KR101643231B1 - Solar Cell and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 기판; 상기 기판 위에 형성되며, 투명도전물로 이루어진 제1 전극층; 상기 제1 전극층 상에 형성된 반도체층; 상기 반도체층 상에 형성된 제2 전극층; 및 상기 기판 상에 형성되어 입사되는 광을 반사시키는 광반사층을 포함하여 이루어진 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, The present invention provides a semiconductor device comprising: a substrate; A first electrode layer formed on the substrate and made of a transparent conductive material; A semiconductor layer formed on the first electrode layer; A second electrode layer formed on the semiconductor layer; And a light reflection layer formed on the substrate and reflecting incident light, and a method of manufacturing the same.
본 발명에 따르면, 반도체층 하부에 반도체층과 열팽창계수 차가 크지 않은 투명도전물로 이루어진 제1 전극층을 형성하기 때문에 반도체층 형성 과정에서 반도체층이 손상되거나 반도체층에 금속재료가 침투하는 것이 차단되어 태양전지의 에너지 변환효율이 증진되게 된다. According to the present invention, since the first electrode layer made of a transparent conductive material having a small difference in thermal expansion coefficient from the semiconductor layer is formed under the semiconductor layer, the semiconductor layer is damaged or the penetration of the metal material into the semiconductor layer is blocked during the semiconductor layer formation process The energy conversion efficiency of the solar cell is increased.
태양전지 Solar cell
Description
본 발명은 태양전지(Solar Cell)에 관한 것이다. The present invention relates to a solar cell.
태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. Solar cells are devices that convert light energy into electrical energy using the properties of semiconductors.
태양전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공(+)는 P형 반도체쪽으로 이동하고 상기 전자(-)는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생하게 됨으로써 전력을 생산할 수 있게 된다. The solar cell has a PN junction structure in which a P (positive) semiconductor and a N (negative) semiconductor are bonded to each other. When sunlight is incident on the solar cell having such a structure, Holes and electrons are generated in the p-type semiconductor layer. At this time, the holes (+) move toward the p-type semiconductor due to the electric field generated at the PN junction and the electrons (- So that power can be produced.
이와 같은 태양전지는 일반적으로 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다. Such a solar cell generally can be classified into a substrate type solar cell and a thin film type solar cell.
상기 기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 상기 박막형 태양전지는 유리나 플라스틱 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다. The substrate type solar cell is a solar cell manufactured using a semiconductor material itself such as silicon as a substrate, and the thin film type solar cell is formed by forming a semiconductor in the form of a thin film on a substrate such as glass or plastic to manufacture a solar cell .
상기 기판형 태양전지는 상기 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수한 장점이 있고, 상기 박막형 태양전지는 상기 기판형 태양전지에 비하여 제조비용이 감소되는 장점이 있다. The substrate-type solar cell has an advantage that it is somewhat more efficient than the thin-film solar cell, and the thin-film solar cell has an advantage in that the manufacturing cost is reduced as compared with the substrate-type solar cell.
이하 도면을 참조로 종래의 태양전지에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a conventional solar cell will be described with reference to the drawings.
도 1은 종래의 태양전지의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional solar cell.
도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 태양전지는, 기판(10), 상기 기판(10) 상에 형성된 하부 전극층(30), 상기 하부 전극층(30) 상에 형성된 반도체층(50), 및 상기 반도체층(50) 상에 형성된 상부 전극층(70)으로 이루어진다. 1, a conventional solar cell includes a
이때, 상기 하부 전극층(30)은 금속(Metal) 재료로 이루어지고, 상기 반도체층(50)은 실리콘계 재료로 이루어지고, 상기 상부 전극층(70)은 태양광이 입사되는 면이므로 투명한 도전 재료로 이루어진다. Here, the
그러나, 이와 같은 종래의 태양전지는 다음과 같은 문제점이 있다. However, such a conventional solar cell has the following problems.
