KR20170117981A - Solar cell - Google Patents

Solar cell Download PDF

Info

Publication number
KR20170117981A
KR20170117981A KR1020170129109A KR20170129109A KR20170117981A KR 20170117981 A KR20170117981 A KR 20170117981A KR 1020170129109 A KR1020170129109 A KR 1020170129109A KR 20170129109 A KR20170129109 A KR 20170129109A KR 20170117981 A KR20170117981 A KR 20170117981A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
electric field
field portion
auxiliary
thickness
Prior art date
Application number
KR1020170129109A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101897168B1 (en
Inventor
지광선
신호정
최정훈
이헌민
Original Assignee
엘지전자 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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020170129109A priority Critical patent/KR101897168B1/en
Publication of KR20170117981A publication Critical patent/KR20170117981A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101897168B1 publication Critical patent/KR101897168B1/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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0376—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including amorphous semiconductors
    • 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
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • 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
    • Y02E10/545—Microcrystalline 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
    • 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

Abstract

본 발명은 태양 전지에 관한 것이다. 이러한 태양 전지의 한 예는 결정질 반도체로 이루어진 기판, 상기 기판의 제1 면 위에 위치하고, 상기 기판의 도전성 타입과 동일한 도전성 타입을 갖는 비결정질 반도체로 이루어진 제1 전계부, 상기 제1 전계부 위에 위치하고 고정 전하에 의해 전하의 이동을 제어하는 보조 전계부, 상기 보조 전계부 위에 위치하는 반사 방지부, 상기 기판의 상기 제1 면의 반대편인 상기 기판의 제2 면 위에 위치하고, 상기 기판의 도전성 타입과 다른 도전성 타입을 갖는 비결정질 반도체로 이루어진 에미터부, 상기 에미터부 위에 위치하는 제1 전극, 그리고 상기 기판의 상기 제2 면 위에 위치하고 상기 기판과 전기적으로 연결되어 있는 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전계부의 두께는 1㎚ 내지 5㎚이다. 이로 인해, 보조 전계부에 의해 그 하부에 위치한 제1 전계부의 두께가 감소하므로, 비결정질 반도체로 이루어진 제1 전계부에서 흡수되는 빛의 양이 감소하여, 태양 전지의 효율이 향상된다.The present invention relates to a solar cell. One example of such a solar cell is a substrate comprising a crystalline semiconductor, a first electrical portion located on the first surface of the substrate and made of an amorphous semiconductor having the same conductivity type as the electrically conductive type of the substrate, An auxiliary electrical part for controlling the movement of the charge by electric charge, an antireflective part located above the auxiliary electric part, and a second conductive part located on the second side of the substrate opposite to the first side of the substrate, An emitter section made of an amorphous semiconductor having a conductive type, a first electrode positioned on the emitter section, and a second electrode positioned on the second surface of the substrate and electrically connected to the substrate, The thickness of the portion is 1 nm to 5 nm. As a result, the thickness of the first electric field portion located below the auxiliary electric field portion is reduced by the auxiliary electric field portion, so that the amount of light absorbed in the first electric field portion made of the amorphous semiconductor is reduced, and the efficiency of the solar cell is improved.

Description

태양 전지{SOLAR CELL}Solar cell {SOLAR CELL}

본 발명은 태양 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다. Recently, as energy resources such as oil and coal are expected to be depleted, interest in alternative energy to replace them is increasing, and solar cells that produce electric energy from solar energy are attracting attention.

일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductivity type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다.Typical solar cells have a semiconductor portion that forms a p-n junction by different conductivity types, such as p-type and n-type, and electrodes connected to semiconductor portions of different conductivity types.

이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체에서 복수의 전자와 복수의 정공이 생성되고, p-n 접합에 의한 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 전자는 n형의 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 p형의 반도체부와 n형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.When light is incident on such a solar cell, a plurality of electrons and a plurality of holes are generated in the semiconductor, and electrons move to the n-type semiconductor portion due to the photovoltaic effect due to the pn junction, . The transferred electrons and holes are collected by the different electrodes connected to the p-type semiconductor portion and the n-type semiconductor portion, respectively, and the electrodes are connected by a wire to obtain electric power.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 태양 전지의 효율을 향상시키기 위한 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to improve the efficiency of a solar cell.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 태양 전지의 제조 시간과 제조 비용을 줄이기 위한 것이다. Another technical problem to be solved by the present invention is to reduce manufacturing time and manufacturing cost of a solar cell.

본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지는 결정질 반도체로 이루어진 기판, 상기 기판의 제1 면 위에 위치하고, 상기 기판의 도전성 타입과 동일한 도전성 타입을 갖는 비결정질 반도체로 이루어진 제1 전계부, 상기 제1 전계부 위에 위치하고 고정 전하에 의해 전하의 이동을 제어하는 보조 전계부, 상기 보조 전계부 위에 위치하는 반사 방지부, 상기 기판의 상기 제1 면의 반대편인 상기 기판의 제2 면 위에 위치하고, 상기 기판의 도전성 타입과 다른 도전성 타입을 갖는 비결정질 반도체로 이루어진 에미터부, 상기 에미터부 위에 위치하는 제1 전극, 그리고 상기 기판의 상기 제2 면 위에 위치하고 상기 기판과 전기적으로 연결되어 있는 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전계부의 두께는 1㎚ 내지 5㎚이다.A solar cell according to one aspect of the present invention includes a substrate made of a crystalline semiconductor, a first electric portion located on the first surface of the substrate and made of an amorphous semiconductor having the same conductivity type as the conductive type of the substrate, An auxiliary electrical part located above the auxiliary electrical part and controlling the movement of charge by the fixed electrical charge, an antireflective part located above the auxiliary electrical part, a second conductive part located on the second side of the substrate opposite to the first side of the substrate, A first electrode located on the emitter portion and a second electrode located on the second surface of the substrate and electrically connected to the substrate, wherein the emitter portion comprises an amorphous semiconductor having a conductivity type different from that of the emitter portion, The thickness of the first electric field portion is 1 nm to 5 nm.

상기 보조 전계부는 상기 기판의 도전성 타입과 반대 극성의 고정 전하를 갖는 것이 좋다. And the auxiliary electric field portion has a fixed electric charge having a polarity opposite to that of the conductive type of the substrate.

상기 기판의 도전성 타입이 n형 일 때, 상기 보조 전계부는 양(+)의 고정 전하를 갖는 것이 바람직하다.When the conductive type of the substrate is n-type, it is preferable that the auxiliary electric field portion has positive electric charge.

상기 보조 전계부는 실리콘 산화물로 이루어질 수 있다.The auxiliary electric field portion may be made of silicon oxide.

상기 보조 전계부는 2㎚ 내지 10㎚의 두께를 가질 수 있다.The auxiliary electric field portion may have a thickness of 2 nm to 10 nm.

상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 기판과 상기 제1 전계부 사이에 위치하고 비결정질 반도체로 이루어진 제1 버퍼부를 더 포함할 수 있다.The solar cell may further include a first buffer unit disposed between the substrate and the first electric field unit and made of an amorphous semiconductor.

상기 제1 전계부의 두께는 1㎚ 내지 5㎚일 수 있다.The thickness of the first electric field part may be 1 nm to 5 nm.

상기 제1 전계부는 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.The first electric field portion may be formed of amorphous silicon.

상기 반사 방지부는 실리콘 질화물로 이루어질 수 있다.The anti-reflection portion may be made of silicon nitride.

상기 반사 방지부는 1.8 내지 2.1의 굴절률을 갖고, 상기 보조 전계부는 1.3 내지 1.5의 굴절률을 가질 수 있다.The anti-reflection portion may have a refractive index of 1.8 to 2.1, and the auxiliary electric field portion may have a refractive index of 1.3 to 1.5.

상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 기판의 상기 제2 면 위에 위치하고, 상기 기판의 도전성 타입과 동일한 도전성 타입을 갖는 비결정질 반도체로 이루어진 제2 전계부를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 전극은 상기 제2 전계부 위에 위치하는 것이 좋다.The solar cell according to the above feature may further include a second electric field portion located on the second surface of the substrate and made of an amorphous semiconductor having the same conductivity type as that of the conductive type of the substrate, It is better to be located on the entire fascia.

상기 특징에 따른 태양 전지는 상기 기판과 상기 에미터부 사이 그리고 상기 기판과 상기 제2 전계부 사이에 위치하고 비결정질 반도체로 이루어진 제2 버퍼부를 더 포함할 수 있다.The solar cell may further include a second buffer unit disposed between the substrate and the emitter and between the substrate and the second electrical unit, the second buffer being made of an amorphous semiconductor.

상기 제2 버퍼부는 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.The second buffer portion may be formed of amorphous silicon.

상기 제2 버퍼부는 1㎚ 내지 5㎚의 두께를 가질 수 있다. The second buffer portion may have a thickness of 1 nm to 5 nm.

이러한 특징에 따른 태양 전지는 고정 전하를 갖는 보조 전계부를 더 구비하므로, 그 하부에 위치한 제1 전계부의 두께가 감소한다. 이로 인해, 비결정질 반도체로 이루어진 제1 전계부에서 흡수되는 빛의 양이 감소하여, 태양 전지의 효율이 향상된다.The solar cell according to this feature further includes an auxiliary electric field portion having a fixed electric charge, so that the thickness of the first electric field portion located below the solar cell decreases. As a result, the amount of light absorbed in the first electric field portion made of amorphous semiconductor is reduced, and the efficiency of the solar cell is improved.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지의 일부 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 태양 전지를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3는 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지와 비교예에 따른 태양 전지의 빛 투과율을 각각 도시한 그래프이다.1 is a partial perspective view of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the solar cell shown in FIG. 1 taken along line II-II.
3 is a graph showing a light transmittance of a solar cell according to an embodiment of the present invention and a solar cell according to a comparative example.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 "전체적"으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. When a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the case directly above another portion but also the case where there is another portion in between. Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle. Further, when a certain portion is formed as "whole" on another portion, it means not only that it is formed on the entire surface of the other portion but also that it is not formed on the edge portion.

