KR101708242B1 - Solar cell and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
태양전지는 기판; 기판의 전면(front surface)에 위치하는 에미터부; 에미터부의 전면(front surface)에 위치하며, 에미터부의 일부를 노출하는 복수의 제1 콘택 라인을 구비하는 제1 반사방지막; 복수의 제1 콘택 라인을 통해 노출된 에미터부와 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및 기판의 후면(back surface)에 위치하는 제2 전극을 포함하며, 제1 전극은 에미터부와 직접 접촉하는 도금층을 포함한다.The solar cell comprises a substrate; An emitter section located on a front surface of the substrate; A first antireflection film located on a front surface of the emitter section and having a plurality of first contact lines exposing a part of the emitter section; A first electrode electrically connected to the emitter portion exposed through the plurality of first contact lines; And a second electrode located on a back surface of the substrate, wherein the first electrode comprises a plating layer in direct contact with the emitter portion.
Description
본 발명은 태양전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a solar cell and a method of manufacturing the same.
광전 변환 효과를 이용하여 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 발전은 무공해 에너지를 얻는 수단으로서 널리 이용되고 있다. 그리고 태양전지의 광전 변환 효율의 향상에 수반하여, 개인 주택에서도 다수의 태양전지 모듈을 이용하는 태양광 발전 시스템이 설치되고 있다.Photovoltaic generation, which converts light energy into electrical energy using the photoelectric conversion effect, is widely used as means for obtaining pollution-free energy. With the improvement of the photoelectric conversion efficiency of the solar cell, a solar power generation system using a plurality of solar cell modules is also installed in a private house.
통상의 태양전지는 기판 및 기판과 p-n 접합을 형성하는 에미터부를 포함하며, 기판의 한쪽 면을 통해 입사된 빛을 이용하여 전류를 발생시킨다.A typical solar cell includes a substrate and an emitter portion that forms a p-n junction with the substrate, and generates a current by using light incident through one side of the substrate.
한편, 통상의 태양전지는 빛이 기판의 한쪽 면을 통해서만 입사되므로 전류 변환 효율이 낮다.On the other hand, a conventional solar cell has a low current conversion efficiency because light is incident through only one side of the substrate.
따라서, 근래에는 기판의 양쪽 면을 통해 빛이 입사되도록 한 양면 수광형 태양전지가 개발되고 있다.Accordingly, in recent years, a double-side light receiving solar cell has been developed in which light is incident through both sides of a substrate.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고효율 태양전지를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a high-efficiency solar cell.
본 발명의 다른 기술적 과제는 고효율 태양전지의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a method of manufacturing a high-efficiency solar cell.
본 발명의 한 측면에 따른 태양전지는 기판; 기판의 전면(front surface)에 위치하는 에미터부; 에미터부의 전면(front surface)에 위치하며, 에미터부의 일부를 노출하는 복수의 제1 콘택 라인을 구비하는 제1 반사방지막; 복수의 제1 콘택 라인을 통해 노출된 에미터부와 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및 기판의 후면(back surface)에 위치하는 제2 전극을 포함하며, 제1 전극은 에미터부와 직접 접촉하는 도금층을 포함한다.A solar cell according to an aspect of the present invention includes a substrate; An emitter section located on a front surface of the substrate; A first antireflection film located on a front surface of the emitter section and having a plurality of first contact lines exposing a part of the emitter section; A first electrode electrically connected to the emitter portion exposed through the plurality of first contact lines; And a second electrode located on a back surface of the substrate, wherein the first electrode comprises a plating layer in direct contact with the emitter portion.
복수의 제1 콘택 라인은 20㎛ 내지 60㎛의 폭으로 각각 형성되고, 에미터부의 평면적의 2% 내지 6%의 평면적으로 형성되며, 제1 전극은 20㎛ 내지 50㎛의 두께로 형성된다.The plurality of first contact lines are each formed to have a width of 20 to 60 占 퐉 and are formed in a plane of 2% to 6% of the planar area of the emitter portion, and the first electrode is formed to have a thickness of 20 占 퐉 to 50 占 퐉.
이에 따르면, 제1 전극은 미세 선폭 및 높은 종횡비, 예를 들어 0.83 내지 1의 종횡비를 갖는다.According to this, the first electrode has a fine line width and a high aspect ratio, for example, an aspect ratio of 0.83 to 1.
기판의 전면 및 후면은 제1 텍스처링 표면 및 제2 텍스처링 표면으로 각각 형성될 수 있다.The front and back sides of the substrate may be formed with a first textured surface and a second textured surface, respectively.
제1 반사방지막은 실리콘 질화막 및 에미터부와 실리콘 질화막 사이에 위치하는 실리콘 산화막 또는 산화 알루미늄막을 포함할 수 있으며, 기판은 인(P)이 도핑된 n형 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있다.The first antireflection film may include a silicon nitride film and a silicon oxide film or an aluminum oxide film positioned between the emitter and the silicon nitride film, and the substrate may be an n-type silicon wafer doped with phosphorous (P).
본 실시예의 태양전지는 기판의 후면에 위치하는 후면 전계부; 및 제2 전극이 위치하지 않는 상기 후면 전계부의 후면(back surface)에 위치하는 제2 반사방지막을 더 포함할 수 있다.The solar cell of this embodiment includes a rear electric part located on the rear surface of the substrate; And a second anti-reflection film positioned on a back surface of the rear electric field portion where the second electrode is not located.
제1 전극과 제2 전극은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극을 형성하는 도금층은 에미터부와 직접 접촉하며 니켈(Ni)을 포함하는 금속 시드층과, 금속 시드층 위에 위치하며 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 적어도 하나의 도전층을 포함할 수 있으며, 제2 전극은 은(Ag)으로 형성될 수 있다. The first electrode and the second electrode may be formed of different materials. For example, the plating layer forming the first electrode is formed of a metal seed layer directly contacting the emitter portion and containing nickel (Ni), and a metal seed layer disposed on the metal seed layer and formed of copper (Cu), silver (Ag) At least one conductive layer comprising at least one material selected from the group consisting of tin (Sn), zinc (Zn), indium (In), titanium (Ti), gold And the second electrode may be formed of silver (Ag).
이때, 제2 전극은 제1 전극보다 큰 폭으로 형성될 수 있고, 제2 반사방지막은 실리콘 질화막을 포함할 수 있다.At this time, the second electrode may be formed to have a larger width than the first electrode, and the second antireflection film may include a silicon nitride film.
이러한 구성의 태양전지는, 기판의 양쪽 표면에 제1 텍스처링 표면 및 제2 텍스처링 표면을 각각 형성하는 단계; 기판 전면(front surface)의 제1 텍스처링 표면에는 에미터부를 형성하고, 기판 후면(back surface)의 제2 텍스처링 표면에는 후면 전계부를 형성하는 단계; 에미터부의 전면(front surface)에는 제1 반사방지막을 형성하고, 후면 전계부의 후면에는 제2 반사방지막을 형성하는 단계; 제1 반사방지막에 복수의 제1 콘택 라인을 형성하는 단계; 제2 반사방지막의 후면에 제2 전극을 형성하는 단계; 및 복수의 제1 콘택 라인에 제1 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 제1 전극 및 제2 전극을 서로 다른 물질로 형성하는 태양전지의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.The solar cell having such a configuration includes: forming a first textured surface and a second textured surface on both surfaces of a substrate, respectively; Forming an emitter portion on a first textured surface of a front surface of the substrate and forming a back surface field portion on a second textured surface of a back surface of the substrate; Forming a first antireflection film on a front surface of the emitter and forming a second antireflection film on a rear surface of the rear electric field portion; Forming a plurality of first contact lines in the first antireflection film; Forming a second electrode on a rear surface of the second antireflection film; And forming a first electrode on the plurality of first contact lines, wherein the first electrode and the second electrode are formed of different materials.
