KR20080032866A - 박형 기판으로 제작할 수 있는 후면 전극형 태양 전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지는, 제1 면과 상기 제1 면에 대해 반대의 면인 제2 면을 갖는 반도체 기판과, 상기 제1 면에 형성된 에미터부와, 상기 에미터부에 전기적으로 연결되면서 상기 제2 면에 형성된 제1 전극과, 상기 반도체 기판에 전기적으로 연결되면서 상기 제2 면에 형성된 제2 전극과 상기 반도체 기판과 상기 제2 전극의 사이에 위치하는 절연막을 구비한다. 상기 절연막은 상기 반도체 기판과 상기 제2 전극을 전기적으로 연결하기 위한 컨택홀을 구비한다.
태양 전지, 전극, 반도체 기판, 절연막, 홀
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 부분 사시도이다.
도 2a 내지 도 2k는 도 1에 도시된 태양 전지를 제조하는 방법을 Ⅱ-Ⅱ 선을 기준으로 도시한 단면도들이다.
본 발명은 태양 전지에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 구조가 개선된 태양 전지에 관한 것이다.
태양 전지는 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생성하는 전지로서, 친환경적이고 에너지원이 무한할 뿐만 아니라 수명이 긴 장점이 있다. 태양 전지의 종류로 실리콘 태양 전지, 염료 감응 태양 전지 등이 있다.
이 중 실리콘 태양 전지는 p-n 접합을 형성하는 서로 다른 전도형(conductive type)의 반도체 기판과 에미터층, 이 에미터층에 전기적으로 연결되는 전면 전극, 그리고 반도체 기판에 전기적으로 연결되는 후면 전극을 포함하여 구성된다.
이 실리콘 태양 전지에서 반도체 기판의 원가 비중이 높기 때문에, 반도체 기판의 두께를 줄여 실리콘 태양 전지의 원가를 낮추기 위한 연구가 활발히 진행 중이다.
그런데, 얇은 반도체 기판을 사용한 태양 전지에서는 열처리 공정 중 반도체 기판과 후면 전극의 열팽창 계수 차이에 의해 반도체 기판이 휘는 현상이 발생할 수 있다. 또한, 전하가 반도체 기판의 후면에 도달할 확률이 높아지고 재결합 속도(recombination velocity)가 효율에 미치는 영향도 증가하여, 태양 전지의 효율이 저감되는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 얇은 반도체 기판을 사용하는 경우에 반도체 기판의 휨 현상을 방지할 수 있으며 고효율을 실현할 수 있는 태양 전지를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지는, 제1 면과 상기 제1 면에 대해 반대의 면인 제2 면을 갖는 반도체 기판과, 상기 제1 면에 형성된 에미터부와, 상기 에미터부에 전기적으로 연결되면서 상기 제2 면에 형성된 제1 전극과, 상기 반도체 기판에 전기적으로 연결되면서 상기 제2 면에 형성된 제2 전극과 상기 반도체 기판과 상기 제2 전극의 사이에 위치하는 절연막을 구비한다. 상기 절연막은 상기 반도체 기판과 상기 제2 전극을 전기적으로 연결하기 위한 컨택홀을 구비한다.
상기 제2 전극의 총면적에 대한 상기 컨택홀의 총면적의 비율이 0.3 이하일 수 있다. 이 때, 상기 제2 전극의 총면적에 대한 상기 컨택홀의 총면적의 비율이 0.03 내지 0.3인 것이 바람직하다.
상기 컨택홀이 복수로 구비될 수 있다.
상기 에미터부가 형성된 상기 반도체 기판의 두께가 200㎛ 이하일 수 있다.
상기 절연막은 질화 실리콘, 산화 실리콘, 산화 티타늄, 및 탄화 실리콘으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 제2 전극은 상기 절연막의 전체면에 형성될 수 있다.
상기 제2 전극은 알루미늄을 포함할 수 있다.
상기 반도체 기판에 상기 에미터부와 상기 제1 전극을 전기적으로 연결하기 위한 관통홀이 더 형성될 수 있다.
