KR20150007396A - Method for fabricating bi-facial solar cell - Google Patents

Method for fabricating bi-facial solar cell Download PDF

Info

Publication number
KR20150007396A
KR20150007396A KR20130080940A KR20130080940A KR20150007396A KR 20150007396 A KR20150007396 A KR 20150007396A KR 20130080940 A KR20130080940 A KR 20130080940A KR 20130080940 A KR20130080940 A KR 20130080940A KR 20150007396 A KR20150007396 A KR 20150007396A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
substrate
type
bsg
psg
Prior art date
Application number
KR20130080940A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김연경
이준성
정상윤
김상균
최윤석
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR20130080940A priority Critical patent/KR20150007396A/en
Publication of KR20150007396A publication Critical patent/KR20150007396A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0684—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells double emitter cells, e.g. bifacial 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
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

A method for fabricating a bi-facial solar cell comprises the steps of: respectively stacking a BSG layer and a PSG layer on a front surface and rear surface of an n-type crystal silicon substrate; irradiating laser on a portion of the BSG layer or PSG layer to form a localized doped layer on one surface among a front surface or rear surface of the substrate; completing a selectively doping layered structure on one surface of the substrate by performing a diffusion process and also forming a doped layer on the other rear surface; and removing the BSG and PSG layers. The order of the laser doping process and the diffusion process can be inverted. The BSG and PSG layers can be artificially formed at a sufficient thickness by using a constant chemical vapor deposition method or the like and be used as an etching prevention layer. Also, the BSG and PSG layers can function as a diffusion protection film without forming a separate diffusion protection film by performing a simultaneous diffusion process after forming all of the BSG and PSG layers. Hence, since the forming process of the diffusion protection film or the etching prevention film can be omitted, the number of processes can be reduced to improve process efficiency. Also, by combining and applying the laser doping process and the diffusion and heat-treatment process, a defect generated by the irradiation of the laser can be irradiation alleviated and an efficient and selective emitter structure can be formed.

Description

양면수광형 태양전지의 제조방법{Method for fabricating bi-facial solar cell}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for fabricating a bi-

본 발명은 양면수광형 태양전지의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공정수를 줄여 공정 효율화를 기할 수 있는 양면수광형 태양전지의 제조방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a double-sided light receiving solar cell, and more particularly, to a method for manufacturing a double-sided light receiving solar cell capable of reducing the number of process steps and improving process efficiency.

태양전지는 태양광을 수광하여 광전 변환시키는 소자이다. 일반적인 태양전지는 전면과 후면에 각각 전면전극과 후면전극이 구비되는 구조를 갖는데, 해당 구조에서는 수광면인 전면에 전면전극이 구비됨에 따라, 전면전극의 면적만큼 수광면적이 줄어들게 된다.A solar cell is a device that receives sunlight and performs photoelectric conversion. A general solar cell has a structure in which a front electrode and a rear electrode are provided on a front surface and a rear surface, respectively. In the structure, the front electrode is provided on the front surface of the light receiving surface, so that the light receiving area is reduced by the area of the front electrode.

수광면적이 축소되는 문제를 해결하기 위해 후면전극형 태양전지가 제안되었다. 후면전극형 태양전지는 태양전지의 후면 상에 (+)전극과 (-)전극을 구비시켜 태양전지 전면의 수광면적을 극대화할 수 있다.In order to solve the problem of reducing the light receiving area, a rear electrode type solar cell has been proposed. The back electrode type solar cell has a (+) electrode and a (-) electrode on the back surface of the solar cell, thereby maximizing the light receiving area of the solar cell front surface.

한편, 후면전극형 태양전지를 포함한 종래의 태양전지는 전면과 후면 중 어느 한 면으로만 태양광이 수광됨에 따라, 태양광 수광에 있어 근본적인 한계가 있다. 이에, 최근에는 전면과 후면의 양면으로 수광이 가능한 양면수광형 태양전지에 대한 연구가 진행되고 있다. 일 예로, 한국공개특허 10-2012-0077711에는 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조방법이 개시되어 있다.Meanwhile, since the conventional solar cell including the rear electrode type solar cell receives sunlight only on one of the front surface and the rear surface, there is a fundamental limitation in receiving sunlight. In recent years, studies have been made on a double-sided light receiving solar cell capable of receiving light on both the front and rear surfaces. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0077711 discloses a double-side light receiving type localized emitter solar cell and a manufacturing method thereof.

도 1은 종래 기술에 따른 양면수광형 태양전지의 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a double-sided light receiving type solar cell according to the prior art.

도 1을 참조하여 양면수광형 태양전지의 기본구조를 살펴보면, n형 기판(101)을 기준으로 기판(101) 상부에는 p형 에미터(102)가 구비되어 p-n 접합을 이루며, p형 에미터(102) 상에는 전면전극(105)이 구비된다. 그리고, 기판(101) 하부에는 n형 후면전계층(103)과 후면전극(106)이 구비된다. 또한, 기판(101)의 전면과 후면 각각에 반사방지막(104)이 구비된다.Referring to FIG. 1, a basic structure of a double-side light-receiving solar cell will be described. A p-type emitter 102 is provided on a substrate 101 on the basis of an n-type substrate 101 to form a pn junction. And a front electrode 105 is provided on the substrate 102. An n-type rear front layer 103 and a rear electrode 106 are provided under the substrate 101. Also, anti-reflection films 104 are provided on the front and rear surfaces of the substrate 101, respectively.

일반적으로, 이러한 양면수광형 태양전지는 기판 전면의 p형 에미터 형성을 위한 확산공정과, 기판 후면의 n형 후면전계층 형성을 위한 확산공정을 독립적으로 실시하여 제조된다. 또한, 각각의 확산공정 시에 타겟이 되는 기판 일면(예컨대, 전면)이 아닌 다른면(예컨대, 후면)에 있어 다른 도전형의 불순물 이온이 확산되는 것을 억제하기 위한 확산방지막을 별도로 형성하여 사용하여야 한다.In general, such a double-sided light-receiving solar cell is manufactured by independently performing a diffusion process for forming a p-type emitter on the entire surface of the substrate and a diffusion process for forming an n-type rear whole layer on the rear surface of the substrate. In addition, it is necessary to separately form a diffusion prevention film for suppressing the diffusion of the impurity ions of the different conductivity types on the other surface (for example, the rear surface) of the target substrate (for example, the front surface) do.

이와 같이, 종래의 양면수광형 태양전지 제조방법은 2번의 열처리 공정(확산공정)과 2번의 확산방지막 형성공정이 요구되어, 공정이 복잡해지고, 제조비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.
As described above, the conventional double-side light-receiving solar cell manufacturing method requires two heat treatment processes (diffusion process) and two diffusion prevention film formation processes, which complicates the process and increases the manufacturing cost.

한국공개특허 10-2012-0077711Korean Patent Publication No. 10-2012-0077711

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기판 전면 및 후면 상의 확산방지막 형성공정을 생략하고, 1번의 확산공정을 통해 p형 에미터와 n형 후면전계층을 동시에 형성시킴으로써, 공정 효율을 높이고, 제조비용을 절감할 수 있는 양면수광형 태양전지의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same, The present invention provides a method of manufacturing a double-side light-receiving solar cell that can improve process efficiency and reduce manufacturing costs.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.