복수의 제1 콘택 라인을 형성하는 단계에서는 습식 식각 또는 레이저를 이용한 건식 식각 공정을 사용할 수 있으며, 복수의 제1 콘택 라인을 형성하는 단계는, 레이저를 이용한 건식 식각 공정으로 제1 반사방지막을 식각하는 단계; 및 상기 레이저에 의해 발생한 에미터부의 손상층을 습식 식각 공정으로 제거하는 단계를 포함할 수 있다.In the step of forming the plurality of first contact lines, wet etching or dry etching using a laser may be used. In the step of forming the plurality of first contact lines, the first anti-reflection film is etched by a laser- ; And removing the damaged layer of the emitter portion generated by the laser by a wet etching process.
그리고 제2 전극을 형성하는 단계는 은(Ag) 및 글라스 프릿(glass frit)이 혼합된 도전 페이스트를 상기 제2 반사방지막의 후면에 인쇄하는 단계; 및 상기 도전 페이스트를 건조 및 소성하는 단계를 포함할 수 있으며, 제1 전극을 형성하는 단계는 에미터부와 직접 접촉하는 금속 시드층을 형성하는 단계 및 금속 시드층 위에 적어도 하나의 도전층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.And forming the second electrode includes printing a conductive paste mixed with Ag and glass frit on the rear surface of the second antireflection film; And drying and firing the conductive paste. The forming of the first electrode may include forming a metal seed layer in direct contact with the emitter portion, and forming at least one conductive layer on the metal seed layer Step < / RTI >
본 발명의 다른 실시예에서, 제2 반사방지막은 후면 전계부의 일부를 노출하는 복수의 제2 콘택 라인을 포함할 수 있으며, 복수의 제2 콘택 라인은 40㎛ 내지 100㎛의 폭으로 각각 형성될 수 있고, 후면 전계부의 평면적의 5% 내지 15%의 평면적으로 형성될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the second antireflection film may comprise a plurality of second contact lines exposing a portion of the backside field portion, and the plurality of second contact lines are each formed with a width of 40 [mu] m to 100 [ And may be formed in a plane of 5% to 15% of the plane area of the rear surface electric field portion.
제2 전극은 복수의 제2 콘택 라인을 통해 노출된 후면 전계부와 직접 접촉하는 금속 시드층 및 금속 시드층의 후면에 배치되는 적어도 하나의 도전층을 포함할 수 있고, 제1 전극은 제2 전극과 동일한 구조로 형성될 수 있다.The second electrode may include a metal seed layer in direct contact with the exposed backside electrical field through the plurality of second contact lines and at least one conductive layer disposed on the backside of the metal seed layer, It can be formed in the same structure as the electrode.
예를 들면, 제1 전극 및 제2 전극의 금속 시드층은 니켈(Ni)을 포함하고, 제1 및 제2 전극의 적어도 하나의 도전층은 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.For example, the metal seed layer of the first electrode and the second electrode includes nickel (Ni), and at least one conductive layer of the first and second electrodes is made of copper (Cu), silver (Ag), aluminum ), Tin (Sn), zinc (Zn), indium (In), titanium (Ti), gold (Au), and combinations thereof.
이러한 구성의 태양전지는 기판의 양쪽 표면에 제1 텍스처링 표면 및 제2 텍스처링 표면을 형성하는 단계; 기판 전면(front surface)의 제1 텍스처링 표면에는 에미터부를 형성하고, 기판 후면(back surface)의 제2 텍스처링 표면에는 후면 전계부를 형성하는 단계; 에미터부의 전면(front surface)에는 제1 반사방지막을 형성하고, 후면 전계부의 후면에는 제2 반사방지막을 형성하는 단계; 제1 반사방지막에는 복수의 제1 콘택 라인을 형성하고, 제2 반사방지막에는 복수의 제2 콘택 라인을 형성하는 단계; 및 복수의 제1 콘택 라인을 통해 노출된 에미터부에는 제1 전극을 형성하고, 복수의 제2 콘택 라인을 통해 노출된 후면 전계부에는 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 제1 전극 및 제2 전극을 서로 동일한 물질로 형성하는 태양전지의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.A solar cell having such a configuration includes forming a first textured surface and a second textured surface on both surfaces of a substrate; Forming an emitter portion on a first textured surface of a front surface of the substrate and forming a back surface field portion on a second textured surface of a back surface of the substrate; Forming a first antireflection film on a front surface of the emitter and forming a second antireflection film on a rear surface of the rear electric field portion; Forming a plurality of first contact lines in the first antireflection film and a plurality of second contact lines in the second antireflection film; And forming a first electrode in the emitter portion exposed through the plurality of first contact lines and a second electrode in the backside electrical portion exposed through the plurality of second contact lines, And the second electrode are formed of the same material as each other.
복수의 제1 콘택 라인 및 제2 콘택 라인을 형성하는 단계에서는 습식 식각 또는 레이저를 이용한 건식 식각 공정을 사용할 수 있으며, 복수의 제1 콘택 라인 및 제2 콘택 라인을 형성하는 단계는 레이저를 이용한 건식 식각 공정으로 제1 반사방지막 및 제2 반사방지막을 각각 식각하는 단계; 및 레이저에 의해 발생한 에미터부 및 후면 전계부의 손상층을 습식 식각 공정으로 제거하는 단계를 포함할 수 있다.In the step of forming the plurality of first contact lines and the second contact lines, wet etching or dry etching using a laser may be used. In the step of forming the plurality of first contact lines and the second contact lines, Etching the first antireflection film and the second antireflection film by an etching process; And removing the damaged layer of the emitter portion and the back surface electric field caused by the laser by the wet etching process.
제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 단계는 상기 에미터부 또는 후면 전계부와 직접 접촉하는 금속 시드층을 형성하는 단계 및 상기 금속 시드층 위에 적어도 하나의 도전층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.Forming the first electrode and the second electrode may include forming a metal seed layer in direct contact with the emitter or back conductor and forming at least one conductive layer on the metal seed layer .
이러한 특징에 따르면, 기판의 전면(front surface) 및 후면(back surface)이 모두 텍스처링 표면으로 형성되고, 또한 패시베이션 기능을 하는 반사방지막이 각각 배치되어 있으므로, 기판의 전면으로 입사된 후 기판을 투과한 빛을 기판의 후면으로 다시 입사시켜 전류를 발생시키는 데 사용할 수 있다.According to this feature, since both the front surface and the back surface of the substrate are formed as the textured surface and the antireflection film having the passivation function is disposed, the incident light is incident on the front surface of the substrate, Can be used to generate light by again entering the backside of the substrate.
따라서, 기판의 전면(front surface)으로 입사되는 빛만 이용하여 전류를 발생시키는 구조의 태양전지에 비해 효율을 증가시킬 수 있다.Accordingly, efficiency can be increased as compared with a solar cell having a structure that generates current by using only light incident on a front surface of a substrate.
그리고 제1 전극이 도금 전극으로 형성되므로, 종래에 전극 재료로 사용하던 도전 페이스트에 비해 전극의 선폭을 줄일 수 있고 종횡비를 증가시킬 수 있으므로, 빛 입사 면적이 증가하여 태양전지의 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.Since the first electrode is formed of the plating electrode, the line width of the electrode can be reduced and the aspect ratio can be increased as compared with the conductive paste conventionally used as the electrode material. Therefore, the light incidence area is increased and the efficiency of the solar cell is further increased .
또한, 에미터부의 면저항이 높은 경우에도 제1 전극과 에미터부의 접촉을 양호하게 유지할 수 있다.In addition, even when the sheet resistance of the emitter portion is high, the contact between the first electrode and the emitter portion can be well maintained.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 주요부 확대 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1에 도시한 태양전지의 제조 방법을 나타내는 공정 순서도이다.
도 6은 도 3에 도시한 태양전지의 제조 방법을 나타내는 공정 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 8 및 도 9는 도 7에 도시한 태양전지의 제조 방법을 나타내는 공정 순서도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an enlarged sectional view of the main part of Fig.
3 to 5 are process flow charts showing the method of manufacturing the solar cell shown in Fig.
6 is a process flow chart showing a manufacturing method of the solar cell shown in Fig.
7 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 8 and 9 are process flow charts showing the method of manufacturing the solar cell shown in FIG.
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. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 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. In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification. 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.
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 것도 포함한다.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 includes not only an entire surface of the other portion but also a portion not formed in the edge portion.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 대하여 설명한다.Hereinafter, a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1의 주요부 확대 단면도이다. 그리고 도 3 내지 도 5는 도 1에 도시한 태양전지의 제조 방법을 나타내는 공정 순서도이다.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. And Figs. 3 to 5 are process flow charts showing the method of manufacturing the solar cell shown in Fig.
태양전지는 기판(110), 기판(110)의 한쪽 면, 예를 들면 전면(front surface)에 위치하는 에미터부(120), 에미터부(120)의 위에 위치하는 제1 반사방지막(130), 제1 반사방지막(130)이 위치하지 않는 영역의 에미터부(120) 위에 위치한 제1 전극(first electrode)(140), 기판(110)의 후면(back surface)에 위치하는 후면 전계(back surface field, BSF)부(150), 후면 전계부(150)의 후면에 위치하는 제2 반사방지막(160), 제2 반사방지막(160)이 위치하지 않는 영역의 후면 전계부(150)의 후면에 위치하는 제2 전극(second electrode)(170)를 포함한다.The solar cell includes a
기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 n형 도전성 타입의 실리콘 웨이퍼로 이루어진다. 이때, 실리콘은 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 기판 또는 비정질 실리콘일 수 있다.The
기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가지므로, 기판(110)은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 함유한다. Since the
하지만, 이와는 달리, 기판(110)은 p형 도전성 타입일 수 있고, 실리콘 이외의 다른 반도체 물질로 이루어질 수도 있다.Alternatively, however, the
기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 기판(110)은 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 함유할 수 있다.When the
이러한 기판(110)은 표면이 텍스처링(texturing)된 텍스처링 표면(texturing surface)을 갖는다. 보다 구체적으로, 기판(110)은 에미터부(120)가 위치하는 전면(front surface)에 제1 텍스처링 표면(111)을 구비하고, 후면 전계부(150)가 위치하는 후면(back surface)에 제2 텍스처링 표면(113)을 구비한다.Such a
기판(110) 전면(front surface)의 제1 텍스처링 표면(111)에 위치하는 에미터부(120)는 기판(110)의 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, p형의 도전성 타입을 갖는 불순물부로서, 기판(110)과 p-n 접합을 이룬다. The
이러한 p-n 접합으로 인한 내부 전위차(built-in potential difference)에 의해, 기판(110)에 입사된 빛에 의해 생성된 전하인 전자-정공 쌍은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동한다. Due to the built-in potential difference due to the pn junction, the electron-hole pairs, which are charges generated by the light incident on the
따라서, 기판(110)이 n형이고 에미터부(120)가 p형일 경우, 분리된 전자는 기판(110)쪽으로 이동하고 분리된 정공은 에미터부(120)쪽으로 이동한다. 따라서, 기판(110)에서는 전자가 다수 캐리어가 되며, 에미터부(120)에서는 정공이 다수 캐리어가 된다.Accordingly, when the
에미터부(120)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등과 같은 3가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성할 수 있다.When the
이와는 달리, 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 n형의 도전성 타입을 가진다. 이 경우, 분리된 정공은 기판(110)쪽으로 이동하고 분리된 전자는 에미터부(120)쪽으로 이동한다.Alternatively, when the
에미터부(120)가 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 기판(110)에 도핑하여 형성할 수 있다.When the
기판(110) 전면(front surface)의 에미터부(120) 위에 형성된 제1 반사방지막(130)은 실리콘 질화막(SiNx:H)(131)과, 에미터부(120)와 실리콘 질화막(131) 사이에 위치하는 산화 알루미늄막(AlOx)(133)의 이중막으로 형성된다. 제1 반사방지막(130)은 기판(110)의 전면(front surface)을 통해 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜 태양전지의 효율을 높인다.The
이때, 제1 반사방지막(130)에서의 빛 반사도를 최소화 하기 위해, 산화 알루미늄막(133)은 1.55 내지 1.7의 굴절률을 가지며, 50㎚ 이하의 두께로 형성된다. 그리고 실리콘 질화막(131)은 1.9 내지 2.3의 굴절률을 갖고, 50㎚ 내지 100㎚의 두께로 형성된다.The
본 발명인의 실험에 의하면, 제1 반사방지막(130)이 산화 알루미늄막(133) 및 실리콘 질화막(131)의 이중막으로 구성될 때, 각 막(131, 133)의 굴절률 및 두께가 상기 범위에 속하는 경우 제1 반사방지막(130)에서의 빛 반사도가 가장 낮은 것을 알 수 있었다.According to the experiment of the present invention, when the
한편, 산화 알루미늄막(133) 대신에 실리콘 산화막(SiOx: H)을 사용하는 것도 가능하다.On the other hand, it is also possible to use a silicon oxide film (SiOx: H) instead of the
제1 반사방지막(130)은 에미터부(120)의 일부를 노출하는 복수의 제1 콘택 라인(CL1)을 포함한다. 그리고 제1 콘택 라인(CL1)을 통해 노출된 에미터부(120)에는 제1 전극(140)이 형성된다.The
제1 전극(140)을 미세 선폭 및 높은 종횡비로 형성하기 위해, 제1 콘택 라인(CL1)은 20㎛ 내지 60㎛의 폭(W1)으로 형성되며, 에미터부(120)의 평면적의 2% 내지 6%의 평면적으로 형성된다.The first contact line CL1 is formed to have a width W1 of 20 to 60 占 퐉 and has a width of 2% to 2% of the planar area of the
제1 콘택 라인(CL1)을 상기 폭(W1)으로 형성하면, 도금 공정을 이용하여 제1 전극(140)을 형성할 때, 제1 전극(140)을 20㎛ 내지 50㎛의 두께(T1)로 형성할 수 있다.When the first contact line CL1 is formed to have the width W1, when the