상기 제1 전극은 상기 관통홀을 따라 연장 형성되고, 상기 제1 면 측에 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 보조 전극이 더욱 형성될 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 및 이의 제조 방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 부분 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지는 반도체 기판(10), 이 반도체 기판(10)에 형성되는 에미터부(12), 반도체 기판(10)의 전면(前面)(이하, 제1 면이라 한다) 쪽에 형성되는 반사 방지막(14) 및 보조 전극(22)(핑거 전극(finger electrode))라고 칭하기도 함), 그리고 반도체 기판(10)의 후면(後面)(이 후면은 상기 전면에 반대쪽에 위치한 면으로서, 이하 제2 면이라 한다) 쪽에 형성되는 절연막(16), 제1 전극(18) 및 제2 전극(20)을 포함하여 구성된다. 이를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에서 반도체 기판(10)은 실리콘으로 이루어지며 p형의 전도형을 가질 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 반도체 기판(10)이 실리콘 이외의 다양한 반도체 물질로 이루어질 수 있으며 n형의 전도형을 가질 수 있다. 이 반도체 기판(10)에는 이를 관통하는 복수의 관통홀(10a)이 형성된다. 이 관통홀(10a)은 에미터부(12), 보조 전극(22) 및 제1 전극(18)을 상호 연결하므로, 이들을 연결할 수 있는 위치에 형성된다.
반도체 기판(10)에 n형의 에미터부(12)가 형성된다. 에미터부(12)의 전도형은 반도체 기판(10)의 전도형과 반대되면 족하므로, 반도체 기판이 n형인 경우에는 에미터층이 p형일 수 있다.
본 실시예에서 에미터부(12)는 반도체 기판(10)의 제1 면의 전체면에 형성되며 일부분은 제2 면까지 연장될 수 있다. 그리고, 에미터부(12)는 제1 전극(18)이 형성될 부분에 대응하여 반도체 기판(10)의 제2 면에도 형성된다.
에미터부(12) 중 반도체 기판(10)의 제1 면에 위치하는 부분 위에 반사 방지막(14)과 보조 전극(22)이 형성된다.
반사 방지막(14)은 내부로 입사될 태양광이 반사되어 손실되는 것을 저감시키는 역할과 함께 표면에서 발생할 수 있는 전자의 손실을 방지하는 역할을 한다. 즉, 표면에서 댕글링 본드(dangling bond)에 의해 발생할 수 있는 전자의 손실을 방지 방지막(14)을 형성함으로써 방지할 수 있다. 이 반사 방지막(14)은 질화 실리콘, 산화 실리콘, 산화 티타늄 등으로 이루어질 수 있다.
보조 전극(22)은 에미터부(12) 중 반도체 기판(10)의 제1 면에 위치하는 부분의 전자들을 수집하여 반도체 기판(10)의 제2 면 쪽에 위치하는 제1 전극(18)에 전달하는 역할을 한다. 도면에서는 보조 전극(22)이 격자 형상을 가지는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에서는 보조 전극(22)이 형성되지 않는 것도 무방하다.
반도체 기판(10)의 제2 면 쪽에, 에미터부(12)에 전기적으로 연결하는 제1 전극(18), 반도체 기판(10)에 전기적으로 연결되는 제2 전극(20), 그리고 절연막(16)이 형성된다. 본 실시예에서는 제1 전극(18) 및 제2 전극(20)이 반도체 기판(10)의 제2 면 쪽에 형성되어, 반도체 기판(10)의 제1 면 쪽에는 얇은 선폭의 보조 전극(22)만 형성된다. 즉, 반도체 기판(10)의 제1 면 쪽에 형성된 전극에 의한 쉐이딩 손실(shading loss)을 저감시킴으로써 태양 전지의 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 전극(18)은 상기한 바와 같이 제1 전극(18)에 대응하여 반도체 기판(10)의 제2 면에 형성된 에미터부(12)에 접촉하여 형성되며, 관통홀(10a)을 통해 반도체 기판(10)의 제1 면의 에미터부(12) 및 보조 전극(22)에 전기적으로 연결되어 형성된다. 제1 전극(18)은 일례로 은(Ag)으로 이루어질 수 있으며 스트라이프 형상을 가질 수 있다.