첫째, 상기 하부 전극층(30)을 구성하는 금속재료와 상기 반도체층(50)을 구성하는 실리콘계 재료는 열팽창계수 차가 크기 때문에, 상기 하부 전극층(30) 상에 상기 반도체층(50)을 적층하는 공정 중에 상기 반도체층(50)에 스트레스(stress)가 많이 가해져 상기 반도체층(50)이 손상되는 문제가 있다. First, since the metal material constituting the
둘째, 상기 반도체층(50)은 고온하에서 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등의 방법으로 적층되는데, 이때 상기 하부 전극층(30)을 구성하는 금속재료가 상기 반도체층(50)으로 침투하는 문제가 있다. Secondly, the
이와 같이, 종래의 태양전지는 상기 반도체층(50)이 손상되거나 상기 반도체층(50)으로 금속재료가 침투함으로써, 태양전지의 단락전류가 떨어져 결국 에너지 변환효율이 저하되는 문제점이 있다. As described above, in the conventional solar cell, the
본 발명은 전술한 종래의 태양전지의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, The present invention has been devised to solve the problems of the conventional solar cell described above,
본 발명은 하부전극층 상에 반도체층을 형성하는 공정에서 반도체층이 손상되거나 반도체층에 금속재료가 침투하는 것을 차단함으로써, 태양전지의 단락전류 감소를 방지하여 에너지 변환효율이 증진된 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention relates to a solar cell in which a semiconductor layer is damaged or a metal material is prevented from penetrating into a semiconductor layer in a process of forming a semiconductor layer on a lower electrode layer, And a method for producing the same.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판; 상기 기판 위에 형성되며, 투명도전물로 이루어진 제1 전극층; 상기 제1 전극층 상에 형성된 반도체층; 상기 반도체층 상에 형성된 제2 전극층; 및 상기 기판 상에 형성되어 입사되는 광을 반사시키는 광반사층을 포함하여 이루어진 태양전지를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor device comprising: a substrate; A first electrode layer formed on the substrate and made of a transparent conductive material; A semiconductor layer formed on the first electrode layer; A second electrode layer formed on the semiconductor layer; And a light reflection layer formed on the substrate and reflecting light incident thereon.
상기 광반사층은 비도전성 투명물질로 이루어지고, 상기 제1 전극층은 상기 광반사층을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투명도전물로 이루어질 수 있고, 이때, 상기 광반사층은 ZnO로 이루어지고, 상기 제1 전극층은 ZnO:B로 이루어질 수 있다. The light reflection layer may be made of a non-conductive transparent material, and the first electrode layer may be made of a transparent conductive material having conductivity by doping a dopant in the transparent material constituting the light reflection layer. In this case, And the first electrode layer may be made of ZnO: B.
상기 광반사층은 상기 기판과 상기 제1 전극층 사이에 형성될 수 있다. The light reflecting layer may be formed between the substrate and the first electrode layer.
상기 광반사층은 상기 제1 전극층이 형성되지 않은 기판의 타면에 형성될 수 있다. The light reflection layer may be formed on the other surface of the substrate on which the first electrode layer is not formed.
상기 반도체층은 상기 제1 전극층 상에 형성된 N형 반도체층, 상기 N형 반도체층 상에 형성된 I형 반도체층, 및 상기 I형 반도체층 상에 형성된 P형 반도체층으로 이루어질 수 있다. The semiconductor layer may include an N-type semiconductor layer formed on the first electrode layer, an I-type semiconductor layer formed on the N-type semiconductor layer, and a P-type semiconductor layer formed on the I-type semiconductor layer.
상기 제2 전극층은 투명도전물로 이루어질 수 있다. The second electrode layer may be made of a transparent conductive material.
