 상대적으로 커지게 된다. 이에 따라 에미터층(20)과 제1 패시베이션 막(21) 사이에 얇은 두께로 진성 또는 제2 도전형을 가지는 플로팅 접합층(26)이 형성된다. 이에 따라 플로팅 접합층(26)이 에미터층(20)과 제1 패시베이션 막(21) 사이에서 이들에 접촉하여 형성된다. Accordingly, the concentration of the first impurity 202 is relatively small between the emitter layer 20 and the first passivation film 21, and the concentration of the first count impurity 204 is relatively larger than that of other portions. . Accordingly, a floating bonding layer 26 having an intrinsic or second conductivity type with a thin thickness is formed between the emitter layer 20 and the first passivation film 21. The floating bonding layer 26 is thus formed in contact with them between the emitter layer 20 and the first passivation film 21.

플로팅 접합층(26) 및 제1 패시베이션 막(21)의 두께 등은 앞서 설명하였으므로 이에 대한 설명을 생략한다. Since the thickness of the floating bonding layer 26 and the first passivation film 21 and the like have been described above, a description thereof will be omitted.

이어서, 도 3d에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(10)의 전면에 반사 방지막(22)을 형성하고, 반도체 기판(10)의 후면에 후면 전계층(30) 및 제2 패시베이션 막(32)을 형성한다. 반사 방지막(22), 후면 전계층(30) 및 제2 패시베이션 막(32)의 형성 순서는 다양하게 변형될 수 있으며 본 발명이 이에 한정되지 않는다. Subsequently, as shown in FIG. 3D, an anti-reflection film 22 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 10, and the rear field layer 30 and the second passivation film 32 are formed on the rear surface of the semiconductor substrate 10. Form. The order in which the anti-reflection film 22, the rear electric field layer 30, and the second passivation film 32 are formed may be variously modified, and the present invention is not limited thereto.

반사 방지막(22) 및 제2 패시베이션 막(32)은 진공 증착법, 화학 기상 증착법, 스핀 코팅, 스크린 인쇄 또는 스프레이 코팅 등과 같은 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있다. 후면 전계층(30)은 이온 주입법, 열 확산법 등에 의하여 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 후면 전계층(30)을 형성하지 않거나, 제2 전극(34)을 형성하는 단계에서 형성하는 등 다양하게 변형 가능하다. The antireflection film 22 and the second passivation film 32 may be formed by various methods such as vacuum deposition, chemical vapor deposition, spin coating, screen printing, or spray coating. The back surface field layer 30 may be formed by an ion implantation method, a thermal diffusion method, or the like. However, the present invention is not limited thereto and may be variously modified, such as not forming the back surface layer 30 or forming the second electrode 34.

이어서, 도 3g에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(10)의 전면에 에미터층(20)의 제1 부분(20a)에 접촉하는 제1 전극(24)을 형성하고, 반도체 기판(10)의 후면에 후면 전계층(30)의 제1 부분(30a)에 접촉하는 제2 전극(34)을 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 3G, a first electrode 24 in contact with the first portion 20a of the emitter layer 20 is formed on the front surface of the semiconductor substrate 10, and the rear surface of the semiconductor substrate 10 is formed. A second electrode 34 is formed in contact with the first portion 30a of the back surface field layer 30.

층(26), 제1 패시베이션 막(21) 및 반사 방지막(22)에 개구부를 형성하고 개구부 내에 도금법, 증착법 등의 다양한 방법으로 제1 전극(24)을 형성할 수 있다. 그리고 제2 패시베이션 막(32)에 개구부를 형성하고, 이 개구부 내에 도금법, 증착법 등의 다양한 방법으로 제2 전극(34)을 형성할 수 있다. An opening may be formed in the layer 26, the first passivation film 21, and the anti-reflection film 22, and the first electrode 24 may be formed in the opening by various methods such as a plating method and a deposition method. An opening is formed in the second passivation film 32, and the second electrode 34 can be formed in this opening by various methods such as a plating method and a vapor deposition method.

또는, 제1 및 제2 전극 형성용 페이스트를 반사 방지막(22) 및 패시베이션 막(32) 상에 각기 스크린 인쇄 등으로 도포한 후에 파이어 스루(fire through) 또는 레이저 소성 컨택(laser firing contact) 등을 하여 상술한 형상의 제1 및 제2 전극(24, 34)을 형성하는 것도 가능하다. 이 경우에는 별도로 개구부를 형성하는 공정을 수행하지 않아도 된다. Alternatively, the first and second electrode formation paste may be applied on the antireflection film 22 and the passivation film 32 by screen printing or the like, and then fire through or laser firing contact may be performed It is possible to form the first and second electrodes 24 and 34 having the above-described shape. In this case, it is not necessary to carry out the step of forming the opening separately.