도 1은 에미터부(120)의 철부(凸部)로부터 제1 전극(140)의 상부 표면까지의 거리를 두께(T1)로 도시하였지만, 제1 전극(140)의 두께에 비해 에미터부(120)의 요부(凹部)로부터 철부까지의 높이 값이 크지 않으므로, 에미터부(120)의 요부로부터 제1 전극(140)의 상부 표면까지의 거리를 두께라 표현하는 것도 무방하다.1 illustrates a distance T1 from a convex portion of the
이러한 구조에 따르면, 제1 전극(140)은 높은 종횡비, 예를 들어 0.83 내지 1의 종횡비를 갖는다.According to this structure, the
제1 콘택 라인(CL1)을 통해 노출된 에미터부(120)에 형성되는 제1 전극(140)은 에미터부(120)와 전기적 및 물리적으로 연결된다. 이때, 제1 전극(140)은 거의 평행하게 정해진 방향으로 뻗어 있다.The
이러한 제1 전극(140)은 에미터부(120)쪽으로 이동한 전하, 예를 들면 정공을 수집한다. 본 발명에서, 제1 전극(140)은 핑거 전극(finger electrode)일 수 있다. 이와는 달리, 제1 전극(140)은 핑거 전극용 집전부일 수도 있으며, 핑거 전극 및 핑거 전극용 집전부 모두일 수도 있다.The
본 실시예에서, 제1 전극(140)은 도금층으로 구성되며, 도금층은 에미터부(120) 위에 순차적으로 형성되는 금속 시드층(141), 확산방지층(142) 및 도전층(143)을 각각 포함한다.The
금속 시드층(141)은 니켈을 포함하는 물질, 예컨대 니켈 실리사이드(Ni2Si, NiSi, NiSi2 등을 포함)로 형성되며, 50㎚ 내지 200㎚의 두께로 형성된다.The
여기에서 금속 시드층(141)의 두께를 상기 범위로 제한하는 이유는 두께가 50㎚ 미만일 경우 저항이 높고 균일한 막 형성이 어려워 이후에 실시되는 확산방지층(142)의 도금 공정에서 균일도(uniformity)를 확보하는 것이 용이하지 않고, 두께가 200㎚ 이상일 경우 열처리 과정에서 금속 시드층(141)이 일정한 비율로 실리콘 쪽으로 확산되어 니켈 실리사이드 층을 형성하기 때문에 니켈 확산으로 인한 션트 리키지(shunt leakage) 가 발생될 수 있기 때문이다.The reason why the thickness of the
금속 시드층(141) 위에 형성되는 확산방지층(142)은 도전층(143)을 형성하는 물질이 금속 시드층(141)을 통해 실리콘 계면으로 확산됨으로 인해 정션 디그라데이션(junction degradation)이 발생하는 것을 방지하기 위한 것으로, 5㎛ 내지 15㎛의 두께로 형성된 니켈을 포함한다.The
그리고 확산방지층(142) 위에 형성되는 도전층(143)은 적어도 하나의 도전성 금속 물질을 포함한다. 이들 도전성 금속 물질의 예는 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있지만, 이외의 다른 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다.And the
본 실시예에서 도전층(143)은 구리층(143a)을 포함한다. 구리층(143a)은 실질적인 전기적 도선으로 기능하며, 10㎛ 내지 30㎛의 두께로 형성된다. 그런데, 구리의 경우 공기 중에서 쉽게 산화되며 모듈화 공정에서 인접한 태양전지들을 전기적으로 연결하는 인터커넥터, 예컨대 리본(도시하지 않음)을 구리층(143a)에 직접 솔더링(soldering)하는 것이 용이하지 않은 것으로 알려져 있다. In this embodiment, the
따라서, 도전층(143)이 구리층(143a)을 포함하는 경우에는 구리의 산화를 방지하고 리본의 솔더링 작업이 원활히 이루어지도록 하기 위해 구리층(143a) 위에 주석층(143b)이 더 형성되며, 주석층(143b)은 5㎛ 내지 15㎛의 두께로 형성된다. Therefore, when the
물론, 구리층(143a) 외에 다른 금속 물질로 도전층을 형성하는 경우, 상기 다른 금속 물질이 공기 중에서 쉽게 산화되지 않고 리본과의 솔더링이 가능한 경우에는 주석층(143b)을 생략하는 것도 가능하다.Of course, when the conductive layer is formed of a metal other than the
제1 전극(140)이 핑거 전극인 경우, 기판(110)의 전면(front surface)에는 핑거 전극으로 이동한 전하를 수집하는 집전부가 더 형성될 수 있다. 집전부는 제1 전극(140)과 마찬가지로 도금 전극으로 형성할 수 있지만, 핑거 전극과는 달리 도전성 물질을 함유하는 도전 페이스트를 인쇄, 건조 및 소성하여 형성할 수도 있다.기판(110)의 후면에 위치하는 제2 전극(170)은 기판(110)쪽으로 이동하는 전하, 예를 들어 전자를 수집하여 외부 장치로 출력한다. 본 발명에서, 제2 전극(170)은 핑거 전극(finger electrode)일 수 있다. 이와는 달리, 제2 전극(170)은 핑거 전극용 집전부일 수도 있으며, 핑거 전극 및 핑거 전극용 집전부 모두일 수도 있다.When the
제2 전극(170)은 알루미늄(A), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 금(Au) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서, 제2 전극(170)은 은(Ag)으로 형성된다.The
그리고 선저항을 확보하기 위해, 제2 전극(170)은 제1 전극(140), 보다 구체적으로 제1 콘택 라인(CL1)의 폭(W1)보다 큰 폭(W2)으로 형성되며, 제2 전극(170)간의 피치는 제1 전극(140)간의 피치보다 좁게 형성된다. 여기에서, 전극간의 피치는 인접한 전극간의 거리를 말한다.In order to secure a line resistance, the
제2 전극(170)이 전기적 및 물리적으로 연결되는 후면 전계부(150)는 기판(110)의 후면 전체에 위치하며, 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역, 예를 들면, n+ 영역으로 형성된다.The rear
후면 전계부(150)는 기판(110)과의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽을 형성함으로써 기판(110) 후면쪽으로의 정공 이동을 방해한다. 따라서 기판(110)의 표면 근처에서 전자와 정공이 재결합하여 소멸되는 것이 감소된다.The rear
제2 전극(170)이 위치하지 않는 상기 후면 전계부(150)의 후면에는 제2 반사방지막(160)이 위치하며, 제2 반사방지막(160)은 실리콘 질화막(SiNx:H)로 형성된다.The
이와 같은 구조를 갖는 본 실시예에 따른 태양전지는 양면 수광형 태양전지로 사용될 수 있으며, 그 동작은 다음과 같다.A solar cell according to this embodiment having such a structure can be used as a double-sided light receiving solar cell, and its operation is as follows.
태양전지로 조사된 빛이 에미터부(120) 및/또는 후면 전계부(150)를 통해 기판(110)으로 입사되면, 기판(110)으로 입사된 빛 에너지에 의해 전자-정공 쌍이 발생한다.When the light irradiated by the solar cell is incident on the
이때, 기판(110)의 전면(front surface) 및 후면(back surface)이 제1 텍스처링 표면(111) 및 제2 텍스처링 표면(113)으로 각각 형성되므로, 기판(110)의 전면(front surface) 및 후면(back surface)에서의 빛 반사도가 감소하고, 제1 및 제2 텍스처링 표면(111, 113)에서 입사와 반사 동작이 행해져 태양전지 내부에 빛이 갇히게 되므로, 빛의 흡수율이 증가되어 태양전지의 효율이 향상된다.Since the front surface and the back surface of the
이에 더하여, 제1 반사방지막(130) 및 제2 반사방지막(160)에 의해 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 기판(110)으로 입사되는 빛의 양은 더욱 증가한다. In addition, the reflection loss of light incident on the
이들 전자-정공 쌍은 기판(110)과 에미터부(120)의 p-n접합에 의해 서로 분리되며, 전자는 n형의 도전성 타입을 갖는 기판(110)쪽으로 이동하고, 정공은 p형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(120)쪽으로 이동한다. These electron-hole pairs are separated from each other by the pn junction of the
이처럼, 기판(110)쪽으로 이동한 전자는 후면 전계부(150)를 통해 제2 전극(170)으로 이동하고, 에미터부(120)쪽으로 이동한 정공은 제1 전극(140)으로 이동한다. The electrons that have migrated toward the
따라서, 어느 한 태양전지의 제1 전극(140)과 인접한 태양전지의 제2 전극(170)을 인터커넥터 등의 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.Accordingly, when the
이러한 구성의 태양전지는 광 투과성 전면 기판 및 광 투과성 후면 기판 사이에서 보호막에 의해 밀봉된 상태로 사용된다.A solar cell with such a configuration is used in a sealed state between a light-transmitting front substrate and a light-transmitting rear substrate.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 상기한 구성의 태양전지를 제조하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a solar cell having the above-described structure will be described with reference to FIGS. 3 to 6. FIG.
