WO2017222292A1 - Perl 태양전지 및 그 제조방법 - Google Patents

Perl 태양전지 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2017222292A1
WO2017222292A1 PCT/KR2017/006501 KR2017006501W WO2017222292A1 WO 2017222292 A1 WO2017222292 A1 WO 2017222292A1 KR 2017006501 W KR2017006501 W KR 2017006501W WO 2017222292 A1 WO2017222292 A1 WO 2017222292A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
passivation layer
solar cell
substrate
layer
bsf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2017/006501
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
안진형
임종근
서재원
김문석
윤산일
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HD Hyundai Energy Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hyundai Heavy Industries Green Energy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Heavy Industries Green Energy Co Ltd filed Critical Hyundai Heavy Industries Green Energy Co Ltd
Priority to US16/307,577 priority Critical patent/US20190348551A1/en
Priority to JP2019517747A priority patent/JP2019517744A/ja
Priority to EP17815705.3A priority patent/EP3454380A4/en
Publication of WO2017222292A1 publication Critical patent/WO2017222292A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/30—Coatings
    • H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
    • H10F77/311—Coatings for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H10F77/219—Arrangements for electrodes of back-contact photovoltaic cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H10F10/10—Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
    • H10F10/14—Photovoltaic cells having only PN homojunction potential barriers
    • H10F10/146—Back-junction photovoltaic cells, e.g. having interdigitated base-emitter regions on the back side
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/121—The active layers comprising only Group IV materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/129—Passivating
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/10—Semiconductor bodies
    • H10F77/16—Material structures, e.g. crystalline structures, film structures or crystal plane orientations
    • H10F77/169—Thin semiconductor films on metallic or insulating substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H10F77/215—Geometries of grid contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H10F77/219—Arrangements for electrodes of back-contact photovoltaic cells
    • H10F77/227—Arrangements for electrodes of back-contact photovoltaic cells for emitter wrap-through [EWT] photovoltaic cells, e.g. interdigitated emitter-base back-contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/70—Surface textures, e.g. pyramid structures
    • H10F77/707—Surface textures, e.g. pyramid structures of the substrates or of layers on substrates, e.g. textured ITO layer on a glass substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/93—Interconnections
    • H10F77/933—Interconnections for devices having potential barriers
    • H10F77/935—Interconnections for devices having potential barriers for photovoltaic devices or modules
    • H10F77/937—Busbar structures for modules
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/70—Surface textures, e.g. pyramid structures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a PERL solar cell and a method of manufacturing the same, and more particularly, in forming a back electrode of a PERL solar cell including a BSF metal layer and a busbar electrode, the BSF metal layer is provided at an opening of the passivation layer.
  • the bus bar electrode relates to a PERL solar cell and a method for manufacturing the same, which are formed on the passivation layer to heal all mechanical defects generated when the opening of the passivation layer is formed, thereby improving the strength characteristics of the solar cell.
  • a solar cell is a key element of photovoltaic power generation that converts sunlight directly into electricity, and is basically a diode composed of a p-n junction.
  • photovoltaic power is generated between the pn junctions, and when a load or a system is connected to both ends of the solar cell, current flows to generate power.
  • PERL passivated emitter rear locally diffused
  • a local semiconductor layer (p +) is provided on the back side of the substrate (p-type)
  • a passivation layer is provided on the back surface of the substrate including the local semiconductor layer
  • a back electrode on the passivation layer. It has a structure provided (see Korean Patent Publication No. 2012-87022).
  • a portion of the passivation layer is opened by a laser, and forms a structure in which the local semiconductor layer and the back electrode are electrically connected through the opened portion.
  • the back electrode of the PERL solar cell is divided into an Ag electrode 131 and an Al electrode 132 as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the Ag electrode 131 corresponds to a bus bar electrode
  • the Al electrode 132 is provided on the entire surface of the back surface of the substrate other than the region where the Ag electrode 131 is formed.
  • both the Ag electrode 131 and the Al electrode 132 form a structure in contact with the surface of the back surface of the substrate 110 through the open portion 121 of the passivation layer 120.
  • the Ag electrode and the Al electrode are formed through a sintering process after screen printing.
  • Al and Si components of the Al substrate diffuse to each other to form a back surface field (BSF) (see FIG. 2).
  • BSF back surface field
  • Ag and Si have properties that do not react with each other. Therefore, in the opening region of the passivation layer, the Ag layer and the Si layer are bounded as the BSF is formed by reacting with Al and Si in the region where Al is present and the Ag and Si do not react in the region where Ag is present. It forms what exists.