이와 같이 본 실시예에서는 제1 카운트 불순물(204)을 도핑한 후에 수행되는 활성화 열처리가 산소 열처리 공정을 구비하여, 에미터층(20) 상에 제1 패시베이션 막(21)을 성장시키면서 에미터층(20)과 제1 패시베이션 막(21) 사이에 얇은 두께의 플로팅 접합층(26)이 형성되도록 한다. 이에 따라 간단한 공정에 의하여 플로팅 접합층(26) 및 제1 패시베이션 막(21)을 형성할 수 있으며, 플로팅 접합층(26)의 두께를 효과적으로 제어할 수 있다. As described above, in the present embodiment, the activation heat treatment performed after the doping of the first count impurity 204 includes an oxygen heat treatment process to grow the first passivation film 21 on the emitter layer 20 while the emitter layer 20 is grown. ) And the first passivation film 21 to form a thin floating layer 26. Thereby, the floating bonding layer 26 and the first passivation film 21 can be formed by a simple process, and the thickness of the floating bonding layer 26 can be controlled effectively.

종래에는 p형의 불순물층인 에미터층(20)의 패시베이션을 위해서 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등을 사용하였다. 그러나 이러한 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물은 고정 양전하(positive fixed charge)를 가지므로 p형의 불순물층을 패시베이션하는 데는 적당하지 않았다. Conventionally, silicon oxide, silicon nitride, or the like is used for passivation of the emitter layer 20 which is a p-type impurity layer. However, such silicon oxide or silicon nitride has a positive fixed charge, which is not suitable for passivation of the p-type impurity layer.

이를 고려하여 p형의 불순물층에 음전하를 나타내는 알루미늄 산화물을 포함하는 패시베이션 막을 사용하는 방법이 제안되었다. 알루미늄 산화물을 포함하는 패시베이션 막은 원자층 증착(atomic layer deposition, ALD)에 의하여 형성될 수 있는데, 이 방법에 따르면 공정 시간이 길어 생산성이 높지 않다. 또는, 열확산법 또는 이온 주입법으로 n형 불순물을 주입하여 p형 불순물층 상에 얇은 두께의 n형의 플로팅 접합층을 형성하는 방법이 제안되었다. 그런데 열확산법 또는 이온 주입법에 의하여 n형 플로팅 접합층을 형성할 경우에는 두께 제어가 쉽지 않으며 p형의 불순물층이 손상되는 등의 문제가 있었다. In consideration of this, a method of using a passivation film containing aluminum oxide exhibiting a negative charge in a p-type impurity layer has been proposed. The passivation film containing aluminum oxide can be formed by atomic layer deposition (ALD). According to this method, the process time is long and productivity is not high. Alternatively, a method of forming a thin n-type floating bonding layer on a p-type impurity layer by implanting n-type impurities by thermal diffusion or ion implantation has been proposed. However, when the n-type floating junction layer is formed by thermal diffusion or ion implantation, thickness control is not easy and there is a problem that the p-type impurity layer is damaged.

반면, 본 실시예에서는 제1 불순물(202) 및 제1 카운트 불순물(204)을 포함하는 에미터층(20)에 산소 열처리 공정을 포함하는 활성화 열처리를 수행한다. 이에 따라 열 성장 산화물로 구성되는 제1 패시베이션 막(21)을 형성하는 공정에서 자연스럽게 플로팅 접합층(26)이 형성되도록 한다. 이에 따라 공정을 단순화하면서도 플로팅 접합층(26)을 아주 얇은 두께로 형성할 수 있으며, 에미터층(20)의 손상을 최소화할 수 있다. In contrast, in the present exemplary embodiment, an activation heat treatment including an oxygen heat treatment is performed on the emitter layer 20 including the first impurity 202 and the first count impurity 204. Accordingly, the floating bonding layer 26 is naturally formed in the process of forming the first passivation film 21 made of the thermally grown oxide. Accordingly, the floating bonding layer 26 can be formed to a very thin thickness while simplifying the process, and damage of the emitter layer 20 can be minimized.

