KR100844505B1 - 질화-산화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판실리콘 태양전지의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
p-형 실리콘 기판의 후면에 질화-산화알루미늄(AlON) 절연박막을 증착 형성함으로써, p-형 실리콘 기판의 두께를 200㎛ 이하의 박형으로 제조하면서 휨 발생 및 파손을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 효율을 극대화할 수 있는 질화-산화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판 실리콘 태양전지의 제조방법이 개시되어 있다. 본 발명에 따르면 p-형 실리콘 기판의 표면을 식각 처리하여 p-형 실리콘 기판의 표면을 조직화 하는 단계(S1); p-형 실리콘 기판의 전면 상부에 n-형 도핑층을 형성하는 단계(S2); n-형 도핑층의 전면 상부에 반사방지막층을 형성하는 단계(S3); p-형 실리콘 기판 후면 하부에 음성 고정전하를 가지는 질화-산화알루미늄(AlON) 절연박막층을 증착하는 단계(S4); p-형 실리콘 기판의 후면 하부에 국부적으로 후면전계층을 형성함과 아울러 후면전계층을 따라 후면금속전극을 형성 하는 단계(S5); 및 반사방지막층 전면 상부에 전면금속전극을 형성함과 동시에 열처리 소성을 거쳐 완성하는 단계(S6)를 포함한다.
Description
도 1은 종래 후면 이산화 규소 절연막과 국부적인 금속 접촉방법에 의해 제조된 태양전지를 개략적으로 나타낸 도면이며,
도 2는 종래 스크린인쇄 금속전극 태양전지를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 3a는 도 2에 도시된 실리콘 웨이퍼의 휨 발생을 보인 개략도이며,
도 3b는 도 2에 도시된 실리콘 웨이퍼의 두께에 따른 웨이퍼 구부러짐 및 휨의 변화를 나타낸 표이고,
도 4는 본 발명에 따른 질화-산화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판 실리콘 태양전지의 제조순서를 보인 도면이며,
도 5a 내지 도 5d는 열처리 조건에 따른 X-선 회절 패턴 결과를 나타낸 그래프이고,
도 6은 퓨리에 변환 적외선 분광 흡수 스펙트럼을 통한 AlN 박막의 화학적 조성성분과 화학적결합 확인결과를 나타낸 그래프이며,
도 7은 본 발명에 따른 태양전지의 특성을 나타낸 그래프이고,
도 8은 도 4에 도시된 절연박막층의 고정 전하형태에 따른 에너지 벤드 변화 도이며, 그리고
도 9는 도 4에 도시된 절연박막층에 음의 고정 전하량에 따른 후면 재결합 속도 변화도이다.
<도면의주요부분에대한부호의설명>
100 : 태양전지 110 : p-형 실리콘 기판
120 : n-형 도핑층 130 : 반사방지막층
140 : 절연박막층 150 : 후면전계층
160 : 후면금속전극 170 : 전면금속전극
180 : 전면전극 버스바 190 : 그리드전극
본 발명은 태양전지의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 p-형 실리콘 기판의 후면에 질화-산화알루미늄(AlON) 절연박막을 증착 형성함으로써, p-형 실리콘 기판의 두께를 200㎛ 이하의 박형으로 제조하면서 휨 발생 및 파손을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 효율을 극대화할 수 있는 질화-산화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판 실리콘 태양전지의 제조방법에 관한 것이다.
최근 미래 에너지원의 개발 필요성이 심각하게 대두됨에 따라 그 대체 에너지로서 무한정, 무공해의 태양전지를 이용하는 기술에 관한 연구가 세계적으로 진행되고 있는 실정이다. 이러한 태양의 광 에너지를 흡수하여 직접 전기에너지로 변 화시키는 태양전지(solar cell)는 화석연료, 원자력, 수력 등을 이용한 기존의 발전이 야기하는 공해, 에너지원의 제한 등이 없어 다양한 산업분야에 응용하고 있는 실정이다.
태양전지는 현재 산업분야에 95% 이상이 실리콘 반도체에 pn접합으로 태양전지를 제작하고 있다. 실리콘 반도체의 금지대폭보다 큰 에너지를 가진 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성되는데, 이러한 전자-정공이 pn 접합부에 형성된 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 모이게 됨에 따라 pn간에 기전력(광기전력:photovoltaic power)이 발생하게 된다. 현재 시장점율의 90%를 차지하는 결정질 실리콘 태양전지는 두께 300㎛ 내외의 원부자재를 사용하여 50매 단위 또는 100매 단위의 batch-type으로 양산되고 있다.
전술한 태양전지 관련기술은 광에너지의 효과적인 흡수를 위한 표면 조직화(texturing), 광 생성전하의 효과적인 분리를 위한 pn 접합 형성기술(doping), 분리된 전하를 손실을 최소화한 상태로 수집하는 기술로 금속전극 형성기술(metallization), 입사된 빛을 전기로 변화하는데 저가, 대면적, 고효율화, 대량생산 기법과 연관된다.
도 1은 종래 후면 이산화 규소 절연막과 국부적인 금속 접촉방법에 의해 제조된 태양전지를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 태양전지 후면에 이산화 규소박막을 형성하고 국부적으로 산화막을 제거하여 후면에 도포된 알루미늄 전극이 국부적으로 실리콘과 접촉되도록 형성된 것으로, 후면 재결합 손실을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 광-전변환 효율을 높게 달성할 수 있는 장점이 있으나, 후면 전면에 고진공에서 알루미늄 순수금속을 2㎛ 이하로 형성해야 하는 문제점이 있었다.
도 2는 종래 스크린인쇄 금속전극 태양전지를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3a는 도 2에 도시된 실리콘 웨이퍼의 휨 발생을 보인 개략도이며, 도 3b는 도 2에 도시된 실리콘 웨이퍼의 두께에 따른 웨이퍼 구부러짐 및 휨의 변화를 나타낸 표이다.
도 2 내지 3b를 참조하면, 스크린인쇄 금속전극 태양전지는 현재 산업분야에서 가장 많이 활용되는 태양전지이다. 이러한 태양전지는 기존 250㎛ 이상의 실리콘 기판의 후면 전체에 알루미늄을 15㎛ 이상 스크린 인쇄한 후, 700℃ 이상에서 고온 열처리 소성하여 제작되는데, 열처리 공정에서 알루미늄 금속은 고온에서 열팽창이 많고, 실리콘은 고온에서 열팽창이 작기 때문에 고온 열처리 후 냉각과정에서 열팽창 계수가 서로 다르기 때문에 실리콘 웨이퍼에 휨(bow)이 발생하게 된다(도 3a 참조). 또한 도 3b에 도시된 바와 같이 실리콘 기판의 두께가 200㎛에서 구부러져 휘는 정도가 1㎜까지 상승함을 볼 수 있는데, 휨이 0.5㎜ 이상이 발생하면 제조공정에서 파손이 증가하여 양산화가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 p-형 실리콘 기판의 후면에 질화-산화알루미늄(AlON) 절연박막을 증착 형성함으로써, p-형 실리콘 기판의 두께를 200㎛ 이하의 박형으로 제조하면서 휨 발생 및 파손을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 효율을 극대화할 수 있는 질화-산 화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판 실리콘 태양전지의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,
200㎛ 이하의 두께를 가지는 p-형 실리콘 기판의 표면을 한 쪽 면당 5㎛ 이내로 식각 처리가 가능한 질산과 불산 초순수물을 7:1:5로 혼합한 혼합용액을 사용하여 상기 p-형 실리콘 기판의 표면을 조직화 하는 단계(S1);
p-형 실리콘 기판의 전면 상부에 n-형 도핑층을 형성하는 단계(S2);
n-형 도핑층의 전면 상부에 반사방지막층을 형성하는 단계(S3);
p-형 실리콘 기판 후면 하부에 음성 고정전하를 가지는 질화-산화알루미늄(AlON) 절연박막층을 증착하는 단계(S4);
p-형 실리콘 기판의 후면 하부에 국부적으로 후면전계층을 형성함과 아울러 후면전계층을 따라 후면금속전극을 형성 하는 단계(S5); 및
반사방지막층 전면 상부에 전면금속전극을 형성함과 동시에 열처리 소성을 거쳐 완성하는 단계(S6)를 포함하는 하는 질화-산화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판 실리콘 태양전지의 제조방법을 제공한다.