본 발명은 또한, 기판 상에 광반사층을 형성하는 공정; 상기 광반사층 상에, 투명도전물로 이루어진 제1 전극층을 형성하는 공정; 상기 제1 전극층 상에 반도체층을 형성하는 공정; 및 상기 반도체층 상에 제2 전극층을 형성하는 공정을 포함하는 태양전지의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a light emitting device, comprising the steps of: forming a light reflecting layer on a substrate; Forming a first electrode layer made of a transparent conductive material on the light reflection layer; Forming a semiconductor layer on the first electrode layer; And forming a second electrode layer on the semiconductor layer.
이때, 상기 광반사층을 형성하는 공정 및 상기 제1 전극층을 형성하는 공정은, 상기 기판 상에 광반사층 및 제1 전극층용 물질층을 형성하는 공정; 및 상기 물질층의 상부 영역에 도펀트를 도핑하여, 상기 도펀트가 도핑되지 않은 상기 물질층의 하부 영역에 광반사층을 형성함과 동시에 상기 도펀트가 도핑된 상기 물질층의 상부 영역에 제1 전극층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. Here, the step of forming the light reflection layer and the step of forming the first electrode layer may include the steps of: forming a material layer for a light reflection layer and a first electrode layer on the substrate; And forming a light reflection layer on a lower region of the material layer in which the dopant is not doped and forming a first electrode layer on an upper region of the material layer doped with the dopant by doping an upper region of the material layer with a dopant, . ≪ / RTI >
본 발명은 또한 기판의 일면에 광반사층을 형성하는 공정; 상기 광반사층이 형성되지 않은 기판의 타면에 투명도전물로 이루어진 제1 전극층을 형성하는 공정; 상기 제1 전극층 상에 반도체층을 형성하는 공정; 및 상기 반도체층 상에 제2 전극층을 형성하는 공정을 포함하는 태양전지의 제조방법을 제공한다. The present invention also provides a method of manufacturing a light emitting device, comprising the steps of: forming a light reflecting layer on one surface of a substrate; Forming a first electrode layer made of a transparent conductive material on the other surface of the substrate on which the light reflection layer is not formed; Forming a semiconductor layer on the first electrode layer; And forming a second electrode layer on the semiconductor layer.
이때, 상기 기판의 타면에 상기 제1 전극층, 반도체층 및 제2 전극층을 차례로 형성하고, 그 후에 상기 기판의 일면에 상기 광반사층을 형성할 수도 있다. At this time, the first electrode layer, the semiconductor layer, and the second electrode layer may be sequentially formed on the other surface of the substrate, and then the light reflection layer may be formed on one surface of the substrate.
상기의 제조방법들에서, 상기 광반사층은 비도전성 투명물질로 형성하고, 상 기 제1 전극층은 상기 광반사층을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투명도전물로 형성할 수 있고, 이때, 상기 광반사층을 형성하는 공정과 상기 제1 전극층을 형성하는 공정은 하나의 장비 내에서 연속공정으로 수행할 수 있다. In the above manufacturing methods, the light reflection layer may be formed of a non-conductive transparent material, and the first electrode layer may be formed of a transparent conductive material having conductivity by doping a transparent material constituting the light reflection layer with a dopant, At this time, the step of forming the light reflection layer and the step of forming the first electrode layer may be performed in a continuous process in one equipment.
상기의 제조방법들에서, 상기 반도체층을 형성하는 공정은 상기 제1 전극층 상에 N형 반도체층을 형성하고, 상기 N형 반도체층 상에 I형 반도체층을 형성하고, 그리고 상기 I형 반도체층 상에 P형 반도체층을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. In the above manufacturing methods, the step of forming the semiconductor layer may include forming an N-type semiconductor layer on the first electrode layer, forming an I-type semiconductor layer on the N-type semiconductor layer, And a step of forming a P-type semiconductor layer on the P-type semiconductor layer.
상기의 제조방법들에서, 상기 제2 전극층은 투명도전물로 형성할 수 있다. 특히, 상기 광반사층은 ZnO로 이루어지고, 상기 제1 전극층은 ZnO:B로 이루어질 수 있다. In the above manufacturing methods, the second electrode layer may be formed of a transparent conductive material. In particular, the light reflecting layer may be made of ZnO, and the first electrode layer may be made of ZnO: B.