  • a mechanical defect such as dislocation due to laser ablation occurs in a corresponding portion of the passivation layer. It acts as a factor to lower the strength characteristics.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 2012-87022
  • the present invention has been made to solve the above problems, in the configuration of the back electrode of the PERL solar cell consisting of the BSF metal layer and the bus bar electrode, the bus bar electrode is provided with the BSF metal layer in the opening of the passivation layer.
  • the purpose of the present invention is to provide a PERL solar cell and a method for manufacturing the same, which are formed on the passivation layer to heal all mechanical defects generated during the formation of the opening of the passivation layer to improve the strength characteristics of the solar cell.
  • PERL solar cell for achieving the above object is a solar cell substrate; A passivation layer provided on one surface of the substrate and having a plurality of openings exposing the surface of the substrate; A bus bar electrode provided on the passivation layer and disposed in a region which does not overlap an area in which the opening is provided; And a BSF metal layer provided on the passivation layer to fill all of the plurality of openings.
  • the plurality of openings are spaced apart in the vertical and horizontal directions.
  • Method for manufacturing a PERL solar cell comprises the steps of preparing a solar cell substrate; Stacking a passivation layer on one surface of the substrate; Selectively removing a portion of the passivation layer to form a plurality of openings exposing a substrate surface; Applying a first conductive paste for forming a busbar electrode on a passivation layer in a region which does not overlap with the region having the opening; Applying a second conductive paste for forming a BSF metal layer on the passivation layer to fill all of the plurality of openings; And firing the substrate to form a busbar electrode and a BSF metal layer.
  • the first conductive paste is converted into a busbar electrode, the second conductive paste is converted into a metal layer, and the conductive material of the second conductive paste is diffused into the substrate through the opening of the passivation layer to form a BSF layer.
  • PERL solar cell and a method of manufacturing the same according to the present invention has the following effects.
  • the bus-bar electrode mainly containing Ag is avoided from contacting the opening of the passivation layer, all openings of the passivation layer are filled by the BSF metal layer containing Al as a main component, and the BSF layer is formed around all the openings. All the mechanical defects generated around the openings by the irradiation are healed, thereby improving the mechanical strength of the solar cell.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a PERL solar cell according to the prior art.
  • Figure 2 is a rear view of a PERL solar cell according to the prior art.
  • FIG. 3 is a block diagram of a PERL solar cell according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 4a to 4e is a process reference diagram for explaining a method of manufacturing a PERL solar cell according to an embodiment of the present invention.
  • 5A to 5D are rear views of a PERL solar cell according to an embodiment of the present invention.
  • the busbar electrode which does not act to heal the mechanical defect of the solar cell substrate is formed on the passivation layer by avoiding contact with the opening, and all openings on the substrate serve to heal the mechanical defect.
  • the present invention proposes a technique of increasing the mechanical strength of a solar cell by healing a mechanical defect generated when an opening is formed by filling a metal layer.
  • all the openings of the passivation layer are filled with the BSF metal layer, and the area where the busbar electrode is provided and the opening area of the passivation layer are not overlapped, so that the BSF layer By presenting a technique that allows the mechanical defect around the opening can be healed.
  • the present invention is applicable not only to front-junction PERL solar cells in which the emitter layer is located on the upper side of the substrate, but also to back-junction PERL solar cells in which the emitter layer is located on the lower side of the substrate.
  • front-junction PERL solar cell will be described.
  • a PERL solar cell according to an embodiment of the present invention includes a passivation layer 240 on a rear surface of the substrate 210.
  • the passivation layer 240 is provided on the rear surface of the substrate 210 and mainly serves to surface passivation.
  • the passivation layer 240 may be formed of aluminum oxide (AlO x ), silicon oxide (SiO x ), or silicon nitride (SiN x ).
  • the substrate 210 is a silicon substrate 210 of the first conductivity type (eg, p-type), the upper side of the inside of the substrate 210 of the second conductivity type (eg, n-type)
  • the emitter layer 220 is provided, and the anti-reflection film 230 is provided on the entire surface of the substrate 210.
  • a front electrode (not shown) electrically connected to the emitter layer 220 is provided on the anti-reflection film 230.
  • the passivation layer 240 is provided with a plurality of openings 241, and the back surface of the substrate 210 is exposed by the openings 241.
  • the plurality of openings 241 are spaced apart from each other at regular intervals along the left, right, and up and down directions based on a plane of the passivation layer 240.
  • a rear electrode is provided on the front surface of the passivation layer 240 including the opening 241. That is, the plurality of openings 241 provided in the passivation layer 240 may be filled by the back electrode.
  • the back electrode is divided into a BSF metal layer and a bus bar electrode 251.