바람직하게는 절연박막층은 AlN 타켓에 100 Watt의 RF를 인가하면서 99.9%의 아르곤 가스를 주입하여 15분 동안 전처리 스퍼터링 및 50분 동안 스퍼터링을 하여 증착한 후, 산소 분위기에서 30분 동안 600℃, 700℃ 그리고 800℃의 온도로 열처리하여 p-형 실리콘 기판에 증착된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, p-형 실리콘 기판의 후면에 질화-산화알루미늄(AlON) 절연박막을 증착 형성함으로써, p-형 실리콘 기판의 두께를 200㎛ 이하의 박형으로 제조하면서 휨 발생 및 파손을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 효율을 극대화할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 질화-산화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판 실리콘 태양전지의 제조방법에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 질화-산화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판 실리콘 태양전지의 제조순서를 보인 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지(100)를 제조하기 위해서는 두께 200㎛의 p-형 실리콘 기판(110)의 표면을 식각 처리하여 p-형 실리콘 기판(110)의 표면을 조직화 한다(단계 S1). 여기서 식각 용액으로는 질산(HNO3)과 불산(HF) 그리고 초순수 물(H2O; DI water)의 혼합용액이 사용되며, 상기 혼합용액을 이용하여 한 쪽 면당 5㎛이내로 식각 처리한다. 바람직하는 식각 용액은 질산(HNO3), 불산(HF), 초순수 물(H2O; DI water)이 7:1:5 비율로 혼합되는데, 상기 혼합비율로 제조된 식각 용액의 질산(HNO3)은 원활하게 실리콘 표면을 산화시키고, 불산(HF)은 원활하게 산화막을 제거하며, 그리고 초순수 물(H2O; DI water)은 원활한 희석이 이루어지도록 한다.
p-형 실리콘 기판(110)이 준비되면, p-형 실리콘 기판(110)의 전면 상부에 n-형 도핑층(120)을 형성한 후(단계 S2), n-형 도핑층(120)의 전면 상부에 다시 반사방지막층(130)을 형성한다(단계 S3).
n-형 도핑층(120)은 인산을 포함한 용액(H3PO4+초순수 물)을 p-형 실리콘 기판(110)의 전면 상부에 도포한 후, 벨트 퍼니스를 사용해 850~900℃의 온도에서 15~25분 동안 열처리하여 면 저항값이 45~80Ω/sq 사이 값을 가지도록 형성하는데, 상기 온도 및 상기 시간이 상기 한정된 수치 내에서만 표면재결합 손실을 최소하면서도 도핑층의 접촉저항을 작게하여 고효율의 태양전지를 얻을 수 있다.
또한, 실리콘 질화막을 사용하여 반사방지막층(130)은 플라즈마 화학증착법(PECVD), 또는 스퍼터링법(sputtering), 또는 상압 화학 증착법(APCVD) 방법 중 어느 하나로 이루어지며 반사손실을 최적하면서도 반사방지막층(130)의 자체 흡수 손실을 최소화 하기 위해 굴절율은 n=2~2.3 사이 값을 가지고 두께는 55~80㎚ 사이 값을 가지도록 형성한다.
전술한 바와 같이, p-형 실리콘 기판(110)의 전면 상부에 n-형 도핑층(120) 및 반사방지막층(130)이 형성되면, p-형 실리콘 기판(110)의 후면 하부에 음성 고정전하를 가지는 질화-산화알루미늄(AlON) 절연박막층(140)을 증착 형성한다(단계 S4). 절연박막층(140)을 p-형 실리콘 기판(110)에 증착하기 위해서는 AlN 박막에 100 Watt의 RF를 인가하면서 99.9%의 아르곤 가스를 주입하여 15분동안 전처리 스퍼터링 및 50분동안 스퍼터링을 하여 증착한 후, 최적의 소성온도를 얻기 위해 산소 분위기에서 30분 동안 600℃, 700℃ 그리고 800℃의 온도로 열처리한다. 바람직 하게는 플라즈마에 이온에 의한 기판의 열, 격자, 손상 등을 최소화하기 위해서 100 Watt의 낮은 RF 전력을 사용하였으며, AlN 박막은 6.7×10-3㎩의 기본 압력과 0.267㎩의 작동압력을 맞추기 위해 순도 99.9%의 아르곤 가스를 사용하였다.
하기에는 AlON 특성을 살펴본다. 실험장비로는 1㎒ 고주파 정전용량-전압 특성은 MDC 소프트웨어 및 Keithely 617, HP impedance 분석기로 HF/LF 4192 분석 시스템을 이용해 측정되었고, 결정 면 및 성장 방향은 40kV 및 100mA에서 작동된 Cu Kα를 갖는 X선 회절기(Rigaku, Japan)를 통해 측정하였으며, 음성 고정전하를 가지는 절연박막의 화학적 특성은 적외선 스펙트럼을 분석하기 위해 퓨리에 변환 적외선 분광기(Bruker, Germany)를 이용하였다.
표 1.은 열처리 조건에 따른 평탄 대역 전압 및 평탄 대역 전압 변화량을 나타낸 것이다.
표 1.을 참조하면, 증착 후 열처리 하지 않은 AlN 박막에서 -18.5V의 매우 커다란 음의 평탄 대역 전압을 볼 수 있다. 하지만 열처리 온도를 증가시킴에 따라 열처리한 AlON 박막에서 최소 3.5V의 양의 값을 가짐을 볼 수 있다. 열처리 온도가 700℃일 때 AlON 박막 평탄 대역 전압은 6.5V 만큼 높은 양의 값을 가짐을 알 수 있고, 이때 평탄 대역 전압은 증착 후 열처리 하지 않은 AlN와 비교해서 25V 만큼의 증가량을 확인할 수 있다. 이를 통해 열처리 온도가 평탄 대역 전압의 증가에 있어서 순수한 AlN 박막이 결정화 과정과 산화작용을 통해서 AlON 박막으로 변환되어 음성 고정전하형성에 주된 역할을 한다는 것을 알 수 있다.
| Temperature(℃) | VFB | ΔVFB |
| As deposited | -18.5V (양의 고정전하) | 0V |
| 600 | +4.5V (음의 고정전하) | +23V |
| 700 | +6.5V (음의 고정전하) | +25V |
| 800 | +3.5V (음의 고정전하) | +22V |
표 1. 열처리 조건에 따른 평탄 대역 전압 및 평탄 대역 전압 변화량
음의 고정전하(negative fixed charge) 밀도 Qfc는 다음의 공식을 통해 구해진다.
따라서 본 발명에서는 스퍼터링법을 통해 AlN 박막을 성장하고 후속 열처리 과정에서 절연박막의 결정화 과정과 산화작용을 통해 AlON 박막을 형성하면 6.5V의 양의 값을 가지면서 평탄 대역 전압 및 1×1013㎝-2의 음의 고정전하량을 가지는 AlON 박막을 증착시킴을 알 수 있다.
또한 도 5a 내지 도 5d를 참조하면, X-선 회절 패턴을 통해서 AlN 박막에 열처리 온도의 영향에 따른 결정의 방향성을 알 수 있다. 600℃, 700℃ 그리고 800℃ 각각이 열처리 온도에 따라 X-선 회절 패턴은 다른 피크 값을 나타낸다. 도 5a는 열처리 온도에 따른 X-선 회절 곡선을 나타낸 것이며, 도 5b는 증착 후 열처리 하지 않은 AlN 박막에서만 오직 33.1°에 위치한 AlN 피크를 볼 수 있다. 도 5c에서는 61.6°에 위치한 Al2O3 피크를 볼 수 있으며, 도 5b에서는 65.8°에 위치한 AlN 피크와 66.4°에 위치한 Al2O3 피크를 볼 수 있다. 여기서 평탄 대역 압이 높은 양 의 값을 가지는 온도일 때 오직 33.1°에 위치한 AlN 피크 값을 제외한 다른 각도에서의 피크 값 역시 높게 나타남을 확인할 수 있다. 즉, 순수한 AlN 박막은 열처리 조건에 따라서 AlO와 AlN이 혼합된 상이 형성된다. 이러한 상변화가 음성 고정전하 형성에 핵심적인 역할을 수행하게 된다.
한편, 도 6은 퓨리에 변환 적외선 분광기의 결과를 나타낸 것으로, 668㎝-1에서의 알루미늄-질소 결합의 강한 흡수 피크는 AlN의 광학적 포논 모드에 의해 생긴 것이며, 또한 613㎝-1에서 알루미늄-산소 결합 흡수 피크가 존재함을 알 수 있다. 퓨리에 변환 적외선 분광기의 결과는 정전용량-전압 곡선 결과와 X-선 회절 패턴결과와 같이 AlN 박막이 열처리 온도에 의존적임을 보인다. 순수한 AlN 박막은 대기중의 산소와 결합하여 열처리에 따라서 산화가 진행되고 음성 고정전하를 가지는 AlO와 AlN이 혼합된 AlON 상이 형성되는 것을 알 수 있다.