상기 구성에 의한 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. According to the present invention with the above configuration, the following effects can be obtained.
본 발명에 따르면, 반도체층 하부에 반도체층과 열팽창계수 차가 크지 않은 투명도전물로 이루어진 제1 전극층을 형성하기 때문에 반도체층 형성 과정에서 반도체층이 손상되거나 반도체층에 금속재료가 침투하는 것이 차단되어 태양전지의 에너지 변환효율이 증진되게 된다. According to the present invention, since the first electrode layer made of a transparent conductive material having a small difference in thermal expansion coefficient from the semiconductor layer is formed under the semiconductor layer, the semiconductor layer is damaged or the penetration of the metal material into the semiconductor layer is blocked during the semiconductor layer formation process The energy conversion efficiency of the solar cell is increased.
또한, 본 발명에 따르면 기판 상에 광반사층을 형성하기 때문에 반도체층으로 재입사되는 광량이 증가되어 태양전지의 에너지 변환효율이 증진되고, 특히, 광반사층 상에 광반사층을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투 명도전물로 이루어진 제1 전극층을 형성할 경우, 상기 광반사층과 상기 제1 전극층을 동일한 장비 내에서 연속공정을 형성할 수 있어 생산성 면에서도 우수한 효과가 있다. In addition, according to the present invention, since the light reflection layer is formed on the substrate, the amount of light reentering the semiconductor layer is increased to improve the energy conversion efficiency of the solar cell, and in particular, to the transparent material constituting the light reflection layer on the light reflection layer, The light reflection layer and the first electrode layer can be formed in a continuous process in the same equipment, so that the light reflection layer and the first electrode layer are excellent in productivity.
이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 단면도이다. 2 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지는, 기판(100), 광반사층(200), 제1 전극층(300), 반도체층(400), 및 제2 전극층(500)을 포함하여 이루어진다. 2, the solar cell according to one embodiment of the present invention includes a
상기 기판(100)은 다양하게 사용할 수 있다. 특히, 본 발명은 쉽게 휘어질 수 있는 플렉시블(flexible) 기판을 이용하여 휴대용 등으로 용이하게 적용할 수 있는 플렉시블 태양전지(Flexible Solar Cell)에 적용할 수 있으며, 이 경우, 상기 기판(100)의 재료로는 폴리이미드(polyimide), 폴리아미드(polyamide) 등 휘어지는 물질로서 당업계에 공지된 다양한 물질이 이용될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판(100)이 태양전지의 가장 후면에 위치하기 때문에 상기 기판(100)의 재료로서 투명한 물질 뿐만 아니라 불투명한 물질도 이용할 수 있다. The
상기 광반사층(200)은 상기 기판(100)과 상기 제1 전극층(300) 사이에 형성되며, 입사된 태양광을 반사시켜 상기 반도체층(400)으로 재입사시킴으로써 태양전지의 광전변환율을 증가시키는 역할을 한다. The
상기 광반사층(200)은 비도전성 투명물질로 이루어질 수 있으며, 특히, 상기 제1 전극층(300)에 포함된 물질을 이용하여 형성함으로써, 상기 광반사층(200)과 상기 제1 전극층(300)을 하나의 장비 내에서 연속공정으로 형성할 수 있어 대량생산시 생산성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 광반사층(200)은 ZnO와 같은 비도전성 투명물질로 형성하고, 상기 제1 전극층(300)은 ZnO:B와 같이 상기 광반사층(200)을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투명도전물로 형성할 경우, 상기 광반사층(200)과 상기 제1 전극층(300)을 동일한 장비 내에서 반응가스만을 변경하여 연속공정을 형성할 수 있는 장점이 있다. 다만, 상기 광반사층(200)은 불투명물질로 형성할 수도 있다. The
상기 제1 전극층(300)은 상기 광반사층(200) 상에 형성되어, 상기 반도체층(400)에서 생성된 전자(electron)와 같은 캐리어(carrier)를 수집하는 역할을 한다. The
상기 제1 전극층(300)은 ZnO:B와 같은 투명도전물로 이루어지며, 이와 같이 본 발명은 상기 반도체층(400) 하부에 투명도전물로 이루어진 제1 전극층(300)을 형성하기 때문에 반도체층(400) 형성 공정 과정에서 반도체층(400)이 손상되거나 반도체층(400)에 금속재료가 침투하는 것이 차단되어 태양전지의 에너지 변환효율이 증진되게 된다. 즉, 제1 전극층(300)에 이용되는 투명도전물은 반도체층(400)에 적용되는 실리콘 물질과 열팽창계수 차가 크지 않으며, 또한 상기 투명도전물은 반도체층(400) 형성 공정시 반도체층(400)으로 침투하지 않기 때문에, 본 발명과 같이 투명도전물로 이루어진 제1 전극층(300) 상에 반도체층(400)을 형성할 경우, 금 속물질로 이루어진 전극층 상에 반도체층을 형성하는 종래의 경우에 비하여 태양전지의 단락전류 감소를 방지하여 에너지 변환효율이 증진된다. Since the
또한, 전술한 바와 같이, 상기 제1 전극층(300)으로서 상기 광반사층(200)을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투명도전물을 이용할 경우, 상기 광반사층(200)과 상기 제1 전극층(300)을 동일한 장비 내에서 연속공정을 형성할 수 있다. As described above, when the
상기 반도체층(400)은 상기 제1 전극층(300) 상에 형성되는데, 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘과 같은 실리콘계 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. The
상기 반도체층(400)은 상기 제1 전극층(300) 상에 형성된 N(negative)형 반도체층, 상기 N형 반도체층 상에 형성된 I(intrinsic)형 반도체층, 및 상기 I형 반도체층 상에 형성된 P(positive)형 반도체층으로 이루어져, NIP구조로 형성될 수 있다. 이와 같이 반도체층(400)이 NIP구조로 형성되면, I형 반도체층이 P형 반도체층과 N형 반도체층에 의해 공핍(depletion)이 되어 내부에 전기장이 발생하게 되고, 태양광에 의해 생성되는 정공 및 전자가 상기 전기장에 의해 드리프트(drift)되어 각각 P형 반도체층 및 N형 반도체층에서 수집되게 된다. The
상기 반도체층(400)이 NIP구조로 형성되는 이유는 일반적으로 정공의 드리프트 이동도(drift mobility)가 전자의 드리프트 이동도에 의해 낮기 때문에 입사광에 의한 수집효율을 극대화하기 위해서 P형 반도체층을 태양광이 입사되는 면에 가깝게 형성하기 위함이다. The reason why the
상기 제2 전극층(500)은 상기 반도체층(400) 상에 형성되어, 상기 반도체층(400)에서 생성된 정공(hole)과 같은 캐리어(carrier)를 수집하는 역할을 한다. The
상기 제2 전극층(500)은 태양광이 입사되는 면에 형성되기 때문에 ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F, ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질로 이루어질 수 있으며, 특히 상기 제1 전극층(300)과 동일한 도전물질로 이루어질 수 있다. 다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 제2 전극층(500)을 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 불투명한 금속물질로 형성하되 태양광이 입사될 수 있도록 소정 간격으로 이격되도록 패턴 형성할 수도 있다. May be made of a transparent conductive material such as F, ITO (Indium Tin Oxide) ,: the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 단면도로서, 이는 광반사층(200)의 형성 위치가 변경된 것을 제외하고 전술한 도 2에 따른 태양전지와 동일하다. 따라서, 동일한 도면 부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 3 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment of the present invention, which is the same as the above-described solar cell according to Fig. 2 except that the formation position of the
도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지는, 기판(100)의 상면에 제1 전극층(300)이 형성되고, 상기 제1 전극층(300) 상에 반도체층(400)이 형성되고, 상기 반도체층(400) 상에 제2 전극층(500)이 형성된다. 또한, 상기 제1 전극층(300)이 형성되지 않은 기판(100)의 하면에 광반사층(200)이 형성된다. 3, a solar cell according to another embodiment of the present invention includes a
상기 기판(100), 광반사층(200), 제1 전극층(300), 반도체층(400), 및 제2 전극층(500) 각각의 역할 및 구성물질은 전술한 실시예와 동일하다. 예로서, 상기 광반사층(200)은 ZnO와 같은 비도전성 투명물질로 이루어지고, 상기 제1 전극층(300)은 ZnO:B와 같이 상기 광반사층(200)을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투명도전물로 이루어질 수 있다. The roles and constituent materials of the
다만, 도 3에 도시한 태양전지의 경우, 태양광이 상기 광반사층(200) 까지 입사한 후 반사될 수 있도록 하기 위해서, 상기 기판(100)이 투명한 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. However, in the case of the solar cell shown in FIG. 3, it is preferable that the
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 제조공정을 도시한 개략적인 공정 단면도로서, 이는 전술한 도 2에 따른 태양전지의 제조방법에 관한 것이다. 4A to 4D are schematic cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a solar cell according to an embodiment of the present invention, which relates to the manufacturing method of the solar cell according to the aforementioned FIG.
우선, 도 4a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 광반사층(200)을 형성한다. 4A, the
상기 광반사층(200)은 비도전성 투명물질로 형성할 수 있으며, 예로서, ZnO와 같은 비도전성 투명물질을 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 형성할 수 있다. The
다음, 도 4b에서 알 수 있듯이, 상기 광반사층(200) 상에 제1 전극층(300)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4B, the
상기 제1 전극층(300)은 투명도전물로 형성하며, 예로서, ZnO:B와 같은 투명도전물을 MOCVD법을 이용하여 형성할 수 있다. The
특히, 상기 광반사층(200)을 ZnO로 형성하고, 상기 제1 전극층(300)을 ZnO:B로 형성하는 것과 같이, 상기 제1 전극층(300)을 상기 광반사층(200)을 구성하는 투명물질에 도펀트가 도핑되어 도전성을 갖는 투명도전물로 형성할 경우에는, 동일한 MOCVD 장비 내에서 우선 상기 광반사층(200)을 형성한 후 연속하여 B와 같은 도펀트 가스를 추가로 투입하여 상기 제1 전극층(300)을 형성할 수 있다. Particularly, when the
다음, 도 4c에서 알 수 있듯이, 상기 제1 전극층(300) 상에 반도체층(400)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4C, the
상기 반도체층(400)은 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 비정질 실리콘과 같은 실리콘 물질로 형성할 수 있다. 구체적으로는, 상기 제1 전극층(300) 상에 SiH4, H2, 및 PH3를 원료가스로 하여 PECVD법으로 N형 반도체층을 형성하고, 상기 N형 반도체층 상에 SiH4 및 H2를 원료가스로 하여 PECVD법으로 I형 반도체층을 형성하고, 상기 I형 반도체층 상에 SiH4, H2, 및 B2H6를 원료가스로 하여 P형 반도체층을 형성하는 공정을 통해 상기 반도체층(400)을 형성할 수 있다. The
다음, 도 4d에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(400) 상에 제2 전극층(500)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4D, a
상기 제2 전극층(500)은 ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F, ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다. The
또한, 상기 제2 전극층(500)은 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속물질의 페이스트(Paste)를 스크린인 쇄법(screen printing), 잉크젯인쇄법(inkjet printing), 그라비아인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉인쇄법(microcontact printing) 등과 같은 인쇄법을 이용하여 소정 간격으로 패턴 형성할 수도 있다. The
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 제조공정을 도시한 개략적인 공정 단면도로서, 이는 전술한 도 2에 따른 태양전지의 제조방법에 관한 것이다. 전술한 실시예와 동일한 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. FIGS. 5A to 5D are schematic cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a solar cell according to another embodiment of the present invention, which relates to the manufacturing method of the solar cell according to FIG. 2 described above. A detailed description of the same portions as those of the above-described embodiment will be omitted.
