이온주입과 열처리법을 사용한 태양전지의 선택적 에미터 형성법

전문가 제언

○ 현재 세계 태양전지 시장은 실리콘 태양전지, 그중에서 스크린 프린트형 다결정 실리콘 태양전지가 경제성과 성능 면에서 주도하고 있다. 완만한 성능향상에 비해 오늘날 생존을 위한 가격 경쟁은 너무나 극심하다.

○ 실리콘 태양전지의 핵심은 p형 기판위에 n형 불순물 인(P)이 균일하게 도핑되어 p-n 접합형성에 의해 전자를 생산하는 기판의 상부 영역인 에미터이다. 이 위엔 다수의 금속 전극선이 설치되고 전극선 하부엔 전기저항이 적도록 불순물을 더 많이 도핑해야 되므로 선택적 에미터라고 한다(본문 그림 참조). 이 발명은 태양전지의 선택적 에미터 제법에 관한 것이다. 전극들 사이의 에미터 표층에는 반사방지층과 부동태층이 설치된다.

○ 현재 대부분의 스크린 프린트형 태양전지의 두 에미터 영역의 도핑에는 불순물의 페이스트를 이용한 경제적인 열 확산법이 사용되고 있다. 이에는 깊이-불순물 농도 프로파일 제어가 힘들어 단파장광의 흡수를 어렵게 하는 표면 근처의 고농도 축적을 에치-백으로 제거해야 하는 등의 품질문제가 있다. 또한 다수 전극의 패턴화를 위한 고가의 포토리소그라피나 정렬 단계, 두 영역이므로 최소 2회의 고온 열 확산이 필요했다.

○ 세계적 대응에서 산화방지막이나 전극 등을 간단한 마스크로 이용하고, 열 확산을 한 단계로 줄이는 공정 간소화에 특허가 몰리고 있다. 깊이-불순물 농도 프로파일 등의 품질은 페이스트 처방, 도핑온도, 시간, 표면 농도를 비롯한 공정 파라미터의 최적화로 적절히 대응되고 있다.

○ 38개 항의 이 발명 중 두 에미터에 대한 독립적인 이온주입법에 의한 최적 깊이-농도 프로파일 달성 기술이 핵심이다. 전극형성에 마스크가 이용되나 전극선과 맞는 형상을 가져 마스크가 없는 기술도 있다. 또한 선택적 에미터의 실리콘과 금속 사이의 일함수 근접을 위해 Ni, Cu 등의 원소를 포함한 규소화합물 금속 종자층을 도핑하는 기술이 유익하다. 최적 프로파일에 3회 이온주입의 필요 예, 텍스처 면의 이온주입 위한 설비의 복잡성, 고에너지로 인한 결정손상 회복용 열처리 비용 등은 이 업계의 실정상 특수 경우 외 이 고가 공정기술 채택을 힘들게 할 것 같다.

저자

Solar Implant Technologies Inc.

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2009

권(호)

WO20090152378

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

~42

분석자

변*호

분석물

• 이온주입과 열처리법을 사용한 태양전지의 선택적 에미터 형성법.pdf [442,630 byte]

이미지변환중입니다.