KR20160061370A - 금속 페이스트로부터 형성되는 태양 전지 접점 구조물 - Google Patents

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Abstract

금속 페이스트로부터 형성되는 태양 전지 접점 구조물 및 금속 페이스트로부터 태양 전지 접점 구조물을 형성하는 방법이 기술된다. 제1 예에서, 태양 전지가 기판을 포함한다. 반도체 영역이 기판 내에 또는 기판 위에 배치된다. 접점 구조물이 반도체 영역 상에 배치되고, 반도체 영역과 접촉하는 전도성 층을 포함한다. 전도성 층은 내부에 분산된 알루미늄/규소(Al/Si) 입자 및 불활성 충전제 재료를 갖는 매트릭스 결합제를 포함한다. 제2 예에서, 태양 전지가 기판을 포함한다. 반도체 영역이 기판 내에 또는 기판 위에 배치된다. 접점 구조물이 반도체 영역 상에 배치되고, 반도체 영역과 접촉하는 전도성 층을 포함한다. 전도성 층은 전도성 층의 소수성 특성을 증가시키기 위한 제제를 포함한다.

Description

금속 페이스트로부터 형성되는 태양 전지 접점 구조물{SOLAR CELL CONTACT STRUCTURES FORMED FROM METAL PASTE}
본 개시 내용의 실시예는 재생가능 에너지의 분야에 관한 것으로, 특히 금속 페이스트(metal paste)로부터 형성되는 태양 전지 접점 구조물(solar cell contact structure) 및 금속 페이스트로부터 태양 전지 접점 구조물을 형성하는 방법에 관한 것이다.
통상 태양 전지로서 알려진 광전지(photovoltaic cell)는 전기 에너지로의 태양 방사선의 직접 변환을 위한 잘 알려진 장치이다. 일반적으로, 태양 전지는 기판(substrate)의 표면 부근에 p-n 접합을 형성하기 위해 반도체 처리 기술을 사용하여 반도체 웨이퍼(wafer) 또는 기판 상에 제조된다. 기판의 표면 상에 충돌하여 기판 내로 유입되는 태양 방사선은 기판의 대부분에 전자 및 정공 쌍을 생성한다. 전자 및 정공 쌍은 기판 내의 p-도핑된(doped) 영역 및 n-도핑된 영역으로 이동하며, 이로써 도핑된 영역들 사이의 전압차를 발생시킨다. 도핑된 영역은 전지로부터 전지에 결합되어 있는 외부 회로로 전류를 지향시키기 위해 태양 전지 상의 전도성 영역에 연결된다.
효율은, 그것이 태양 전지의 발전 능력에 직접 관련되기 때문에, 태양 전지의 중요한 특성이다. 마찬가지로, 태양 전지의 제조에서의 효율은 그러한 태양 전지의 비용 효율성에 직접 관련된다. 따라서, 일반적으로, 태양 전지의 효율을 증가시키기 위한 기술, 또는 태양 전지의 제조에서의 효율을 증가시키기 위한 기술이 바람직하다. 본 개시 내용의 일부 실시예는 태양 전지 구조물을 제조하기 위한 신규한 공정을 제공함으로써 증가된 태양 전지 제조 효율을 허용한다. 본 개시 내용의 일부 실시예는 신규한 태양 전지 구조물을 제공함으로써 증가된 태양 전지 효율을 허용한다.
도 1a는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른, 기판 위에 형성되는 이미터 영역(emitter region) 상에 형성되는 접점 구조물을 갖는 태양 전지의 일부분의 단면도.
도 1b는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른, 기판 내에 형성되는 이미터 영역 상에 형성되는 접점 구조물을 갖는 태양 전지의 일부분의 단면도.
도 2a 내지 도 2c는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른, 접점 구조물을 갖는 태양 전지를 제조하는 방법에서의 다양한 처리 작업의 단면도.
도 3은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른, 태양 전지를 제조하는 방법에서의 작업을 예시하는 흐름도.
도 4는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른, 태양 전지를 제조하는 방법에서의 작업을 예시하는 흐름도.
하기 상세한 설명은 사실상 단지 예시적인 것이며, 발명 요지 또는 출원의 실시예 및 그러한 실시예의 사용을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단어 "예시적인"은 "예, 경우 또는 예시로서 역할하는" 것을 의미한다. 본 명세서에 예시적인 것으로 기술된 임의의 구현예는 다른 구현예에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 반드시 해석되는 것은 아니다. 또한, 전술한 기술분야, 배경기술, 발명의 내용 또는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 제시되는 임의의 표현된 또는 암시된 이론에 의해 구애되고자 하는 의도는 없다.
본 명세서는 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"에 대한 참조를 포함한다. 구절 "하나의 실시예에서" 또는 "일 실시예에서"의 출현은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 특정한 특징, 구조 또는 특성이 본 개시 내용과 일관되는 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
금속 페이스트로부터 형성되는 태양 전지 접점 구조물 및 금속 페이스트로부터 태양 전지 접점 구조물을 형성하는 방법이 본 명세서에 기술된다. 하기 설명에서, 본 개시 내용의 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해, 특정 공정 흐름 작업과 같은 다수의 특정 상세 사항이 기재된다. 본 개시 내용의 실시예가 이들 특정 상세 사항 없이도 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 경우에, 리소그래피(lithography) 및 패턴화(patterning) 기술과 같은 잘 알려진 제조 기술은 본 개시 내용의 실시예를 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않는다. 또한, 도면에 도시된 다양한 실시예가 예시적인 표현이고, 반드시 축척대로 그려진 것은 아니라는 것을 이해하여야 한다.
접점 구조물을 갖는 태양 전지가 본 명세서에 개시된다. 일 실시예에서, 태양 전지가 기판을 포함한다. 반도체 영역이 기판 내에 또는 기판 위에 배치된다. 접점 구조물이 반도체 영역 상에 배치되고, 반도체 영역과 접촉하는 전도성 층을 포함한다. 전도성 층은 내부에 분산된 알루미늄/규소(Al/Si) 입자 및 불활성 충전제(inert filler) 재료를 갖는 매트릭스 결합제(matrix binder)를 포함한다.
다른 실시예에서, 태양 전지가 기판을 포함한다. 반도체 영역이 기판 내에 또는 기판 위에 배치된다. 접점 구조물이 반도체 영역 상에 배치되고, 반도체 영역과 접촉하는 전도성 층을 포함한다. 전도성 층은 전도성 층의 소수성 특성을 증가시키기 위한 제제를 포함한다.
또한, 접점 구조물을 갖는 태양 전지를 제조하는 방법이 본 명세서에 개시된다. 일 실시예에서, 태양 전지를 제조하는 방법이 기판 내에 또는 기판 위에 배치되는 반도체 영역 상에 금속 페이스트 층을 형성하는 단계를 포함한다. 금속 페이스트 층은 알루미늄/규소(Al/Si) 입자, 액체 결합제(liquid binder) 및 불활성 충전제 재료를 포함하는 혼합물로부터 형성된다. 반도체 영역은 단결정(monocrystalline) 또는 다결정(polycrystalline) 규소로 구성된다. 방법은 또한 금속 페이스트 층으로부터 전도성 층을 형성하는 단계를 포함하고, 형성하는 단계는 금속 페이스트 층의 불활성 충전제 재료를 용융시키지 않고서 수행된다. 방법은 또한 태양 전지의 반도체 영역을 위한 접점 구조물을 형성하는 단계를 포함하고, 접점 구조물은 적어도 전도성 층을 포함한다.
다른 실시예에서, 태양 전지를 제조하는 방법이 기판 내에 또는 기판 위에 배치되는 반도체 영역 상에 금속 페이스트 층을 형성하는 단계를 포함한다. 반도체 영역은 단결정 또는 다결정 규소이다. 방법은 또한 금속 페이스트 층으로부터 전도성 층을 형성하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 전도성 층의 소수성을 증가시키는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 소수성을 증가시키는 단계에 후속하여, 태양 전지의 반도체 영역을 위한 접점 구조물을 형성하는 단계를 포함하고, 접점 구조물은 적어도 전도성 층을 포함한다.
제1 태양에서, 본 명세서에 기술되는 하나 이상의 실시예는 태양 전지를 위한 접점 구조물의 제조에 사용되는 금속 페이스트를 위한 불활성 충전제 재료의 포함에 관한 것이다. 예를 들어, 일 실시예에서, 불활성 충전제 재료가 기판에 대한 금속 인쇄된 페이스트의 접착을 향상시키기 위해 사용된다. 하나의 그러한 실시예에서, 매우 작은 입자가 더 큰 페이스트 입자들 사이의 공극(void)을 충전하도록 페이스트 매트릭스에 추가된다. 입자들 사이의 결합제는 페이스트 소성(firing) 동안 수축 및 균열 형성에 덜 민감한 결합제/충전제 복합 재료로 된다.
전후 관계를 제공하기 위해, 인쇄된 금속 페이스트는 태양 전지 금속화를 위한 후속 금속 도금 작업을 위한 낮은 비용의 시드(seed)로서 사용될 수 있다. 액체상 결합제는 금속 입자들을 서로에 대해 수용 기판(receiving substrate)에 대해 접착시키는 주요 방법으로서 전통적인 유리 프릿(glass frit)-기반 결합제에 대한 대안으로서 또는 보완으로서 사용되어 왔다. 액체상 결합제가 금속 페이스트에 사용될 때, 페이스트 소성 동안 결합제의 부피 수축이 결합제 내에서의 파쇄(fracturing)를 야기하고 페이스트 매트릭스의 응집 및 접착 강도를 감소시킬 수 있다.
상기 문제를 해결하는, 본 명세서에 기술되는 하나 이상의 실시예는 금속 페이스트의 액체 결합제 성분을 결합제-충전제 혼합물로 대체하는 것을 포함한다. 그렇게 함으로써, 금속 페이스트의 접착이 개선될 수 있다. 결합제-충전제 복합물의 순 수축(net shrinkage)은 결합제 단독에 대한 것보다 상대적으로 적다. 하나의 그러한 실시예에서, 순 수축은 실록산(siloxane) 기반 결합제가 전형적으로 겪게 되는 열 변환 공정 동안 충전제가 수축하지 않기 때문에 더 적다. 특정 실시예에서, 적합한 충전제 재료는 건식 실리카(fumed silica)인데, 이는 그의 (예컨대, 대략 5 내지 50 나노미터 범위 내의) 작은 입자 크기, 고온 소성과의 양립가능성 및 실록산-기반 결합제 내의 Si-O 결합과의 양립가능성으로 인한 것이다. 건식 실리카와 같은 충전제는 또한 페이스트의 점도를 증가시키도록 작용하고, 따라서 전형적으로 금속 페이스트에 추가되는 에틸 셀룰로오스와 같은 추가적인 유기 리올로지 개질제(organic rheology modifier)에 대한 필요성을 감소시킬 수 있다.
제1 예시적인 전지에서, 시드 층이 태양 전지의 기판 위에 형성되는 이미터 영역을 갖는 태양 전지를 위한, 배면 접점(back-side contact)과 같은 접점을 제조하기 위해 사용된다. 예를 들어, 도 1a는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른, 기판 위에 형성되는 이미터 영역 상에 형성되는 접점 구조물을 갖는 태양 전지의 일부분의 단면도를 예시한다.
도 1a를 참조하면, 태양 전지(100A)의 일부분이 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(polysilicon region)(220), 복수의 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222) 위에, 그리고 트렌치(trench)(216)에 의해 노출된 기판(200)의 부분 상에 배치되는 패턴화된 유전체 층(dielectric layer)(224)을 포함한다. 접점 구조물(228)이 유전체 층(224) 내에 배치되는 복수의 접점 개구 내에 배치되고, 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220)에 그리고 복수의 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222)에 결합된다. 패턴화된 유전체 층, 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220), 복수의 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222), 기판(200), 및 트렌치(216)의 재료 및 이들을 제조하는 방법은 도 2a 내지 도 2c와 관련하여 후술되는 바와 같을 수 있다. 또한, 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220) 및 복수의 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222)은 하나의 실시예에서 태양 전지(100A)를 위한 이미터 영역을 제공할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 접점 구조물(228)은 이미터 영역 상에 배치된다. 일 실시예에서, 접점 구조물(228)은 배면-접점 태양 전지를 위한 배면 접점이고, 태양 전지(100A)의 수광 표면(light receiving surface)(도 1a에서 201로서 제공되는 방향) 반대편의 태양 전지의 표면 상에 위치된다. 또한, 하나의 실시예에서, 이미터 영역은 도 2a와 관련하여 더욱 상세히 기술되는 얇은 또는 터널(tunnel) 유전체 층(202) 상에 형성된다.