우선, 도 5a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 광반사층 및 제1 전극층용 물질층(250)을 형성한다. First, as shown in FIG. 5A, a light reflection layer and a first electrode
상기 물질층(250)은 비도전성 투명물질로 형성할 수 있다. The
다음, 도 5b에서 알 수 있듯이, 상기 물질층(250)의 상부 영역에 붕소(B)와 같은 도펀트를 도핑한다. 그리하면, 상기 도펀트가 도핑되지 않은 상기 물질층(250)의 하부 영역은 비도전성 투명물질로 이루어진 광반사층(200)이 되고, 상기 도펀트가 도핑된 상기 물질층(250)의 상부 영역은 도전성 투명물질로 이루어진 제1 전극층(300)이 된다. Next, as shown in FIG. 5B, a dopant such as boron (B) is doped in the upper region of the
다음, 도 5c에서 알 수 있듯이, 상기 제1 전극층(300) 상에 반도체층(400)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 5C, the
다음, 도 5d에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(400) 상에 제2 전극층(500)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5D, a
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지의 제조공정 을 도시한 개략적인 공정 단면도로서, 이는 전술한 도 3에 따른 태양전지의 제조방법에 관한 것이다. 전술한 실시예와 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 6A to 6D are schematic cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a solar cell according to another embodiment of the present invention, which relates to a manufacturing method of the solar cell according to the aforementioned FIG. A detailed description of the same configuration as that of the above-described embodiment will be omitted.
우선, 도 6a에서 알 수 있듯이, 기판(100)의 일면에 광반사층(200)을 형성한다. 6A, the
다음, 도 6b에서 알 수 있듯이, 상기 기판(100)을 뒤집은 후, 상기 광반사층(200)이 형성되지 않은 기판(100)의 타면에 투명 도전물로 이루어진 제1 전극층(300)을 형성한다. 6B, after the
다음, 도 6c에서 알 수 있듯이, 상기 제1 전극층(300) 상에 반도체층(400)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 6C, the
다음, 도 6d에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(400) 상에 제2 전극층(500)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 6D, a
이상은 기판(100)의 일면에 광반사층(200)을 형성한 후, 이어서 기판(100)의 타면에 제1 전극층(300), 반도체층(400) 및 제2 전극층(500)을 차례로 형성한 공정의 예에 대해서 설명하였지만, 본 발명에 따른 태양전지의 제조방법은 상기 공정을 다양하게 변경하는 경우도 포함한다. The
예로서, 본 발명은 기판(100)의 일면에 제1 전극층(300), 반도체층(400) 및 제2 전극층(500)을 차례로 형성한 후, 그 후에 기판(100)을 뒤집은 후 기판(100)의 타면에 광반사층(200)을 형성하는 경우도 포함한다. The
도 1은 종래의 태양전지의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional solar cell.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 단면도이다. 2 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 단면도이다. 3 is a schematic cross-sectional view of a solar cell according to another embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 제조공정 단면도이다.4A to 4D are schematic sectional views of a manufacturing process of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 제조공정을 도시한 개략적인 공정 단면도5A to 5D are schematic cross-sectional views showing a manufacturing process of a solar cell according to another embodiment of the present invention
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지의 개략적인 제조공정 단면도이다.6A to 6D are schematic sectional views of a manufacturing process of a solar cell according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요부의 부호에 대한 설명>DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS OF THE DRAWINGS FIG.
100: 기판 200: 광반사층 100: substrate 200: light reflecting layer
250: 광반사층 및 제1 전극층용 물질층 300: 제1 전극층250: light reflection layer and first electrode layer material layer 300: first electrode layer
400: 반도체층 500: 제2 전극층400: semiconductor layer 500: second electrode layer
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