먼저, 도 1 및 도 2를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 상세하게 설명한다.First, a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지(11)는 기판(110), 빛이 입사되는 기판(110)의 면인 입사면[이하, '전면(front surface)'라 함] 위에 위치하는 전면 버퍼부(front buffer region)(191), 전면 버퍼부(191) 위에 위치한 전면 전계부(front surface field region, FSF)(171), 전면 전계부(171) 위에 위치하는 보조 전계부(181), 보조 전계부(181) 위에 위치하는 반사 방지부(130), 기판(110)의 전면의 반대편에 위치하는 기판(110)의 후면에 위치한 후면 버퍼부(back buffer region)(192), 후면 버퍼부(192) 위에 위치하는 복수의 에미터부(emitter region)(121), 후면 버퍼부(192) 위에 위치하는 복수의 후면 전계부(back surface field portion, BSF)(172), 복수의 에미터부(121)과 복수의 후면 전계부(172) 위에 각각 위치하는 복수의 제1 및 제2 보조 전극(161, 162), 그리고 복수의 제1 및 제2 보조 전극(161, 162) 위에 각각 위치하는 복수의 제1 및 제2 전극(151, 152)을 구비한다.1 and 2, a solar cell 11 according to an embodiment of the present invention includes a substrate 110, an incident surface (hereinafter referred to as a front surface) that is a surface of the substrate 110 on which light is incident, A front buffer region 191 located on the front buffer unit 191, a front surface field region 171 located on the front buffer unit 191, An antireflective portion 130 located on the auxiliary electric field portion 181 and a back buffer region 130 located on the rear side of the substrate 110 opposite to the front surface of the substrate 110. [ A plurality of emitter regions 121 located on the back buffer 192 and a plurality of back surface field portions BSF 172 located on the back buffer 192. The emitter regions 121, A plurality of first and second auxiliary electrodes 161 and 162 respectively disposed on the plurality of emitter sections 121 and the plurality of rear electric sections 172 and a plurality of first and second auxiliary electric elements 161 and 162, And a plurality of first and second electrodes 151 and 152 respectively disposed on the poles 161 and 162.

일반적으로 기판(110)의 후면을 통해 빛은 입사되지 않지만, 경우에 따라 기판(110)의 후면으로 빛이 입사될 수 있다. 이 경우, 기판(110)의 후면을 통해 입사되는 빛의 양은 기판(110)의 전면을 통해 입사되는 빛의 양보다 훨씬 적다. Generally, light is not incident on the rear surface of the substrate 110, but light may be incident on the rear surface of the substrate 110 as the case may be. In this case, the amount of light incident through the rear surface of the substrate 110 is much smaller than the amount of light incident through the front surface of the substrate 110.

기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 n형 도전성 타입의 실리콘(silicon)과 같은 반도체로 이루어진 반도체 기판이다. 이때, 반도체는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘과 같은 결정질 반도체이다.The substrate 110 is a semiconductor substrate of a first conductivity type, for example, a semiconductor such as silicon of n-type conductivity type. At this time, the semiconductor is a crystalline semiconductor such as monocrystalline silicon or polycrystalline silicon.

기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 기판(110)에 도핑(doping)된다.  Impurities of pentavalent elements such as phosphorus (P), arsenic (As), and antimony (Sb) are doped to the substrate 110 when the substrate 110 has an n-type conductivity type.

이러한 기판(110)은 전면에 요철면인 텍스처링 표면을 갖는다. 편의상 도 1에서, 기판(110)의 가장자리 부분만 요철면으로 도시하여 그 위에 위치하는 전면 버퍼부(191), 전면 전계부(171), 보조 전계부(181) 및 반사 방지부(130) 역시 그 가장자리 부분만 요철면으로 도시한다. 하지만, 실질적으로 기판(110)의 전면 전체가 요철면을 갖고 있으며, 이로 인해 기판(110)의 전면 위에 위치한 전면 버퍼부(191), 전면 전계부(171), 보조 전계부(181) 및 반사 방지부(130)의 표면 전체가 요철면을 갖는다. Such a substrate 110 has a textured surface which is an uneven surface on the front surface. The front buffer unit 191, the front electric field unit 171, the auxiliary electric field unit 181, and the anti-reflection unit 130, which are positioned on the edge of the substrate 110, Only the edge portion thereof is shown as an uneven surface. The front surface buffer portion 191, the front electric portion 171, the auxiliary electric field portion 181, and the reflection portion 182, which are located on the front surface of the substrate 110, The entire surface of the preventing portion 130 has an uneven surface.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 예의 태양 전지(11)에서, 기판(110)의 후면은 텍스처링 표면 대신 평탄면을 갖는다. 이로 인해, 기판(110)의 후면에 위치하는 구성요소들이 보다 균일하고 안정적으로 기판(110)의 후면과 밀착하게 형성되어, 기판(110)과 기판(110)의 후면 위에 위치하는 구성요소들간의 접촉 저항이 감소된다. 하지만, 이와는 달리, 기판(110)의 후면도 전면과 같이 요철면인 텍스처링 표면을 가질 수 있다.As shown in Figs. 1 and 2, in the solar cell 11 of this example, the back surface of the substrate 110 has a flat surface instead of the textured surface. The components located on the rear surface of the substrate 110 are more uniformly and stably formed in close contact with the rear surface of the substrate 110 so that the distance between the substrate 110 and the components located on the rear surface of the substrate 110 The contact resistance is reduced. Alternatively, however, the back surface of the substrate 110 may also have a textured surface, such as a front surface, that is an uneven surface.

기판(110)의 전면 위에 위치한 전면 버퍼부(191)는 비결정질의 반도체로 이루어져 있다. 이때, 전면 버퍼부(191)는 기판(110)의 전면에 전체적으로 위치하거나 기판(110) 전면의 가장 자리 부분을 제외한 기판(110)의 전면에 위치할 수 있다.The front buffer unit 191 located on the front surface of the substrate 110 is made of an amorphous semiconductor. At this time, the front buffer unit 191 may be located entirely on the front surface of the substrate 110 or may be positioned on the front surface of the substrate 110 except for the edge of the front surface of the substrate 110.

본 실시예에서, 전면 버퍼부(191)는 수소화된 진성 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon, i-a-Si:H)으로 이루어진다. In this embodiment, the front buffer unit 191 is made of hydrogenated intrinsic amorphous silicon (i-a-Si: H).

전면 버퍼부(191)는 전면 버퍼부(191)에 함유된 수소(H)를 이용하여 기판(110)의 표면 및 그 근처에 주로 존재하는 댕글링 결합(dangling bond)과 같은 결함(defect)을 안정한 결합으로 바꾸어, 기판(110)의 표면 쪽으로 이동한 전하가 결함에 의해 소멸되는 것을 감소시키는 패시베이션 기능(passivation function)을 수행한다. 본 실시예의 경우, 기판(110)의 n형 또는 p형과 같은 도전성을 갖는 불순물에 의한 전하 손실 등으로 인해, 기판(110), 특히 기판(110)의 표면 및 그 근처에는 많은 결함이 존재한다.The front buffer unit 191 uses a hydrogen (H) contained in the front buffer unit 191 to remove a defect such as a dangling bond mainly present on the surface of the substrate 110 and its vicinity A stable passivation function is performed to reduce the electric charges that have migrated toward the surface of the substrate 110 due to defects. In the case of this embodiment, there are many defects on the surface of the substrate 110, particularly on the surface of the substrate 110 and in the vicinity thereof, due to charge loss caused by conductive impurities such as n-type or p-type of the substrate 110 .

따라서 결함이 많이 존재하는 기판(110)의 전면에 전면 버퍼부(191)가 바로 위치하므로, 결함에 의해 기판(110)의 표면 및 그 근처에서 손실되는 전하의 양이 감소된다.Accordingly, since the front buffer unit 191 is directly located on the front surface of the substrate 110 having many defects, the amount of charges lost on the surface of and near the substrate 110 due to the defect is reduced.

이러한 전면 버퍼부(191)는 약 1㎚ 내지 5㎚의 두께를 가질 수 있다.The front buffer unit 191 may have a thickness of about 1 nm to 5 nm.

전면 버퍼부(191)의 두께가 약 1nm 이상이면 기판(110) 전면에 전면 버퍼부(191)가 균일하게 도포되므로 패시베이션 기능을 양호하게 수행할 수 있으며, 전면 버퍼부(191)의 두께가 약 5nm 이하이면 전면 버퍼부(191) 내에서 흡수되는 빛의 양을 좀더 감소시켜 기판(110) 내로 입사되는 빛의 양을 증가시킨다. 이러한 전면 버퍼부(191)는 필요에 따라 생략 가능하다.If the thickness of the front buffer unit 191 is about 1 nm or more, the front buffer unit 191 is uniformly coated on the entire surface of the substrate 110, so that the passivation function can be satisfactorily performed. If the thickness is 5 nm or less, the amount of light absorbed in the front buffer unit 191 is further reduced to increase the amount of light incident into the substrate 110. The front buffer unit 191 may be omitted if necessary.

전면 버퍼부(191) 위에 위치한 전면 전계부(171)는 비정질 실리콘으로 이루어지고, 기판(110)과 동일한 도전성 타입(예, n형)의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 함유된 불순물부이다. 따라서 전면 전계부(171)는 비결정질 반도체인 비정질 실리콘으로 이루어져 있으므로 기판(110)과 이종 접합(hetero junction)을 형성한다.The front electric field portion 171 located on the front buffer portion 191 is an impurity portion made of amorphous silicon and containing an impurity of the same conductivity type (for example, n-type) as that of the substrate 110 at a higher concentration than the substrate 110 . Therefore, the front electric field portion 171 is formed of amorphous silicon, which is an amorphous semiconductor, and thus forms a hetero junction with the substrate 110.