본 발명의 일 측면에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법은, n형 결정질 실리콘 기판의 전면 상에 BSG층을 적층하는 단계; 상기 기판 후면 상에 PSG층을 적층하는 단계; 상기 BSG층 또는 상기 PSG층에 국부적으로 레이저를 조사하여, 기판 전면 또는 후면 중 일면에 국부화된 도핑층을 형성하는 단계; 상기 BSG층의 p형 불순물과 상기 PSG층의 n형 불순물을 상기 기판 내부로 확산시키는 확산공정을 실시하여, 상기 국부화된 도핑층이 형성된 상기 기판 일면에 선택적 도핑층 구조를 형성함과 함께 상기 기판 이면에 도핑층을 형성하는 단계; 상기 BSG층과 상기 PSG층을 제거하는 단계; 상기 기판 후면 상에 후면 반사방지막을 적층하는 단계; 상기 기판 전면 상에 전면 반사방지막을 적층하는 단계; 및 상기 기판의 전면 및 후면에 상기 p형 에미터와 접촉하는 전면전극 및 상기 n형 후면전계층과 접촉하는 후면전극을 각각 형성한다.A method of manufacturing a double-sided light receiving solar cell according to an aspect of the present invention includes: laminating a BSG layer on a front surface of an n-type crystalline silicon substrate; Stacking a PSG layer on the back surface of the substrate; Forming a localized doping layer on one surface of the substrate or the rear surface by locally irradiating the BSG layer or the PSG layer with a laser; A diffusion process for diffusing the p-type impurity of the BSG layer and the n-type impurity of the PSG layer into the substrate is performed to form a selective doping layer structure on one surface of the substrate on which the localized doping layer is formed, Forming a doping layer on the back surface of the substrate; Removing the BSG layer and the PSG layer; Stacking a rear antireflection film on the rear surface of the substrate; Depositing a total antireflection film on the entire surface of the substrate; And a front electrode contacting the p-type emitter and a rear electrode contacting the n-type rear front layer are formed on the front and rear surfaces of the substrate, respectively.

본 발명의 일 측면에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법은, 상기 국부화된 도핑층을 형성하는 단계에서 상기 BSG층의 전극영역 상에 레이저를 조사하여 기판 전면 내부에 국부화된 p형 에미터를 형성하고, 상기 확산공정을 실시하는 단계에서 확산공정을 통해 상기 BSG층 내의 p형 불순물을 기판 전면 내부로 확산시켜 전극영역이 수광영역에 비해 고농도로 도핑된 선택적 에미터 구조의 p형 에미터를 완성함과 함께 상기 PSG층 내의 n형 불순물을 기판 후면 내부로 확산시켜 n형 후면전계층을 형성할 수 있다.A method of manufacturing a double-sided light receiving type solar cell according to one aspect of the present invention is characterized in that in the step of forming the localized doping layer, a laser is irradiated onto an electrode region of the BSG layer to form a p- Type impurity in the BSG layer is diffused into the entire surface of the substrate through a diffusion process in the step of performing the diffusion process to form a p-type emitter having a selective emitter structure doped with heavily doped electrode region And the n-type impurity in the PSG layer is diffused into the back surface of the substrate to form the n-type back front layer.

혹은, 본 발명의 일 측면에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법은, 상기 국부화된 도핑층을 형성하는 단계에서 상기 PSG층의 전극영역 상에 레이저를 조사하여 기판 후면 내부에 국부화된 n형 후면전계층을 형성하고, 상기 확산공정을 실시하는 단계에서 확산공정을 통해 상기 PSG층 내의 n형 불순물을 기판 후면 내부로 확산시켜 전극영역이 수광영역에 비해 고농도로 도핑된 선택적 후면전계 구조의 n형 후면전계층을 완성함과 함께 상기 BSG층 내의 p형 불순물을 기판 전면 내부로 확산시켜 p형 에미터를 형성할 수 있다.Alternatively, a method of manufacturing a double-sided light receiving type solar cell according to an aspect of the present invention includes irradiating a laser on an electrode region of the PSG layer in the step of forming the localized doping layer to form a localized n- Type dopant in the PSG layer is diffused into the back surface of the substrate through a diffusion process in the step of performing the diffusion process so that the electrode region is doped at a higher concentration than the light receiving region, the p-type emitter in the BSG layer can be diffused into the front surface of the substrate by completing the n-type rear whole layer and forming the p-type emitter.

본 발명의 일 측면에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법에서, 상기 BSG층과 PSG층은 상압 화학기상증착법 또는 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 형성할 수 있다.In the method of manufacturing a double-sided light receiving solar cell according to an aspect of the present invention, the BSG layer and the PSG layer may be formed by an atmospheric pressure chemical vapor deposition method or a plasma chemical vapor deposition method.

본 발명의 다른 측면에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법은, n형 결정질 실리콘 기판의 전면 상에 BSG층을 적층하는 단계; 상기 기판 후면 상에 PSG층을 적층하는 단계; 확산공정을 실시하여, 상기 BSG층 내의 p형 불순물을 기판 전면 내부로 확산시켜 p형 에미터를 형성함과 함께 상기 PSG층 내의 n형 불순물을 기판 후면 내부로 확산시켜 n형 후면전계층을 형성하는 단계; 상기 BSG층 또는 상기 PSG층에 국부적으로 레이저를 조사하여, 상기 기판 전면의 상기 p형 에미터 또는 상기 기판 후면의 상기 n형 후면전계층이 선택적 도핑층 구조를 형성하도록 하는 단계; 상기 BSG층과 상기 PSG층을 제거하는 단계; 상기 기판 후면 상에 후면 반사방지막을 적층하는 단계; 상기 기판 전면 상에 전면 반사방지막을 적층하는 단계; 및 상기 기판의 전면 및 후면에 상기 p형 에미터와 접촉하는 전면전극 및 상기 n형 후면전계층과 접촉하는 후면전극을 각각 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a double-sided light receiving solar cell, comprising: laminating a BSG layer on a front surface of an n-type crystalline silicon substrate; Stacking a PSG layer on the back surface of the substrate; Type impurity in the BSG layer is diffused into the front surface of the substrate to form a p-type emitter, and the n-type impurity in the PSG layer is diffused into the back surface of the substrate to form an n- ; Irradiating the BSG layer or the PSG layer with a laser locally so that the p-type emitter on the front surface of the substrate or the n-type back front layer on the rear surface of the substrate forms a selective doping layer structure; Removing the BSG layer and the PSG layer; Stacking a rear antireflection film on the rear surface of the substrate; Depositing a total antireflection film on the entire surface of the substrate; And forming a front electrode in contact with the p-type emitter on the front and rear surfaces of the substrate and a rear electrode in contact with the n-type rear front layer, respectively.

본 발명의 다른 측면에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법은, 상기 선택적 도핑층 구조를 형성하는 단계에서, 상기 BSG층 및 상기 p형 에미터가 형성된 상기 기판 전면의 전극영역 상에 국부적으로 레이저를 조사하여, 상기 p형 에미터가 전극영역이 수광영역에 비해 고농도로 도핑된 선택적 에미터 구조를 형성하도록 할 수 있다.A method of manufacturing a double-sided light receiving type solar cell according to another aspect of the present invention is characterized in that, in the step of forming the selective doping layer structure, a laser is locally formed on an electrode region on the entire surface of the substrate on which the BSG layer and the p- So that the p-type emitter can form a selective emitter structure in which the electrode region is heavily doped with respect to the light receiving region.

혹은, 본 발명의 다른 측면에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법은, 상기 선택적 도핑층 구조를 형성하는 단계에서, 상기 PSG층 및 상기 n형 후면전계층이 형성된 상기 기판 후면의 전극영역 상에 국부적으로 레이저를 조사하여, 상기 n형 후면전계층이 전극영역이 수광영역에 비해 고농도로 도핑된 선택적 후면전계 구조를 형성하도록 할 수 있다.Alternatively, in the method of manufacturing a double-sided light receiving type solar cell according to another aspect of the present invention, in the step of forming the selective doping layer structure, on the electrode region on the rear surface of the substrate on which the PSG layer and the n- The n-type backside front layer can form a selective rear surface electric field structure in which the electrode region is heavily doped with respect to the light receiving region by locally irradiating a laser.

본 발명의 다른 측면에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법에서, 상기 BSG층과 PSG층은 상압 화학기상증착법 또는 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 형성할 수 있다.
In another embodiment of the present invention, the BSG layer and the PSG layer may be formed by an atmospheric pressure chemical vapor deposition method or a plasma chemical vapor deposition method.

본 발명에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.The manufacturing method of the double-sided light receiving type solar cell according to the present invention has the following effects.

p형 에미터와 n형 후면전계층을 형성함에 있어서, 도핑소스층(BSG층 또는 PSG층)의 증착공정과 기존의 확산 열처리공정을 조합하여 적용함으로써 열처리 횟수를 줄일 수 있으며, 확산공정 시 도핑소스층을 확산방지막으로 활용하여 별도의 확산방지막 적층공정을 생략할 수 있게 된다.In forming the p-type emitter and the n-type backside whole layer, the number of heat treatment can be reduced by applying the deposition process of the doping source layer (BSG layer or PSG layer) and the existing diffusion heat treatment process, The source layer can be used as a diffusion prevention layer, and a separate diffusion prevention layer stacking step can be omitted.

또한, 레이저 도핑공정 및 확산 열처리공정의 조합을 통해 선택적 도핑층 구조를 형성함으로써, 레이저가 조사된 전극영역에 발생하는 열적 손상 내 결함을 완화하거나 전극영역 상의 도핑깊이를 보다 깊게 하여, 표면 재결합 손실의 감소 및 광전 변환효율의 향상을 이룰 수 있다.
In addition, by forming the selective doping layer structure through the combination of the laser doping process and the diffusion heat treatment process, defects in the thermal damage generated in the laser irradiated electrode area can be mitigated or the doping depth on the electrode area can be further deepened, And the photoelectric conversion efficiency can be improved.

도 1은 종래 기술에 따른 양면수광형 태양전지의 구성도.
도 2a 내지 도 2k는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.
도 4a 내지 도 4k는 본 발명의 제3 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional double-side light receiving solar cell. FIG.
FIGS. 2A to 2K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a double-side light-receiving solar cell according to a first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a double-sided light receiving type solar cell according to a second embodiment of the present invention.
4A to 4K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a double-side light-receiving solar cell according to a third embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a double-sided light receiving type solar cell according to a fourth embodiment of the present invention.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a double-side light receiving type solar cell according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 내지 도 2k는 본 발명의 제1 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.FIGS. 2A to 2K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a double-side light-receiving solar cell according to a first embodiment of the present invention.

먼저, 도 2a에 도시된 것처럼 n형 결정질 실리콘 기판(210)을 준비한다. 그런 다음, 텍스쳐링 공정을 통해 기판(210) 표면을 요철 형상으로 가공하여 빛 반사를 최소화시킬 수 있도록 한다. 이후의 도면에서는, 편의상 기판(210) 표면의 요철 형상을 생략하여 도시하였다.First, an n-type crystalline silicon substrate 210 is prepared as shown in FIG. 2A. Then, the surface of the substrate 210 is processed into a concave-convex shape through a texturing process, thereby minimizing light reflection. In the following drawings, the concavo-convex shape of the surface of the substrate 210 is omitted for the sake of convenience.

이어서, 도 2b에 도시된 것처럼 기판(210)의 전면 상에 p형 불순물을 포함하는 도핑소스층인 BSG(boro-silicate glass)층(220)을 적층한다. 그리고, 기판(210) 후면 상에는 도 2c에 도시된 것처럼 n형 불순물을 포함하는 도핑소스층인 PSG(phosphor-silicate glass)층(230)을 적층한다.Next, a borosilicate glass (BSG) layer 220, which is a doping source layer including a p-type impurity, is stacked on the front surface of the substrate 210, as shown in FIG. 2B. On the back surface of the substrate 210, a phosphor-silicate glass (PSG) layer 230, which is a doping source layer including n-type impurities, is stacked as shown in FIG. 2C.

차후의 확산공정에서, BSG층(220)과 PSG층(230)은 각각 후술하는 p형 에미터(241)와 n형 후면전계층(250)의 도핑소스 역할을 한다. BSG층(220)과 PSG층(230)의 적층순서는 달라질 수 있다.In a subsequent diffusion process, the BSG layer 220 and the PSG layer 230 serve as doping sources for the p-type emitter 241 and the n-type back front layer 250, respectively, which will be described later. The stacking order of the BSG layer 220 and the PSG layer 230 may be different.

당해 실시예에서, BSG층(220)과 PSG층(230)은 상압 화학기상증착법(APCVD, atmosphere pressure chemical vapor deposition) 또는 플라즈마 화학기상증착법(PECVD, plasma-enhanced chemical vapor deposition)을 통해 적층할 수 있다. BSG층(220)의 경우 전구체(precursor)로서 SiH4, B2H6, O2가 이용될 수 있고, PSG층(230)은 전구체로서 SiH4, PH3, O2가 이용될 수 있다.In this embodiment, the BSG layer 220 and the PSG layer 230 may be laminated via atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) or plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD). have. SiH 4 , B 2 H 6 and O 2 may be used as precursors for the BSG layer 220 and SiH 4 , PH 3 and O 2 may be used for the PSG layer 230 as precursors.

소정의 챔버 내에 기판(210)을 장착시킨 상태에서, 일정 온도 하에 전술한 전구체들을 챔버 내에 공급하면 기판(210)의 전면과 후면 각각에 BSG층(220), PSG층(230)이 형성된다.The BSG layer 220 and the PSG layer 230 are formed on the front and rear surfaces of the substrate 210 when the precursors are supplied into the chamber at a predetermined temperature while the substrate 210 is mounted in a predetermined chamber.

이와 같이, 기판(210) 전면과 후면에 BSG층(220)과 PSG층(230)이 각각 적층된 상태에서, 도 2d에 도시된 것처럼 BSG층(220)의 일부에 레이저를 조사하여 기판(210) 전면 내부에 국부화된 p형 에미터(240)를 형성한다.2D, a portion of the BSG layer 220 is irradiated with a laser beam to form a substrate 210 (see FIG. 2C) in a state where the BSG layer 220 and the PSG layer 230 are laminated on the front and rear surfaces of the substrate 210, Type p-type emitter 240 is formed in the front surface.

구체적으로, 기판(210) 표면의 일부, 정확히는 후속의 전면전극(291)이 형성되는 부위인 기판(210) 표면의 전극영역 상에 레이저를 조사하여 BSG층(220) 내의 p형 불순물 이온을 기판(210) 내부에 확산시킴으로써, 국부화된 p형 에미터(240)를 형성한다.Specifically, a laser beam is irradiated onto an electrode region on a surface of the substrate 210, that is, a portion of the surface of the substrate 210, that is, a portion where a subsequent front electrode 291 is formed, Type p-type emitter 240 by diffusion into the p-type emitter layer 210.

그런 다음, 도 2e에 도시된 것처럼 동시 확산공정(Co-diffusion)을 실시하여, p형 에미터(241)의 선택적 에미터 구조를 형성함과 함께 n형 후면전계층(250)을 형성한다. Then, a Co-diffusion process is performed as shown in FIG. 2E to form a selective emitter structure of the p-type emitter 241 and an n-type back front layer 250.

