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결정계 실리콘 기판을 기반으로 하는 태양전지에 있어서,
상기 결정계 실리콘 기판은 그 일측 표면에는 복수 개의 모-돌출부를 구비하며,
상기 모-돌출부들 각각의 표면에는 적어도 하나의 자-돌출부를 구비하며,
상기 자-돌출부는 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면에 코팅되는 보조 금속을 이용하여 상기 모-돌출부의 표면을 식각하여 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지
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2
제 1 항에 있어서,
상기 태양 전지:는
상기 결정계 실리콘 기판의 타측 표면에 구비된 제1전극;
상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면에 구비된 이미터층;
상기 이미터층 상의 일정 위치에 패턴화된 형태로 구비된 제2전극;
상기 제2전극이 구비되지 않은 상기 이미터층 상에 구비된 절연막층; 및
상기 절연막층 상에 구비된 반사 방지막;을 포함하며,
상기 결정계 실리콘 기판과 이미터층은 각각 다른 형의 불순물이 도핑되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지
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결정계 실리콘 기판을 기반으로 하는 태양전지를 제조하는 방법에 있어서,
상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면에 복수 개의 모-돌출부가 형성되도록 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면을 표면 텍스터링(texturing)하는 표면 텍스터링 단계;
상기 모-돌출부들 각각의 표면에 적어도 하나의 자-돌출부가 형성되도록 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면을 나노 텍스터링하는 나노 텍스터링 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법
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제 3 항에 있어서,
상기 표면 텍스터링 단계는 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면을 초순수에 2 내지 3wt%의 NaOH 또는 KOH 및 8 내지 15wt%의 IPA(isopropyl alcohol)가 혼합된 용액을 70 내지 80℃에서 10 내지 50분 간 노출시켜 상기 모-돌출부들을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법
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제 3 항에 있어서,
상기 표면 텍스터링 단계는 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면을 초순수에 2 내지 10wt%의 TAMH(tetramethylammonium hydroxide) 및 8 내지 15wt%의 IPA가 혼합된 용액을 70 내지 80℃에서 10 내지 50분 간 노출시켜 상기 모-돌출부들을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법
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제 3 항에 있어서,
상기 나노 텍스터링 단계:는
상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면에 보조 금속을 코팅하는 보조 금속 코팅 단계;
상기 보조 금속을 이용하여 상기 모-돌출부들 각각의 표면에 적어도 하나의 자-돌출부가 형성되도록 하는 자-돌출부 형성 단계;
상기 보조 금속을 제거하는 보조 금속 제거 단계;
상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면에 형성된 산화막을 제거하는 산화막 제거 단계; 및
상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면을 세정하는 표면 세정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법
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7
제 6 항에 있어서,
상기 보조 금속은 Ag, Au, Fe, Pt 및 Cu 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법
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제 6 항에 있어서,
상기 보조 금속 코팅 단계는 초순수에 0
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제 6 항에 있어서,
상기 보조 금속 코팅 단계는 물리적 기상 증착 장치를 이용하여 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면 상에 보조 금속을 코팅하는 단계인 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법
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10
제 6 항에 있어서,
상기 자-돌출부 형성 단계는 상기 보조 금속이 코팅된 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면을 초순수에 0
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제 6 항에 있어서,
상기 보조 금속 제거 단계는 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면을 초순수에 HNO3가 1:1로 혼합된 용액으로 처리하여 상기 보조 금속을 제거하는 단계이고,
상기 산화막 제거 단계는 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면을 BOE(buffered oxide echant) 또는 HF를 이용하여 상온에서 1 내지 50초 동안 처리하여 산화막을 제거하는 단계이고,
상기 표면 세정 단계는 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면을 초순수로 세정한 후 건조하는 단계인 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법
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제 3 항에 있어서,
상기 표면 텍스터링 단계 이전에,
상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면에 잔류하는 절단 손상(saw damage)을 제거하는 절단 손상 제거 단계; 및
상기 결정계 실리콘 기판을 세정하는 기판 세정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법
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13
제 12 항에 있어서,
상기 절단 손상 제거 단계는 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면을 초순수에 3 내지 10wt%의 NaOH가 혼합된 용액을 이용하여 70 내지 80℃에서 2 내지 10분 간 처리하여 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면에 잔류하는 절단 손상을 제거하는 단계인 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법
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14
제 12 항에 있어서,
상기 기판 세정 단계는 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면에서 유기물을 제거하는 유기물 세정 단계, 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면에서 금속을 제거하는 금속 세정 단계 및 상기 결정계 실리콘 기판의 일측 표면에서 산화물을 제거한는 산화물 세정 단계 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법
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15
제 14 항에 있어서,
상기 유기물 세정 단계는 H2SO4 대 H2O2가 3:1 내지 4:1로 포함된 용액으로 70 내지 80℃에서 처리하여 유기물을 제거하는 단계이고,
상기 금속 세정 단계는 HCl 대 H2O2 대 초순수가 1:1:5 또는 1:2:8로 포함된 용액으로 70 내지 80℃에서 처리하여 유기물을 제거하는 단계이고,
상기 산화물 세정 단계는 1 내지 10wt% HF로 처리하여 산화물을 제거하는 단계인 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법
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