먼저, 도 3에 도시한 바와 같이, 기판(110)의 전면(front surface)에 제1 텍스처링 표면(111), 에미터부(120) 및 제1 반사방지막(130)을 형성하고, 기판(110)의 후면(back surface)에 제2 텍스처링 표면(113), 후면 전계부(150) 및 제2 반사방지막(160)을 형성한다.3, a
이하, 도 6을 참조하여 도 3에 도시한 구조의 기판 제조 방법에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a substrate having the structure shown in FIG. 3 will be described in detail with reference to FIG.
일반적으로, 실리콘 웨이퍼로 이루어진 기판(110)은 실리콘 블록(block)이나 잉곳(ingot)을 블레이드(blade) 또는 멀티 와이어 소우(multi wire saw)로 슬라이스(slice)하여 제조된다.In general, a
실리콘 웨이퍼가 준비되면, 5가 원소의 불순물, 예컨대 인(P)을 실리콘 웨이퍼에 도핑하여 n형의 도전성 타입을 갖는 반도체 기판을 기판(110)을 제조한다.When a silicon wafer is prepared, a semiconductor substrate having an n-type conductivity type is produced by doping an impurity of pentavalent element, such as phosphorus (P), into a silicon wafer.
한편, 실리콘 블록이나 잉곳을 슬라이스 할 때 실리콘 웨이퍼에는 기계적 손상층(mechanical damage layer)이 형성된다.On the other hand, when a silicon block or an ingot is sliced, a mechanical damage layer is formed on the silicon wafer.
따라서 기계적 손상층으로 인한 태양전지의 특성 저하를 방지하기 위해, 상기 기계적 손상층을 제거하기 위한 습식 식각 공정을 실시한다. 이때, 습식 식각 공정에는 알칼리(alkaline) 또는 산(acid) 식각액(etchant)을 사용한다.Therefore, a wet etching process for removing the mechanical damage layer is performed in order to prevent deterioration of the characteristics of the solar cell due to the mechanical damage layer. At this time, an alkaline or acid etchant is used for the wet etching process.
기계적 손상층을 제거한 후, 습식 식각 공정 또는 플라즈마를 이용한 건식 식각 공정을 이용하여 기판(110)의 전면(front surface)을 제1 텍스처링 표면(111)으로 형성하고, 기판(110)의 후면(back surface)을 제2 텍스처링 표면(113)으로 형성한다.A front surface of the
제1 텍스처링 표면(111) 및 제2 텍스처링 표면(113)을 형성한 후, 기판(110)의 전면(front surface) 및 후면(back surface)에 5가 원소의 불순물을 도핑하여 후면 전계부(150)를 형성한다.After the
그리고 실리콘 질화막(SiNx: H)으로 이루어진 제2 반사방지막(160)을 기판(110)의 후면에 위치한 후면 전계부(150)의 후면에 형성한다.A
계속하여, 제2 반사방지막(160)을 마스크로 하여 기판(110)의 전면(front surface)을 에치백(etch back)함으로써 기판(110)의 전면(front surface)에 형성된 후면 전계부(150)를 제거하고, 기판(110)의 전면(front surface)에 3가 원소의 불순물을 도핑하여 에미터부(120)를 형성한다.Subsequently, the rear
이어서, 자연 산화막 제거를 위하여 기판을 불산(HF)으로 식각하고, 에미터부(120) 위에 제1 반사방지막(130)을 형성한다.Subsequently, the substrate is etched with hydrofluoric acid (HF) to remove the native oxide film, and the
이때, 제1 반사방지막(130)은 산화 알루미늄막(133)과 실리콘 질화막(131)을 순차적으로 적층하여 형성할 수 있다.The first
산화 알루미늄막(133)은 반사방지 기능 외에 패시베이션 막으로도 기능하는 것으로, 플라즈마 증착(PECVD) 또는 스퍼터링(sputtering) 등의 방법으로 형성할 수 있다.The
한편, 산화 알루미늄막(133) 대신에 실리콘 산화막(SiOx)을 형성하는 것도 가능하다.On the other hand, it is also possible to form a silicon oxide film (SiOx) instead of the
실리콘 질화막(131)은 산화 알루미늄막(133)과 마찬가지로 플라즈마 증착(PECVD) 또는 스퍼터링(sputtering) 등의 방법으로 형성할 수 있다. The
이후, 습식 식각 또는 레이저를 이용한 건식 식각을 실시하여 일부 영역의 제1 반사방지막(130)을 제거하여 복수의 제1 콘택 라인(CL1)을 형성한다.Thereafter, wet etching or dry etching using a laser is performed to remove the first
제1 콘택 라인(CL1)을 형성한 후, 은(Ag)과 글라스 프릿(glass frit)이 혼합된 도전 페이스트를 전극 패턴으로 인쇄한 후, 건조 및 소성을 실시한다.After the first contact line CL1 is formed, a conductive paste in which silver (Ag) and glass frit are mixed is printed as an electrode pattern, followed by drying and firing.
소성을 실시하면, 글라스 프릿에 함유된 납(Pb) 성분으로 인해 펀치 스루(punch-through) 작용이 발생되므로, 후면 전계부(150)와 전기적 및 물리적으로 연결된 제2 전극(170)이 형성된다.When the firing is performed, a punch-through action is generated due to the lead (Pb) component contained in the glass frit, so that the
제2 전극(170)을 형성한 후에는 도금 공정을 이용하여 제1 전극(140)을 형성한다. 이하, 제1 전극(140)의 형성 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.After the
제1 반사방지막(130)의 전체 표면 및 제1 콘택 라인(CL1)을 통해 노출된 에미터부(120) 위에 금속 시드층(141)을 형성한다. 금속 시드층(141)은 진공 방법, 예컨대 스퍼터링법 또는 전자 빔 증착법을 실시하여 50㎚ 내지 200㎚의 두께로 니켈을 증착한 후, 질소 분위기에서 300℃ 내지 600℃의 온도로 열처리를 실시하는 것에 따라 형성할 수 있다.The
또한, 니켈 무전해도금 공정을 이용하여 50nm 내지 200nm의 두께로 니켈을 증착한 후, 질소 분위기에서 300℃ 내지 600℃의 온도로 열처리를 실시하는 것에 따라 금속 시드층(141)을 형성할 수 있다.Further, the
이러한 공정에 따르면 니켈 실리사이드(Ni2Si, NiSi, NiSi2)로 이루어진 금속시드층(141)이 형성된다.According to this process, a
다음, 금속 시드층(141)의 일부 영역에 확산방지층(142) 및 도전층(143)을 형성하기 위하여 금속 시드층(141) 위에 배리어 막을 형성하고, 전해도금을 실시하여 5㎛ 내지 15㎛의 두께를 갖는 니켈 확산방지층(142), 10㎛ 내지 30㎛의 두께를 갖는 구리층(143a) 및 5㎛ 내지 15㎛의 두께를 갖는 주석층(143b)을 금속 시드층(141) 위에 순차적으로 형성한다.Next, a barrier film is formed on the
이후, 배리어 막을 제거한 후 주석층(143b)을 마스크로 이용한 식각 공정을 실시하여 금속 시드층(141)의 노출 영역을 제거하여 제1 전극(140)을 형성한다.After the barrier layer is removed, the
이하에서는 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 9. FIG.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 단면도이고, 도 8 및 도 9는 도 7에 도시한 태양전지의 제조 방법을 나타내는 공정 순서도이다.FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 8 and 9 are flowcharts showing a method of manufacturing the solar cell shown in FIG.