전면 전계부(171)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 전면 전계부(171)에는 5가 원소의 불순물이 도핑될 수 있다.When the front electric field portion 171 has the n-type conductivity type, the impurity of the pentavalent element may be doped in the front electric field portion 171. [

이러한 전면 전계부(171)와 기판(110)과의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되고, 이 전위 장벽에 의해 기판(110)의 전면 쪽으로의 정공 이동을 방해하는 전면 전계 기능을 수행한다. 따라서, 전면 전계부(171)에 의해 기판(110)의 전면 쪽으로 이동하는 정공이 전위 장벽에 의해 기판(110)의 후면 쪽으로 되돌아가게 되는 전면 전계 효과가 얻어지고, 이로 인해, 기판(110)의 후면을 통해 외부 장치로 출력되는 정공의 출력량이 증가하게 되고 기판(110)의 전면에서 재결합이나 결함에 의해 손실되는 전하의 양이 감소한다. A potential barrier is formed due to the difference in impurity concentration between the front electric field portion 171 and the substrate 110 and a front electric field function is performed to prevent the hole movement toward the front side of the substrate 110 by the potential barrier. Therefore, a front field effect is obtained in which the holes moving toward the front side of the substrate 110 by the front electric field portion 171 are returned to the rear side of the substrate 110 by the potential barrier, The output amount of the holes output to the external device through the rear surface increases and the amount of charges lost due to recombination or defects at the front surface of the substrate 110 decreases.

또한, 전면 전계부(171)와 기판(110)과의 이종 접합에 의한 에너지 밴드갭 차이, 즉, 결정질 실리콘과 비결정질 실리콘간의 에너지 밴드갭(energy band gap)로 인해 내부 전위차((built-in potential difference)가 증가하여, 태양 전지(11)의 개방 전압(Voc)이 증가하여, 태양 전지(11)의 필 팩터(fill factor)가 향상된다.In addition, due to the energy band gap difference due to the heterojunction between the front electric field portion 171 and the substrate 110, that is, the energy band gap between the crystalline silicon and the amorphous silicon, the open voltage Voc of the solar cell 11 increases and the fill factor of the solar cell 11 improves.

이러한 전면 전계부(171)는 전면 전계 기능뿐만 아니라 전면 버퍼부(191)와 함께 패시베이션 기능을 수행한다. 즉, 이미 기술한 것처럼, 전면 버퍼부(191)의 두께가 매우 얇기 때문에, 전면 버퍼부(191)만으로 안정적인 패시베이션 기능을 수행할 수 없다.The front electric field portion 171 performs a passivation function together with the front buffer portion 191 as well as the front electric field function. That is, as described above, since the thickness of the front buffer unit 191 is very thin, a stable passivation function can not be performed by only the front buffer unit 191. [

따라서, 전면 버퍼부(191)처럼, 전면 전계부(171) 역시 전면 전계부(171)에 함유된 수소(H)를 이용하여 패시베이션 기능을 수행한다. 이로 인해, 전면 버퍼부(191)와 전면 전계부(171)에 의한 패시베이션 기능에 의해 전하의 손실량은 더욱 감소한다. 이러한 전면 전계부(171)는 필요에 따라 생략 가능하다.Thus, as in the front buffer unit 191, the front electric field unit 171 also performs the passivation function using the hydrogen (H) contained in the front electric field unit 171. As a result, the amount of charge loss is further reduced by the passivation function by the front buffer unit 191 and the front electric field unit 171. The front electric field portion 171 may be omitted as needed.

본 예에서, 전면 전계부(171)는 1㎚ 내지 5㎚의 두께를 갖고 약 1.3 내지 1.5의 굴절률을 갖는다.In this example, the front electric field 171 has a thickness of 1 nm to 5 nm and a refractive index of about 1.3 to 1.5.

다음, 전면 전계부(171) 위에 위치한 보조 전계부(181)는 실리콘 산화물(SiOx)로 이루어져 있다.Next, the auxiliary electric field portion 181 located on the front electric field portion 171 is made of silicon oxide (SiOx).

이러한 보조 전계부(181)는 기판(110)의 극성(예, n형)과 반대 극성의 고정 전하를 갖는다. 따라서, 보조 전계부(181)는 양(+)의 고정 전하(fixed charge)의 특성을 갖고 있다. This auxiliary electrical section 181 has a fixed charge of opposite polarity to the polarity of the substrate 110 (e.g., n-type). Thus, the auxiliary electrical section 181 has the property of a positive fixed charge.

이로 인해, n형의 기판(110)에서 소수 캐리어로 작용하는 정공은 보조 전계부(181)와 동일한 극성을 갖고 있으므로, 보조 전계부(181)의 극성에 의해 보조 전계부(181)가 위치한 곳의 반대쪽, 즉, 정공이 출력되는 복수의 에미터부(121)가 위치한 기판(110)의 후면 쪽으로 밀려나게 된다. As a result, the holes serving as minority carriers in the n-type substrate 110 have the same polarity as the auxiliary electric field portion 181, so that the polarity of the auxiliary electric field portion 181 allows the auxiliary electric field portion 181 That is, the rear surface of the substrate 110 on which the plurality of emitter sections 121 for emitting holes are located.

따라서, 보조 전계부(181)에 의해, 기판(110)의 전면 쪽으로 이동하는 정공의 양이 감소하여 기판(110)의 전면에서 결함에 의해 손실되거나 재결합에 의해 손실되는 정공의 양이 감소하며, 또한, 정공을 수집하는 복수의 에미터부(121)가 위치한 기판(110)의 후면 쪽으로 이동하는 정공의 양이 증가한다. Therefore, the amount of holes moving toward the front surface of the substrate 110 is reduced by the auxiliary electric field portion 181, the amount of holes lost due to defects or lost by recombination on the entire surface of the substrate 110 is reduced, Also, the amount of holes moving toward the rear surface of the substrate 110 on which the plurality of emitter portions 121 for collecting holes are located increases.

이와 같은 보조 전계부(181)의 고정 전하에 의해 원하는 전하, 예를 들어, 정공의 기판(110) 전면으로의 이동을 방해하여, 정공을 수집하고 출력하는 에미터부(121)와 제1 전극(151)이 위치하는 기판(110)의 후면으로 이동하는 정공의 양을 증가시키므로, 보조 전계부(181) 역시 패시베이션 기능을 수행한다.The emitter section 121 for collecting and outputting holes to prevent a desired charge, for example, a hole from moving to the front surface of the substrate 110 by the fixed electric charge of the auxiliary electric section 181, 151 increase the amount of holes moving to the rear surface of the substrate 110, the auxiliary electric field portion 181 also performs a passivation function.

이러한 보조 전계부(181)의 패시베이션 기능에 의해, 기판(110)의 전면에서 얻어지는 패시베이션 효과는 향상된다.By the passivation function of the auxiliary electric section 181, the passivation effect obtained at the front surface of the substrate 110 is improved.

또한, 보조 전계부(181)에 의해, 그 하부에 위치한 전면 전계부(171)의 두께가 크게 감소한다.Further, the thickness of the front electric field portion 171 located under the auxiliary electric field portion 181 is greatly reduced.

이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 보조 전계부(181)가 위치하지 않는 비교예의 태양 전지의 경우 전면 전계부의 두께를 이용하여 기판에서 기판의 전면 쪽으로 이동하는 전하(예, 정공)의 이동을 방해한다. 즉, 전면 버퍼부의 두께가 이미 기술한 것처럼, 1㎚ 내지 5㎚로 매우 얇기 때문에, 기판에서 기판의 전면 쪽으로 이동한 정공은 전면 버퍼부를 통과해 전면 전계부로 이동한다. 이때, 전면 전계부의 두께가 너무 얇으면 전면 전계부로 이동한 정공은 다시 전면 전계부를 통과해 그 위에 위치한 반사 방지부까지 이동하게 된다. 일반적으로 기판의 표면과 같이 전면 전계부, 전면 버퍼부 및 반사 방지부의 표면에도 결함이 많이 발생한다. 따라서, 전하가 전면 전계부에서부터 반사 방지부 쪽으로 이동함에 따라 손실되는 전하의 양은 크게 증가하게 된다. This will be described in more detail as follows. In the solar cell of the comparative example in which the auxiliary electric field portion 181 is not located, the thickness of the front electric field portion is used to prevent the movement of electric charges (e.g., holes) moving from the substrate to the front surface of the substrate. That is, since the thickness of the front buffer portion is very thin as 1 nm to 5 nm as described above, holes moved to the front side of the substrate from the substrate pass through the front buffer portion and move to the front electric field portion. At this time, if the thickness of the front electric field portion is too thin, the holes moved to the front electric field portion again pass through the front electric field portion and move to the antireflection portion located thereon. Generally, the surface of the front electric field portion, the front buffer portion, and the surface of the reflection preventing portion have many defects as well as the surface of the substrate. Accordingly, as the charge moves from the front electric field portion to the antireflection portion, the amount of electric charge lost is greatly increased.

이러한 이유로 인해, 보조 전계부(181)를 구비하지 않는 비교예의 경우, 전면 버퍼부 위에 위치한 전면 전계부의 두께는 약 10㎚ 이상의 값을 가져야 하고, 이러한 전면 전계부의 두께로 인해, 전면 전계부를 통과하는 전하(예, 정공)의 양을 감소시킨다.For this reason, in the comparative example in which the auxiliary electric field portion 181 is not provided, the thickness of the front electric field portion located on the front buffer portion should be about 10 nm or more. Due to the thickness of the front electric field portion, Reduce the amount of charge (eg, holes).

하지만 본 실시예의 경우, 이미 설명한 것처럼, 전면 버퍼부(191)와 전면 전계부(171)뿐만 아니라 보조 전계부(181)에 의해 패시베이션 기능이 행해져, 기판(110)의 전면 쪽으로 이동하는 정공이 기판(110)의 후면 쪽으로 되돌아간다.However, in the present embodiment, as described above, the passivation function is performed by not only the front buffer unit 191 and the front electric field unit 171 but also the auxiliary electric field unit 181, And returns to the rear side of the housing 110.