제1 전극(18)이 형성되지 않은 부분에 질화 실리콘, 산화 실리콘, 산화 티타 늄, 및 탄화 실리콘 등의 단일막 또는 이들의 적층막으로 이루어지는 절연막(16)이 형성된다. 절연막(16)은 반도체 기판(10)과 제2 전극(20)을 전기적으로 연결하는 복수의 컨택홀(16a)을 구비한다.
절연막(16)의 전체면에 컨택홀(16a)에 의해 반도체 기판(10)에 전기적으로 연결되는 제2 전극(20)이 형성된다. 제2 전극(20)은 일례로 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다.
이 때, 반도체 기판(10)의 컨택홀(16a)에 인접한 부분에 후면 전계층(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 이 후면 전계층은 전계를 형성하여 광여기된 전자가 반도체 기판(10)의 제2 면으로 이동하는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기와 같은 태양 전지로 광이 입사되면, 광전효과에 의해 생성된 정공-전자 쌍이 분리되어 전자는 n형의 에미터부(12)에 집적되고 정공은 p형의 반도체 기판(10)에 집적되어 전위차가 발생된다. 이러한 전위차에 의해 제1 전극(18), 제2 전극(20)을 통해 전류가 흐르게 되어 태양 전지가 작동하게 된다. 이 때, 에미터부(12) 중 반도체 기판(10)의 제1 면에 형성된 부분에서 집적된 전자들은 보조 전극(22)에 의해 수집되어 관통홀(10a)을 통해 제1 전극(18)으로 전달된다.
본 실시예에서는 제2 전극(20)이 절연막(16)을 사이에 두고 컨택홀(16a)에 의해 반도체 기판(10)에 전기적으로 연결되므로 제2 전극(20)과 반도체 기판(10)의 접촉 면적을 줄일 수 있다. 이에 따라 열처리 시 이들의 열팽창 계수 차이에 의해 발생될 수 있는 반도체 기판(10)의 휨 현상을 방지할 수 있다.
그리고, 절연막(16)은 반도체 기판(10)의 제2 면에서 발생할 수 있는 재결합 의 속도를 줄여 태양 전지의 효율을 향상시키는 역할을 한다. 즉, 반도체 기판(10)의 두께가 얇은 경우에도 재결합에 의해 태양 전지의 효율이 저하되는 것을 보상할 수 있어 고효율 실현할 수 있다.
또한, 절연막이 제1 전극과 제2 전극을 단락시키는 역할을 하여 누설 전류를 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 실시예에서는 절연막(16)을 형성하여 얇은 반도체 기판(10)의 적용 시 발생할 수 있는 반도체 기판(10)의 휨 현상 및 효율 저하 현상의 문제를 방지할 수 있다. 이 때, 제2 전극(20)의 총면적에 대한 복수 컨택홀(16a)의 총면적의 비율이 0.03 내지 0.3인 것이 바람직하다. 상기 비율이 0.03 미만인 경우 정공의 경로가 길어지는 문제가 있으며, 상기 비율이 0.3을 초과하는 경우 반도체 기판(10)과 제2 전극(20)의 접촉 면적이 지나치게 넓어져 반도체 기판(10)이 휘는 현상을 방지하는 효과가 미미하기 때문이다.
이에 따라 본 발명에서는 종래에 사용할 수 없었던 얇은 두께의 반도체 기판(20)을 사용할 수 있다. 일례로, 에미터부(12)가 형성된 반도체 기판(10)의 두께, 즉 에미터부(12)를 포함한 반도체 기판(10)의 두께가 200㎛ 이하일 수 있다. 이와 같이 얇은 반도체 기판(10)을 사용하여 태양 전지의 원가를 효과적으로 절감할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 도 2a 내지 도 2k를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2a 내지 도 2k는 도 1에 도시된 태양 전지를 제조하는 방법을 Ⅱ-Ⅱ 선을 기준으로 도시한 단면도들이다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 실리콘으로 이루어지는 p형 반도체 기판(10)을 준비한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 n형 반도체 기판을 준비할 수 있으며 실리콘 이외의 다양한 반도체 물질로 이루어지는 반도체 기판을 준비할 수 있다.
이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 레이저를 이용하여 반도체 기판(10)에 관통홀(10a)을 형성한다. 여기서, 관통홀(10a)은 추후에 형성될 에미터부(12), 보조 전극(22) 및 제1 전극(18)을 연결하기 위한 통로의 역할을 하므로, 이를 고려하여 적절한 위치에 형성한다.
알칼리 수용액 또는 혼합산 용액을 이용하여 반도체 기판(10)을 에칭한 다음, 염산(HCl) 또는 황산(H2SO4) 등의 세정 용액을 이용하여 불순물을 제거하는 전처리를 수행할 수 있다. 에칭에 의해 반도체 기판(10)의 손상된 부분이 제거되며 반도체 기판(10)의 표면에 요철이 형성되어 태양광의 손실을 저감시킬 수 있다.
이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(10)에 도펀트를 도핑하여 n형 에미터부(12)을 형성한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 에미터부(12)의 전도형이 반도체 기판(10)의 전도형과 반대되면 족하므로, n형 반도체 기판이 사용되는 경우에는 p형의 에미터부를 형성할 수 있다.
도핑 방법으로 고온 확산법등의 다양한 방법이 적용될 수 있다. 이 때, 반도체 기판(10)의 제1 면뿐만 아니라 관통홀(10a)을 따라 관통홀(10a)의 주변부, 반도 체 기판(10)의 측면 및 제2 면에도 에미터부(12)가 형성된다.
도핑 이후에는 불필요하게 형성된 피에스지(phosphorus slicate glass, PSG)를 불산 수용액 등으로 제거하는 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
이어서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(10)의 제1 면에 형성된 에미터부(12) 위에 반사 방지막(14)을 형성한다. 반사 방지막(14)은 질화 실리콘, 산화 실리콘, 산화 티타늄 등으로 이루어질 수 있으며, 플라즈마 화학 기상 증착법, 전자빔 증착법, 스크린 인쇄법, 스프레이법 등의 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
이어서, 도 2e에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(10)의 제2 면 및 측면에 불필요하게 형성된 에미터부(12)를 수산화칼륨(KOH) 또는 수산화나트륨(NaOH)을 이용하여 제거하고, 염산(HCl) 또는 황산(H2SO4) 등의 세정 용액을 이용하여 세정한다.
이어서, 도 2f에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(10)의 제2 면에 절연막(16)을 형성한다. 절연막(16)은 질화 실리콘, 산화 실리콘, 산화 티타늄, 및 탄화 실리콘 등으로 이루어질 수 있으며, 플라즈마 화학 기상 증착법, 전자빔 증착법, 스크린 인쇄법, 스프레이법 등의 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
이어서, 도 2g에 도시된 바와 같이, 에미터부(12)와의 전기적인 연결을 위하여 에미터부(12)가 형성된 부분에 접촉하도록 반도체 기판(10)의 제2 면 쪽에 제1 전극(18)을 형성한다. 인쇄법 등을 이용하여 제1 전극(18)을 형성할 수 있는데, 이 때 제1 전극(18)이 관통홀(10a) 내부에도 전도성 물질을 채워 이후에 형성될 보조 전극(22)과 연결이 가능하도록 한다.
이어서, 도 2h에 도시된 바와 같이, 컨택홀(16a)을 형성할 부분에 대응하여 절연막(16) 위에 알루미늄을 함유한 페이스트(20a)를 도포한 다음 건조한다. 이 알루미늄을 함유한 페이스트(20a)는 이후에 수행될 열처리에 의해 절연막(16)을 제거할 수 있는 글라스 프릿(glass frit)을 함유한다. 본 실시예에서는 알루미늄을 함유한 페이스트(20a)를 이용하였으나, 다양한 전도성 물질을 함유하는 것이 가능하다.
이어서, 도 2i에 도시된 바와 같이, 은을 함유한 페이스트(22a)를 소정의 패턴으로 반사 방지막(14) 위에 도포한 다음 건조한다. 이 때, 이 은을 함유한 페이스트(22a)는 이후에 수행될 열처리에 의해 반사 방지막(14)을 제거할 수 있는 글라스 프릿(glass frit)을 함유한다. 본 실시예에서는 은을 함유한 페이스트(20a)를 이용하였으나, 다양한 전도성 물질을 포함하는 것이 가능하다.
이어서, 도 2j에 도시된 바와 같이, 열처리를 하여 보조 전극(22)을 형성하고 컨택홀(16a)을 형성한다. 즉, 열처리에 의해 알루미늄을 함유한 페이스트(도 2h의 참조부호 20a 참조)가 형성된 부분의 절연막(16)이 제거되면서 컨택홀(16a)이 형성되고, 그 내부가 알루미늄으로 채워진 컨택부(20b)가 된다. 이 때, 알루미늄에 의해 컨택홀(16a)에 인접한 반도체 기판(10)에 후면 전계층(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 또한, 열처리에 의해 은을 함유한 페이스트(도 2h의 참조부호 22a 참고)가 형성된 부분의 반사 방지막(14)이 제거되면서 에미터부(12)에 접촉하며 제1 전극(18)에 전기적으로 연결되는 보조 전극(22)이 형성된다.
이어서, 도 2k에 도시된 바와 같이, 절연막(16) 위에 컨택부(20b)에 연결되 도록 알루미늄 등을 증착하여 제2 전극(20)을 형성한다. 본 실시예에서는 증착 등의 방법으로 제2 전극(20)을 형성한 후 별도의 열처리를 수행하지 않아도 되므로, 이 열처리 중에 반도체 기판(20)이 휘는 문제를 원천적으로 방지할 수 있다.
상기 제조 방법에서 선후 관계에 제한이 없는 공정들은 서로 순서가 바뀌어서 수행되는 것이 가능하며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
즉, 상기에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
본 발명에 따른 태양 전지는, 반도체 기판과 제2 전극 사이에 절연막을 형성하고 이 절연막에 형성된 컨택홀에 의해 이들을 연결함으로써, 접촉 면적을 줄일 수 있고, 이에 따라 반도체 기판의 휨 현상을 방지할 수 있다. 이러한 효과는 태양 전지에 얇은 반도체 기판을 사용하는 경우에 더욱 발휘될 수 있다.
그리고, 반도체 기판의 제2 면에도 절연막을 형성하여 반도체 기판의 제2 면에서 발생할 수 있는 재결합의 속도를 낮추어 태양 전지의 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 얇은 반도체 기판을 사용한 태양 전지에서 발생될 수 있는 효율 저하를 보상할 뿐만 아니라 향상시킬 수 있다.
즉, 얇은 반도체 기판을 태양 전지에 사용할 수 있어 태양 전지의 원가를 낮출 수 있다.
또한, 절연막이 제1 전극과 제2 전극을 전기적으로 단락시켜 누설 전류를 방지할 수 있다.
Claims (10)
- 제1 면과 상기 제1 면에 대해 반대의 면인 제2 면을 갖는 반도체 기판;상기 제1 면에 형성된 에미터부;상기 에미터부에 전기적으로 연결되면서 상기 제2 면에 형성된 제1 전극;상기 반도체 기판에 전기적으로 연결되면서 상기 제2 면에 형성된 제2 전극; 및상기 반도체 기판과 상기 제2 전극의 사이에 위치하며, 상기 반도체 기판과 상기 제2 전극을 전기적으로 연결하기 위한 컨택홀을 구비한 절연막을 포함하는 태양 전지.
- 제1항에 있어서,상기 제2 전극의 총면적에 대한 상기 컨택홀의 총면적의 비율이 0.3 이하인 태양 전지.
- 제2항에 있어서,상기 제2 전극의 총면적에 대한 상기 컨택홀의 총면적의 비율이 0.03 내지 0.3인 태양 전지.
- 제1항에 있어서,상기 컨택홀이 복수로 구비된 태양 전지.
- 제1항에 있어서,상기 에미터부가 형성된 상기 반도체 기판의 두께가 200㎛ 이하인 태양 전지.