본 실시예에서는 에미터층(20)을 위한 제1 불순물(202) 및 제1 카운트 불순물(204)을 먼저 도핑하여 활성화 열처리한 후에, 후면 전계층(30)을 위한 제2 불순물을 도핑하는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 에미터층(20)의 형성을 위한 제1 불순물(202) 및 제1 카운트 불순물(204), 후면 전계층(30)의 형성을 위한 제2 불순물(302)의 도핑 순서 등을 다양하게 변형할 수 있다.
In this embodiment, the first dopant 202 and the first count impurity 204 for the emitter layer 20 are first doped and activated heat treatment, and then the second dopant for the back surface field layer 30 is illustrated. It was. However, the present invention is not limited thereto, and the first impurity 202 and the first count impurity 204 for the formation of the emitter layer 20 and the second impurity 302 for the formation of the back surface layer 30 are described. Various modifications may be made to the doping order.

상술한 실시예에서는 일례로 p형의 불순물층이 에미터층(20)인 것을 예시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 p형의 불순물층이 후면 전계층(30)일 수도 있다. 이러한 실시예를 도 4를 참조하여 설명한다.In the above-described embodiment, for example, the p-type impurity layer is an emitter layer 20, but the present invention is not limited thereto. Therefore, the p-type impurity layer may be the rear field layer 30. This embodiment will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 후면 전계층(30)이 p형의 제2 불순물(302)와 함께 n형의 제2 카운트 불순물(304)을 포함한다. 이에 따라 제2 패시베이션 막(32)이 열 성장 산화물로 구성되며, 제2 도전형의 제2 불순물(302)과 제2 카운트 불순물(304)을 포함한다. 그리고 후면 전계층(30)과 제2 패시베이션 막(32) 사이에 제2 카운트 불순물(304)을 제1 불순물(302)과 유사하게 포함하거나 더 많이 포함하여 진성 또는 n형을 나타내는 플로팅 접합층(36)이 형성된다. Referring to FIG. 4, in the present exemplary embodiment, the back surface field layer 30 includes the n-type second count impurity 304 together with the p-type second impurity 302. Accordingly, the second passivation film 32 is made of thermally grown oxide, and includes the second impurity 302 and the second count impurity 304 of the second conductivity type. And a floating bonding layer exhibiting an intrinsic or n-type between the back surface field layer 30 and the second passivation film 32 by including or including a second count impurity 304 similarly to the first impurity 302 ( 36) is formed.

에미터층(20) 대신 후면 전계층(30)에 본 발명의 실시예를 적용하였다는 점 이외에는 도 1에서 설명한 바와 동일 또는 극히 유사하므로, 이에 대한 설명은 생략한다. Except that the embodiment of the present invention is applied to the rear electric field layer 30 instead of the emitter layer 20, the description thereof will be omitted.

또한, 상술한 실시예에서는 일례로 불순물층인 에미터층(20) 또는/및 후면 전계층(30)이 균일한 도핑 농도를 가지는 것을 예시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 에미터층(20) 또는/및 후면 전계층(30)이 선택적 구조(selective structure)를 가질 수 있다. 이러한 실시예를 도 5를 참조하여 설명한다.In addition, in the above-described embodiment, for example, the emitter layer 20 and / or the back surface field layer 30, which is an impurity layer, have a uniform doping concentration, but the present invention is not limited thereto. Thus, the emitter layer 20 and / or the backside field layer 30 may have a selective structure. This embodiment will be described with reference to Fig.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 전지의 단면도이다. 5 is a cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지는 제1 비정질층인 에미터층(20)이 선택적 에미터(selective emitter) 구조를 가지고, 제2 비정질층인 후면 전계층(30)이 선택적 후면 전계(selective back surface field) 구조를 가진다. Referring to FIG. 5, in the solar cell according to the present embodiment, the emitter layer 20, which is the first amorphous layer, has a selective emitter structure, and the rear electric field layer 30, which is the second amorphous layer, is the selective rear surface. It has a selective back surface field structure.

선택적 에미터 구조를 가지는 에미터층(20)은, 제1 전극(24)과 인접하여 형성되어 제1 전극(24)과 접촉 형성되는 제1 부분(20a)과, 제1 부분(20a) 이외의 부분에 형성되는 제2 부분(20b)을 포함할 수 있다. An emitter layer 20 having a selective emitter structure is formed adjacent to the first electrode 24 and formed in contact with the first electrode 24 and other than the first portion 20a. It may include a second portion 20b formed in the portion.