이로 인해, 정공이 전면 전계부(171)를 통과하여 보조 전계부(181) 쪽으로 이동하더라고, 이 정공은 보조 전계부(181)의 양(+)의 고정 전하에 의해 기판(110)의 후면 쪽으로 밀리게 된다. This causes the holes to move toward the back side of the substrate 110 by the fixed positive charge of the auxiliary electric field portion 181 while the holes move to the auxiliary electric field portion 181 through the front electric field portion 171 Lt; / RTI >

따라서, 정공이 전면 전계부(171)를 통과해도 기판(110)의 전면으로 이동하는 정공의 양은 증가하지 않으므로 전면 전계부(171)의 두께는 비교예의 경우보다 얇아도 된다. 이러한 이유로, 이미 설명한 것처럼 전면 전계부(171)의 두께는 1㎚ 내지 5㎚로서, 비교예의 전면 전계부(171)보다 큰 폭으로 두께가 감소한다.Therefore, even if the holes pass through the front electric field portion 171, the amount of the holes moving to the front surface of the substrate 110 does not increase, so that the thickness of the front electric field portion 171 may be thinner than that of the comparative example. For this reason, as described above, the thickness of the front electric field portion 171 is 1 nm to 5 nm, which is larger in width than the front electric field portion 171 of the comparative example.

또한, 정공이 전면 전계부(171)를 비록 통과하더라고 그 위에 절연성을 갖고 정공의 통과가 어려운 두께를 갖고 있는 보조 전계부(181)가 위치하므로, 정공은 보조 전계부(181)를 통과하지 못한다. 본 실시예의 경우, 보조 전계부(181)의 두께는 전면 전계부(171)의 두께보다 두꺼울 수 있고, 예를 들어, 보조 전계부(181)는 2㎚ 내지 10㎚의 두께를 가질 수 있다. Further, even though the holes pass through the front electric field portion 171, since the auxiliary electric field portion 181 having insulating property and having a thickness difficult to pass holes is located thereon, the holes can not pass through the auxiliary electric field portion 181 . In the case of this embodiment, the thickness of the auxiliary electrical section 181 may be greater than the thickness of the front electrical section 171, for example, the auxiliary electrical section 181 may have a thickness of 2 nm to 10 nm.

보조 전계부(181)의 두께가 2㎚ 이상일 경우, 전면 전계부(171) 위에 좀더 균일하게 도포되어, 보조 전계부(181)의 균일도가 향상되고, 보조 전계부(181)의 두께가 10㎚ 이하일 경우, 기판(110)으로 입사되는 빛의 투과도에 악영향을 미치지 않고 또한 불필요한 막 증가로 인한 태양 전지(11)의 제조 비용 증가와 제조 시간 증가를 방지한다.The uniformity of the auxiliary electric section 181 is improved and the thickness of the auxiliary electric section 181 is set to 10 nm or more so that the thickness of the auxiliary electric section 181 , The transmittance of the light incident on the substrate 110 is not adversely affected and an increase in manufacturing cost and an increase in manufacturing time of the solar cell 11 due to an unnecessary film increase can be prevented.

이와 같이, 보조 전계부(181)의 존재로 인해 비정질 실리콘으로 이루어진 전면 전계부(171)의 두께가 크게 감소하므로, 전면 전계부(171)에서 흡수되는 빛의 양이 크게 줄어든다. 즉, 비정질 실리콘 내에 흡수되는 빛의 흡수율은 두께에 지수 함수적으로 증가하기 때문에, 비정질 실리콘의 에너지 밴드갭(약 1.7eV 내지 1.8eV)에 의해 정해진 빛의 파장대에 해당하는 빛이 전면 전계부(171)에서 흡수되는 양은 전면 전계부(171)의 두께 감소로 인해 크게 줄어든다. 이로 인해, 기판(110)으로 입사되는 빛의 양이 증가하여 태양 전지(11)의 효율이 향상된다.As described above, since the thickness of the front electric field portion 171 made of amorphous silicon is greatly reduced due to the presence of the auxiliary electric field portion 181, the amount of light absorbed in the front electric field portion 171 is greatly reduced. That is, since the absorption rate of light absorbed in the amorphous silicon increases exponentially with respect to the thickness, light corresponding to the wavelength band of light determined by the energy band gap (about 1.7 eV to 1.8 eV) of the amorphous silicon is emitted from the front electric field portion 171 is greatly reduced due to the reduction in the thickness of the front electric field portion 171. [ Accordingly, the amount of light incident on the substrate 110 increases, and the efficiency of the solar cell 11 is improved.

전면 전계부(171)의 두께가 1nm 이상이면 전면 버퍼부(191) 위에 전면 전계부(171)가 좀더 균일하게 도포되고, 전면 전계부(171)의 두께가 5nm 이하이면 전면 버퍼부(191) 내에서 흡수되는 빛의 양을 좀더 감소시킨다.If the thickness of the front electric part 171 is 1 nm or more, the front electric part 171 is coated more uniformly on the front buffer part 191 and if the thickness of the front electric part 171 is 5 nm or less, Thereby reducing the amount of light absorbed in the light.

다음, 텍스처링 표면을 갖는 보조 전계부(181) 위에 위치하는 반사 방지부(130)는 태양 전지(11)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양 전지(11)의 효율을 높인다. 이러한 반사 방지부(130)는 투명한 물질로 이루어져 있고, 예를 들어, 수소화된 실리콘 질화물(SiNx:H)로 이루어지고, 약 70㎚ 내지 약 80㎚의 두께를 가지며, 약 1.8 내지 2.1의 굴절률을 가질 수 있다.Next, the antireflective portion 130 positioned on the auxiliary electric field portion 181 having the textured surface reduces the reflectivity of the light incident on the solar cell 11 and increases the selectivity of the specific wavelength region, Increase efficiency. The antireflective portion 130 is made of a transparent material and is made of, for example, hydrogenated silicon nitride (SiNx: H), has a thickness of about 70 nm to about 80 nm, has a refractive index of about 1.8 to 2.1 Lt; / RTI >

반사 방지부(130)의 굴절률이 1.8 내지 2.1일 때, 빛의 반사도가 좀더 양호하게 감소한다. When the refractive index of the antireflection portion 130 is 1.8 to 2.1, the reflectivity of light is further reduced.

본 실시예의 경우, 공기(굴절률: 1)에 인접한 반사 방지부(130)의 굴절률이 기판(110)(굴절률: 약 3.8)에 인접한 보조 전계부(181)의 굴절률보다 큰 값을 갖고 있지만, 이미 설명한 것처럼, 감소한 전면 전계부(171)의 두께로 인해 전면 전계부(171)에서 흡수되는 빛의 양이 감소하므로, 반사 방지부(130)를 투과하여 기판(110)으로 입사되는 빛의 양은 크게 향상된다.The refractive index of the antireflection portion 130 adjacent to the air (refractive index: 1) is larger than the refractive index of the auxiliary electric portion 181 adjacent to the substrate 110 (refractive index: about 3.8) The amount of light absorbed by the front electric field portion 171 is reduced due to the reduced thickness of the front electric field portion 171 so that the amount of light incident on the substrate 110 through the anti- .

도 3에 본 실시예에 따라 기판 위에 전면 버퍼부(191), 전면 전계부(171), 보조 전계부(181) 및 반사 방지부(130)를 순차적으로 적층한 후 기판으로 입사한 빛의 투과도와 비교예에 따라 기판 위에 전면 버퍼부(191), 전면 전계부(171) 및 반사 방지부(130)를 순차적으로 적층한 후 기판으로 입사한 빛의 투과도를 측정한 그래프를 도시한다. 이때, 기판을 투과한 빛의 양을 측정하기 위해 기판은 유리 기판을 사용하였고, 이로 인해, 도 3에 도시한 빛의 투과도는 반사 방지부 쪽에서 기판 쪽으로 빛을 조사한 후 유리 기판을 투과한 빛을 이용하여 산출된 값이다. 3, the front buffer unit 191, the front electric field unit 171, the auxiliary electric field unit 181, and the antireflective unit 130 are sequentially stacked on the substrate according to the present embodiment, and then the transmittance The front buffer unit 191, the front electric field unit 171, and the anti-reflection unit 130 are sequentially stacked on the substrate according to the comparative example, and the transmittance of light incident on the substrate is measured. In this case, in order to measure the amount of light transmitted through the substrate, a glass substrate is used as the substrate. Thus, the light transmittance shown in FIG. 3 is obtained by irradiating light toward the substrate from the anti- .

도 3에서, 그래프 "A"는 본 실시예에 따라 보조 전계부(181)가 존재한 경우 측정한 빛의 투과도이고, 그래프 "B"는 비교예에 따른 보조 전계부(181)가 존재하지 않을 경우 측정한 빛의 투과도이다. 도 3에서, 본 실시예의 경우, 빛의 투과도가 비교예의 경우보다 전체 파장대(예, 약 200㎚ 내지 1200㎚)에서 증가함을 알 수 있었다.3, the graph "A" is the transmittance of light measured when the auxiliary electrical section 181 is present according to the present embodiment, and the graph "B" indicates that the auxiliary electrical section 181 according to the comparative example does not exist Is the transmittance of the measured light. In FIG. 3, it can be seen that the transmittance of light increases in the entire wavelength range (for example, about 200 nm to 1200 nm) as compared with the comparative example.

이러한 빛의 투과율 증가는 보조 전계부(181)의 존재로 인해, 전면 전계부(171)의 두께가 크게 감소함에 따라 전면 전계부(171)에서 흡수되는 빛의 양이 크게 감소한 것에 의한 것이라 할 수 있다. The increase in the transmittance of light can be attributed to the fact that the amount of light absorbed by the front electric field portion 171 is greatly reduced as the thickness of the front electric field portion 171 is greatly reduced due to the presence of the auxiliary electric field portion 181 have.