본 실시예의 태양전지는 기판 전면의 구조가 전술한 실시예와 동일하므로, 이하에서는 기판 후면의 구조에 대해서만 설명한다.The structure of the solar cell of this embodiment is the same as that of the above embodiment, and only the structure of the rear surface of the solar cell will be described below.
기판(110)의 후면에는 후면 전계부(150), 제2 반사방지막(160) 및 제2 전극(170)이 위치한다.A rear
이때, 제2 전극(170)은 제1 전극(140)과 마찬가지로 도금 공정에 의해 형성된다.At this time, the
제2 전극(170)을 형성하기 위해, 제2 반사방지막(160)은 후면 전계부(150)의 일부를 노출하는 복수의 제2 콘택 라인(CL2)을 포함한다.The
선저항을 확보하기 위해 제2 콘택 라인(CL2)은 제1 콘택 라인(CL1)의 폭(W1)보다 큰 폭(W2), 예를 들어 40㎛ 내지 100㎛의 폭(W2)으로 형성되고, 후면 전계부(150) 전체 평면적의 5% 내지 15%의 평면적으로 형성된다. 그리고, 제2 전극(170)간의 피치는 제1 전극(140)간의 피치보다 좁게 형성된다.The second contact line CL2 is formed to have a width W2 larger than the width W1 of the first contact line CL1, for example, a width W2 of 40 mu m to 100 mu m, Is formed in a plane of 5% to 15% of the entire planar area of the rear
구체적으로 도시하지는 않았지만, 도금 공정으로 형성되는 제2 전극(170)은 전술한 실시예의 제1 전극(140)과 마찬가지로, 제2 콘택 라인(CL2)을 통해 노출된 후면 전계부(150)에 순차적으로 적층된 금속 시드층, 확산방지층, 구리층 및 주석층으로 형성된다.Although not shown in detail, the
이러한 구성의 태양전지는 다음에 설명하는 방법에 따라 제조할 수 있다.The solar cell having such a configuration can be manufactured according to the following method.
본 실시예의 태양전지를 제조하는 방법에 있어서, 기판의 양쪽 표면에 제1 텍스처링 표면 및 제2 텍스처링 표면을 각각 형성하는 단계; 기판 전면(front surface)의 제1 텍스처링 표면에는 에미터부를 형성하고, 기판 후면(back surface)의 제2 텍스처링 표면에는 후면 전계부를 형성하는 단계; 에미터부의 전면(front surface)에는 제1 반사방지막을 형성하고, 후면 전계부의 후면에는 제2 반사방지막을 형성하는 단계까지는 전술한 실시예의 도 6과 동일하다. 따라서, 이하에서는 그 다음 단계부터 설명한다.Forming a first textured surface and a second textured surface on both surfaces of the substrate, respectively; Forming an emitter portion on a first textured surface of a front surface of the substrate and forming a back surface field portion on a second textured surface of a back surface of the substrate; The steps of forming the first antireflection film on the front surface of the emitter portion and forming the second antireflection film on the rear surface of the rear electric field portion are the same as those of FIG. 6 of the above-described embodiment. Therefore, the following steps will be described below.
텍스처링 표면(111, 113)을 갖는 기판(110)에 에미터부(120), 제1 반사방지막(130), 후면 전계부(150) 및 제2 반사방지막(160)을 형성한 후, 제1 반사방지막(130)에는 복수의 제1 콘택 라인(CL1)을 형성하고, 제2 반사방지막(160)에는 복수의 제2 콘택 라인(CL2)을 형성한다.After forming the
이때, 제1 콘택 라인(CL1) 및 제2 콘택 라인(CL2)은 습식 식각 또는 레이저를 이용한 건식 식각을 실시하여 일부 영역의 제1 반사방지막(130) 및 제2 반사방지막(160)을 각각 제거하는 것에 따라 형성할 수 있다.At this time, the first contact line CL1 and the second contact line CL2 are subjected to wet etching or dry etching using a laser to remove the first
레이저를 이용한 건식 식각에 의해 제1 콘택 라인(CL1) 및 제2 콘택 라인(CL2)을 형성하는 경우, 레이저에 의해 손상된 에미터부(120)의 손상부(121) 및 후면 전계부(150)의 손상부(151)를 제거하기 위해 불산(HF) 용액으로 한번의 식각을 더 실시할 수 있다.When the first contact line CL1 and the second contact line CL2 are formed by dry etching using a laser, the damaged
제1 콘택 라인(CL1) 및 제2 콘택 라인(CL2)을 형성한 후, 도금 공정을 이용하여 제1 전극(140) 및 제2 전극(170)을 형성한다. 이하, 전극 형성 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.After the first contact line CL1 and the second contact line CL2 are formed, a
제1 반사방지막(130)의 전체 표면 및 제1 콘택 라인(CL1)을 통해 노출된 에미터부(120)와 제2 반사방지막(160)의 전체 표면 및 제2 콘택 라인(CL2)을 통해 노출된 후면 전계부(150)에 금속 시드층(141)을 형성한다. The entire surface of the
금속 시드층(141)은 진공 방법, 예컨대 스퍼터링법 또는 전자 빔 증착법을 실시하여 50㎚ 내지 200㎚의 두께로 니켈을 증착한 후, 질소 분위기에서 300℃ 내지 600℃의 온도로 열처리를 실시하는 것에 따라 형성할 수 있다.The
또한, 니켈 무전해도금 공정을 이용하여 50nm 내지 200nm의 두께로 니켈을 증착한 후, 질소 분위기에서 300℃ 내지 600℃의 온도로 열처리를 실시하는 것에 따라 금속 시드층(141)을 형성할 수 있다.Further, the
이러한 공정에 따르면 니켈 실리사이드(Ni2Si, NiSi, NiSi2)로 이루어진 금속시드층(141)이 형성된다.According to this process, a
다음, 금속 시드층(141)의 일부 영역에 확산방지층(142) 및 도전층(143)을 형성하기 위하여 금속 시드층(141) 위에 배리어 막을 형성하고, 전해도금을 실시하여 5㎛ 내지 15㎛의 두께를 갖는 니켈 확산방지층(142), 10㎛ 내지 30㎛의 두께를 갖는 구리층(143a) 및 5㎛ 내지 15㎛의 두께를 갖는 주석층(143b)을 금속 시드층(141) 위에 순차적으로 형성한다.Next, a barrier film is formed on the
이후, 배리어 막을 제거한 후 주석층(143b)을 마스크로 이용한 식각 공정을 실시하여 금속 시드층(141)의 노출 영역을 제거함으로써 제1 전극(140) 및 제2 전극(170)을 형성한다.After the barrier layer is removed, the
이상에서는 제1 전극 및 제2 전극을 다층 구조의 다중막으로 각각 형성하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 딥핑(deeping) 방식을 이용하여 제1 전극 및 제2 전극을 단일막 구조로 형성하는 것도 가능하다.In the above description, the first electrode and the second electrode are formed as multi-layered multi-layers, respectively. However, it is also possible to form the first electrode and the second electrode into a single-layer structure by using a deepening method .