구체적으로, 챔버 내에 기판(210)을 장착시킨 상태에서, 일정 온도 하에서 기판(210)을 가열하면, BSG층(220) 내의 p형 불순물 이온이 기판(210) 전면의 내부로 확산된다. 도 2d를 통해 국부화된 p형 에미터(240)가 형성되어 있는 상태에서 이러한 확산 열처리공정이 진행된 결과, 전극영역이 수광영역에 비해 고농도로 도핑된 선택적 에미터 구조의 p형 에미터(241)가 완성된다. 동시에, PSG층(230) 내의 n형 불순물 이온 역시 기판(210) 후면의 내부로 확산되어 n형 후면전계층(250)이 형성된다.Specifically, when the substrate 210 is heated at a predetermined temperature while the substrate 210 is mounted in the chamber, the p-type impurity ions in the BSG layer 220 are diffused into the entire surface of the substrate 210. As a result of the diffusion heat treatment process in the state where the localized p-type emitter 240 is formed through FIG. 2D, it is found that the p-type emitter 241 of the selective emitter structure doped with heavily doped electrode region ) Is completed. At the same time, the n-type impurity ions in the PSG layer 230 are diffused into the back surface of the substrate 210 to form the n-type back front layer 250.

이때, 상압 화학기상증착법 또는 플라즈마 화학기상증착법에 의해 형성된 BSG층(220) 및 PSG층(230)의 박막은 일정 두께를 확보하고 있기 때문에 다른면에 대한 확산방지막으로 사용이 가능하다.At this time, since the BSG layer 220 and the PSG layer 230 formed by the atmospheric pressure chemical vapor deposition method or the plasma chemical vapor deposition method have a certain thickness, they can be used as diffusion preventing films for other surfaces.

이와 같이, 선택적 에미터 구조의 p형 에미터(241)와 n형 후면전계층(250)이 형성된 상태에서, 도 2f에 도시된 것처럼 식각(Etch-back)을 진행하여 BSG층(220)과 PSG층(230)을 제거한다. 식각과정에서, BSG층(220)과 기판(210) 표면 간의 계면에 존재하는 BRL(Boron rich layer)이 제거되어 표면 재결합 손실이 감소될 수 있다.2F, the BSG layer 220 is etched back as shown in FIG. 2F in the state that the p-type emitter 241 having the selective emitter structure and the n-type rear whole layer 250 are formed. The PSG layer 230 is removed. In the etching process, the BRL (boron rich layer) existing at the interface between the BSG layer 220 and the surface of the substrate 210 may be removed and the surface recombination loss may be reduced.

한편, 상압 화학기상증착법 또는 플라즈마 화학기상증착법을 사용하는 경우 공정 특성상 BSG층(220) 및 PSG층(230)과 같은 산화막의 두께, 도핑농도, 공정시간을 인위적으로 쉽게 제어할 수 있다. 따라서, BSG층(220)과 PSG층(230)을 충분한 두께로 쉽게 형성할 수 있으며, 별도의 식각방지막 형성공정 없이, 도 2f의 식각공정에서 이러한 충분한 두께의 BSG층(220)과 PSG층(230)을 p형 에미터(241) 및 n형 후면전계층(250)에 대한 식각방지막 용도로 활용할 수 있다.On the other hand, when the atmospheric pressure chemical vapor deposition method or the plasma chemical vapor deposition method is used, the thickness of the oxide film such as the BSG layer 220 and the PSG layer 230, the doping concentration, and the processing time can be artificially controlled easily. Therefore, the BSG layer 220 and the PSG layer 230 can be easily formed to a sufficient thickness, and the BSG layer 220 and the PSG layer 230 (FIG. 2 230 can be used as an etch stopping layer for the p-type emitter 241 and the n-type back front layer 250. [

이에 반해, BBr3나 POCl3로 식각하는 종래 방식의 경우 열확산 과정에서의 부산물로 생성되는 BSG나 PSG 박막의 두께를 조절할 수 없어, 이러한 박막을 식각방지막으로 이용하기 어려우며, 일정 두께의 산화막을 생성한다고 하더라도 제조공정이 매우 복잡하여 제조원가를 상승시키게 된다.On the other hand, in the case of the conventional method of etching as BBr 3 or POCl 3 can not control the thickness of the BSG or PSG thin film to be produced as a by-product in the thermal diffusion process, it is difficult to use such thin films as film etching, generation of the oxide film having a predetermined thickness The manufacturing process is very complicated and the manufacturing cost is increased.

그리고, 이온 주입을 통해 BSG나 PSG 박막을 생성하는 종래 도핑방식의 경우에도 도핑공정에서 충분한 두께를 갖는 산화막이 생기지 않기 때문에 식각방지막이 자연적으로 생성되지 않는다. 따라서, 별도의 산화방지막을 형성하여야 하므로, 공정수가 증가하게 된다.Also, in the case of the conventional doping method in which a BSG or a PSG thin film is formed through ion implantation, an oxide film having a sufficient thickness is not formed in the doping process, so that an etch stopping film is not naturally produced. Therefore, a separate oxidation prevention film must be formed, so that the number of processes increases.

그런 다음, 도 2g에 도시된 것처럼 기판(210) 후면 상에 후면 반사방지막(270)을 적층한다.Then, the rear antireflection film 270 is laminated on the rear surface of the substrate 210 as shown in FIG. 2G.

이어서, 도 2h에 도시된 것처럼 기판(210) 전면 상에 전면 반사방지막(271)을 적층한다.Next, as shown in FIG. 2H, the front antireflection film 271 is laminated on the front surface of the substrate 210.

그런 다음, 도 2i 내지 도 2k에 도시된 것처럼 기판(210)의 전면과 후면에 p형 에미터(241)에 접촉하는 전면전극(291) 및 n형 후면전계층(250)에 접촉하는 후면전극(292)을 각각 형성할 수 있다.Next, as shown in FIGS. 2I to 2K, a front electrode 291 contacting the p-type emitter 241 and a rear electrode contacting the n-type rear front layer 250 are formed on the front surface and the rear surface of the substrate 210, (292) can be formed.

구체적으로, 기판(210) 전면 상에 전면전극(291)을 형성하기 위한 금속 페이스트를 도포하고(도 2i 참조), 기판(210) 후면 상에 후면전극(292)을 형성하기 위한 금속 페이스트를 도포한다(도 2j 참조). 그리고, 동시 소성공정(Co-firing)을 진행하여 도포된 금속 페이스트를 경화함으로써, p형 에미터(241)에 접촉하는 전면전극(291)과 n형 후면전계층(250)에 접촉하는 후면전극(292)의 형성을 완료할 수 있다(도 2k 참조).Specifically, a metal paste for forming the front electrode 291 is applied on the front surface of the substrate 210 (see FIG. 2I), and a metal paste for forming the rear electrode 292 is applied on the rear surface of the substrate 210 (See FIG. 2J). The front electrode 291 contacting the p-type emitter 241 and the rear electrode contacting the n-type rear front layer 250 are formed by curing the applied metal paste by performing co- (See Fig. 2K).

제1 실시예에서, 전면전극(291)의 형성을 위한 금속 페이스트로는 Ag 페이스트 또는 Al 페이스트를 독립적으로 또는 조합하여 채용할 수 있다. 또한, 후면전극(292)의 형성을 위한 금속 페이스트로는 Ag 페이스트를 채용할 수 있다.In the first embodiment, as the metal paste for forming the front electrode 291, Ag paste or Al paste may be used independently or in combination. As the metal paste for forming the rear electrode 292, Ag paste may be employed.