기판(110)의 후면에 위치한 후면 버퍼부(192)는 기판의 후면 전체에 위치하고, 전면 버퍼부(191)와 동일한 물질로 이루어져 있다. 따라서, 후면 버퍼부(192)는 진성 비정질 실리콘으로 이루어지고, 전면 버퍼부(191)와 동일한 두께를 갖는다. 따라서 후면 버퍼부(192) 역시 1㎚ 내지 5㎚의 두께를 갖는다. 이러한 후면 버퍼부(192) 또한 생략 가능하다. The rear buffer unit 192 located on the rear surface of the substrate 110 is located on the entire rear surface of the substrate and is made of the same material as the front buffer unit 191. Therefore, the back buffer unit 192 is made of intrinsic amorphous silicon and has the same thickness as the front buffer unit 191. Therefore, the back buffer unit 192 also has a thickness of 1 nm to 5 nm. The rear buffer unit 192 may also be omitted.

이미 설명한 것처럼, 후면 버퍼부(192)의 두께가 약 1nm 이상이면 기판(110) 후면에 후면 버퍼부(192)가 좀더 균일하게 도포되고, 후면 버퍼부(192)의 두께가 약 5nm 이하이면 기판(110)을 통과한 빛이 후면 버퍼부(192) 내에서 흡수되는 양이 좀더 감소하여 기판(110) 내로 재입사되는 빛의 양을 좀더 증가시킬 수 있다. As described above, if the thickness of the back buffer unit 192 is about 1 nm or more, the back buffer unit 192 is more uniformly coated on the back surface of the substrate 110. If the thickness of the back buffer unit 192 is about 5 nm or less, The amount of light absorbed in the rear buffer unit 192 may be further reduced and the amount of light re-incident into the substrate 110 may be further increased.

이러한 후면 버퍼부(192)는 전면 버퍼부(191)와 동일하게 패시베이션 기능을 수행하여, 기판(110)의 후면으로 이동한 전하가 결함에 의해 소멸되는 것을 감소한다. The rear buffer unit 192 performs a passivation function in the same manner as the front buffer unit 191, thereby reducing the disappearance of charges moved to the rear surface of the substrate 110 due to defects.

본 실시예와는 달리, 대안적인 실시예에서, 후면 버퍼부(192)는 복수의 에미터부(121) 하부와 복수의 후면 전계부(172) 하부에만 위치하여 인접한 에미터부(121)과 후면 전계부(172) 사이의 기판(110)의 후면 위에는 존재하지 않을 수 있다. 이 경우, 후면 버퍼부(192)의 형성 면적이 감소하므로, 태양 전지(11)의 제조 비용이 좀더 감소한다. In an alternative embodiment, the back buffer 192 is located only below the plurality of emitter portions 121 and below the plurality of back electroluminescent portions 172, May not be present on the back surface of the substrate 110 between the stepped portions 172. In this case, since the formation area of the rear buffer unit 192 is reduced, the manufacturing cost of the solar cell 11 is further reduced.

복수의 후면 전계부(172)는 후면 버퍼부(192) 위에 일정한 간격으로 위치하고, 서로 나란히 정해진 방향으로 뻗어 있다. 이러한 복수의 후면 전계부(172)는 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역이다.The plurality of rear electric sections 172 are located at regular intervals on the rear buffer section 192 and extend in a predetermined direction in parallel with each other. The plurality of rear electric field sections 172 are regions in which impurities of the same conductivity type as that of the substrate 110 are doped at a higher concentration than the substrate 110.

이러한 복수의 후면 전계부(172)는 n형의 비정질 실리콘(a-Si)으로 이루어져 있으므로, 복수의 후면 전계부(172)는 n+의 도전성 타입을 갖는 비정실 실리콘부이다.Since the plurality of rear electric sections 172 are made of n-type amorphous silicon (a-Si), the plurality of rear electric sections 172 is an amorphous silicon section having n + conductivity type.

따라서 기판(110)은 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘과 같은 결정질 반도체로 이루어져 있고, 복수의 후면 전계부(172)는 비정질 실리콘과 같은 비결정질 반도체로 이루어져 있으므로, 기판(110)과 복수의 후면 전계부(172)는 이종 접합을 형성한다.Therefore, the substrate 110 is made of a crystalline semiconductor such as monocrystalline silicon or polycrystalline silicon and the plurality of rear electric fields 172 are made of an amorphous semiconductor such as amorphous silicon. Therefore, the substrate 110 and the plurality of rear electric fields 172 ) Form a heterojunction.

이러한 후면 전계부(172)는, 전면 전계부(171)와 유사하게, 기판(110)과 후면 전계부(172)와의 불순물 농도 차이와 에너지 밴드갭 차이로 인한 전위 장벽을 이용하여 후면 전계부(172) 쪽으로 이동하는 정공의 이동을 방해하는 반면, 후면 전계부(172)로의 전자 이동을 가속화시켜, 후면 전계부(172)로의 전자 이동량을 증가시키고 후면 전계부(172) 및 그 부근에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키는 후면 전계 기능을 수행한다. This rear electric field section 172 is connected to the rear electric field section 172 using a potential barrier due to the difference in impurity concentration and the difference in energy band gap between the substrate 110 and the rear electric field section 172 similarly to the front electric field section 171 172 while increasing the amount of electron travel to the rear electric field 172 and increasing the amount of electron travel to and from the rear electric field 172, And performs a back electric field function that reduces the amount of electric charges lost due to the recombination of holes.

후면 전계부(172) 역시 그 하부에 위치한 후면 버퍼부(192)와 함께 패시베이션 기능을 수행한다. 따라서, 후면 버퍼부(192)와 함께 기판(110)의 표면 및 그 부근에서 소멸되는 전하의 양을 감소시킨다.The rear electric power 172 also performs a passivation function together with the rear buffer unit 192 located at the lower part thereof. Thus, together with the back buffer portion 192, the amount of charges that disappear on the surface of the substrate 110 and in the vicinity thereof is reduced.

각 후면 전계부(172)는 10㎚ 내지 25㎚의 두께를 가질 수 있다. 후면 전계부(172)의 두께가 10nm 이상이면 정공의 이동을 방해하는 전위 장벽을 좀더 양호하게 형성할 수 있어 전하 손실을 좀더 감소시킬 수 있고, 후면 전계부(172)의 두께가 25nm 이하이면 후면 전계부(172) 내에서 흡수되는 빛의 양을 좀더 감소시켜 기판(110) 내로 재입사되는 빛의 양을 좀더 증가시킬 수 있다. Each backside electrical conductor 172 may have a thickness of 10 nm to 25 nm. If the thickness of the rear electric section 172 is 10 nm or more, the electric potential barrier that prevents the movement of the holes can be formed more favorably, and the charge loss can be further reduced. If the thickness of the rear electric section 172 is 25 nm or less, It is possible to further reduce the amount of light absorbed in the electric field portion 172 and further increase the amount of light re-incident into the substrate 110.

복수의 에미터부(121)는 후면 버퍼부(192) 위에 일정한 간격으로 위치하고, 서로 나란히 정해진 방향으로 뻗어 있다. 이때, 도 1 및 도 2에 도시한 것처럼, 에미터부(121)과 후면 전계부(172)는 후면 버퍼부(192) 위에서 교대로 위치하며 서로 나란히 정해진 방향으로 뻗어 있다.The plurality of emitter sections 121 are arranged at regular intervals on the rear buffer section 192 and extend in a predetermined direction side by side. 1 and 2, the emitter section 121 and the rear electric section 172 are alternately arranged on the rear buffer section 192 and extend in a predetermined direction in parallel with each other.

각 에미터부(121)는 비정질 실리콘(a-Si)으로 이루어져 있고, 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, p형의 도전성 타입을 갖고 있다. 따라서, 각 에미터부(121)는 p형의 불순물부인 p형의 비정질 실리콘부이다. 이로 인해, 복수의 에미터부(121)는 기판(110)과 이종 접합뿐만 아니라 p-n 접합을 형성한다. Each emitter section 121 is made of amorphous silicon (a-Si) and has a second conductivity type opposite to the conductivity type of the substrate 110, for example, a p-type conductivity type. Therefore, each emitter portion 121 is a p-type amorphous silicon portion which is a p-type impurity portion. As a result, the plurality of emitter portions 121 form a p-n junction as well as the heterojunction with the substrate 110.

기판(110)과 에미터부(121)와의 p-n 접합에 인한 내부 전위차(built-in potential difference)에 의해, 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자와 정공은 각각 n형과 p형 쪽으로 이동한다. 따라서, 기판(110)이 n형이고 복수의 에미터부(121)가 p형일 경우, 전자는 후면 버퍼부(192)를 관통하여 복수의 후면 전계부(172) 쪽으로 이동하고, 정공은 후면 버퍼부(192)를 관통하여 복수의 에미터부(121) 쪽으로 이동한다.Due to the built-in potential difference due to the pn junction between the substrate 110 and the emitter section 121, electrons and holes, which are charges generated by the light incident on the substrate 110, Move toward the mold. Therefore, when the substrate 110 is n-type and the plurality of emitter sections 121 are p-type, electrons move through the rear buffer section 192 to the plurality of rear electric section 172, And moves to the plurality of emitter portions 121 through the through holes 192.

복수의 에미터부(121)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우 에미터부(121)에는 3가 원소의 불순물이 도핑될 수 있다. When the plurality of emitter sections 121 have a p-type conductivity type, the emitter section 121 may be doped with an impurity of a trivalent element.

이들 복수의 에미터부(121) 역시 후면 버퍼부(192)와 함께 패시베이션 기능을 수행하여, 결함에 의해 기판(110)의 후면에서 소멸되는 전하의 양이 감소하여, 태양 전지(11)의 효율이 향상된다.The plurality of emitter sections 121 also perform the passivation function together with the rear buffer section 192 to reduce the amount of charge that is extinguished at the rear surface of the substrate 110 due to a defect, .