다시 도 1a를 참조하면, 각각의 접점 구조물(228)은 태양 전지(100a)의 이미터 영역과 접촉하는 (본 명세서에서 시드 층으로도 지칭되는) 전도성 층(130)을 포함한다. 일 실시예에서, 전도성 층(130)은 내부에 분산된 알루미늄/규소(Al/Si) 입자 및 불활성 충전제 재료를 갖는 매트릭스 결합제를 포함한다. 하나의 그러한 실시예에서, 전도성 층(130)은 내부에 균열이 거의 내지 전혀 형성되지 않고, 이로써 본질적으로 균열 없는(crack-free) 전도성 층이다. 다른 그러한 실시예에서, 불활성 충전제 재료는 Al/Si 입자들 사이의 공간 내에 분산된다. 다른 그러한 실시예에서, 불활성 충전제 재료는 건식 서브-마이크로미터(sub-micron) 실리카 입자로 구성된다.
일 실시예에서, 시드 층(130)은 대략 100 마이크로미터 초과의 두께를 갖고, 그로부터 제조되는 접점 구조물(228)은 본질적으로 전도성 층(130)만으로 구성되는 태양 전지의 배면 접점이다. 그러나, 다른 실시예에서, 전도성 층(130)은 대략 2 내지 10 마이크로미터의 두께를 갖는다. 그러한 실시예에서, 접점 구조물(228)은 태양 전지의 배면 접점이고, 도 1a에 도시된 바와 같이, 전도성 층(130), 전도성 층(130) 상에 배치되는 니켈(Ni) 층(132), 및 Ni 층(132) 상에 배치되는 구리(Cu) 층(134)으로 구성된다.
제2 예시적인 전지에서, 시드 층이 태양 전지의 기판 내에 형성되는 이미터 영역을 갖는 태양 전지를 위한, 배면 접점과 같은 접점을 제조하기 위해 사용된다. 예를 들어, 도 1b는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른, 기판 내에 형성되는 이미터 영역 상에 형성되는 접점 구조물을 갖는 태양 전지의 일부분의 단면도를 예시한다.
도 1b를 참조하면, 태양 전지(100B)의 일부분이 복수의 n-형 도핑된 확산 영역(diffusion region)(120), 복수의 p-형 도핑된 확산 영역(122) 위에, 그리고 벌크 결정 규소 기판(bulk crystalline silicon substrate)과 같은 기판(100)의 부분 상에 배치되는 패턴화된 유전체 층(124)을 포함한다. 접점 구조물(128)이 유전체 층(124) 내에 배치되는 복수의 접점 개구 내에 배치되고, 복수의 n-형 도핑된 확산 영역(120)에 그리고 복수의 p-형 도핑된 확산 영역(122)에 결합된다. 일 실시예에서, 확산 영역(120, 122)은 각각 n-형 도펀트(dopant) 및 p-형 도펀트를 가진 규소 기판의 도핑 영역에 의해 형성된다. 또한, 복수의 n-형 도핑된 확산 영역(120) 및 복수의 p-형 도핑된 확산 영역(122)은 하나의 실시예에서 태양 전지(100B)를 위한 이미터 영역을 제공할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 접점 구조물(128)은 이미터 영역 상에 배치된다. 일 실시예에서, 접점 구조물(128)은 배면-접점 태양 전지를 위한 배면 접점이고, 도 1b에 도시된 바와 같이, 텍스처화된(texturized) 수광 표면(101) 반대편의 것과 같이, 수광 표면 반대편의 태양 전지의 표면 상에 위치된다. 일 실시예에서, 다시 도 1b를 참조하면, 각각의 접점 구조물(128)은 태양 전지(100B)의 이미터 영역과 접촉하는 시드 층(130)을 포함한다. 시드 층(130)은 도 1a와 관련하여 기술된 시드 층(130)과 유사하거나 동일할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서 시드 층(130)은 접점 구조물로서 사용되고, 한편 다른 실시예들에서 Ni 및 Cu와 같은 추가 금속 층(132, 134)이 접점(128) 내에 포함된다(후자가 도 1b에 도시됨).
소정의 재료가 도 1a 및 도 1b를 참조하여 구체적으로 전술되지만, 일부 재료가 본 개시 내용의 실시예의 사상 및 범주 내에 있는 다른 그러한 실시예에서 다른 재료로 용이하게 대체될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, III-V족 재료의 기판과 같은 상이한 재료의 기판이 규소 기판 대신에 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 은(Ag) 입자 등이 Al 입자에 더하여 시드 페이스트에 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 도금되거나 유사하게 침착되는 코발트(Co) 또는 텅스텐(W)이 전술된 Ni 층 대신에 또는 그에 더하여 사용될 수 있다.
또한, 형성되는 접점은 도 1b에서 기술되었던 바와 같이, 벌크 기판 상에 직접 형성될 필요는 없다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 전술된 것과 같은 접점 구조물은 도 1a에 대해 기술되었던 바와 같은 벌크 기판과 같이 위에(예컨대, 그의 배면 상에) 형성되는 반전도성 영역 상에 형성된다. 예로서, 도 2a 내지 도 2c는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른, 접점 구조물을 갖는 태양 전지를 제조하는 방법에서의 다양한 처리 작업의 단면도를 예시한다.
도 2a를 참조하면, 배면-접점 태양 전지를 위한 접점을 형성하는 방법은 기판(200) 상에 얇은 유전체 층(202)을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 얇은 유전체 층(202)은 이산화규소로 구성되고, 대략 5 내지 50 옹스트롬 범위 내의 두께를 갖는다. 하나의 실시예에서, 얇은 유전체 층(202)은 터널링 산화물 층으로서 기능한다. 일 실시예에서, 기판(200)은 n-형 도핑된 단결정 규소 기판과 같은 벌크 단결정 규소 기판이다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 기판(200)은 전체 태양 전지 기판 상에 배치되는 다결정 규소 층을 포함한다.
도 2a를 다시 참조하면, n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220)과 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222) 사이에 트렌치(216)가 형성된다. 트렌치(216)의 일부분이, 도 2a에 또한 도시된 바와 같이, 텍스처 형성된 특징부(textured feature)(218)를 갖도록 텍스처화될 수 있다. 유전체 층(224)이 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220), 복수의 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222), 및 트렌치(216)에 의해 노출된 기판(200)의 부분 위에 형성된다. 하나의 실시예에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 유전체 층(224)의 하부 표면이 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220), 복수의 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222) 및 기판(200)의 노출된 부분과 공형으로(conformal) 형성되고, 한편 유전체 층(224)의 상부 표면은 실질적으로 평평하다. 특정 실시예에서, 유전체 층(224)은 반사-방지 코팅(anti-reflective coating, ARC) 층이다.
도 2b를 참조하면, 복수의 접점 개구(226)가 유전체 층(224) 내에 형성된다. 복수의 접점 개구(226)는 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220)에 대한 그리고 복수의 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222)에 대한 노출을 제공한다. 하나의 실시예에서, 복수의 접점 개구(226)는 레이저 융제(laser ablation)에 의해 형성된다. 하나의 실시예에서, n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220)에 대한 접점 개구(226)는 도 2b에 도시된 바와 같이, p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222)에 대한 접점 개구와 실질적으로 동일한 높이를 갖는다.
도 2c를 참조하면, 배면-접점 태양 전지를 위한 접점을 형성하는 방법은 복수의 접점 개구(226) 내에, 복수의 n-형 도핑된 폴리실리콘 영역(220)에 그리고 복수의 p-형 도핑된 폴리실리콘 영역(222)에 결합되는 접점 구조물(228)을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 따라서, 일 실시예에서, 접점 구조물(228)이 벌크 N-형 규소 기판(200)의 수광 표면(201) 반대편의 벌크 N-형 규소 기판(200)의 표면 상에 또는 그 위에 형성된다. 특정 실시예에서, 접점 구조물은 도 2c에 도시된 바와 같이, 기판(200)의 표면 위의 영역(222/220) 상에 형성된다.
도 3은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른, 태양 전지를 제조하는 방법에서의 작업을 예시하는 흐름도(300)이다. 일 실시예에서, 흐름도(300)의 작업(302) 및 다시 도 2c를 참조하면, 접점 구조물(228)은 금속 페이스트 층을 먼저 형성함으로써 제조된다. 흐름도(300)의 작업(304)을 참조하면, 금속 페이스트 층은 알루미늄/규소(Al/Si) 입자, 액체 결합제 및 불활성 충전제 재료를 포함하는 혼합물로부터 형성된다. 흐름도(300)의 작업(306)을 참조하면, 예컨대 노(furnace) 내에서 가열함으로써 또는 레이저 어닐링(laser annealing)에 의해 금속 페이스트 층을 소성함으로써, 전도성 층이 금속 페이스트 층으로부터 형성된다. 전도성 층은 금속 페이스트 층의 불활성 충전제 재료를 용융시키지 않고서 형성된다. 이어서, 반도체 영역(220, 222)을 위한 접점 구조물이 형성되고, 접점 구조물은 적어도 전도성 층을 포함한다.
일 실시예에서, 금속 페이스트 층은 혼합물로부터 형성되고, 여기서 액체 결합제는 실록산을 포함하고, 불활성 충전제 재료는 건식 실리카 입자를 포함한다. 다른 실시예에서, 금속 페이스트 층을 형성하는 단계는 내부에 분산된 불활성 충전제 재료 및 Al/Si 입자를 갖는 액체 결합제를 고형화(solidifying)하는 것을 포함한다. 하나의 그러한 실시예에서, 내부에 분산된 불활성 충전제 재료 및 Al/Si 입자를 갖는 액체 결합제를 고형화함에 따라 본질적으로 균열 없는 전도성 층이 형성된다. 하나의 다른 그러한 실시예에서, 방법은 고형화 동안 Al/Si 입자들 사이의 공간 내에 불활성 충전제 재료를 분산시키는 단계를 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 혼합물은 프릿 재료를 추가로 포함하고, 금속 페이스트 층을 형성하는 단계는 프릿 재료를 용융시키는 것을 포함한다. 하나의 그러한 실시예에서, 불활성 충전제 재료는 건식 서브-마이크로미터 실리카 입자로 구성되거나 이를 포함하고, 프릿 재료는 마이크로미터-스케일(micron-scale) 유리 입자로 구성되거나 이를 포함한다. 일 실시예에서, 혼합물 내의 Al/Si 입자는 혼합물의 총 조성물 부피의 대략 25% 내지 75% 범위 내의 부피를 가진다.
소성된 시드 층(예컨대, 생성된 전도성 층)이 접점 구조물을 형성하도록 그 자체로 사용될 수 있고; 그러한 경우에, 전도성 층은 여전히 본 명세서에서 시드 층으로 지칭된다는 것이 이해되어야 한다. 대안적으로, 접점 구조물을 형성하는 단계는 예컨대 도 1a 및 도 1b와 관련하여 기술된 것과 같은 구조물을 형성하도록, 금속 시드 층 상에 니켈(Ni) 층을 도금하고, Ni 층 상에 구리(Cu) 층을 전기도금하는 것을 추가로 포함한다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 접점 구조물을 형성하는 단계는 금속 시드 층 상에 직접 구리(Cu) 층을 전기도금하는 것을 추가로 포함한다.
제2 태양에서, 본 명세서에 기술되는 하나 이상의 실시예는 다공성 페이스트 내로의 수분 침투를 방지하기 위한 접근법에 관한 것이다. 다른 방식으로 시드 층의 전도성을 증가시키도록 의도되는 용액-기반 도금 작업 동안 인쇄된 금속 시드 층의 기공 내에 물이 포집되는 것을 방지하기 위한 다양한 방법이 후술된다. 본 개시 내용의 실시예에 따르면, 후술되는 각각의 방법은 인쇄된 시드 층의 다공률(porosity)이 감소되는 것을 가능하게 하거나, 물이 그의 기공 내에 포집되는 것을 방지하기 위해 다공률이 물 침투에 대해 충분히 불리한 정도로 되는 것을 가능하게 한다. 일부 실시예에서, 물 침투는 인쇄된 시드 층이 그의 융점을 초과하여 어닐링되는 것을 필요로 하지 않고서 완화되거나 방지된다. 이는 통상적인 어닐링 조건이 시드 층이 그 상에 적용된 수용 태양 전지를 손상시키는 온도를 포함할 수 있을 때 특히 중요할 수 있다.
전후 관계를 제공하기 위해, 인쇄된 금속 시드 층은 그들의 낮은 비용, 높은 처리량(throughput) 및 후속 마스킹 및 에칭 작업에 대한 필요성 없이 임의의 원하는 패턴으로 침착되는 능력으로 인해 스퍼터링되는(sputtered) 시드 층에 대해 바람직할 수 있다. 그러나, 시드 층이 전형적으로 규소-기반 태양 전지 내에서 발생되는 큰 전류 밀도를 운반하기에 충분하게 전도성이 아니기 때문에, 이들은 전형적으로 자신의 전도성을 향상시키기 위해 다른 금속, 예컨대 니켈 및 구리로 도금된다. 다공성 시드 층 상에 용액-기반 전기도금을 사용하는 것은 상당한 양의 수분이 포집되게 할 수 있고, 이는 (예컨대, 특히 높은 산성 또는 염기성 화학 물질이 기공 내에 포집될 때) 신뢰성 문제 및 (예컨대, 아래에 수분이 포집된 금속 층 상에 납땜하려 할 때) 접착 문제를 야기할 수 있다. 후속 용액 기반 금속 도금 작업 동안 그러한 인쇄된 금속 필름의 기공 내에 수분이 포집되는 것을 방지하기 위한 몇몇 접근법이 후술된다.
상기 문제를 해결하는, 본 명세서에 기술되는 실시예는 인쇄된 금속 시드 층의 기공 내에 수분이 포집되는 것을 방지하는 것에 관한 것이다. 제1 예시적인 실시예에서, 인쇄된 금속의 내부 표면이 자가-조립 단층(self-assembled monolayer, SAM)을 사용하여 소수성으로 되고, 따라서 후속 도금 공정 동안 수분이 기공으로 유입되는 것이 억제되지만, 여전히 도금 공정을 위한 필름의 상부를 습윤시키는 능력을 제공한다. 하나의 그러한 실시예에서, 전체 금속 시드 표면은 UV 노출에 의해 제거될 수 있는 소수성 알칸티올(alkanethiol)로 코팅된다. 인쇄된 시드 층을 UV 광에 노출시키는 것은 인쇄된 시드 층의 내부 기공 내의 SAM을 온전하게 유지하면서, 외부 SAM이 UV-분해 및 제거되는 것을 허용할 수 있다. 제2 예시적인 실시예에서, 기공-충전 재료가 시드 층 인쇄에 후속하여 침착된다. 하나의 그러한 실시예에서, 기공-충전 재료는 시드 층 내의 기공을 충전하고, 도금 화학 물질에 대해 저항성이고, 수용 기판 또는 웨이퍼에 대한 인쇄된 시드 층의 접착에 기여할 수 있다. 특정한 그러한 실시예에서, 기공-충전 재료는 실록산 또는 스핀-온-글래스(spin-on-glass)와 같은 것이지만, 이에 제한되지 않는다. 인쇄된 시드 층의 상부 상에 도금하는 것을 가능하게 하도록, 필-인(fill-in) 층은 기공이 인쇄된 시드 층의 상부 상의 최소의 오버-코팅(over-coating)으로 충전되는 방식으로 침착되며 그러한 특성을 가진다. 임의의 잔류 오버-코팅된 층은 시드 층의 상부 상으로의 도금을 가능하게 하도록 화학적 또는 물리적 에칭 작업에 의해 제거될 수 있다. 제3 예시적인 실시예에서, 저-융점 금속이 인쇄된 시드 층 내에 포함되고, 따라서 이 층 내의 금속 입자들 중 일부 또는 전부가 고온 어닐링 동안에 용융되어 유동한다. 결과는 최소의 다공률을 가진 비교적 치밀한 필름이다. 제4 예시적인 실시예에서, 감소된 입자 크기가 균일한 두께를 가진 인쇄된 시드 입자를 코팅하는 결합제 재료에 사용된다. 하나의 그러한 실시예에서, 입자 직경 및 그에 따른 입자들 사이의 공간이 대략 입자를 코팅하는 결합제 재료의 두께 정도로 입자 크기를 감소시킴으로써, 인쇄된 시드 층의 전체 부피가 입자에 의해 또는 결합제에 의해 점유된다.
예로서, 도 1a 및 도 1b를 다시 참조하면, 각각의 접점 구조물(228 또는 128)은 각각 태양 전지(100A 또는 100B)의 이미터 영역과 접촉하는 전도성 층(130)(본 명세서에서 시드 층으로도 지칭됨)을 포함한다. 일 실시예에서, 전도성 층(130)은 전도성 층의 소수성 특성을 증가시키기 위한 제제를 포함한다. 하나의 그러한 실시예에서, 제제는 전도성 층의 적어도 일부분에 걸쳐 배치되는 소수성 자가-조립 단층(SAM)이다. 다른 그러한 실시예에서, 제제는 기공-충전 재료이다.
전술된 시드 층(130)은 일 실시예에서 대략 100 마이크로미터 초과의 두께를 가질 수 있고, 그로부터 제조된 접점 구조물(128 또는 228)은 본질적으로 전도성 층(130)으로만 구성된다. 그러나, 다른 실시예에서, 전도성 층(130)은 대략 2 내지 10 마이크로미터의 두께를 갖는다. 그러한 실시예에서, 접점 구조물(128 또는 228)은 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 전도성 층(130), 전도성 층(130) 상에 배치되는 니켈(Ni) 층(132), 및 Ni 층(132) 상에 배치되는 구리(Cu) 층(134)으로 구성된다.
도 4는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른, 태양 전지를 제조하는 방법에서의 작업을 예시하는 흐름도(400)이다. 흐름도(400)의 작업(402) 및 다시 도 2c를 참조하면, 일 실시예에서, 접점 구조물(228)은 금속 페이스트 층을 먼저 형성함으로써 제조된다. 흐름도(400)의 작업(404)을 참조하면, 예컨대 노 내에서 가열함으로써 또는 레이저 어닐링에 의해 금속 페이스트 층을 소성함으로써, 전도성 층이 금속 페이스트 층으로부터 형성된다. 흐름도(400)의 작업(406)을 참조하면, 이어서 전도성 층의 소수성이 수분 침투를 방지하기 위해 증가된다. 흐름도(400)의 작업(408)을 참조하면, 소수성을 증가시킨 것에 후속하여, 반도체 영역(220, 222)을 위한 접점 구조물이 이어서 형성되고, 접점 구조물은 적어도 전도성 층을 포함한다.
일 실시예에서, 접점 구조물을 형성하는 동안 전도성 층 내에 포집되는 수분은 전도성 층의 소수성의 사전 증가에 의해 완화되거나 방지된다. 하나의 그러한 실시예에서, 전도성 층의 소수성을 증가시키는 것은 전도성 층의 적어도 일부분에 걸쳐 소수성 자가-조립 단층(SAM)을 형성함으로써 전도성 층의 친수성을 감소시키는 것을 포함한다. 다른 그러한 실시예에서, 전도성 층의 소수성을 증가시키는 것은 기공-충전 재료를 이용하여 전도성 층의 다공률을 감소시키는 것을 포함한다. 또 다른 그러한 실시예에서, 전도성 층의 소수성을 증가시키는 것은 치밀화(densification)에 의해 전도성 층의 다공률을 감소시키는 것을 포함한다. 특정한 그러한 실시예에서, 치밀화에 의해 전도성 층의 소수성을 증가시키기 위해 용융 재료가 사용된다. 다른 특정한 그러한 실시예에서, 치밀화에 의해 전도성 층의 소수성을 증가시키기 위해 개선된 패킹 기하학적 구조(packing geometry)가 사용된다.
특정 실시예에서, PPSQ(실록산 중합체)가 톨루엔 중에 용해되어 드롭-캐스팅(drop-casting) 및 스핀-코팅(spin-coating)에 의해 인쇄된 시드 층 상으로(그리고 그 내부로) 침착된다. 생성되는 인쇄된 시드 층은 침착된 상태 그대로의 인쇄된 시드 필름보다 상당히 더 치밀하다. 이어서, PPSQ의 오버-코팅이 산성 노출 및 플라즈마 에칭 및/또는 아르곤에 의한 스퍼터링에 의해 제거될 수 있다.
일 실시예에서, 금속 페이스트 층은 알루미늄/규소(Al/Si) 입자 및 액체 결합제를 포함하는 혼합물로부터 형성된다. 일 실시예에서, 금속 페이스트 층은 금속 페이스트 층을 스크린 인쇄(screen printing)함으로써 형성된다. 소성된 시드 층이 접점 구조물을 형성하도록 그 자체로 사용될 수 있고; 그러한 경우에, 전도성 층은 여전히 본 명세서에서 시드 층으로 지칭된다는 것이 이해되어야 한다. 대안적으로, 접점 구조물을 형성하는 단계는 예컨대 도 1a 및 도 1b와 관련하여 기술된 것과 같은 구조물을 형성하도록, 금속 시드 층 상에 니켈(Ni) 층을 도금하고, Ni 층 상에 구리(Cu) 층을 전기도금하는 것을 추가로 포함한다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 접점 구조물을 형성하는 단계는 금속 시드 층 상에 직접 구리(Cu) 층을 전기도금하는 것을 추가로 포함한다.
일반적으로, 실시예들 전반에 사용되는 바와 같이, 형성되는 페이스트 층(예컨대, 인쇄에 의해 형성되는 침착된 페이스트)이 전달의 용이함을 위해 용매를 추가로 포함할 수 있다. 인쇄는 스크린 인쇄 또는 잉크젯 인쇄(ink-jet printing)와 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 기술을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 페이스트는 본 명세서에 기술된 실시예의 사상 및 범주 내에서, 결합제 또는 프릿과 같은 다른 요소를 포함할 수 있다.
따라서, 금속 페이스트로부터 형성되는 태양 전지 접점 구조물 및 금속 페이스트로부터 태양 전지 접점 구조물을 형성하는 방법이 개시되었다.
특정 실시예가 전술되었지만, 단지 단일 실시예가 특정한 특징에 대해 기술되는 경우에도, 이들 실시예는 본 개시 내용의 범주를 제한하도록 의도된 것은 아니다. 개시 내용에 제공된 특징의 예는 달리 명시되지 않는 한 제한적이기보다는 예시적인 것으로 의도된다. 상기 설명은 본 개시 내용의 이점을 갖게 되는 당업자에게 명백할 바와 같이, 그러한 대안, 변경 및 등가물을 포괄하도록 의도된다.
본 개시 내용의 범주는 (명백하게 또는 암시적으로) 본 명세서에 개시된 임의의 특징 또는 특징들의 조합, 또는 그의 임의의 일반화를, 그것이 본 명세서에서 다루어진 문제들 중 임의의 것 또는 전부를 완화하든 그렇지 않든 간에 포함한다. 따라서, 특징들의 임의의 그러한 조합에 대한 새로운 청구항들이 본 출원(또는 그에 대한 우선권을 주장하는 출원)의 심사절차 동안 만들어질 수 있다. 특히, 첨부된 청구항들을 참조하면, 종속 청구항들로부터의 특징이 독립 청구항들의 특징과 조합될 수 있고, 각각의 독립 청구항들로부터의 특징이 단지 첨부된 청구항들에 열거된 특정 조합이 아닌 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
일 실시예에서, 태양 전지를 제조하는 방법이 기판 내에 또는 기판 위에 배치되는 반도체 영역 상에 금속 페이스트 층을 형성하는 단계를 포함하며, 금속 페이스트 층은 알루미늄/규소(Al/Si) 입자, 액체 결합제 및 불활성 충전제 재료를 포함하는 혼합물로부터 형성되고, 반도체 영역은 단결정 또는 다결정 규소를 포함한다. 방법은 또한 금속 페이스트 층으로부터 전도성 층을 형성하는 단계를 포함하고, 형성하는 단계는 금속 페이스트 층의 불활성 충전제 재료를 용융시키지 않고서 수행된다. 방법은 또한 태양 전지의 반도체 영역을 위한 접점 구조물을 형성하는 단계를 포함하고, 접점 구조물은 적어도 전도성 층을 포함한다.
하나의 실시예에서, 금속 페이스트 층은 실록산으로 구성되는 액체 결합제를 포함하는 혼합물로부터 형성되고, 불활성 충전제 재료는 건식 실리카 입자로 구성된다.
하나의 실시예에서, 금속 페이스트 층을 형성하는 단계는 내부에 분산된 불활성 충전제 재료 및 Al/Si 입자를 갖는 액체 결합제를 고형화하는 것을 포함한다.
하나의 실시예에서, 내부에 분산된 불활성 충전제 재료 및 Al/Si 입자를 갖는 액체 결합제를 고형화하는 것은 본질적으로 균열 없는 전도성 층을 형성하는 것을 포함한다.
하나의 실시예에서, 방법은 고형화 동안 Al/Si 입자들 사이의 공간 내에 불활성 충전제 재료를 분산시키는 단계를 추가로 포함한다.
하나의 실시예에서, 금속 페이스트 층은 프릿 재료를 추가로 포함하는 혼합물로부터 형성되고, 금속 페이스트 층을 형성하는 단계는 프릿 재료를 용융시키는 것을 포함한다.
하나의 실시예에서, 금속 페이스트 층은 건식 서브-마이크로미터 실리카 입자로 구성되는 불활성 충전제 재료를 포함하는 혼합물로부터 형성되고, 프릿 재료는 마이크로미터-스케일 유리 입자로 구성된다.
하나의 실시예에서, 금속 페이스트 층은 혼합물의 총 조성물 부피의 대략 25% 내지 75% 범위 내의 부피를 갖는 Al/Si 입자를 포함하는 혼합물로부터 형성된다.
하나의 실시예에서, 반도체 영역 상에 금속 페이스트 층을 형성하는 단계는 금속 페이스트 층을 스크린 인쇄하는 것을 포함한다.
하나의 실시예에서, 접점 구조물을 형성하는 단계는 전도성 층 상에 제1 금속 층을 도금하는 것, 및 제1 금속 층 상에 제2 금속 층을 전기도금하는 것을 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 태양 전지가 기판을 포함한다. 반도체 영역이 기판 내에 또는 기판 위에 배치된다. 접점 구조물이 반도체 영역 상에 배치되고, 반도체 영역과 접촉하는 전도성 층을 포함하며, 전도성 층은 내부에 분산된 알루미늄/규소(Al/Si) 입자 및 불활성 충전제 재료를 갖는 매트릭스 결합제를 포함한다.
하나의 실시예에서, 전도성 층은 본질적으로 균열 없는 전도성 층이다.
하나의 실시예에서, 불활성 충전제 재료는 Al/Si 입자들 사이의 공간 내에 분산된다.
하나의 실시예에서, 불활성 충전제 재료는 건식 서브-마이크로미터 실리카 입자를 포함한다.
하나의 실시예에서, 반도체 영역은 기판 위에 배치되는 이미터 영역의 다결정 규소 층이다.
하나의 실시예에서, 반도체 영역은 기판 내에 배치되는 확산 영역이고, 기판은 단결정 규소 기판이다.
하나의 실시예에서, 접점 구조물은 전도성 층 상에 배치되는 니켈(Ni) 층, 및 Ni 층 상에 배치되는 구리(Cu) 층을 추가로 포함한다.
하나의 실시예에서, 태양 전지는 배면-접점 태양 전지이다.
일 실시예에서, 태양 전지를 제조하는 방법이 기판 내에 또는 기판 위에 배치되는 반도체 영역 상에 금속 페이스트 층을 형성하는 단계를 포함하고, 반도체 영역은 단결정 또는 다결정 규소를 포함한다. 방법은 또한 금속 페이스트 층으로부터 전도성 층을 형성하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 전도성 층의 소수성을 증가시키는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 소수성을 증가시키는 단계에 후속하여, 태양 전지의 반도체 영역을 위한 접점 구조물을 형성하는 단계를 포함하고, 접점 구조물은 적어도 전도성 층을 포함한다.
하나의 실시예에서, 전도성 층의 소수성을 증가시키는 단계는 접점 구조물을 형성하는 동안 전도성 층 내에 수분이 포집되는 것을 방지하기 위한 것이다.
하나의 실시예에서, 전도성 층의 소수성을 증가시키는 단계는 전도성 층의 적어도 일부분에 걸쳐 소수성 자가-조립 단층(SAM)을 형성함으로써 전도성 층의 친수성을 감소시키는 것을 포함한다.
하나의 실시예에서, 전도성 층의 소수성을 증가시키는 단계는 기공-충전 재료를 이용하여 전도성 층의 다공률을 감소시키는 것을 포함한다.
하나의 실시예에서, 전도성 층의 소수성을 증가시키는 단계는 치밀화에 의해 전도성 층의 다공률을 감소시키는 것을 포함한다.
하나의 실시예에서, 치밀화에 의해 전도성 층의 소수성을 증가시키는 것은 용융 재료를 사용하는 것을 포함한다.
하나의 실시예에서, 치밀화에 의해 전도성 층의 소수성을 증가시키는 것은 개선된 패킹 기하학적 구조를 사용하는 것을 포함한다.
하나의 실시예에서, 금속 페이스트 층을 형성하는 단계는 알루미늄/규소(Al/Si) 입자 및 액체 결합제를 포함하는 혼합물로부터 금속 페이스트 층을 형성하는 것을 포함한다.
하나의 실시예에서, 반도체 영역 상에 금속 페이스트 층을 형성하는 단계는 금속 페이스트 층을 스크린 인쇄하는 것을 포함한다.