  • the BSF metal layer collects carriers generated by photoelectric conversion inside the substrate 210, and not only the BSF layer but also the metal layer 252 on the back surface of the substrate 210 which induces formation of a back surface field (BSF) layer. (253) is meant to include.
  • the BSF layer 253 formed in the substrate 210 serves to prevent recombination in the process of moving the carrier inside the substrate 210 to the metal layer 252, and the metal layer 252 may be a BSF layer. And collects carriers moved through 253.
  • the metal layer 252 is composed of Group 3 metal elements such as Al
  • the BSF layer 253 is a Group 3 metal element of the metal layer 252 is diffused into the substrate 210. It is formed in the form.
  • the metal layer 252 and the BSF layer 253 are made of Group 5 metal elements.
  • the metal layer 252 is provided on the passivation layer 240 and fills the opening 241 of the passivation layer 240, and the BSF layer 253 is the opening 241 of the passivation layer 240. It is formed in the radial form on the basis of. In this case, all the openings 241 of the passivation layer 240 are filled by the metal layer 252.
  • the bus bar electrode 251 serves to transfer the carriers collected by the BSF metal layer to a capacitor outside the module through an interconnector (not shown).
  • the bus bar electrode 251 is made of Ag or includes Ag. It is done by Typically, solar cells are connected to the outside through 2 to 12 interconnectors, and 1 to 10 busbar electrodes 251 are connected to one interconnector.
  • the bus bar electrode 251 is provided only on the passivation layer 240. That is, the bus bar electrode 251 is not located in the opening 241 of the passivation layer 240 and does not contact the surface of the back surface of the substrate 210 through the opening 241 of the passivation layer 240.
  • the opening 241 of the passivation layer 240 is filled with the BSF metal layer and the bus bar electrode 251 is provided only on the passivation layer 240.
  • the opening 241 of the passivation layer 240 is provided.
  • Ag which is a main component of the busbar electrode 251
  • the reaction of Al and Si or the reaction of Ag and Si means a solid state diffusion reaction at high temperature.
  • the Ag-based busbar electrode 251 is provided only on the passivation layer 240 to avoid contact with the surface of the back surface of the substrate 210, and the BSF metal layer containing Al as the main component is the passivation layer.
  • the openings 241 of the 240 are all filled, mechanical defects such as dislocations around the openings 241 generated when the openings 241 are formed are healed by the formation of the BSF layer 253. By the healing of such mechanical defects, the strength characteristics of the solar cell are improved.
  • the busbar electrode 251 which is provided only on the passivation layer 240 and avoids contact with the opening 241 of the passivation layer 240, has the condition of avoiding contact of the opening 241.
  • 5E may be configured in various forms.
  • the bus bar electrode 251 may be provided on the region between the openings 241 or the position of the opening 241 may be changed to match the shape of the bus bar electrode 251.
  • FIGS. 5A to 5E will be described in detail as follows.
  • 5A illustrates a structure in which one bus bar electrode 251 is provided and a plurality of openings 241 are uniformly formed in an area where the bus bar electrode 251 is not provided.
  • 5B shows two bus bar electrodes 251 spaced apart from each other in a region where the interconnector is disposed, and a plurality of openings 241 are uniformly formed in the region where the interconnector is not disposed, and the interconnector is disposed. The density and area of the openings 241 in the region are smaller than the openings in the other regions.
  • the interconnectors are symmetrically positioned at the same positions on the front and rear surfaces of the solar cell substrate, and the portions where the interconnectors are positioned are shielded from incident light by the interconnectors to reduce carrier generation. do. Therefore, this portion can reduce the density of the openings 241 to reduce the degree of charge collection, and instead increase the passivation area to reduce the recombination loss to increase the cell efficiency.
  • the density of the openings 241 that is reduced depends on the conductivity of the substrate, the resistance of the metal layer 252, the width of the interconnect, and the like, and can be optimized based on a given cell specification and design.
  • FIG. 5C and 5D show the positional relationship between the unit busbar electrode and the opening 241 when the busbar electrode is composed of a plurality of unit busbar electrodes spaced apart from each other, and FIG. 5E is the same for smooth current collection.
  • FIG. 2 illustrates the positional relationship between the bus bar electrode 251 and the opening 241 in a form in which the bus bar electrodes 251 disposed under the interconnector are connected to each other.
  • the metal layer 252 forming the BSF layer 253 is formed to fill all the openings 241 on the rear surface of the substrate on which the openings 241 and the bus bar electrodes 251 are formed.
  • the metal layer 252 and the busbar electrode 251 are provided on different areas, and the metal layer 252 is provided to improve ohmic contact characteristics of the metal layer 252 and the busbar electrode 251.
  • the region in which the region and the busbar electrode 251 are provided may partially overlap.
  • the BSF metal layer and the bus bar electrode 251 are provided on different areas, and the area and the bus where the BSF metal layer is provided to improve ohmic contact characteristics of the BSF metal layer and the bus bar electrode 251.
  • the region where the bar electrode 251 is provided may overlap a portion.
  • a solar cell substrate 210 is prepared.
  • the substrate 210 is a silicon substrate 210 of a first conductivity type (e.g., p-type), and an emitter layer of a second conductivity type (e.g., n-type) on the upper side of the inside of the substrate 210. 220 is provided, and an anti-reflection film 230 is provided on the entire surface of the substrate 210. In addition, a front electrode electrically connected to the emitter layer 220 may be provided on the anti-reflection film 230.
  • a first conductivity type e.g., p-type
  • an emitter layer of a second conductivity type e.g., n-type
  • the passivation layer 240 is stacked on the entire surface of the rear surface of the substrate 210.
  • the passivation layer 240 may be deposited through chemical vapor deposition (CVD), or the like, and may be formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film.
  • a portion of the passivation layer 240 is selectively removed to form a plurality of openings 241 exposing the surface of the back surface of the substrate 210 (see FIG. 4B).
  • the plurality of openings 241 may be spaced apart from each other at regular intervals. In one embodiment, the openings 241 may be spaced apart from each other in the horizontal and vertical directions based on a plane of the passivation layer 240. In addition, the opening 241 may be formed by laser irradiation.
  • the plurality of openings 241 are not overlapped with the bus bar electrodes 251 to be described later, and the formation positions of the plurality of openings 241 are variously designed according to the formation positions of the bus bar electrodes 251 under such conditions. can do.
  • the back electrode forming process is performed.
  • the first conductive paste 10 for forming the busbar electrode 251 is applied on the passivation layer 240 (see FIG. 4C).
  • the region where the first conductive paste 10 is applied does not overlap with the region where the opening 241 is located.
  • a second conductive paste 20 for forming a BSF metal layer is applied on the passivation layer 240 to which the first conductive paste 10 is not applied (see FIG. 4D).
  • the second conductive paste 20 is applied on the passivation layer 240 while filling all the openings 241 of the passivation layer 240.
  • the first conductive paste 10 and the second conductive paste 20 may be applied in a form overlapping a predetermined portion at the boundary portion.
  • the first conductive paste 10 may include Ag as a main component
  • the second conductive paste 20 may include Al as a main component.
  • the first conductive paste 10 and the second conductive paste 20 may be screen printed. Can be applied by law.
  • the substrate 210 is baked at a predetermined temperature (see FIG. 4E). By firing, the first conductive paste 10 is converted into a bus bar electrode 251, and the second conductive paste 20 is converted into a metal layer 252.
  • Al which is a conductive material of the second conductive paste 20
  • the completed busbar electrode 251 does not overlap the opening 241, and all the openings 241 of the passivation layer 240 are filled by the metal layer 252, and the substrate 210 contacts the opening 241.
  • a BSF layer 253 is formed inside, and mechanical defects around the opening 241 due to laser irradiation are healed by the BSF layer 253.
  • first conductive paste 20 second conductive paste
  • antireflection film 240 passivation layer
  • bus-bar electrode mainly containing Ag is avoided from contacting the opening of the passivation layer, all openings of the passivation layer are filled by the BSF metal layer containing Al as a main component, and the BSF layer is formed around all the openings. Irradiation heals all mechanical defects generated around the opening.