복수의 에미터부(121) 위에 위치하는 복수의 제1 보조 전극(161)은 각 에미터부(121)를 따라서 뻗어 있고, 복수의 후면 전계부(172) 위에 위치하는 복수의 제2 보조 전극(162)은 각 후면 전계부(172)를 따라서 뻗어 있다. A plurality of first auxiliary electrodes 161 located on the plurality of emitter portions 121 extend along the respective emitter portions 121 and are electrically connected to a plurality of second auxiliary electrodes 162 Extend along each back electromotive section 172.

이들 제1 및 제2 보조 전극(161, 162)은 투명한 도전성 산화물(transparent conductive oxide, TCO) 등과 같은 도전성이 있는 투명한 물질로 이루어지고, 약 20㎚ 내지 1㎛의 두께를 가질 수 있다.The first and second auxiliary electrodes 161 and 162 are made of a transparent conductive material such as a transparent conductive oxide (TCO), and may have a thickness of about 20 nm to 1 μm.

제1 및 제2 보조 전극(161, 162)의 두께가 약 20㎚ 이상이면 좀더 양호한 크기의 전도도나 접촉 저항을 얻게 되고, 전하의 전송 동작이 좀더 향상될 수 있고, 제1 및 제2 보조 전극(161, 162)의 두께가 약 1㎛이하이면 불필요한 재료의 낭비와 제조 시간을 절감한다.If the thickness of the first and second auxiliary electrodes 161 and 162 is about 20 nm or more, a better conductivity or contact resistance can be obtained, the transfer operation of the charge can be further improved, When the thickness of the first and second electrodes 161 and 162 is about 1 탆 or less, unnecessary material waste and manufacturing time are saved.

따라서, 복수의 제1 및 제2 보조 전극(161, 162)은 각각 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172)를 통해 기판(110)과 전기적으로 연결된다.The plurality of first and second auxiliary electrodes 161 and 162 are electrically connected to the substrate 110 through the plurality of emitter sections 121 and the plurality of rear electric field sections 172, respectively.

이로 인해, 복수의 제1 및 제2 보조 전극(161, 162)은 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172) 쪽으로 각각 이동한 전하, 예를 들어 정공과 전자를 각각 복수의 제1 전극(151)과 복수의 제2 전극(152)으로 전달하고, 기판(110)을 통과한 빛을 기판(110) 쪽으로 반사시켜 기판(110)으로 입사되는 빛의 양을 증가시키는 반사막(reflector)으로서 기능할 수 있다.Therefore, the plurality of first and second auxiliary electrodes 161 and 162 can transfer charges (for example, holes and electrons), which have respectively migrated toward the plurality of emitter portions 121 and the plurality of rear electric field portions 172, A reflective film which transmits the light to the first electrode 151 and the plurality of second electrodes 152 and reflects light passing through the substrate 110 toward the substrate 110 to increase the amount of light incident on the substrate 110 reflector.

이러한 복수의 제1 및 제2 보조 전극(161, 162)에 의해, 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172)는 대기 중의 산소나 수분 등으로부터 보호되어, 에미터부(121)와 후면 전계부(172)의 특성 변화가 방지된다.The plurality of emitter portions 121 and the plurality of rear electric portions 172 are protected from oxygen and moisture in the atmosphere by the plurality of first and second auxiliary electrodes 161 and 162, And the rear electric field 172 are prevented from being changed.

도 1 및 도 2에서, 복수의 제1 및 제2 보조 전극(161, 162)의 평면 면적은 각각 그 하부에 위치한 에미터부(121) 및 후면 전계부(172)의 평면 면적과 상이하여, 복수의 제1 및 제2 보조 전극(161, 162)은 각각 복수의 에미터부(121) 및 복수의 후면 전계부(172)와 상이한 평면 형상을 갖고 있지만, 각각 복수의 에미터부(121) 및 복수의 후면 전계부(172)와 동일한 평면 형상을 가질 수 있다.1 and 2, the plane areas of the first and second auxiliary electrodes 161 and 162 are different from the plane areas of the emitter section 121 and the rear electric section 172 located below the first and second auxiliary electrodes 161 and 162, The first and second auxiliary electrodes 161 and 162 of the first and second auxiliary electrodes 161 and 162 have planar shapes different from those of the plurality of emitter portions 121 and the plurality of rear electric portions 172, And may have the same planar shape as the rear electric conductor 172.

복수의 제1 보조 전극(161) 위에 위치하는 복수의 제1 전극(151)은 복수의 제1 보조 전극(161)을 따라서 길게 연장되어 있고, 복수의 제1 보조 전극(161)과 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다. A plurality of first electrodes 151 located on the plurality of first auxiliary electrodes 161 extend long along the plurality of first auxiliary electrodes 161 and are electrically and physically connected to the plurality of first auxiliary electrodes 161, Respectively.

각 제1 전극(151)은 해당 에미터부(121) 쪽으로 이동하여 제1 보조 전극(161)을 통해 전송되는 전하, 예를 들어, 정공을 수집한다.Each first electrode 151 moves toward the corresponding emitter section 121 and collects charges, for example, holes, which are transferred through the first auxiliary electrode 161.

복수의 제2 보조 전극(162) 위에 위치하는 복수의 제2 전극(152)은 복수의 제2 보조 전극(162)을 따라서 길게 연장되어 있고, 복수의 제2 보조 전극(162)과 전기적 및 물리적으로 연결되어 있다. The plurality of second electrodes 152 located on the plurality of second auxiliary electrodes 162 extend long along the plurality of second auxiliary electrodes 162 and are electrically and physically connected to the plurality of second auxiliary electrodes 162, Respectively.

각 제2 전극(152)은 해당 후면 전계부(172) 쪽으로 이동하여 제2 보조 전극(162)을 통해 전송되는 전하, 예를 들어, 전자를 수집한다.Each second electrode 152 moves toward the corresponding rear electric field 172 and collects an electric charge, for example, electrons, transmitted through the second auxiliary electrode 162.

도 1 및 도 2에서, 제1 및 제2 전극(151, 152) 각각은 그 하부에 위치하는 제1 및 제2 보조 전극(161, 162)과 상이한 평면 형상을 가지지만, 이와는 달리 동일한 평면 형상을 가질 수 있다. 이때, 제1 및 제2 보조 전극(161, 162)과 제1 및 제2 전극(151, 152)간의 접촉 면적이 증가할수록 접촉 저항이 감소하여, 전극(151, 152)으로의 전하 전송 효율은 증가한다. 1 and 2, each of the first and second electrodes 151 and 152 has a planar shape different from that of the first and second auxiliary electrodes 161 and 162 located below the first and second electrodes 151 and 152, Lt; / RTI > At this time, as the contact area between the first and second auxiliary electrodes 161 and 162 and the first and second electrodes 151 and 152 increases, the contact resistance decreases and the charge transfer efficiency to the electrodes 151 and 152 becomes .

복수의 제1 및 제2 전극(151, 152)은 알루미늄(Al)이나 은(Ag)과 같은 금속 물질을 함유하고 있지만, 니켈(Ni), 구리(Cu), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 도전성 금속 물질 또는 이외의 다른 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다. The first and second electrodes 151 and 152 may be formed of a metal such as aluminum (Ni), copper (Cu), tin (Sn), zinc (Zn) ), Indium (In), titanium (Ti), gold (Au), and combinations thereof, or other conductive metal materials.

이처럼, 복수의 제1 및 제2 전극(151, 152)이 금속 물질로 이루어져 있으므로, 복수의 제1 및 제2 전극(151, 152)은 제1 및 제2 보조 전극(161, 162)을 각각 통과한 빛을 기판(110) 쪽으로 반사시킨다.Since the plurality of first and second electrodes 151 and 152 are made of a metal material, the plurality of first and second electrodes 151 and 152 can be formed of the first and second auxiliary electrodes 161 and 162, respectively, And reflects the passed light to the substrate 110 side.

본 실시예에서, 실리콘과 같은 반도체 물질로 이루어진 복수의 에미터부(121)와 후면 전계부(172) 그리고 금속 물질로 이루어진 복수의 제1 및 제2 전극(151, 152) 사이에 투명한 도전성 물질로 이루어진 복수의 제1 및 제2 보조 전극(161, 162)이 존재하여 접착력(접촉 특성)이 약한 반도체 물질[에미터부(121) 및 후면 전계부(172)]와 금속 물질[즉, 제1 및 제2 전극(151, 152)] 간의 접착력이 향상된다. 이로 인해, 복수의 에미터부(121)와 복수의 제1 전극(151) 사이 그리고 복수의 후면 전계부(172)와 복수의 제2 전극(152) 사이의 접착력이 향상되고, 복수의 에미터부(121)와 복수의 제1 전극(151) 사이 그리고 복수의 후면 전계부(172)와 복수의 제2 전극(152) 사이에 오믹 콘택(ohmic contact)이 형성된다. 따라서, 복수의 에미터부(121)와 복수의 제1 전극(151) 사이 그리고 복수의 후면 전계부(172)와 복수의 제2 전극(152) 사이의 전도도가 향상되어 태양 전지(11)의 직렬 저항이 감소하고, 이로 인해, 복수의 에미터부(121)와 복수의 후면 전계부(172)로부터 각각 복수의 제1 및 제2 전극(151, 152)으로의 전하 전송 효율이 증가하여 필 팩터(fill factor, FF)가 증가하므로 태양 전지(11)의 효율이 향상된다. In this embodiment, a plurality of emitter portions 121 and a rear electric portion 172 made of a semiconductor material such as silicon and a plurality of first and second electrodes 151 and 152 made of a metal material are formed of a transparent conductive material (The emitter portion 121 and the rear surface electric portion 172) having a weak adhesive force (contact property) and a plurality of first and second auxiliary electrodes 161 and 162 made of a metal material The second electrodes 151 and 152) is improved. This improves the adhesion between the plurality of emitter portions 121 and the plurality of first electrodes 151 and between the plurality of rear electric portions 172 and the plurality of second electrodes 152, An ohmic contact is formed between the plurality of first electrode 151 and the plurality of back electroluminescent elements 172 and the plurality of second electrodes 152. The conductivity between the plurality of emitter sections 121 and the plurality of first electrodes 151 and between the plurality of the rear electric sections 172 and the plurality of second electrodes 152 is improved and the series connection of the solar cells 11 The efficiency of charge transfer from the plurality of emitter portions 121 and the plurality of rear electric fields 172 to the plurality of first and second electrodes 151 and 152 is increased to increase the charge transfer efficiency fill factor (FF) increases, so that the efficiency of the solar cell 11 is improved.