이상 AlON 특성을 살펴 본 결과, 높은 온도에서 평탄 대역 전압의 최고치는 AlON 박막의 전기적 특성을 조절할 수 있는 가능성이 확인되었으며, 게다가 Al/AlON/Si의 금속/절연체/실리콘 구조의 음의 고정전하 밀도의 값이 정전용량-전압 측정을 통해 1×1013㎝-2의 값을 가짐을 확인하였다. 따라서 AlN 박막을 back surface field를 위해 사용함으로써 결정 실리콘 태양전지의 효율 향상을 도모할 수 있다.
전술한 바와 같이, p-형 실리콘 기판(110)의 후면 하부에 질화-산화알루미늄(AlON) 절연박막층(140)이 형성되면(단계 S4), p-형 실리콘 기판(110)의 후면 하 부에 국부적으로 후면전계층(150)을 형성함과 아울러 후면전계층(150)을 따라 후면금속전극(160)을 형성한다(단계 S5). 후면금속전극(160)은 AgAl 페이스트를 이용하여 국부적으로 스크린 인쇄된 후, 페이스트 내에 포함된 유기물 및 binding agent가 충분히 휘발 될 수 있도록 250℃의 온도에서 20초 동안 건조를 실시한다. 바람직하게는 AgAl 페이스트는 재료비손실과 소성이후 박형 기판의 실리콘 웨이퍼가 휨으로 인한 파손을 막기 위해 알루미늄 3%이하의 은 금속 페이스트를 채택한다. 더욱 바람직하게는 도 9에 도시된 바와 같이 후면금속전극(160)의 간격과 폭은 태양전지 면적에 대하여 30%이하에서 0.5%까지의 후면금속전극(160)의 면적을 조절할 수 있다.
이렇게 후면금속전극(160)이 형성되면(단계 S5), 반사방지막층(130) 전면 상부에 전면금속전극(170)을 형성함과 동시에 열처리 소성을 거쳐 태양전지(100)를 완성하는데(단계 S6), 스크린 인쇄를 통해서 반사방지막층(130)의 전면 상부에 전면전극 버스바(180) 및 그리드(grid) 전극(190)을 Ag 페이스트로 인쇄한 후, 금속 페이스트 내에 포함된 유기물 및 binding agent가 충분히 휘발될 수 있도록 250℃에서 20초 동안 건조하고, 절연박막층(140) 형성 시 음의 고정전하가 가장 크게 발생한 온도, 즉 700℃에서 30분 동안 벨트 퍼니스를 이용하여 열처리 소성하여 태양전지(100)를 완성한다.
도 7은 본 발명에 따른 태양전지의 특성을 나타낸 그래프이고, 도 8은 도 4에 도시된 절연박막층의 고정 전하형태에 따른 에너지 벤드 변화도이며, 그리고 도 9는 도 4에 도시된 절연박막층에 음의 고정 전하량에 따른 후면 재결합 속도 변화 도이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 전술한 바와 같이 제조된 태양전지(100)는 p-형 실리콘 기판(110)의 두께를 200㎛ 이하로 제조하더라고 p-형 실리콘 기판(110)의 후면 하부에 음의 고정 전하를 이용한 질화-산화알루미늄(AlON)으로 이루어진 절연박막층(140)을 형성함으로써, 태양전지(100) 제조과정에서 휨을 방지하면서 보다 개선된 표면 재결합 손실감소를 통해 에너지 변환효율 16% 이상의 태양전지(100)를 양산화가 가능하다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, p-형 실리콘 기판(110)의 후면 절연박막층(140)에 음의 고정 전하가 존재하면 p-형 실리콘 기판(110)의 표면에 홀(정공)을 축적하여 후면에 p-p+형 후면전계(back surface field)효과로 개방전압을 향상하고 효율향상을 한다. 따라서 전기적으로 후면에 전계를 형성하여 전자가 후면 전극 표면쪽으로 재결합 손실하는 작용을 방지하여 태양전지 변환 손실을 축소하고 변환효율 향상이 달성된다. 그리고 도 9에 음의 고정전하량 3×1012㎝-2 이상의 음의 고정전하량에서 후면 재결합 손실이 축소되고 8×1012㎝-2 이상의 음의 고정전하량에서는 후면 재결합 속도가 10㎝/sec 이하로 가능함을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 제조된 태양전지(100)는 p-형 실리콘 기판(110)의 후면에 음성 고정전하를 가지는 질화-산화알루미늄(AlON)으로 이루어진 절연박막층(140)을 형성함으로써, p-형 실리콘 기판(110)의 두께가 200㎛ 이하여도 태양전지(100)의 제조과정에서 휨 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 변환효율 16% 이상의 태양전지(100)를 제조할 수 있는 이점이 있다.