제1 부분(20a)은 제1 불순물(202)의 농도가 상대적으로 커서 상대적으로 낮은 저항을 가지고, 제2 부분(20b)은 제1 불순물(202)의 농도가 상대적으로 작아서 상대적으로 높은 저항을 가질 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에서는 광이 입사되는 제1 전극(24) 사이에 대응하는 부분에 상대적으로 높은 저항의 제2 부분(20b)를 형성하여 얕은 에미터(shallow emitter)를 구현한다. 이에 의하여 태양 전지(100)의 전류 밀도를 향상할 수 있다. 이와 함께, 제1 전극(24)과 인접하는 부분에 상대적으로 낮은 저항의 제1 부분(20a)을 형성하여 제1 전극(24)과의 접촉 저항을 저감시킬 수 있다. 즉, 본 실시예의 에미터층(20)은 선택적 에미터 구조에 의하여 태양 전지(100)의 효율을 최대화할 수 있다. The first portion 20a has a relatively low resistance because the concentration of the first impurity 202 is relatively high, and the second portion 20b has a relatively high resistance because the concentration of the first impurity 202 is relatively small. Can have As described above, in the present embodiment, a second portion 20b having a relatively high resistance is formed at a portion corresponding to a portion between the first electrodes 24 to which light is incident, thereby implementing a shallow emitter. Thereby, the current density of the solar cell 100 can be improved. In addition, it is possible to reduce the contact resistance with the first electrode 24 by forming the first portion 20a having a relatively low resistance at the portion adjacent to the first electrode 24. [ That is, the emitter layer 20 of this embodiment can maximize the efficiency of the solar cell 100 by the selective emitter structure.

이를 위하여 제1 불순물(202)은 제1 부분(20a)에서 상대적으로 많이 도핑되고, 제2 부분(20b)에서 상대적으로 적게 주입될 수 있다. 이와 같이 제1 부분(20a)과 제2 부분(20b)의 주입량을 서로 다르게 하기 위하여 콤 마스크(comb mask)를 사용할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 부분(20a)의 도핑 횟수를 제2 부분(20b)의 도핑 횟수보다 많게 하는 등의 다양한 방법을 사용할 수 있다. To this end, the first impurity 202 may be relatively doped in the first portion 20a and injected relatively less in the second portion 20b. As such, a comb mask may be used to change the injection amounts of the first and second portions 20a and 20b. However, the present invention is not limited thereto, and various methods such as increasing the number of doping of the first portion 20a to more than the number of doping of the second portion 20b can be used.

이때, 본 실시예에서 제1 카운트 불순물(204)은 반도체 기판(10)의 전면에서 전체적으로 균일하게 주입될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 카운트 불순물(204)의 도핑량도 제1 및 제2 부분(20a, 20b)에서 서로 다를 수 있다. At this time, in the present exemplary embodiment, the first count impurities 204 may be uniformly injected on the entire surface of the semiconductor substrate 10. However, the present invention is not limited thereto, and the doping amount of the first count impurity 204 may also be different in the first and second portions 20a and 20b.

그리고 선택적 후면 전계 구조를 가지는 후면 전계층(30)은, 제2 전극(34)과 인접하여 형성되어 제2 전극(34)과 접촉 형성되는 제1 부분(30a)과, 제1 부분(30a) 이외의 부분에 형성되는 제2 부분(30b)을 포함할 수 있다. In addition, the backside electric field layer 30 having the selective backside electric field structure includes a first portion 30a formed adjacent to the second electrode 34 to be in contact with the second electrode 34, and a first portion 30a. It may include a second portion 30b formed in other portions.

제1 부분(30a)은 제2 불순물의 농도가 상대적으로 커서 상대적으로 낮은 저항을 가지고, 제2 부분(30b)은 제2 불순물의 농도가 상대적으로 작아서 상대적으로 높은 저항을 가질 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에서는 제2 전극(34) 사이에 대응하는 부분에 상대적으로 높은 저항의 제2 부분(30b)를 형성하여 정공과 전자의 재결합을 방지할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지(100)의 전류 밀도를 향상할 수 있다. 이와 함께, 제2 전극(34)과 인접하는 부분에 상대적으로 낮은 저항의 제1 부분(30a)을 형성하여 제2 전극(34)과의 접촉 저항을 저감시킬 수 있다. 즉, 본 실시예의 후면 전계층(30)은 선택적 후면 전계 구조에 의하여 태양 전지(100)의 효율을 최대화할 수 있다. The first portion 30a may have a relatively low resistance because the concentration of the second impurity is relatively high, and the second portion 30b may have a relatively high resistance because the concentration of the second impurity is relatively small. As described above, in this embodiment, the second portion 30b having a relatively high resistance is formed at the portion corresponding to the space between the second electrodes 34, so that recombination of holes and electrons can be prevented. Thereby, the current density of the solar cell 100 can be improved. In addition, it is possible to reduce the contact resistance with the second electrode 34 by forming a first portion 30a having a relatively low resistance at a portion adjacent to the second electrode 34. [ That is, the rear front layer 30 of the present embodiment can maximize the efficiency of the solar cell 100 by the selective rear field structure.