이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양 전지(11)는 복수의 제1 전극(151)과 복수의 제2 전극(152)이 입사면의 반대편인 기판(110)의 후면에 위치하고, 기판(110)과 복수의 에미터부(121)가 서로 다른 종류의 반도체로 이루어져 있는 태양 전지로서, 그 동작은 다음과 같다.The solar cell 11 according to the present embodiment having such a structure has a structure in which a plurality of first electrodes 151 and a plurality of second electrodes 152 are positioned on the rear surface of the substrate 110 opposite to the incident surface, 110 and a plurality of emitter portions 121 are made of different kinds of semiconductors. The operation of the solar cell is as follows.

태양 전지(11)로 빛이 조사되어 반사 방지부(130), 보조 전계부(181), 전면 전계부(171) 및 전면 버퍼부(191)를 순차적으로 통과한 후 기판(110)으로 입사되면 빛 에너지에 의해 기판(110)에서 복수의 전자와 복수의 정공이 발생한다. 이때, 기판(110)의 표면이 요철면인 텍스처링 표면이므로 기판(110)의 입사 면적이 증가하고 빛 반사도가 감소하여 기판(110)으로 입사되는 빛의 양이 증가하므로 태양 전지(11)의 효율이 향상된다. 이어 더하여, 반사 방지부(130)에 의해 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 기판(110)으로 입사되는 빛의 양은 더욱더 증가한다.The light is irradiated to the solar cell 11 and sequentially passes through the antireflective portion 130, the auxiliary electric field portion 181, the front electric field portion 171 and the front buffer portion 191 and then enters the substrate 110 A plurality of electrons and a plurality of holes are generated in the substrate 110 by light energy. At this time, since the surface of the substrate 110 is a textured surface that is an uneven surface, the incidence area of the substrate 110 increases and the amount of light incident on the substrate 110 increases due to the decreased light reflectivity. . In addition, the reflection loss of the light incident on the substrate 110 by the anti-reflection unit 130 is reduced, and the amount of light incident on the substrate 110 is further increased.

기판(110)과 에미터부(121)의 p-n 접합에 의해, 정공은 p형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(121) 쪽으로 이동하고 전자는 n형의 도전성 타입을 갖는 후면 전계부(172)쪽으로 이동하며, 이동한 정공과 전자는 각각 제1 및 제2 보조 전극(161, 162)을 통해 제1 전극(151)과 제2 전극(152)으로 각각 전달되어 제1 및 제2 전극(151, 152)에 의해 수집된다. 이러한 제1 전극(151)과 제2 전극(152)을 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.The pn junction of the substrate 110 and the emitter section 121 causes the holes to move toward the emitter section 121 having the p type conductivity type and the electrons to move toward the back surface electric section 172 having the n type conductivity type And the transferred holes and electrons are respectively transmitted to the first electrode 151 and the second electrode 152 through the first and second auxiliary electrodes 161 and 162 to form the first and second electrodes 151 and 152 ). ≪ / RTI > When the first electrode 151 and the second electrode 152 are connected to each other by a conductive line, a current flows and is used as electric power from the outside.

이때, 기판(110)의 후면뿐만 아니라 기판(110)의 전면에 버퍼부(192, 191)가 위치하므로, 기판(110)의 전면 및 후면 표면 그리고 그 근처에 존재하는 결함으로 인한 전하 손실량이 줄어들어 태양 전지(11)의 효율이 향상된다. 이때, 후면 버퍼부(192)뿐만 아니라 전면 버퍼부(191)가 결함의 발생 빈도가 높은 기판(110)의 표면에 직접 접해 있으므로, 패시베이션 효과는 더욱더 향상된다.Since the buffer portions 192 and 191 are located not only on the rear surface of the substrate 110 but also on the front surface of the substrate 110, the amount of charge loss due to defects existing on and around the front surface and the rear surface of the substrate 110 is reduced The efficiency of the solar cell 11 is improved. At this time, not only the back buffer unit 192 but also the front buffer unit 191 are in direct contact with the surface of the substrate 110 where the frequency of occurrence of defects is high, so that the passivation effect is further improved.

또한, 기판(110)의 전면과 후면에 위치한 전계부(171, 172)로 인해 전하의 손실량이 더욱 감소하여 태양 전지(11)의 효율은 더욱 향상된다.Further, due to the electric fields 171 and 172 located on the front and rear surfaces of the substrate 110, the amount of charge loss is further reduced, and the efficiency of the solar cell 11 is further improved.

그리고 기판(110)과 에미터부(121) 및 전계부(171, 172)간의 이종 접합에 의한 에너지 밴드갭 차이로 인해 높은 개방 전압(Voc)이 얻어진다. 이로 인해, 태양 전지(11)는 동종 접합을 이용한 태양 전지보다 높은 효율이 얻어진다.A high open-circuit voltage Voc is obtained due to the energy band gap difference due to the heterojunction between the substrate 110 and the emitter section 121 and the electric sections 171 and 172. As a result, the efficiency of the solar cell 11 is higher than that of the solar cell using the homogeneous junction.

또한, 반사 방지부(130)와 전면 전계부(171) 사이에 양(+)의 고정 전하를 갖는 보조 전계부(181)를 위치시켜, 전면 버퍼부(191) 및 전면 전계부(171)를 이용한 패시베이션 기능뿐만 아니라 보조 전계부(181)의 양(+)의 고정 전하를 이용한 패시베이션 기능이 추가로 행해진다. 이로 인해, 비정질 실리콘의 에너지 밴드갭에 의해 많은 빛을 흡수하는 전면 전계부(171)의 두께를 줄이므로, 전면 전계부(171)에서 흡수되는 빛의 양은 크게 감소하고, 태양 전지(11)의 기판(110)으로 입사되는 빛의 양은 크게 증가하게 된다. 따라서 태양 전지(11)에서 출력되는 전하의 양이 증가하여 태양 전지(11)에서 출력되는 전류의 양이 증가한다.An auxiliary electric field portion 181 having a positive electric charge is positioned between the antireflective portion 130 and the front electric field portion 171 so that the front buffer portion 191 and the front electric field portion 171 Passivation function using the fixed positive charge of the auxiliary electric power supply 181 is performed in addition to the passivation function used. This reduces the thickness of the front electric field portion 171 absorbing a large amount of light due to the energy bandgap of the amorphous silicon. Therefore, the amount of light absorbed by the front electric field portion 171 is greatly reduced, The amount of light incident on the substrate 110 is greatly increased. Accordingly, the amount of electric charge output from the solar cell 11 increases, and the amount of electric current output from the solar cell 11 increases.

또한, 본 실시예의 경우, 보조 전계부(181)는 약 200℃ 이하의 저온에서 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition) 등과 같은 막 적층 공정을 이용하여 형성된다. 이처럼, 보조 전계부(181)가 저온에서 형성됨에 따라 기판(110) 위에 형성되어 있는 비정질 실리콘으로 이루어진 막들, 즉, 버퍼부(191, 192) 및 전계부(171, 172) 및 에미터부(121) 중 적어도 하나가 보조 전계부(181)의 형성 공정 중에 손상되거나 열화 되는 것을 방지한다.In this embodiment, the auxiliary electric field portion 181 is formed using a film deposition process such as PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) at a low temperature of about 200 캜 or less. As the auxiliary electric field portion 181 is formed at a low temperature, the amorphous silicon films formed on the substrate 110, that is, the buffer portions 191 and 192 and the electric portions 171 and 172 and the emitter portion 121 Is prevented from being damaged or deteriorated during the formation process of the auxiliary electric section 181. [

또한, 저온에서 보조 전계부(181)를 형성할 경우, 실리콘(Si)과 산소(O)와의 결합이 안정적으로 이루어지지 않은 불안정한 실리콘(Si)(예, non-stoichiometric 실리콘)에 의해, 안정적인 결합을 통해 생성된 이산화 실리콘막(SiO2) 대신에 일산화 실리콘막(SiO)과 같은 실리콘 산화물의 발생 빈도가 증가한다. 이처럼, 저온 공정으로 보조 전계부(181)가 형성됨에 따라 SiO의 양이 증가하고 이 SiO의 양이 증가할수록 양(+)의 고정 전하의 세기 역시 증가하게 된다. 따라서, 본 실시예의 경우, 보조 전계부(181)의 저온 공정으로 인해, 태양 전지(11)를 보호하고 보조 전계부(181)의 효율 또한 향상시키게 된다.Further, when the auxiliary electric field portion 181 is formed at a low temperature, unstable silicon (Si) (e.g., non-stoichiometric silicon) in which the bond between silicon (Si) and oxygen (O) The generation frequency of silicon oxide such as silicon monoxide (SiO) increases instead of the silicon dioxide film (SiO 2 ) generated through the silicon oxide film. As the auxiliary electric field 181 is formed in the low temperature process, the amount of SiO is increased and the amount of the positive electric charge is increased as the amount of SiO is increased. Therefore, in the case of the present embodiment, the solar cell 11 is protected and the efficiency of the auxiliary electric section 181 is also improved due to the low-temperature process of the auxiliary electric section 181.