또한, p-형 실리콘 기판(110)의 두께를 200㎛ 이하로 감축함으로써, 원료비용을 1/3이상 감축할 수 있으면서 높은 전력을 얻을 수 있어 와트당 단가를 하락시켜 태양전지(100)를 저가화할 수 있기 때문에 다양한 산업분야에서 활용이 가능한 이점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (8)
- 200㎛ 이하의 두께를 가지는 p-형 실리콘 기판의 표면을 한 쪽 면당 5㎛ 이내로 식각 처리가 가능한 질산과 불산 초순수물을 7:1:5로 혼합한 혼합용액을 사용하여 상기 p-형 실리콘 기판의 표면을 조직화 하는 단계(S1);상기 p-형 실리콘 기판의 전면 상부에 n-형 도핑층을 형성하는 단계(S2);상기 n-형 도핑층의 전면 상부에 반사방지막층을 형성하는 단계(S3);상기 p-형 실리콘 기판 후면 하부에 음성 고정전하를 가지는 질화-산화알루미늄(AlON) 절연박막층을 증착하는 단계(S4);상기 p-형 실리콘 기판의 후면 하부에 국부적으로 후면전계층을 형성함과 아울러 상기 후면전계층을 따라 후면금속전극을 형성 하는 단계(S5); 및상기 반사방지막층 전면 상부에 전면금속전극을 형성함과 동시에 열처리 소성을 거쳐 완성하는 단계(S6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 질화-산화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판 실리콘 태양전지의 제조방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 단계(S2)에서의 상기 n-형 도핑층은 인산을 포함한 용액(H3PO4+초순수 물)을 상기 p-형 실리콘 기판의 전면 상부에 도포한 후, 벨트 퍼니스를 사용해 850~900℃의 온도에서 15~25분 동안 열처리하여 면 저항값이 45~80Ω/sq 사이 값을 가지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 질화-산화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판 실리콘 태양전지의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 단계(S3)에서의 상기 반사방지막층은 플라즈마 화학증착법(PECVD), 또는 스퍼터링법(sputtering), 또는 상압 화학 증착법(APCVD) 방법 중 어느 하나로 이루어지며 굴절율은 n=2~2.3 사이 값을 가지고 두께는 55~80㎚ 사이 값을 가지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 질화-산화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판 실리콘 태양전지의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 단계(S4)에서의 상기 절연박막층은 AlN 박막에 100 Watt의 RF를 인가하면서 99.9%의 아르곤 가스를 주입하여 15분동안 전처리 스퍼터링 및 50분동안 스퍼터링을 하여 증착한 후, 산소 분위기에서 30분 동안 600℃, 700℃ 그리고 800℃의 온도로 열처리하여 상기 p-형 실리콘 기판에 증착되는 것을 특징으로 하는 질화-산화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판 실리콘 태양전지의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 단계(S5)에서의 상기 후면금속전극은 AgAl 페이스트를 이용하여 국부적으로 스크린 인쇄된 후, 250℃의 온도에서 20초 동안 건조를 거쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 질화-산화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판 실리콘 태양전지의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 후면금속전극의 간격과 폭은 태양전지 면적에 대하여 30%이하에서 0.5%까지의 면적이 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 질화-산화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판 실리콘 태양전지의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 단계(S6)에서의 상기 열처리 소성은 벨트 퍼니스를 이용하여 700℃에서 30분 동안 열처리 소성되는 것을 특징으로 하는 질화-산화알루미늄 박막 내의 음성 고정전하를 이용한 박판 실리콘 태양전지의 제조방법.
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