본 발명의 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. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention as defined by the following claims, .
110: 기판 111: 제1 텍스처링 표면
113: 제2 텍스처링 표면 120: 에미터부
130: 제1 반사방지막 131: 실리콘 질화막
133: 산화 알루미늄막 140: 제1 전극
141: 금속 시드층 142: 확산방지층
143a: 구리층 143b: 주석층
150: 후면 전계부 160: 제2 반사방지막
170: 제2 전극 CL1: 제1 콘택 라인
CL2: 제2 콘택 라인110: substrate 111: first textured surface
113: second textured surface 120:
130: first anti-reflection film 131: silicon nitride film
133: aluminum oxide film 140: first electrode
141: metal seed layer 142: diffusion preventing layer
143a:
150: rear electric field part 160: second anti-reflection film
170: second electrode CL1: first contact line
CL2: second contact line
Claims (28)
상기 기판에 위치하는 에미터부;
상기 에미터부 위에 위치하며, 상기 에미터부의 일부를 노출하는 복수의 제1 콘택 라인을 구비하는 제1 반사방지막;
상기 복수의 제1 콘택 라인을 통해 노출된 상기 에미터부와 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및
상기 제1 전극에 이격하여 상기 기판 위에 위치하는 제2 전극
을 포함하고,
상기 제1 전극은, 상기 에미터부와 직접 접촉하는 금속 시드층과, 상기 금속 시드층 위에 위치하는 도전층을 포함하고,
상기 도전층은 상기 금속 시드층 위에 위치하는 구리층 및 상기 구리층의 상부 표면 및 측면 위에 위치하는 주석층을 포함하는 태양 전지. Board;
An emitter section located on the substrate;
A first anti-reflection film positioned on the emitter and having a plurality of first contact lines exposing a portion of the emitter;
A first electrode electrically connected to the emitter portion exposed through the plurality of first contact lines; And
A second electrode disposed on the substrate and spaced apart from the first electrode,
/ RTI >
Wherein the first electrode comprises a metal seed layer in direct contact with the emitter portion and a conductive layer located on the metal seed layer,
Wherein the conductive layer comprises a copper layer located on the metal seed layer and a tin layer located on the upper surface and side surfaces of the copper layer.
상기 제1 전극은 0.83 내지 1의 종횡비를 갖는 태양전지.The method of claim 1,
Wherein the first electrode has an aspect ratio of 0.83 to 1. < Desc / Clms Page number 17 >
상기 복수의 제1 콘택 라인은 20㎛ 내지 60㎛의 폭으로 각각 형성되는 태양전지.3. The method of claim 2,
Wherein the plurality of first contact lines are each formed to a width of 20 占 퐉 to 60 占 퐉.
상기 복수의 제1 콘택 라인은 상기 에미터부의 평면적의 2% 내지 6%의 평면적으로 형성되는 태양전지.4. The method of claim 3,
Wherein the plurality of first contact lines are formed in a plane of 2% to 6% of the planar portion of the emitter portion.
상기 제1 전극은 20㎛ 내지 50㎛의 두께로 형성되는 태양전지.4. The method of claim 3,
Wherein the first electrode is formed to a thickness of 20 占 퐉 to 50 占 퐉.
상기 제1 반사방지막은 실리콘 질화막 및 상기 에미터부와 상기 실리콘 질화막 사이에 위치하는 실리콘 산화막 또는 산화 알루미늄막을 포함하는 태양전지.The method of claim 1,
Wherein the first antireflection film includes a silicon nitride film and a silicon oxide film or an aluminum oxide film positioned between the emitter and the silicon nitride film.
상기 기판은 인(P)이 도핑된 n형 실리콘 웨이퍼로 이루어지는 태양전지.The method of claim 1,
Wherein the substrate is an n-type silicon wafer doped with phosphorus (P).
상기 에미터부 및 상기 제1 전극이 상기 기판의 일면 쪽에 위치하고,
상기 기판의 다른 일면에 위치하는 후면 전계부 및 상기 후면 전계부 위에서 상기 제2 전극이 형성되지 않은 부분에 위치하는 제2 반사방지막을 더 포함하며, 상기 제2 전극은 상기 후면 전계부와 전기적으로 연결되는 태양전지.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the emitter portion and the first electrode are located on one side of the substrate,
And a second antireflection layer positioned on a rear surface electric field portion located on the other surface of the substrate and on a portion where the second electrode is not formed on the rear electric field portion, wherein the second electrode is electrically connected to the rear electric field portion Solar cells connected.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 서로 다른 물질로 형성되는 태양전지.9. The method of claim 8,
Wherein the first electrode and the second electrode are formed of different materials.
상기 금속 시드층은 니켈(Ni)을 포함하고, 상기 제2 전극은 은(Ag)으로 형성되는 태양전지.The method of claim 9,
Wherein the metal seed layer comprises nickel (Ni), and the second electrode comprises silver (Ag).
상기 제2 반사방지막은 실리콘 질화막을 포함하는 태양전지.9. The method of claim 8,
Wherein the second antireflection film comprises a silicon nitride film.
상기 제2 반사방지막은 상기 후면 전계부의 일부를 노출하는 복수의 제2 콘택 라인을 포함하는 태양전지.9. The method of claim 8,
And the second antireflection film includes a plurality of second contact lines exposing a part of the rear surface electric field portion.
상기 복수의 제2 콘택 라인은 40㎛ 내지 100㎛의 폭으로 각각 형성되는 태양전지.The method of claim 12,
And the plurality of second contact lines are each formed with a width of 40 占 퐉 to 100 占 퐉.
상기 복수의 제2 콘택 라인은 상기 후면 전계부의 평면적의 5% 내지 15%의 평면적으로 형성되는 태양전지.The method of claim 12,
Wherein the plurality of second contact lines are formed in a plane of 5% to 15% of a plane area of the rear electric field portion.
상기 제2 전극은 상기 복수의 제2 콘택 라인을 통해 노출된 상기 후면 전계부와 직접 접촉하는 금속 시드층 및 상기 제2 전극의 상기 금속 시드층의 후면에 배치되는 적어도 하나의 도전층을 포함하며, 상기 제2 전극의 상기 도전층은 상기 제2 전극의 상기 금속 시드층 위에 위치하는 구리층 및 상기 제2 전극의 상기 구리층의 상부 표면 및 측면 위에 위치하는 주석층을 포함하여, 상기 제1 전극은 상기 제2 전극과 동일한 구조로 형성되는 태양전지.The method of claim 12,
The second electrode comprises a metal seed layer in direct contact with the rear electrical part exposed through the plurality of second contact lines and at least one conductive layer disposed on the rear surface of the metal seed layer of the second electrode, Wherein the conductive layer of the second electrode comprises a copper layer located on the metal seed layer of the second electrode and a tin layer located on the upper surface and side of the copper layer of the second electrode, And the electrode is formed in the same structure as the second electrode.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 상기 금속 시드층은 니켈(Ni)을 포함하는 태양전지.16. The method of claim 15,
Wherein the metal seed layer of the first electrode and the second electrode comprises nickel (Ni).
상기 제2 전극의 선폭은 상기 제1 전극의 선폭보다 크게 형성되는 태양전지. The method of claim 1,
Wherein the line width of the second electrode is larger than the line width of the first electrode.