또한, 본 실시예의 경우, 일산화 실리콘막(SiO)으로 인해 많은 결합을 갖고 있는 보조 전계부(181)가 비정질 실리콘으로 이루어진 전면 버퍼부(191) 위에 바로 위치하지 않고 전면 전계부(171) 위에 위치하므로 보조 전계부(181)의 결함에 의한 전하의 손실량이 감소한다. 즉, 전면 버퍼부(191) 위에 바로 보조 전계부(181)가 위치할 경우, 이미 설명한 것처럼, 전면 버퍼부(191)의 얇은 두께로 인해 전면 버퍼부(191)를 통과한 전하(예, 정공)는 보조 전계부(181)에 존재하는 결함에 의해 손실된다. 하지만, 본 예와 같이, 전면 버퍼부(191)와 보조 전계부(181) 사이에 전면 전계부(171)가 위치하므로, 전면 버퍼부(191)와 전면 전계부(171)를 통과한 정공의 양이 감소하여 보조 전계부(181)의 결함에 의해 손실되는 전하의 양은 크게 줄어든다.In this embodiment, the auxiliary electric field portion 181 having a large amount of coupling due to the silicon monoxide (SiO) film is not positioned directly on the front buffer portion 191 made of amorphous silicon but is positioned on the front electric field portion 171 The amount of charge loss due to defects in the auxiliary electric field portion 181 is reduced. That is, as described above, when the auxiliary electric field portion 181 is located directly on the front buffer portion 191, the charges passing through the front buffer portion 191 due to the thin thickness of the front buffer portion 191 Is lost due to a defect present in the auxiliary electric field portion 181. [ Since the front electric field portion 171 is positioned between the front buffer portion 191 and the auxiliary electric field portion 181 as shown in this example, The amount of charge lost by the deficiency of the auxiliary electric field portion 181 is greatly reduced.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

110: 기판 121: 에미터부
130: 반사 방지부 151, 152: 전극
161, 162: 보조 전극 171, 172: 전계부
181: 보조 전계부 191, 192: 버퍼부110: substrate 121: emitter portion
130: antireflection part 151, 152: electrode
161, 162: auxiliary electrode 171, 172:
181: auxiliary electronic part 191, 192: buffer part

Claims (14)

결정질 반도체로 이루어진 기판,
상기 기판의 제1 면 위에 위치하고, 상기 기판의 도전성 타입과 동일한 도전성 타입을 갖는 비결정질 반도체로 이루어진 제1 전계부,
상기 제1 전계부 위에 위치하고 고정 전하에 의해 전하의 이동을 제어하는 보조 전계부,
상기 보조 전계부 위에 위치하는 반사 방지부,
상기 기판의 상기 제1 면의 반대편인 상기 기판의 제2 면 위에 위치하고, 상기 기판의 도전성 타입과 다른 도전성 타입을 갖는 비결정질 반도체로 이루어진 에미터부,
상기 에미터부 위에 위치하는 제1 전극, 그리고
상기 기판의 상기 제2 면 위에 위치하고 상기 기판과 전기적으로 연결되어 있는 제2 전극
을 포함하고,
상기 제1 전계부의 두께는 1㎚ 내지 5㎚인
태양 전지.A substrate made of a crystalline semiconductor,
A first electrical portion located on a first side of the substrate and made of an amorphous semiconductor having the same conductivity type as the electrically conductive type of the substrate,
An auxiliary electric field portion located above the first electric field portion and controlling the movement of electric charge by the fixed electric charge,
An antireflective portion positioned above the auxiliary electric field portion,
An emitter portion formed on the second surface of the substrate opposite to the first surface of the substrate and made of an amorphous semiconductor having a conductivity type different from that of the substrate,
A first electrode located above the emitter, and
A second electrode located on the second surface of the substrate and electrically connected to the substrate;
/ RTI >
Wherein the thickness of the first electric field portion is 1 nm to 5 nm
Solar cells. 제1항에서,
상기 보조 전계부는 상기 기판의 도전성 타입과 반대 극성의 고정 전하를 갖는 태양 전지.The method of claim 1,
Wherein the auxiliary electric field portion has a fixed electric charge having an opposite polarity to that of the conductive type of the substrate. 제2항에서,
상기 기판의 도전성 타입이 n형 일 때, 상기 보조 전계부는 양(+)의 고정 전하를 갖는 태양 전지.3. The method of claim 2,
And the auxiliary electric field portion has positive electric charge when the conductive type of the substrate is n-type. 제3항에서,
상기 보조 전계부는 실리콘 산화물로 이루어져 있는 태양 전지.4. The method of claim 3,
Wherein the auxiliary electric field portion is made of silicon oxide. 제1항에서,
상기 보조 전계부는 2㎚ 내지 10㎚의 두께를 갖는 태양 전지.The method of claim 1,
And the auxiliary electric field portion has a thickness of 2 nm to 10 nm. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
상기 기판과 상기 제1 전계부 사이에 위치하고 비결정질 반도체로 이루어진 제1 버퍼부를 더 포함하는 태양 전지.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Further comprising a first buffer portion located between the substrate and the first electric field portion and made of an amorphous semiconductor. 제6항에서,
상기 제1 전계부의 두께는 1㎚ 내지 5㎚인 태양 전지.The method of claim 6,
Wherein the first electric field portion has a thickness of 1 nm to 5 nm. 제6항에서,
상기 제1 전계부는 비정질 실리콘으로 이루어져 있는 태양 전지The method of claim 6,
The first electric field portion may include a photovoltaic cell 제1항에서,
상기 반사 방지부는 실리콘 질화물로 이루어져 있는 태양 전지.The method of claim 1,
Wherein the reflection preventing portion is made of silicon nitride. 제1항에서,
상기 반사 방지부는 1.8 내지 2.1의 굴절률을 갖고, 상기 보조 전계부는 1.3 내지 1.5의 굴절률을 갖는 태양 전지.The method of claim 1,
Wherein the reflection preventing portion has a refractive index of 1.8 to 2.1 and the auxiliary electric portion has a refractive index of 1.3 to 1.5. 제1항에서,
상기 기판의 상기 제2 면 위에 위치하고, 상기 기판의 도전성 타입과 동일한 도전성 타입을 갖는 비결정질 반도체로 이루어진 제2 전계부를 더 포함하고,
상기 제2 전극은 상기 제2 전계부 위에 위치하는 태양 전지.The method of claim 1,
Further comprising a second electric field portion located on the second surface of the substrate and made of an amorphous semiconductor having the same conductivity type as the conductive type of the substrate,
And the second electrode is located above the second electric field portion. 제11항에서,
상기 기판과 상기 에미터부 사이 그리고 상기 기판과 상기 제2 전계부 사이에 위치하고 비결정질 반도체로 이루어진 제2 버퍼부를 더 포함하는 태양 전지. 12. The method of claim 11,
And a second buffer portion located between the substrate and the emitter portion and between the substrate and the second electric portion and made of an amorphous semiconductor. 제12항에서,
상기 제2 버퍼부는 비정질 실리콘으로 이루어져 있는 태양 전지.The method of claim 12,
And the second buffer unit is made of amorphous silicon. 제12항에서,
상기 제2 버퍼부는 1㎚ 내지 5㎚의 두께를 갖는 태양 전지. The method of claim 12,
And the second buffer portion has a thickness of 1 nm to 5 nm.
KR1020170129109A 2017-10-10 2017-10-10 Solar cell KR101897168B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170129109A KR101897168B1 (en) 2017-10-10 2017-10-10 Solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170129109A KR101897168B1 (en) 2017-10-10 2017-10-10 Solar cell

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110080058A Division KR20130017558A (en) 2011-08-11 2011-08-11 Solar cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170117981A true KR20170117981A (en) 2017-10-24
KR101897168B1 KR101897168B1 (en) 2018-09-12

Family

ID=60299582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170129109A KR101897168B1 (en) 2017-10-10 2017-10-10 Solar cell

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101897168B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190049273A (en) * 2017-11-01 2019-05-09 한국생산기술연구원 Solar Cell

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008010746A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Sharp Corp Solar battery and method for manufacture thereof
US20110056545A1 (en) * 2009-09-07 2011-03-10 Kwangsun Ji Solar cell
KR20110026238A (en) * 2009-09-07 2011-03-15 엘지전자 주식회사 Solar cell and method for manufacturing the same
KR20110028816A (en) * 2009-09-14 2011-03-22 엘지전자 주식회사 Solar cell
US20110097840A1 (en) * 2009-10-27 2011-04-28 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Reducing surface recombination and enhancing light trapping in solar cells

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008010746A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Sharp Corp Solar battery and method for manufacture thereof
US20110056545A1 (en) * 2009-09-07 2011-03-10 Kwangsun Ji Solar cell
KR20110026238A (en) * 2009-09-07 2011-03-15 엘지전자 주식회사 Solar cell and method for manufacturing the same
KR20110028816A (en) * 2009-09-14 2011-03-22 엘지전자 주식회사 Solar cell
US20110097840A1 (en) * 2009-10-27 2011-04-28 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Reducing surface recombination and enhancing light trapping in solar cells

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190049273A (en) * 2017-11-01 2019-05-09 한국생산기술연구원 Solar Cell

Also Published As

Publication number Publication date
KR101897168B1 (en) 2018-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE47484E1 (en) Solar cell
US9508875B2 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
EP2219222B1 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
US9520517B2 (en) Solar cell
KR101918737B1 (en) Solar cell
US20120118372A1 (en) Solar cell
KR101729745B1 (en) Solar cell and manufacturing method thereof
US9929297B2 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
KR20120086593A (en) Solar cell and the method of manufacturing the same
KR101897168B1 (en) Solar cell
KR101135590B1 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
KR101130193B1 (en) Solar cell
KR20130037395A (en) Solar cell
KR101828423B1 (en) Solar cell
KR20120037069A (en) Solar cell
KR101788163B1 (en) Solar cell and manufacturing method thereof
KR101665139B1 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
KR101276889B1 (en) Solar cell
KR101692559B1 (en) Solar cell
KR101135582B1 (en) Solar cell
KR101135587B1 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
KR101179949B1 (en) Solar cell
KR20130017558A (en) Solar cell
KR20120022008A (en) Method for manufacturing solar cell
KR20120037120A (en) Solar cell and method for manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant