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다결정 실리콘 태양전지의 광흡수층 제조방법, 이를 이용한고효율 다결정 실리콘 태양전지 및 그의 제조방법

  • 기술번호 : KST2015137600
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 광흡수층을 금속유도 측면 결정화(MILC) 방법을 이용하여 오염이 없는 다결정 실리콘을 형성하고, 얻어진 다결정 실리콘을 결정화 씨드로 사용하는 금속유도 수직 결정화(MIVC) 방법을 이용하여 그레인의 성장방향을 전자와 홀의 전송방향을 따라 수직방향으로 형성함에 의해 전자와 홀이 재결합하는 사이트로 작용하는 그레인 바운더리를 최소화하여 태양전지의 효율을 높일 수 있는 다결정 실리콘 태양전지의 광흡수층 제조방법, 이를 이용한 고효율 다결정 실리콘 태양전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 광흡수층은 다결정 실리콘 태양전지의 광흡수층이 (a) 후면전극 상에 다결정 실리콘층을 형성하는 단계; (b) 상기 다결정 실리콘층 위에 진성 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 기판을 열처리하여 상기 다결정 실리콘층을 결정화 씨드로 사용하여 진성 비정질 실리콘층을 금속유도 수직 결정화(MIVC)에 의해 수직방향으로 결정화하여 다결정 실리콘으로 이루어진 광흡수층을 형성하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조된다. MIC, MILC, MIVC, 다결정 실리콘, 재결합, 태양전지
Int. CL H01L 31/04 (2014.01.01) H01L 31/0224 (2006.01.01) H01L 31/18 (2006.01.01)
CPC
출원번호/일자 1020080004835 (2008.01.16)
출원인 서울대학교산학협력단
등록번호/일자 10-0961757-0000 (2010.05.28)
공개번호/일자 10-2009-0078956 (2009.07.21) 문서열기
공고번호/일자 (20100607) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2008.01.16)
심사청구항수 11

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 서울대학교산학협력단 대한민국 서울특별시 관악구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 주승기 대한민국 경기도 성남시 분당구
2 유형석 대한민국 경기 용인시 수지구
3 김영수 대한민국 서울 강동구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이재화 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로**길 *, 덕천빌딩 *층 이재화특허법률사무소 (역삼동)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 서울대학교산학협력단 대한민국 서울특별시 관악구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2008.01.16 수리 (Accepted) 1-1-2008-0036308-13
2 보정요구서
Request for Amendment		 2008.01.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2008-0015355-16
3 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2008.02.19 수리 (Accepted) 1-1-2008-0122449-93
4 [출원인변경]권리관계변경신고서
[Change of Applicant] Report on Change of Proprietary Status		 2009.01.16 수리 (Accepted) 1-1-2009-0030065-18
5 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2009.08.10 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
6 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2009.09.15 수리 (Accepted) 9-1-2009-0051798-56
7 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2009.09.28 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2009-0399550-06
8 협의요구서
Request for Consultation		 2009.09.28 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2009-0399551-41
9 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2009.10.09 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2009-0618560-32
10 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2009.10.09 수리 (Accepted) 1-1-2009-0618561-88
11 등록결정서
Decision to grant		 2010.02.25 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2010-0083855-62
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2011.09.27 수리 (Accepted) 4-1-2011-5195109-43
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.01.14 수리 (Accepted) 4-1-2013-5007213-54
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.03.17 수리 (Accepted) 4-1-2015-5033829-92
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.05.13 수리 (Accepted) 4-1-2015-5062924-01
16 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.05.13 수리 (Accepted) 4-1-2019-5093546-10
17 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.05.23 수리 (Accepted) 4-1-2019-5101798-31
18 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.02 수리 (Accepted) 4-1-2019-5154561-59
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
(a) 투명 절연기판 위에 후면전극을 형성하는 단계; (b) 상기 후면전극 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; (c) 상기 비정질 실리콘 위에 저온 결정화를 위해 간격을 두고 다수의 촉매 금속 패턴을 형성하는 단계; (d) 상기 기판을 1차 열처리하여 촉매 금속 패턴 하부의 비정질 실리콘은 금속유도 결정화(MIC)에 의해 다결정 실리콘으로 결정화하고 노출된 비정질 실리콘은 금속유도 측면 결정화(MILC)에 의해 다결정 실리콘으로 결정화하는 단계; (e) 상기 다결정 실리콘에 제1도전형 불순물을 이온 주입하여 제1도전형 다결정 실리콘층을 형성하는 단계; (f) 상기 제1도전형 다결정 실리콘층 위에 진성 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; (g) 상기 진성 비정질 실리콘층에 제2도전형 불순물을 미리 설정된 깊이로 이온 주입하는 단계; (h) 상기 기판을 2차 열처리하여 상기 다결정 실리콘층을 결정화 씨드로 사용하여 진성 비정질 실리콘층을 금속유도 수직 결정화(MIVC)에 의해 수직방향으로 결정화함과 동시에 이온 주입된 제2 도전형 불순물을 활성화하여 상기 진성 비정질 실리콘층을 다결정 실리콘으로 이루어진 광흡수층과 제2도전형 다결정 실리콘층으로 정의하는 단계; (i) 상기 제2도전형 다결정 실리콘층 위에 투명 전극층을 증착하는 단계; (j) 상기 투명 전극층의 상부에 전면전극을 형성하는 단계; 및 (k) 상기 전면전극과 투명 전극층을 감싸도록 반사 방지 코팅막을 형성하는 단계를 포함하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법
2 2
(a) 투명 절연기판 위에 후면전극을 형성하는 단계; (b) 상기 후면전극 상에 진성 비정질 실리콘층의 형성과 동시에 제1도전형 불순물을 주입하여 제1도전형 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; (c) 상기 제1도전형 비정질 실리콘 위에 저온 결정화를 위해 간격을 두고 다수의 촉매 금속 패턴을 형성하는 단계; (d) 상기 기판을 1차 열처리하여 촉매 금속 패턴 하부의 비정질 실리콘은 금속유도 결정화(MIC)에 의해 다결정 실리콘으로 결정화하고 노출된 비정질 실리콘은 금속유도 측면 결정화(MILC)에 의해 제1도전형 다결정 실리콘층으로 결정화하는 단계; (e) 상기 제1도전형 다결정 실리콘층 위에 진성 비정질 실리콘층의 형성과 동시에 제2도전형 불순물을 미리 설정된 깊이로 주입하여 진성 비정질 실리콘층과 제2도전형 비정질 실리콘층을 동시에 형성하는 단계; (f) 상기 기판을 2차 열처리하여 상기 다결정 실리콘층을 결정화 씨드로 사용하여 상기 진성 비정질 실리콘층과 제2도전형 비정질 실리콘층을 금속유도 수직 결정화(MIVC)에 의해 수직방향으로 결정화함과 동시에 이온 주입된 제2도전형 불순물을 활성화하여 다결정 실리콘으로 이루어진 광흡수층과 제2도전형 다결정 실리콘층으로 정의하는 단계; (g) 상기 제2도전형 다결정 실리콘층 위에 투명 전극층을 증착하는 단계; (h) 상기 투명 전극층의 상부에 전면전극을 형성하는 단계; 및 (i) 상기 전면전극과 투명 전극층을 감싸도록 반사 방지 코팅막을 형성하는 단계를 포함하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법
3 3
(a) 투명 절연기판 위에 후면전극을 형성하는 단계; (b) 상기 후면전극 상에 저온 결정화를 유도하는 촉매 금속 입자가 소량 혼합된 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; (c) 상기 기판을 1차 열처리하여 금속유도 결정화(MIC)에 의해 다결정 실리콘으로 결정화하는 단계; (d) 상기 다결정 실리콘에 제1도전형 불순물을 이온 주입하여 제1도전형 다결정 실리콘층을 형성하는 단계; (e) 상기 제1도전형 다결정 실리콘층 위에 진성 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; (f) 상기 진성 비정질 실리콘층에 제2도전형 불순물을 미리 설정된 깊이로 이온 주입하는 단계; (g) 상기 기판을 2차 열처리하여 상기 다결정 실리콘층을 결정화 씨드로 사용하여 진성 비정질 실리콘층을 금속유도 수직 결정화(MIVC)에 의해 수직방향으로 결정화함과 동시에 이온 주입된 제2 도전형 불순물을 활성화하여 상기 진성 비정질 실리콘층을 다결정 실리콘으로 이루어진 광흡수층과 제2도전형 다결정 실리콘층으로 정의하는 단계; (h) 상기 제2도전형 다결정 실리콘층 위에 투명 전극층을 증착하는 단계; (i) 상기 투명 전극층의 상부에 전면전극을 형성하는 단계; 및 (j) 상기 전면전극과 투명 전극층을 감싸도록 반사 방지 코팅막을 형성하는 단계를 포함하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법
4 4
(a) 투명 절연기판 위에 후면전극을 형성하는 단계; (b) 상기 후면전극 상에 저온 결정화를 유도하는 촉매 금속 입자가 소량 혼합된 비정질 실리콘층의 형성과 동시에 제1도전형 불순물을 주입하여 제1도전형 비정질 실리콘층을 형성하는 단계; (c) 상기 기판을 1차 열처리하여 금속유도 결정화(MIC)에 의해 제1도전형 다결정 실리콘층으로 결정화하는 단계; (d) 상기 제1도전형 다결정 실리콘층 위에 진성 비정질 실리콘층의 형성과 동시에 제2도전형 불순물을 미리 설정된 깊이로 주입하여 진성 비정질 실리콘층과 제2도전형 비정질 실리콘층을 동시에 형성하는 단계; (e) 상기 기판을 2차 열처리하여 상기 다결정 실리콘층을 결정화 씨드로 사용하여 진성 비정질 실리콘층과 제2도전형 비정질 실리콘층을 금속유도 수직 결정화(MIVC)에 의해 수직방향으로 결정화함과 동시에 이온 주입된 제2 도전형 불순물을 활성화하여 다결정 실리콘으로 이루어진 광흡수층과 제2도전형 다결정 실리콘층으로 정의하는 단계; (f) 상기 제2도전형 다결정 실리콘층 위에 투명 전극층을 증착하는 단계; (g) 상기 투명 전극층의 상부에 전면전극을 형성하는 단계; 및 (h) 상기 전면전극과 투명 전극층을 감싸도록 반사 방지 코팅막을 형성하는 단계를 포함하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법
5 5
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 1차 열처리가 이루어진 후 촉매 금속 패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법
6 6
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2차 열처리가 이루어진 후 제2도전형 다결정 실리콘층의 최상층 일부를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법
7 7
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리는 400 내지 600℃ 범위에서 30분에서 4시간 이루어지는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법
8 8
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1도전형은 n형이고, 제2도전형은 p형인 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법
9 9
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 촉매 금속 패턴을 형성하는 단계는 포토레지스트를 사용한 리프트 오프(lift-off) 방법으로 형성되며, 상기 촉매 금속 패턴은 1~20nm 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법
10 10
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1도전형 다결정 실리콘층 위에 진성 비정질 실리콘층을 형성하기 전에 제1도전형 다결정 실리콘층을 패터닝하여 간격을 갖고 분리된 다수의 아일랜드 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘 태양전지의 제조방법
11 11
(a) 투명 절연기판 위에 형성된 후면전극; (b) 상기 후면전극 위에 형성되며 비정질 실리콘을 금속유도 결정화(MIC)에 의해 결정화된 다수의 제1 다결정 실리콘 영역과 금속유도 측면 결정화(MILC)에 의해 결정화된 다수의 제2 다결정 실리콘 영역이 교대로 반복되며 전자가 축적되는 n형 다결정 실리콘층; (c) 상기 n형 다결정 실리콘층 위에 형성되며 상기 다결정 실리콘을 결정화 씨드로 사용한 진성 비정질 실리콘층의 금속유도 수직 결정화(MIVC)에 의해 수직방향으로 결정화되어 입사된 광에 응답하여 전자-홀 쌍을 생성하며 생성된 전자와 홀의 이동경로를 따라 배열된 수직 컬럼 형태의 그레인 구조를 갖는 진성 다결정 실리콘으로 이루어지며 광흡수층; (d) 상기 광흡수층 위에 형성되며 상기 광흡수층과 동일한 방법으로 형성되어 동일한 수직 컬럼 형태의 그레인 구조를 가지며 홀이 축적되는 p형 다결정 실리콘층; (e) 상기 p형 다결정 실리콘층 위에 형성되는 투명 전극층; (j) 상기 투명 전극층 위에 형성되는 전면전극; 및 (k) 상기 전면전극과 투명 전극층을 감싸도록 형성되는 반사 방지 코팅막을 포함하는 다결정 실리콘 태양전지
12 12
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1 US2009183772 US 미국 DOCDBFAMILY
2 US8211738 US 미국 DOCDBFAMILY
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