이를 위하여 제2 불순물은 제1 부분(30a)에서 상대적으로 많이 도핑되고, 제2 부분(30b)에서 상대적으로 적게 주입될 수 있다. 이와 같이 제1 부분(30a)과 제2 부분(30b)의 주입량을 서로 다르게 하기 위하여 콤 마스크(comb mask)를 사용할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 부분(30a)의 도핑 횟수를 제2 부분(30b)의 도핑 횟수보다 많게 하는 등의 다양한 방법을 사용할 수 있다. To this end, the second impurity may be relatively doped in the first portion 30a and injected relatively less in the second portion 30b. In this way, a comb mask may be used to vary the injection amounts of the first portion 30a and the second portion 30b. However, the present invention is not limited thereto, and various methods may be used, such as increasing the number of times of doping of the first portion 30a than that of the second portion 30b.

이와 같이 본 실시예에서는 에미터층(20) 및 후면 전계층(30)이 서로 다른 저항을 가지는 부분들을 포함하는 선택적 구조를 가져 태양 전지(100)의 효율을 향상할 수 있다. As such, in the present exemplary embodiment, the emitter layer 20 and the rear electric field layer 30 may have an optional structure including portions having different resistances, thereby improving efficiency of the solar cell 100.

이때, 도 5 및 상술한 설명에서는 에미터층(20) 및 후면 전계층(30)이 모두 선택적 구조를 가지는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 에미터층(20) 및 후면 전계층(30) 중 적어도 어느 하나만이 선택적 구조를 가질 수 있다. 또한, 도 5 및 상술한 설명에서는 에미터층(20)이 p형인 경우를 예시하였으나, 도 4의 실시예에서와 같이 후면 전계층(30)이 p형인 경우에도 적용이 가능함은 물론이다.
5 and the above description illustrate that both the emitter layer 20 and the rear electric field layer 30 have an optional structure, but the present invention is not limited thereto. Therefore, only at least one of the emitter layer 20 and the rear electric field layer 30 may have an optional structure. In addition, although the case where the emitter layer 20 is p-type is illustrated in FIG. 5 and the above description, it may be applied to the case where the rear electric field layer 30 is p-type as in the embodiment of FIG. 4.

이하에서는 본 발명의 실험예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 그러나 아래의 실험예는 본 발명을 예시하는 것에 불과하며 본 발명이 아래 실험예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples of the present invention. However, the following experimental examples are merely illustrative of the present invention and the present invention is not limited to the following experimental examples.

실험예Experimental Example 1 One

n형의 반도체 기판을 준비하였다. 반도체 기판의 전면에 이온 주입법에 의하여 보론(B)을 도핑하고, 반도체 기판의 후면에 이온 주입법에 의하여 인(P)을 도핑하고, 반도체 기판의 전면에 이온 주입법에 의하여 인(P)을 도핑하였다. 반도체 기판의 전면에 주입된 보론의 주입량은 인의 주입량의 2배였다. 인의 주입 에너지는 보론을 도핑할 때의 보론의 주입 에너지보다 낮은 수준이었다. 반도체 기판을 1000℃에서 활성화 열처리하였다. 활성화 열처리는 불활성 분위기에서 10분간 유지한 다음 산소 분위기에서 30분간 수행되었다. an n-type semiconductor substrate was prepared. Boron (B) was doped on the front surface of the semiconductor substrate by ion implantation, phosphorus (P) was doped on the back surface of the semiconductor substrate by ion implantation, and phosphorus (P) was doped on the front surface of the semiconductor substrate by ion implantation. . The amount of boron injected into the front surface of the semiconductor substrate was twice the amount of phosphorus injected. The implantation energy of phosphorus was lower than that of boron when doping boron. The semiconductor substrate was activated heat treated at 1000 ° C. The activation heat treatment was performed for 10 minutes in an inert atmosphere and then for 30 minutes in an oxygen atmosphere.