상기 기판에 위치하며, 상기 제1 도전성 타입과 다른 제2 도전성 타입을 가지는 에미터부 및 상기 제1 도전성 타입을 가지는 후면 전계부;
상기 에미터부에 연결되는 제1 전극; 및
상기 후면 전계부에 연결되는 제2 전극
을 포함하고,
상기 에미터부 및 상기 후면 전계부 중 적어도 하나 위에 위치하며, 상기 에미터부 또는 상기 후면 전계부의 일부를 노출하는 복수의 콘택 라인을 구비하는 반사방지막을 더 포함하고,
상기 복수의 콘택 라인을 통해서 상기 에미터부 또는 상기 후면 전계부에 전기적으로 연결되는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나가, 상기 에미터부 또는 상기 후면 전계부와 직접 접촉하는 금속 시드층과, 상기 금속 시드층 위에 위치하는 도전층을 포함하고,
상기 도전층은 상기 금속 시드층 위에 위치하는 구리층 및 상기 구리층의 상부 표면 및 측면 위에 위치하는 주석층을 포함하는 태양 전지. A substrate having a first conductivity type;
An emitter section located on the substrate, the emitter section having a second conductivity type different from the first conductivity type; and a back electromotive section having the first conductivity type;
A first electrode connected to the emitter; And
And a second electrode connected to the rear electric field portion
/ RTI >
Further comprising an antireflective layer located on at least one of the emitter portion and the rear electric portion and having a plurality of contact lines exposing a portion of the emitter portion or the rear electric field portion,
Wherein at least one of the first electrode and the second electrode electrically connected to the emitter section or the rear electric section through the plurality of contact lines comprises a metal seed layer directly contacting the emitter section or the rear electric section, And a conductive layer disposed on the metal seed layer,
Wherein the conductive layer comprises a copper layer located on the metal seed layer and a tin layer located on the upper surface and side surfaces of the copper layer.
상기 에미터부 위에 제1 반사방지막을 형성하는 단계;
상기 제1 반사방지막에 복수의 제1 콘택 라인을 형성하는 단계;
상기 후면 전계부에 연결되는 제2 전극을 형성하는 단계; 및
상기 복수의 제1 콘택 라인에 제1 전극을 형성하는 단계
를 포함하며,
상기 제1 전극을 형성하는 단계는, 상기 에미터부와 직접 접촉하는 금속 시드층을 형성하는 단계와, 상기 금속 시드층 위에 도전층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 도전층을 형성하는 단계는, 상기 금속 시드층 위에 구리층을 형성하는 단계와, 상기 구리층의 상부 표면 및 측면 위에 주석층을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조 방법.Forming an emitter portion and a rear surface electric portion on a substrate;
Forming a first anti-reflective coating on the emitter;
Forming a plurality of first contact lines in the first anti-reflection film;
Forming a second electrode connected to the backside electrical portion; And
Forming a first electrode on the plurality of first contact lines
/ RTI >
The forming of the first electrode may include forming a metal seed layer in direct contact with the emitter portion and forming a conductive layer on the metal seed layer,
The forming of the conductive layer includes forming a copper layer on the metal seed layer, and forming a tin layer on the upper surface and side surfaces of the copper layer.
상기 복수의 제1 콘택 라인을 형성하는 단계에서 습식 식각 또는 레이저를 이용한 건식 식각 공정을 사용하는 태양전지의 제조 방법.20. The method of claim 19,
Wherein the step of forming the plurality of first contact lines uses a wet etching or a dry etching process using a laser.
상기 복수의 제1 콘택 라인을 형성하는 단계는,
레이저를 이용한 건식 식각 공정으로 상기 제1 반사방지막을 식각하는 단계; 및
상기 레이저에 의해 발생한 상기 에미터부의 손상층을 습식 식각 공정으로 제거하는 단계
를 포함하는 태양전지의 제조 방법.20. The method of claim 19,
Wherein forming the plurality of first contact lines comprises:
Etching the first antireflection film by a dry etching process using a laser; And
Removing the damaged layer of the emitter portion generated by the laser by a wet etching process
Wherein the method comprises the steps of:
상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 서로 다른 물질로 형성하는 태양전지의 제조 방법.20. The method of claim 19,
Wherein the first electrode and the second electrode are formed of different materials.
상기 에미터부 및 상기 제1 전극이 상기 기판의 일면 쪽에 위치하고,
상기 후면 전계부가 상기 기판의 다른 일면에 위치하며,
상기 후면 전계부 위에 제2 반사방지막을 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 제2 전극을 형성하는 단계는,
은(Ag) 및 글라스 프릿(glass frit)이 혼합된 도전 페이스트를 상기 제2 반사방지막의 후면에 인쇄하는 단계; 및
상기 도전 페이스트를 건조 및 소성하는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조 방법.The method of claim 22,
Wherein the emitter portion and the first electrode are located on one side of the substrate,
The rear electric field portion is located on the other surface of the substrate,
Further comprising forming a second antireflection film on the rear electric field portion,
Wherein forming the second electrode comprises:
Printing a conductive paste mixed with silver (Ag) and glass frit on the rear surface of the second antireflection film; And
And drying and firing the conductive paste.
상기 에미터부 및 상기 제1 전극이 상기 기판의 일면 쪽에 위치하고,
상기 후면 전계부가 상기 기판의 다른 일면에 위치하며,
상기 후면 전계부 위에 제2 반사방지막을 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 제1 콘택 라인을 형성하는 단계에서 상기 제2 반사 방지막에 제2 콘택 라인을 더 형성하고,
상기 제2 전극을 형성하는 단계에서는 상기 제2 콘택 라인에 상기 제2 전극을 형성하는 태양전지의 제조 방법. 20. The method of claim 19,
Wherein the emitter portion and the first electrode are located on one side of the substrate,
The rear electric field portion is located on the other surface of the substrate,
Further comprising forming a second antireflection film on the rear electric field portion,
Further comprising forming a second contact line in the second anti-reflection film in the step of forming the first contact line,
And forming the second electrode on the second contact line in the forming of the second electrode.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 서로 동일한 물질로 형성되는 태양전지의 제조 방법. 25. The method of claim 24,
Wherein the first electrode and the second electrode are formed of the same material.
상기 복수의 제1 콘택 라인 및 제2 콘택 라인을 형성하는 단계에서 습식 식각 또는 레이저를 이용한 건식 식각 공정을 사용하는 태양전지의 제조 방법.25. The method of claim 24,
Wherein the step of forming the plurality of first contact lines and the second contact lines uses a wet etching or a dry etching process using a laser.
상기 복수의 제1 콘택 라인 및 제2 콘택 라인을 형성하는 단계는,
레이저를 이용한 건식 식각 공정으로 상기 제1 반사방지막 및 상기 제2 반사방지막을 각각 식각하는 단계; 및
상기 레이저에 의해 발생한 상기 에미터부 및 상기 후면 전계부의 손상층을 습식 식각 공정으로 제거하는 단계
를 포함하는 태양전지의 제조 방법.25. The method of claim 24,
Wherein forming the plurality of first contact lines and second contact lines comprises:
Etching the first antireflection film and the second antireflection film by a dry etching process using a laser; And
Removing the damaged layer of the emitter portion and the rear electric field portion generated by the laser by a wet etching process
Wherein the method comprises the steps of:
상기 제2 전극의 선폭은 상기 제1 전극의 선폭보다 크게 형성되는 태양전지의 제조 방법. 20. The method of claim 19,
Wherein the line width of the second electrode is larger than the line width of the first electrode.
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