- 제1항에 있어서,상기 절연막은 질화 실리콘, 산화 실리콘, 산화 티타늄, 및 탄화 실리콘으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 태양 전지.
- 제1항에 있어서,상기 제2 전극은 상기 절연막의 전체면에 형성된 태양 전지.
- 제1항에 있어서,상기 제2 전극은 알루미늄을 포함하는 태양 전지.
- 제1항에 있어서,상기 반도체 기판에 상기 에미터부와 상기 제1 전극을 전기적으로 연결하기위한 관통홀이 더 형성된 태양 전지.
- 제9항에 있어서,상기 제1 전극이 상기 관통홀을 따라 연장 형성되고, 상기 제1 면 측에 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 보조 전극이 더 형성된 태양 전지.
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100946683B1 (ko) * | 2008-02-28 | 2010-03-12 | 주식회사 티지솔라 | 태양전지 및 그 제조방법 |
| WO2010110510A1 (en) * | 2009-03-25 | 2010-09-30 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and fabrication method thereof |
| KR100984700B1 (ko) * | 2009-06-04 | 2010-10-01 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
| KR20100123162A (ko) * | 2009-05-14 | 2010-11-24 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법 |
| WO2010150943A1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-29 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and method of manufacturing the same |
| WO2011021755A1 (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Lg Electronics Inc. | Solar cell |
| KR101135589B1 (ko) * | 2010-02-01 | 2012-04-17 | 엘지전자 주식회사 | 태양전지 |
| KR20120094300A (ko) * | 2011-02-16 | 2012-08-24 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 태양 전지 모듈 |
| EP2605288A3 (en) * | 2011-12-15 | 2017-01-11 | AU Optronics Corp. | Solar cell and solar cell module |
-
2006
- 2006-10-11 KR KR1020060098929A patent/KR20080032866A/ko not_active Abandoned
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100946683B1 (ko) * | 2008-02-28 | 2010-03-12 | 주식회사 티지솔라 | 태양전지 및 그 제조방법 |
| WO2010110510A1 (en) * | 2009-03-25 | 2010-09-30 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and fabrication method thereof |
| US9087956B2 (en) | 2009-03-25 | 2015-07-21 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and fabrication method thereof |
| KR20100123162A (ko) * | 2009-05-14 | 2010-11-24 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법 |
| CN102301488A (zh) * | 2009-06-04 | 2011-12-28 | Lg电子株式会社 | 太阳能电池及其制造方法 |
| KR100984700B1 (ko) * | 2009-06-04 | 2010-10-01 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
| WO2010140740A1 (en) * | 2009-06-04 | 2010-12-09 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and method of manufacturing the same |
| US8680392B2 (en) | 2009-06-04 | 2014-03-25 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and method of manufacturing the same |
| US8253013B2 (en) | 2009-06-04 | 2012-08-28 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and method of manufacturing the same |
| US8481847B2 (en) | 2009-06-22 | 2013-07-09 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and method of manufacturing the same |
| US8203072B2 (en) | 2009-06-22 | 2012-06-19 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and method of manufacturing the same |
| CN102292825A (zh) * | 2009-06-22 | 2011-12-21 | Lg电子株式会社 | 太阳能电池及其制造方法 |
| KR101032624B1 (ko) * | 2009-06-22 | 2011-05-06 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
| US8507789B2 (en) | 2009-06-22 | 2013-08-13 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and method of manufacturing the same |
| WO2010150943A1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-29 | Lg Electronics Inc. | Solar cell and method of manufacturing the same |
| US8263857B2 (en) | 2009-08-18 | 2012-09-11 | Lg Electronics Inc. | Solar cell |
| WO2011021755A1 (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Lg Electronics Inc. | Solar cell |
| KR101135589B1 (ko) * | 2010-02-01 | 2012-04-17 | 엘지전자 주식회사 | 태양전지 |
| KR20120094300A (ko) * | 2011-02-16 | 2012-08-24 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 태양 전지 모듈 |
| EP2605288A3 (en) * | 2011-12-15 | 2017-01-11 | AU Optronics Corp. | Solar cell and solar cell module |
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