하나의 실시예에서, 접점 구조물을 형성하는 단계는 전도성 층 상에 제1 금속 층을 도금하는 것, 및 제1 금속 층 상에 제2 금속 층을 전기도금하는 것을 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 태양 전지가 기판을 포함한다. 반도체 영역이 기판 내에 또는 기판 위에 배치된다. 접점 구조물이 반도체 영역 상에 배치되고, 반도체 영역과 접촉하는 전도성 층을 포함하며, 전도성 층은 전도성 층의 소수성 특성을 증가시키기 위한 제제를 포함한다.
하나의 실시예에서, 제제는 전도성 층의 적어도 일부분에 걸쳐 배치되는 소수성 자가-조립 단층(SAM)이다.
하나의 실시예에서, 제제는 기공-충전 재료이다.
하나의 실시예에서, 반도체 영역은 기판 위에 배치되는 이미터 영역의 다결정 규소 층이다.
하나의 실시예에서, 반도체 영역은 기판 내에 배치되는 확산 영역이고, 기판은 단결정 규소 기판이다.
하나의 실시예에서, 접점 구조물은 전도성 층 상에 배치되는 니켈(Ni) 층, 및 Ni 층 상에 배치되는 구리(Cu) 층을 추가로 포함한다.
하나의 실시예에서, 태양 전지는 배면-접점 태양 전지이다.

Claims (20)

  1. 태양 전지(solar cell)를 제조하는 방법으로서,
    기판(substrate) 내에 또는 기판 위에 배치되는 반도체 영역 상에 금속 페이스트(metal paste) 층을 형성하는 단계 - 상기 금속 페이스트 층은 알루미늄/규소(Al/Si) 입자, 액체 결합제(liquid binder) 및 불활성 충전제(inert filler) 재료를 포함하는 혼합물로부터 형성되고, 상기 반도체 영역은 단결정(monocrystalline) 또는 다결정(polycrystalline) 규소를 포함함 -;
    금속 페이스트 층으로부터 전도성 층을 형성하는 단계 - 상기 형성하는 단계는 금속 페이스트 층의 불활성 충전제 재료를 용융시키지 않고서 수행됨 -; 및
    태양 전지의 반도체 영역을 위한 접점 구조물(contact structure)을 형성하는 단계 - 상기 접점 구조물은 적어도 전도성 층을 포함함 - 를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 금속 페이스트 층은 실록산(siloxane)을 포함하는 액체 결합제를 포함하는 혼합물로부터 형성되고, 불활성 충전제 재료는 건식 실리카 입자(fumed silica particle)를 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속 페이스트 층을 형성하는 단계는 내부에 분산된 불활성 충전제 재료 및 Al/Si 입자를 갖는 액체 결합제를 고형화(solidifying)하는 것을 포함하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 내부에 분산된 불활성 충전제 재료 및 Al/Si 입자를 갖는 액체 결합제를 고형화하는 것은 본질적으로 균열 없는(crack-free) 전도성 층을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    고형화 동안, Al/Si 입자들 사이의 공간 내에 불활성 충전제 재료를 분산시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 페이스트 층은 프릿(frit) 재료를 추가로 포함하는 혼합물로부터 형성되고, 금속 페이스트 층을 형성하는 단계는 프릿 재료를 용융시키는 것을 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 금속 페이스트 층은 건식 서브-마이크로미터(sub-micron) 실리카 입자를 포함하는 불활성 충전제 재료를 포함하는 혼합물로부터 형성되고, 프릿 재료는 마이크로미터-스케일(micron-scale) 유리 입자를 포함하는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 페이스트 층은 혼합물의 총 조성물 부피의 대략 25% 내지 75% 범위 내의 부피를 갖는 Al/Si 입자를 포함하는 혼합물로부터 형성되는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 영역 상에 금속 페이스트 층을 형성하는 단계는 금속 페이스트 층을 스크린 인쇄(screen printing)하는 것을 포함하는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 접점 구조물을 형성하는 단계는
    전도성 층 상에 제1 금속 층을 도금하는 것; 및
    제1 금속 층 상에 제2 금속 층을 전기도금하는 것을 추가로 포함하는, 방법.
  11. 태양 전지로서,
    기판;
    기판 내에 또는 기판 위에 배치되는 반도체 영역; 및
    반도체 영역 상에 배치되고, 반도체 영역과 접촉하는 전도성 층을 포함하는 접점 구조물 - 상기 전도성 층은 내부에 분산된 알루미늄/규소(Al/Si) 입자 및 불활성 충전제 재료를 갖는 매트릭스 결합제(matrix binder)를 포함함 - 을 포함하는, 태양 전지.
  12. 제11항에 있어서, 전도성 층은 본질적으로 균열 없는 전도성 층인, 태양 전지.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 불활성 충전제 재료는 Al/Si 입자들 사이의 공간 내에 분산되는, 태양 전지.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 불활성 충전제 재료는 건식 서브-마이크로미터 실리카 입자를 포함하는, 태양 전지.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 영역은 기판 위에 배치되는 이미터 영역(emitter region)의 다결정 규소 층인, 태양 전지.
  16. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 영역은 기판 내에 배치되는 확산 영역(diffusion region)이고, 기판은 단결정 규소 기판인, 태양 전지.
  17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 접점 구조물은
    전도성 층 상에 배치되는 니켈(Ni) 층; 및
    Ni 층 상에 배치되는 구리(Cu) 층을 추가로 포함하는, 태양 전지.
  18. 제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 배면-접점(back-contact) 태양 전지인, 태양 전지.
  19. 배면 접점 태양 전지로서,
    기판;
    기판 내에 또는 기판 위에 배치되는 반도체 영역; 및
    반도체 영역 상에 배치되고, 반도체 영역과 접촉하는 전도성 층을 포함하는 접점 구조물 - 상기 전도성 층은 알루미늄/규소(Al/Si) 입자 및 Al/Si 입자들 사이의 공간 내에 분산된 불활성 충전제 재료를 갖는 매트릭스 결합제를 포함하고, 상기 불활성 충전제 재료는 건식 서브-마이크로미터 실리카 입자를 포함하며, 상기 접점 구조물은 전도성 층 상에 배치되는 제1 금속 층 및 제1 금속 층 상에 배치되는 제2 금속 층을 추가로 포함함 - 을 포함하는, 배면 접점 태양 전지.
  20. 제19항에 있어서, 전도성 층은 본질적으로 균열 없는 전도성 층인, 배면 접점 태양 전지.
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