이와 같이, 제1 실시예는 상압 화학기상증착법 또는 플라즈마 화학기상증착법으로 기판(210)의 전면 및 후면에 BSG층(220)과 PSG층(230)을 각각 증착한 후 동시 확산공정을 진행하여 1번에 확산시킴으로써 공정수를 줄일 수 있다.As described above, in the first embodiment, the BSG layer 220 and the PSG layer 230 are deposited on the front and back surfaces of the substrate 210 by the atmospheric pressure chemical vapor deposition method or the plasma chemical vapor deposition method, respectively, The number of process steps can be reduced.

또한, 제1 실시예는 도 2d의 레이저 도핑공정 시에, BSG층(220)을 p형 불순물의 도핑소스로 사용하여 레이저가 조사된 전극영역 상의 도핑농도를 높이고 도핑깊이를 증가시킬 수 있다.Also, in the laser doping process of FIG. 2D, the first embodiment can use the BSG layer 220 as a doping source of p-type impurity to increase the doping concentration on the laser-irradiated electrode region and increase the doping depth.

그런데, 도 2d의 레이저 도핑공정에서 레이저가 조사된 기판(210) 표면의 전극영역 상에는 열적 손상(HAZ, heat affected zone) 내 결함이 발생하게 된다. 그리고, 결함농도가 높으면 광 생성 운송자들이 소멸되는 표면 재결합 손실이 증가하여 광전 변환효율이 저하된다.In the laser doping process of FIG. 2D, defects in the heat affected zone (HAZ) are generated on the electrode region on the surface of the substrate 210 irradiated with the laser. If the defect concentration is high, the surface recombination loss at which the photogenerated carriers disappear is increased, and the photoelectric conversion efficiency is lowered.

이에 따라, 제1 실시예에서와 같이 도 2d의 레이저 도핑공정 이후에 도 2e의 동시 확산공정과 같은 고온 열처리를 진행하면, 이러한 결함들을 완화할 수 있다. 즉, 동시 확산공정을 통해 레이저가 조사된 전극영역에 존재하는 결함을 완화시킬 수 있으며, 결함농도를 낮추어 표면 재결합 손실의 감소 및 광전 변환효율의 향상을 이룰 수 있다.Thus, as in the first embodiment, after the laser doping process of FIG. 2D, a high-temperature heat treatment such as the simultaneous diffusion process of FIG. 2E is performed, so that these defects can be mitigated. That is, it is possible to mitigate the defects existing in the electrode region irradiated with the laser through the simultaneous diffusion process, and to reduce the surface recombination loss and the photoelectric conversion efficiency by lowering the defect concentration.

이상의 제1 실시예에서는, 기판(210) 전면에 국부적인 레이저 도핑을 진행하여 p형 에미터(241)를 선택적 에미터 구조로 형성하는 경우를 설명하고 있으나, 본 발명에서, 선택적 도핑층 구조의 형성공정은 기판(210)의 전면 또는 후면에 모두 적용될 수 있다.In the first embodiment described above, the case where the laser doping is performed locally on the entire surface of the substrate 210 to form the p-type emitter 241 with a selective emitter structure is described. However, in the present invention, The forming process may be applied to both the front surface and the back surface of the substrate 210. [

즉, BSG층(220) 또는 PSG층(230)에 국부적으로 레이저를 조사하여, 기판(210) 전면 또는 후면 중 일면에 국부화된 도핑층을 형성한 후, BSG층(220)의 p형 불순물과 PSG층(230)의 n형 불순물을 기판 내부로 확산시키는 동시 확산공정을 실시함으로써, 국부화된 도핑층이 형성된 기판(210) 일면에 선택적 도핑층 구조를 형성함과 동시에 기판(210) 이면에 도핑층을 형성할 수 있다.That is, a laser is locally irradiated to the BSG layer 220 or the PSG layer 230 to form a localized doping layer on the entire surface of the substrate 210, and then the p-type impurity of the BSG layer 220 Type impurities of the PSG layer 230 are diffused into the substrate, a selective doping layer structure is formed on one surface of the substrate 210 on which the localized doping layer is formed, and at the same time, A doped layer can be formed.

선택적 도핑층 구조는 표면 재결합 손실 감소를 위한 수광영역의 저농도 도핑층과 접촉저항 감소를 위한 전극영역의 고농도 도핑층으로 구성되는 바, BSG층(220) 또는 PSG층(230)의 전극영역 위에 레이저가 조사됨에 따라 국부적인 고농도 도핑층이 형성되고 후속 열확산공정에서 수광영역의 저농도 도핑층이 형성된다.The selective doping layer structure is composed of a lightly doped layer in the light receiving region for reduction of surface recombination loss and a highly doped layer in the electrode region for reducing the contact resistance. The BSG layer 220 or the PSG layer 230, A localized high concentration doping layer is formed and a lightly doped layer in the light receiving region is formed in the subsequent thermal diffusion process.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a double-sided light receiving type solar cell according to a second embodiment of the present invention.

전술한 제1 실시예가 기판(210) 전면에 선택적 에미터 구조를 구현하는데 비해, 도 3의 제2 실시예는 기판(210) 후면에 선택적 후면전계 구조를 구현한다.The second embodiment of FIG. 3 implements a selective rear field structure on the backside of the substrate 210, whereas the first embodiment described above implements a selective emitter structure on the front side of the substrate 210.

보다 구체적으로, 기판(210)의 전면 및 후면에 BSG층(220) 및 PSG층(230)을 증착한 도 2c의 상태에서, 기판(210) 전면의 BSG층(220) 대신 그 후면에 증착된 PSG층(230)의 전극영역 상에 레이저를 조사하여 PSG층(230) 내의 n형 불순물 이온을 기판(210) 내부에 부분적으로 확산시킴으로써, 기판(210) 후면에 국부화된 n형 후면전계층(251)을 먼저 형성한다.2C, in which a BSG layer 220 and a PSG layer 230 are deposited on the front and rear surfaces of the substrate 210, a BSG layer 220 is deposited on the rear surface of the substrate 210, The n-type impurity ions in the PSG layer 230 are partially diffused into the substrate 210 by irradiating a laser beam onto the electrode region of the PSG layer 230, (251) is first formed.

그리고, 후속 열확산공정을 통해 PSG층 내의 n형 불순물을 기판(210) 후면 내부로 확산시켜 도 3에 도시한 바와 같이 전극영역이 수광영역에 비해 고농도로 도핑된 선택적 후면전계 구조의 n형 후면전계층(251)을 완성한다. 이때, 동시 확산공정으로 인해 BSG층 내의 p형 불순물 역시 기판(210) 전면 내부로 확산되어 p형 에미터(242)를 형성하게 된다.Then, the n-type impurity in the PSG layer is diffused into the back surface of the substrate 210 through a subsequent thermal diffusion process to form an n-type rear surface of the selective rear surface electric field structure in which the electrode region is heavily doped as compared with the light receiving region The layer 251 is completed. At this time, due to the simultaneous diffusion process, the p-type impurity in the BSG layer also diffuses into the front surface of the substrate 210 to form the p-type emitter 242.