반도체 기판의 전면에 반사 방지막을 형성하고, 반도체 기판의 후면에 제2 패시베이션 막을 형성하였다. 그리고 에미터층에 전기적으로 연결되는 제1 전극, 후면 전계층에 전기적으로 연결되는 제2 전극을 형성하여 태양 전지를 제조하였다. An antireflection film was formed on the front surface of the semiconductor substrate, and a second passivation film was formed on the back surface of the semiconductor substrate. The solar cell was manufactured by forming a first electrode electrically connected to the emitter layer and a second electrode electrically connected to the rear field layer.

비교예Comparative Example

활성화 열처리를 불활성 분위기에서 40분간 유지하여 수행하고 산소 분위기에서는 수행하지 않았다는 점을 제외하고는 실험예와 동일한 방법으로 태양 전지를 제조하였다.
The solar cell was manufactured in the same manner as in Experimental Example, except that the activation heat treatment was performed in an inert atmosphere for 40 minutes and not in an oxygen atmosphere.

실험예 및 비교예에 따라 제조된 태양 전지의 에미터층 쪽에서 보론 및 인의 농도를 측정하여 이를 각기 도 6 및 도 7에 나타내었다. 도 6 및 도 7에서 x축은 반도체 기판의 상면에서부터의 거리이고, y축은 보론 또는 인의 농도를 로그(log) 값으로 환산하여 나타낸 것이다. The concentrations of boron and phosphorus at the emitter layer side of the solar cells manufactured according to the experimental and comparative examples were measured and shown in FIGS. 6 and 7, respectively. In FIG. 6 and FIG. 7, the x axis represents a distance from an upper surface of the semiconductor substrate, and the y axis represents a concentration of boron or phosphorus in terms of a log value.

도 7을 참조하면, 실험예에서는 A 부분에서 보론의 농도가 인보다 높은 제1 패시베이션 막이 형성되고, B 부분에서 보론의 농도가 인보다 적은 플로팅 접합층이 형성되었음을 알 수 있다. 이때, B 부분의 플로팅 접합층은 매우 얇은 두께로 형성되어 패시베이션 특성을 향상하게 된다. Referring to FIG. 7, it can be seen that in the experimental example, a first passivation film having a higher boron concentration than phosphorus in the A portion is formed, and a floating bonding layer having a lower boron concentration than the phosphorus in the B portion is formed. At this time, the floating bonding layer of the B portion is formed to a very thin thickness to improve the passivation characteristics.

반면, 도 7을 참조하면, 비교예에서는 실험예의 A 부분 및 B 부분에 해당하는 부분이 존재하지 않음을 알 수 있다. On the other hand, referring to Figure 7, it can be seen that in the comparative example there is no portion corresponding to the A portion and B portion of the experimental example.

상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Features, structures, effects and the like according to the above-described embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to only one embodiment. Further, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified in other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

100: 태양 전지
20: 에미터층
21: 제1 패시베이션 막
26: 플로팅 접합층
30: 후면 전계층
202: 제1 불순물
204: 제1 카운트 불순물 100: Solar cell
20: Emitter layer
21: First passivation film
26: floating bonding layer
30: rear front layer
202: first impurity
204: First count impurity

Claims (20)

반도체 기판을 준비하는 단계;
상기 반도체 기판에 제1 도전형을 가지는 제1 불순물 및 상기 제1 도전형과 반대되는 제2 도전형을 가지는 제1 카운트 불순물을 도핑하여 제1 불순물층을 형성하는 단계; 및
상기 반도체 기판을 열처리하여 상기 제1 불순물층을 활성화하는 열처리 단계
를 포함하고,
상기 제1 불순물층을 형성하는 단계에서 상기 제1 카운트 불순물의 도핑량이 상기 제1 불순물의 도핑량보다 작고,
상기 열처리 단계는 산소 분위기에서 수행되는 산소 열처리 공정을 포함하고, 상기 산소 열처리 공정에서는 상기 제1 불순물층의 위에 제1 패시베이션 막이 형성되면서 상기 제1 불순물층과 상기 제1 패시베이션 막 사이에 상기 제2 도전형 또는 진성의 플로팅 접합(floating junction)층이 형성되는 태양 전지의 제조 방법. Preparing a semiconductor substrate;
Doping a first impurity layer having a first conductivity type and a first count impurity having a second conductivity type opposite to the first conductivity type in the semiconductor substrate to form a first impurity layer; And
A heat treatment step of activating the first impurity layer by heat treating the semiconductor substrate
Lt; / RTI >
In the step of forming the first impurity layer, the doping amount of the first count impurity is less than the doping amount of the first impurity,
The heat treatment step includes an oxygen heat treatment process performed in an oxygen atmosphere, and in the oxygen heat treatment process, a first passivation film is formed on the first impurity layer, and the second impurity layer is formed between the first impurity layer and the first passivation film. A method of manufacturing a solar cell in which a conductive or intrinsic floating junction layer is formed. 제1항에 있어서,
상기 제1 패시베이션 막은 상기 반도체 기판을 구성하는 원소를 구비하는 산화물로 구성되고, 상기 제1 카운트 불순물 및 상기 제1 불순물을 포함하는 포함하는 태양 전지의 제조 방법. The method of claim 1,
And the first passivation film is composed of an oxide comprising an element constituting the semiconductor substrate, and includes the first count impurity and the first impurity. 제2항에 있어서,
상기 플로팅 접합층에서는 상기 제1 카운트 불순물의 농도와 상기 제1 불순물의 농도가 같거나 상기 제1 카운트 불순물의 농도보다 상기 제1 불순물의 농도가 낮고,
상기 제1 패시베이션 막에서는 상기 제1 카운트 불순물의 농도보다 상기 제1 불순물의 농도가 높은 태양 전지의 제조 방법. 3. The method of claim 2,
In the floating bonding layer, the concentration of the first count impurity is equal to the concentration of the first impurity, or the concentration of the first impurity is lower than that of the first count impurity,
And the first passivation film has a higher concentration of the first impurity than that of the first count impurity. 제1항에 있어서,
상기 반도체 기판이 상기 제2 도전형을 가지고,
상기 제1 도전형이 p형이고, 상기 제2 도전형이 n형이며,
상기 제1 불순물층이 에미터층인 태양 전지의 제조 방법. The method of claim 1,
The semiconductor substrate has the second conductivity type,
The first conductivity type is p-type, the second conductivity type is n-type,
The method of manufacturing a solar cell, wherein the first impurity layer is an emitter layer. 제1항에 있어서,
상기 제1 불순물층을 형성하는 단계에서, 상기 제1 불순물의 도핑량에 대한 상기 제1 카운트 불순물의 도핑량의 비율이 0.1~0.5인 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 1,
In the forming of the first impurity layer, the ratio of the doping amount of the first count impurity to the doping amount of the first impurity is 0.1 to 0.5. 제1항에 있어서,
상기 제1 불순물층을 형성하는 단계에서, 상기 제1 불순물 및 상기 제1 카운트 불순물은 이온 주입법에 의하여 도핑되고,
상기 제1 불순물의 주입 에너지보다 상기 카운트 불순물의 주입 에너지가 더 작은 태양 전지의 제조 방법. The method of claim 1,
In the forming of the first impurity layer, the first impurity and the first count impurity are doped by an ion implantation method,
The manufacturing method of the solar cell of which the injection energy of the said count impurity is smaller than the implantation energy of the said 1st impurity. 제1항에 있어서,
상기 플로팅 접합층의 두께가 1~100nm인 태양 전지의 제조 방법. The method of claim 1,
The manufacturing method of the solar cell whose thickness of the said floating bonding layer is 1-100 nm. 제7항에 있어서,
상기 플로팅 접합층의 두께가 3~20nm인 태양 전지의 제조 방법. The method of claim 7, wherein
The manufacturing method of the solar cell whose thickness of the said floating bonding layer is 3-20 nm. 제1항에 있어서,
상기 제1 불순물층의 두께에 대한 상기 플로팅 접합층의 두께 비율이 0.001~0.1인 태양 전지의 제조 방법. The method of claim 1,
The thickness ratio of the said floating bonding layer with respect to the thickness of a said 1st impurity layer is a manufacturing method of the solar cell. 제1항에 있어서,
상기 열처리 단계는, 불활성 기체 분위기에서 수행되는 불활성 열처리 공정을 더 포함하는 태양 전지의 제조 방법.The method of claim 1,
The heat treatment step, the method of manufacturing a solar cell further comprises an inert heat treatment process performed in an inert gas atmosphere. 제10항에 있어서,
상기 불활성 열처리 공정 이후에 상기 산소 열처리 공정이 수행되는 태양 전지의 제조 방법. The method of claim 10,
The method of manufacturing a solar cell is the oxygen heat treatment step is performed after the inert heat treatment step. 제10항에 있어서,
상기 불활성 열처리 공정 시간보다 상기 산소 열처리 공정 시간이 더 긴 태양 전지의 제조 방법. The method of claim 10,
The method of manufacturing a solar cell having a longer oxygen heat treatment process time than the inert heat treatment process time. 반도체 기판;
상기 반도체 기판의 적어도 일면에 형성되며 제1 도전형을 가지는 제1 불순물층;
상기 제1 불순물층 상에 상기 제1 불순물층보다 얇은 두께로 형성되며, 진성 또는 상기 제1 도전형에 반대되는 제2 도전형을 가지는 플로팅 접합층;
상기 플로팅 접합층 상에 형성되는 제1 패시베이션 막; 및
상기 제1 불순물층에 전기적으로 연결되는 제1 전극
을 포함하고,
상기 제1 패시베이션 막은 상기 반도체 기판을 구성하는 원소를 구비하는 산화물로 구성되며,
상기 제1 불순물층, 상기 플로팅 접합층, 상기 제1 패시베이션 막은, 상기 제1 도전형의 제1 불순물 및 상기 제2 도전형의 제1 카운트 불순물을 포함하는 태양 전지. A semiconductor substrate;
A first impurity layer formed on at least one surface of the semiconductor substrate and having a first conductivity type;
A floating bonding layer formed on the first impurity layer in a thickness smaller than that of the first impurity layer and having a second conductivity type opposite to the intrinsic or first conductivity type;
A first passivation film formed on the floating bonding layer; And
A first electrode electrically connected to the first impurity layer
/ RTI >
The first passivation film is composed of an oxide having an element constituting the semiconductor substrate,
The first impurity layer, the floating bonding layer, and the first passivation film include a first impurity of the first conductivity type and a first count impurity of the second conductivity type. 제13항에 있어서,
상기 플로팅 접합층에서는 상기 제1 카운트 불순물의 농도와 상기 제1 불순물의 농도가 같거나 상기 제1 카운트 불순물의 농도보다 상기 제1 불순물의 농도가 낮고,
상기 제1 패시베이션 막에서는 상기 제1 카운트 불순물의 농도보다 상기 제1 불순물의 농도가 높은 태양 전지. The method of claim 13,
In the floating bonding layer, the concentration of the first count impurity is equal to the concentration of the first impurity, or the concentration of the first impurity is lower than that of the first count impurity,
And a concentration of the first impurity in the first passivation film is higher than that of the first count impurity. 제13항에 있어서,
상기 반도체 기판이 상기 제2 도전형을 가지고,
상기 제1 도전형이 p형이고, 상기 제2 도전형이 n형이며,
상기 제1 불순물층이 에미터층인 태양 전지. The method of claim 13,
The semiconductor substrate has the second conductivity type,
The first conductivity type is p-type, the second conductivity type is n-type,
The solar cell of which the first impurity layer is an emitter layer. 제13항에 있어서,
상기 플로팅 접합층의 두께가 1~100nm인 태양 전지. The method of claim 13,
A solar cell having a thickness of the floating bonding layer is 1 ~ 100nm. 제16항에 있어서,
상기 플로팅 접합층의 두께가 3~20nm인 태양 전지. 17. The method of claim 16,
A solar cell having a thickness of the floating bonding layer is 3 ~ 20nm. 제13항에 있어서,
상기 제1 불순물층의 두께에 대한 상기 플로팅 접합층의 두께 비율이 0.001~0.1인 태양 전지. The method of claim 13,
The solar cell having a thickness ratio of the floating bonding layer to the thickness of the first impurity layer is 0.001 ~ 0.1. 제1항에 있어서,
상기 제1 패시베이션 막의 두께가 10~30nm인 태양 전지. The method of claim 1,
The solar cell having a thickness of the first passivation film is 10 ~ 30nm. 제19항에 있어서,
상기 플로팅 접합층이 상기 제1 불순물층 및 상기 제1 패시베이션 막에 접촉 형성되는 태양 전지.

20. The method of claim 19,
And the floating bonding layer is in contact with the first impurity layer and the first passivation film.

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