그외 다른 구성요소들과 그들의 형성공정은 제1 실시예에 대응하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The other constituent elements and their forming processes correspond to the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

도 4a 내지 도 4k는 본 발명의 제3 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.4A to 4K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a double-side light-receiving solar cell according to a third embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4c는 n형 결정질 실리콘 기판(210)의 텍스쳐링 공정, 기판(210) 전면 상의 BSG층(220) 증착공정, 기판(210) 후면 상의 PSG층(230) 증착공정을 순차적으로 도시한 것으로, 도 2a 내지 도 2c의 공정에 각각 대응한다.4A to 4C sequentially show the texturing process of the n-type crystalline silicon substrate 210, the BSG layer 220 deposition process on the front surface of the substrate 210, and the PSG layer deposition process 230 on the rear surface of the substrate 210 And corresponds to the processes of Figs. 2A to 2C, respectively.

제1 실시예와 마찬가지로, BSG층(220)과 PSG층(230)은 상압 화학기상증착법 또는 플라즈마 화학기상증착법을 통해 적층할 수 있다.As in the first embodiment, the BSG layer 220 and the PSG layer 230 may be laminated by an atmospheric pressure chemical vapor deposition method or a plasma chemical vapor deposition method.

이와 같이, 기판(210)의 전면 및 후면에 BSG층(220)과 PSG층(230)이 각각 증착된 상태에서, 도 4d에 도시된 것처럼 동시 확산공정을 실시하여 p형 에미터(243)와 n형 후면전계층(252)을 형성한다.4D, the BSG layer 220 and the PSG layer 230 are deposited on the front surface and the rear surface of the substrate 210, respectively, to form a p-type emitter 243 thereby forming the n-type rear front layer 252.

확산공정 시에, 상압 화학기상증착법 또는 플라즈마 화학기상증착법을 통해 충분한 두께로 증착 형성된 BSG층(220)과 PSG층(230)을 확산방지막으로 활용할 수 있다.During the diffusion process, the BSG layer 220 and the PSG layer 230, which have been deposited to a sufficient thickness through the atmospheric pressure chemical vapor deposition method or the plasma chemical vapor deposition method, may be used as the diffusion preventing layer.

동시 확산공정의 실시결과, BSG층(220) 내의 p형 불순물이 기판(210) 전면의 내부로 확산되어 p형 에미터(243)가 형성되고, 동시에 PSG층(230) 내의 n형 불순물이 기판(210) 후면 내부로 확산되어 n형 후면전계층(252)이 형성된다.As a result of the simultaneous diffusion process, the p-type impurity in the BSG layer 220 is diffused into the entire surface of the substrate 210 to form the p-type emitter 243, And the n-type rear front layer 252 is formed.

그런 다음, 기판(210) 전면에 BSG층(220) 및 p형 에미터(243)가 형성된 상태에서, 도 4e에 도시된 것처럼 기판(210) 표면의 전극영역 상에 국부적으로 레이저를 조사함으로써, p형 에미터(244)가 전극영역이 수광영역에 비해 고농도로 도핑된 선택적 에미터 구조로 형성될 수 있도록 한다. 즉, 국부적 레이저 조사를 통해 후속의 전면전극(291)이 형성될 전극영역에서의 도핑농도를 높이고, 도핑깊이를 깊게 형성한다.Then, by locally irradiating an electrode region on the surface of the substrate 210, as shown in FIG. 4E, with the BSG layer 220 and the p-type emitter 243 formed on the entire surface of the substrate 210, the p-type emitter 244 allows the electrode region to be formed with a selective emitter structure doped at a higher concentration than the light receiving region. That is, the doping concentration in the electrode region where the next front electrode 291 is to be formed is increased by the local laser irradiation, and the doping depth is deeply formed.

이때, 기 형성된 p형 에미터(244) 내의 비활성 상태의 도핑이온들이 레이저 조사에 의해 재배열되어 활성화된다. 이와 같이 활성화된 도핑이온의 농도가 증가됨에 따라, 레이저가 조사되는 기판(210) 표면의 전극영역이 고농도의 도핑영역으로 형성된다.At this time, inactive doped ions in the preformed p-type emitter 244 are rearranged and activated by laser irradiation. As the concentration of the activated doping ions is increased, the electrode region on the surface of the substrate 210 to which the laser is irradiated is formed as a doped region with a high concentration.

이어서, 도 4f에 도시된 것처럼 기판(210) 전, 후면의 BSG층(220)과 PSG층(230)을 식각하여 제거한다. 이때, 제1, 제2 실시예와 마찬가지로, BSG층(220)과 PSG층(230)이 p형 에미터(244) 및 n형 후면전계층(252)의 식각방지막으로 기능할 수 있다.Next, as shown in FIG. 4F, the BSG layer 220 and the PSG layer 230 before and after the substrate 210 are etched and removed. At this time, the BSG layer 220 and the PSG layer 230 may function as an etch stopping layer for the p-type emitter 244 and the n-type back front layer 252, as in the first and second embodiments.

도 4g 내지 도 4k의 각 공정은 후면 반사방지막(270), 전면 반사방지막(271), 전면전극(291) 및 후면전극(292)의 형성을 도시한 것으로, 도 2g 내지 도 2k의 각 공정에 대응하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.4G to 4K show the formation of the rear antireflection film 270, the front antireflection film 271, the front electrode 291 and the rear electrode 292, and the respective steps of FIGS. 2G to 2K A detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 실시예와 비교하여 제3 실시예에서는, 도 4d의 고온 열처리를 통한 동시 확산공정을 먼저 실시하고, 후속으로 도 4e의 국부적인 레이저 도핑공정을 실시한다.Compared with the first and second embodiments, in the third embodiment, the simultaneous diffusion process through the high temperature heat treatment of FIG. 4D is performed first, followed by the local laser doping process of FIG. 4E.

이와 같이 공정순서를 변경하면, 레이저 도핑 공정 시에 발생할 수 있는 열적 손상을 후속 열처리공정을 통해 완화시킬 수는 없으나, 도 4d의 동시 확산공정을 통해 기판(210)의 내부로 확산된 불순물 이온들 중 비활성화된 이온들에 열적 에너지를 가해 전기적으로 활성화시킴으로써 전극영역에서의 도핑농도 및 도핑깊이를 증가시킬 수 있다. 즉, 전극영역이 수광영역에 비하여 높은 도핑농도와 깊은 도핑두께를 가지는 선택적 에미터 구조를 형성하여 기판(210) 표면의 재결합 손실을 감소시키고, 광전 변환효율을 향상시킬 수 있게 된다.Although the thermal damage that may occur during the laser doping process can not be alleviated through the subsequent heat treatment process by changing the process order, the impurity ions diffused into the substrate 210 through the simultaneous diffusion process of FIG. The doping concentration and the doping depth in the electrode region can be increased by applying thermal energy to the inactivated ions to electrically activate the ions. That is, the electrode region forms a selective emitter structure having a higher doping concentration and a deeper doping thickness than the light receiving region, thereby reducing the recombination loss on the surface of the substrate 210 and improving the photoelectric conversion efficiency.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a double-side light receiving type solar cell according to a fourth embodiment of the present invention.

제4 실시예는 제3 실시예와 마찬가지로, 동시 열확산공정을 먼저 실시한 후 국부적인 레이저 도핑공정을 실시한다.As in the third embodiment, the fourth embodiment performs the simultaneous thermal diffusion process first and then performs the local laser doping process.

한편, 제3 실시예가 기판(210) 전면에 선택적 에미터 구조를 구현하는데 비해, 제4 실시예는 기판(210) 후면에 선택적 후면전계 구조를 구현한다.Meanwhile, while the third embodiment implements a selective emitter structure on the front surface of the substrate 210, the fourth embodiment implements a selective rear surface electric field structure on the rear surface of the substrate 210. [

보다 구체적으로, 제4 실시예에 따른 선택적 도핑층 구조의 형성공정에서는, 도 4d의 상태에서 기판(210) 전면 대신 PSG층(230) 및 n형 후면전계층(252)이 형성된 기판(210) 후면의 전극영역 상에 국부적으로 레이저를 조사하여, 도 5와 같이 n형 후면전계층(253)을 전극영역이 수광영역에 비해 고농도로 도핑된 선택적 후면전계 구조로 형성할 수 있다.
4D, a substrate 210 on which a PSG layer 230 and an n-type rear front layer 252 are formed may be used instead of the entire surface of the substrate 210 in the selective doping layer forming process according to the fourth embodiment. The n-type back front layer 253 may be formed with a selective rear surface electric field structure in which the electrode region is doped at a higher concentration than the light receiving region, as shown in FIG.

본 발명에 따른 양면수광형 태양전지의 제조방법의 구성은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
The construction of the manufacturing method of the double-sided light receiving type solar cell according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be variously modified within the scope of the technical idea of the present invention.

210: n형 결정질 실리콘 기판
220: BSG층 230: PSG층
240~245: p형 에미터 250~253: n형 후면전계층
270: 후면 반사방지막 271: 전면 반사방지막
291: 전면전극 292: 후면전극210: n-type crystalline silicon substrate
220: BSG layer 230: PSG layer
240 to 245: p-type emitter 250 to 253: n-
270: rear antireflection film 271: front antireflection film
291: front electrode 292: rear electrode

Claims (8)

n형 결정질 실리콘 기판의 전면 상에 BSG층을 적층하는 단계;
상기 기판 후면 상에 PSG층을 적층하는 단계;
상기 BSG층 또는 상기 PSG층에 국부적으로 레이저를 조사하여, 기판 전면 또는 후면 중 일면에 국부화된 도핑층을 형성하는 단계;
상기 BSG층의 p형 불순물과 상기 PSG층의 n형 불순물을 상기 기판 내부로 확산시키는 확산공정을 실시하여, 상기 국부화된 도핑층이 형성된 상기 기판 일면에 선택적 도핑층 구조를 형성함과 함께 상기 기판 이면에 도핑층을 형성하는 단계;
상기 BSG층과 상기 PSG층을 제거하는 단계;
상기 기판 후면 상에 후면 반사방지막을 적층하는 단계;
상기 기판 전면 상에 전면 반사방지막을 적층하는 단계; 및
상기 기판의 전면 및 후면에 상기 p형 에미터와 접촉하는 전면전극 및 상기 n형 후면전계층과 접촉하는 후면전극을 각각 형성하는 단계를 포함하는 양면수광형 태양전지의 제조방법.
stacking a BSG layer on the entire surface of the n-type crystalline silicon substrate;
Stacking a PSG layer on the back surface of the substrate;
Forming a localized doping layer on one surface of the substrate or the rear surface by locally irradiating the BSG layer or the PSG layer with a laser;
A diffusion process for diffusing the p-type impurity of the BSG layer and the n-type impurity of the PSG layer into the substrate is performed to form a selective doping layer structure on one surface of the substrate on which the localized doping layer is formed, Forming a doping layer on the back surface of the substrate;
Removing the BSG layer and the PSG layer;
Stacking a rear antireflection film on the rear surface of the substrate;
Depositing a total antireflection film on the entire surface of the substrate; And
Forming a front electrode in contact with the p-type emitter on the front and rear surfaces of the substrate and a rear electrode in contact with the n-type rear front layer, respectively.
제1항에 있어서,
상기 국부화된 도핑층을 형성하는 단계에서 상기 BSG층의 전극영역 상에 레이저를 조사하여 기판 전면 내부에 국부화된 p형 에미터를 형성하고,
상기 확산공정을 실시하는 단계에서 확산공정을 통해 상기 BSG층 내의 p형 불순물을 기판 전면 내부로 확산시켜 전극영역이 수광영역에 비해 고농도로 도핑된 선택적 에미터 구조의 p형 에미터를 완성함과 함께 상기 PSG층 내의 n형 불순물을 기판 후면 내부로 확산시켜 n형 후면전계층을 형성하는 것을 특징으로 하는 양면수광형 태양전지의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the forming of the localized doping layer, a laser is irradiated onto the electrode region of the BSG layer to form a localized p-type emitter in the front surface of the substrate,
In the diffusion process, the p-type impurity in the BSG layer is diffused into the front surface of the substrate through a diffusion process to complete a p-type emitter having a selective emitter structure in which the electrode region is doped at a higher concentration than the light receiving region Wherein the n-type impurity in the PSG layer is diffused into the backside of the substrate to form an n-type backside front layer.
제1항에 있어서,
상기 국부화된 도핑층을 형성하는 단계에서 상기 PSG층의 전극영역 상에 레이저를 조사하여 기판 후면 내부에 국부화된 n형 후면전계층을 형성하고,
상기 확산공정을 실시하는 단계에서 확산공정을 통해 상기 PSG층 내의 n형 불순물을 기판 후면 내부로 확산시켜 전극영역이 수광영역에 비해 고농도로 도핑된 선택적 후면전계 구조의 n형 후면전계층을 완성함과 함께 상기 BSG층 내의 p형 불순물을 기판 전면 내부로 확산시켜 p형 에미터를 형성하는 것을 특징으로 하는 양면수광형 태양전지의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the step of forming the localized doping layer, a laser is irradiated onto the electrode region of the PSG layer to form a localized n-type backside front layer inside the backside of the substrate,
In the diffusion step, the n-type impurity in the PSG layer is diffused into the backside of the substrate through a diffusion process to complete the n-type backside front layer of the selective backside electric field structure in which the electrode region is doped at a higher concentration than the light- Type impurity in the BSG layer is diffused into the front surface of the substrate to form a p-type emitter.
제1항에 있어서,
상기 BSG층과 PSG층은 상압 화학기상증착법 또는 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 양면수광형 태양전지의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the BSG layer and the PSG layer are formed using an atmospheric pressure chemical vapor deposition method or a plasma chemical vapor deposition method.
n형 결정질 실리콘 기판의 전면 상에 BSG층을 적층하는 단계;
상기 기판 후면 상에 PSG층을 적층하는 단계;
확산공정을 실시하여, 상기 BSG층 내의 p형 불순물을 기판 전면 내부로 확산시켜 p형 에미터를 형성함과 함께 상기 PSG층 내의 n형 불순물을 기판 후면 내부로 확산시켜 n형 후면전계층을 형성하는 단계;
상기 BSG층 또는 상기 PSG층에 국부적으로 레이저를 조사하여, 상기 기판 전면의 상기 p형 에미터 또는 상기 기판 후면의 상기 n형 후면전계층이 선택적 도핑층 구조를 형성하도록 하는 단계;
상기 BSG층과 상기 PSG층을 제거하는 단계;
상기 기판 후면 상에 후면 반사방지막을 적층하는 단계;
상기 기판 전면 상에 전면 반사방지막을 적층하는 단계; 및
상기 기판의 전면 및 후면에 상기 p형 에미터와 접촉하는 전면전극 및 상기 n형 후면전계층과 접촉하는 후면전극을 각각 형성하는 단계를 포함하는 양면수광형 태양전지의 제조방법.
stacking a BSG layer on the entire surface of the n-type crystalline silicon substrate;
Stacking a PSG layer on the back surface of the substrate;
Type impurity in the BSG layer is diffused into the front surface of the substrate to form a p-type emitter, and the n-type impurity in the PSG layer is diffused into the back surface of the substrate to form an n- ;
Irradiating the BSG layer or the PSG layer with a laser locally so that the p-type emitter on the front surface of the substrate or the n-type back front layer on the rear surface of the substrate forms a selective doping layer structure;
Removing the BSG layer and the PSG layer;
Stacking a rear antireflection film on the rear surface of the substrate;
Depositing a total antireflection film on the entire surface of the substrate; And
Forming a front electrode in contact with the p-type emitter on the front and rear surfaces of the substrate and a rear electrode in contact with the n-type rear front layer, respectively.
제5항에 있어서,
상기 선택적 도핑층 구조를 형성하는 단계에서, 상기 BSG층 및 상기 p형 에미터가 형성된 상기 기판 전면의 전극영역 상에 국부적으로 레이저를 조사하여, 상기 p형 에미터가 전극영역이 수광영역에 비해 고농도로 도핑된 선택적 에미터 구조를 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 양면수광형 태양전지의 제조방법.
6. The method of claim 5,
In the step of forming the selective doping layer structure, a laser is locally irradiated onto an electrode region on the entire surface of the substrate on which the BSG layer and the p-type emitter are formed, so that the p- To form a selective emitter structure doped at a high concentration.
제5항에 있어서,
상기 선택적 도핑층 구조를 형성하는 단계에서, 상기 PSG층 및 상기 n형 후면전계층이 형성된 상기 기판 후면의 전극영역 상에 국부적으로 레이저를 조사하여, 상기 n형 후면전계층이 전극영역이 수광영역에 비해 고농도로 도핑된 선택적 후면전계 구조를 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 양면수광형 태양전지의 제조방법.
6. The method of claim 5,
In the step of forming the selective doping layer structure, a laser is locally irradiated onto an electrode region on the back surface of the substrate where the PSG layer and the n-type back surface layer are formed, and the n-type back surface layer, To form a selective rear surface electric field structure doped at a higher concentration than that of the selective back surface electric field structure.
제5항에 있어서,
상기 BSG층과 PSG층은 상압 화학기상증착법 또는 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 양면수광형 태양전지의 제조방법.6. The method of claim 5,
Wherein the BSG layer and the PSG layer are formed using an atmospheric pressure chemical vapor deposition method or a plasma chemical vapor deposition method.
KR20130080940A 2013-07-10 2013-07-10 Method for fabricating bi-facial solar cell KR20150007396A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130080940A KR20150007396A (en) 2013-07-10 2013-07-10 Method for fabricating bi-facial solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130080940A KR20150007396A (en) 2013-07-10 2013-07-10 Method for fabricating bi-facial solar cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150007396A true KR20150007396A (en) 2015-01-21

Family

ID=52570311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130080940A KR20150007396A (en) 2013-07-10 2013-07-10 Method for fabricating bi-facial solar cell

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150007396A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111739956A (en) * 2020-06-30 2020-10-02 常州时创能源股份有限公司 Preparation method of laser SE battery
KR102481077B1 (en) * 2021-06-30 2022-12-26 벽산파워 주식회사 Solar Pannel system using Avalanching Nano Particle and the method using it
WO2024032224A1 (en) * 2022-08-10 2024-02-15 常州捷佳创精密机械有限公司 Preparation method for laser boron-doped battery emitter, and battery and preparation system

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020082094A (en) * 2001-04-23 2002-10-30 삼성에스디아이 주식회사 Method for manufacturing solar cell
KR20090110022A (en) * 2008-04-17 2009-10-21 엘지전자 주식회사 Method for forming selective emitter of solar cell using laser annealing and Method for manufacturing solar cell using the same
KR20100090174A (en) * 2009-02-05 2010-08-13 (유)에스엔티 Method for forming selective emitter of solar cell and diffusion apparatus for forming the selective emitter
KR20100102255A (en) * 2009-03-11 2010-09-24 엘지전자 주식회사 Solar cell and manufacturing method of the same
KR20110069493A (en) * 2009-12-17 2011-06-23 현대중공업 주식회사 Method for forming selective emitter in a solar cell
KR20110078549A (en) * 2009-12-31 2011-07-07 현대중공업 주식회사 Method for forming selective emitter in a solar cell
KR101251857B1 (en) * 2012-01-31 2013-04-10 현대중공업 주식회사 Method for manufacturing bifacial solar cell

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020082094A (en) * 2001-04-23 2002-10-30 삼성에스디아이 주식회사 Method for manufacturing solar cell
KR20090110022A (en) * 2008-04-17 2009-10-21 엘지전자 주식회사 Method for forming selective emitter of solar cell using laser annealing and Method for manufacturing solar cell using the same
KR20100090174A (en) * 2009-02-05 2010-08-13 (유)에스엔티 Method for forming selective emitter of solar cell and diffusion apparatus for forming the selective emitter
KR20100102255A (en) * 2009-03-11 2010-09-24 엘지전자 주식회사 Solar cell and manufacturing method of the same
KR20110069493A (en) * 2009-12-17 2011-06-23 현대중공업 주식회사 Method for forming selective emitter in a solar cell
KR20110078549A (en) * 2009-12-31 2011-07-07 현대중공업 주식회사 Method for forming selective emitter in a solar cell
KR101251857B1 (en) * 2012-01-31 2013-04-10 현대중공업 주식회사 Method for manufacturing bifacial solar cell

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111739956A (en) * 2020-06-30 2020-10-02 常州时创能源股份有限公司 Preparation method of laser SE battery
CN111739956B (en) * 2020-06-30 2022-04-26 常州时创能源股份有限公司 Preparation method of laser SE battery
KR102481077B1 (en) * 2021-06-30 2022-12-26 벽산파워 주식회사 Solar Pannel system using Avalanching Nano Particle and the method using it
WO2024032224A1 (en) * 2022-08-10 2024-02-15 常州捷佳创精密机械有限公司 Preparation method for laser boron-doped battery emitter, and battery and preparation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9054237B2 (en) Interdigitated back contact silicon solar cells fabrication using diffusion barriers
WO2018147739A1 (en) Method of manufacturing a passivated solar cell and resulting passivated solar cell
WO2009105314A1 (en) Front contact solar cell with formed emitter
JP2013516082A (en) Manufacturing method of back electrode type solar cell
KR101651302B1 (en) Bi-facial solar cell and method for fabricating the same
TWI590473B (en) Solar cell and method for manufacturing the same
JP2019004159A (en) Method of manufacturing solar battery
KR101360658B1 (en) Method for forming selective emitter in a solar cell
KR20150007396A (en) Method for fabricating bi-facial solar cell
US20160240724A1 (en) Method for producing a solar cell
KR101383426B1 (en) Method for fabricating bi-facial solar cell
KR101371801B1 (en) Method for fabricating bi-facial solar cell
KR101732742B1 (en) Bi-facial solar cell and method for fabricating the same
KR20120003612A (en) Method for fabricating back contact solar cell
KR20150021829A (en) Method for fabricating solar cell
KR20150007394A (en) Method for fabricating bi-facial solar cell
KR101932790B1 (en) Fabrication method of N-type solar cell and solar cell thereby
KR101329855B1 (en) Method for fabricating bi-facial solar cell
KR20120129292A (en) Fabrication method of solar cell
KR101348836B1 (en) Method for fabricating p-type and n-type doping layer of solar cell
KR101391073B1 (en) Bi-facial solar cell and method for fabricating the same
KR20150024485A (en) Method for fabricating Passivated Emitter with Rear Locally diffused cell
KR101115104B1 (en) Solar cell and method for fabricating the same
JP2012151265A (en) Manufacturing method of solar battery and the solar battery manufactured based on the method
TW201236186A (en) Manufacturing method of solar cell

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application