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)

Abstract

본 발명은 BSF금속층과 버스바전극으로 이루어지는 PERL 태양전지의 후면전극을 구성함에 있어서, 패시베이션층의 개구부에 BSF금속층이 구비되도록 함과 함께 버스바전극은 패시베이션층 상에 형성되도록 함으로써 패시베이션층의 개구부 형성시 발생된 기계적 결함을 모두 치유하여 태양전지의 강도 특성을 향상시킬 수 있는 PERL 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 PERL 태양전지는 태양전지 기판; 상기 기판 일면 상에 구비되며, 상기 기판 표면을 노출시키는 복수의 개구부를 구비하는 패시베이션층; 상기 패시베이션층 상에 구비되며, 상기 개구부가 구비된 영역과 중첩되지 않는 영역에 구비되는 버스바전극; 및 상기 복수의 개구부를 모두 채우는 형태로 상기 패시베이션층 상에 구비되는 BSF금속층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

PERL 태양전지 및 그 제조방법
본 발명은 PERL 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 BSF금속층과 버스바전극으로 이루어지는 PERL 태양전지의 후면전극을 구성함에 있어서, 패시베이션층의 개구부에 BSF금속층이 구비되도록 함과 함께 버스바전극은 패시베이션층 상에 형성되도록 함으로써 패시베이션층의 개구부 형성시 발생된 기계적 결함을 모두 치유하여 태양전지의 강도 특성을 향상시킬 수 있는 PERL 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
태양전지는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 태양광 발전의 핵심소자로서, 기본적으로 p-n 접합으로 이루어진 다이오드(diode)라 할 수 있다. 태양광이 태양전지에 의해 전기로 변환되는 과정을 살펴보면, 태양전지의 p-n 접합부에 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성되고, 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 이동하게 되어 p-n 접합부 사이에 광기전력이 발생되며, 태양전지의 양단에 부하나 시스템을 연결하면 전류가 흐르게 되어 전력을 생산할 수 있게 된다.
태양전지의 광전변환 효율을 개선하기 위해 다양한 구조의 태양전지가 제시되고 있으며, 그 중 하나로 PERL(passivated emitter rear locally diffused)형 태양전지를 들 수 있다. PERL형 태양전지는 기판(p-type) 후면측에 국부적 반도체층(locally p+)이 구비되고, 국부적 반도체층을 포함한 기판 후면 상에 패시베이션층(passivation layer)이 구비되며, 패시베이션층 상에 후면전극이 구비되는 구조를 갖는다(한국공개특허 2012-87022호 참조).
이와 같은 PERL형 태양전지에 있어서, 패시베이션층의 일부는 레이저(laser)에 의해 개구되며, 개구된 부위를 통해 국부적 반도체층과 후면전극이 전기적으로 연결되는 구조(locally contact)를 이룬다.
PERL 태양전지의 후면전극은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 Ag전극(131)과 Al전극(132)으로 구분된다. Ag전극(131)은 버스바전극에 해당되며, Al전극(132)은 Ag전극(131)이 형성된 영역 이외의 기판 후면의 전체면 상에 구비된다. 또한, Ag전극(131)과 Al전극(132) 모두 패시베이션층(120)의 개구된 부위(121)를 통해 기판(110) 후면의 표면과 접촉하는 구조를 이룬다.
Ag전극과 Al전극은 스크린프린팅 후 소성공정을 통해 형성되는데, 소성시 Al전극의 Al과 실리콘 기판의 Si 성분은 상호 확산하여 BSF(back surface field)를 형성한다(도 2 참조). 이에 반해, Ag와 Si는 서로 반응하지 않는 특성을 갖고 있다. 따라서, 패시베이션층의 개구 부위에 있어서, Al이 존재하는 영역에서는 Al과 Si와 반응하여 BSF가 형성되고 Ag가 존재하는 영역에서는 Ag와 Si가 반응하지 않음에 따라 Ag층과 Si층이 경계를 이루어 존재하는 형태를 이룬다.
한편, 레이저를 이용하여 패시베이션층의 일부를 개구시키는 과정에서 패시베이션층의 해당 부위에는 레이저 어블레이션(laser ablation)으로 인한 전위(dislocation) 등의 기계적 결함이 발생되며, 이와 같은 기계적 결함은 태양전지의 강도 특성을 저하시키는 요인으로 작용한다.
패시베이션층의 개구 부위에 있어서, BSF가 형성된 영역에서는 BSF에 의해 레이저 어블레이션에 의한 기계적 결함이 치유되나 Ag전극이 위치하는 영역에서는 기계적 결함이 그대로 유지된다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국공개특허 2012-87022호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, BSF금속층과 버스바전극으로 이루어지는 PERL 태양전지의 후면전극을 구성함에 있어서, 패시베이션층의 개구부에 BSF금속층이 구비되도록 함과 함께 버스바전극은 패시베이션층 상에 형성되도록 함으로써 패시베이션층의 개구부 형성시 발생된 기계적 결함을 모두 치유하여 태양전지의 강도 특성을 향상시킬 수 있는 PERL 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PERL 태양전지는 태양전지 기판; 상기 기판 일면 상에 구비되며, 상기 기판 표면을 노출시키는 복수의 개구부를 구비하는 패시베이션층; 상기 패시베이션층 상에 구비되며, 상기 개구부가 구비된 영역과 중첩되지 않는 영역에 구비되는 버스바전극; 및 상기 복수의 개구부를 모두 채우는 형태로 상기 패시베이션층 상에 구비되는 BSF금속층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 개구부는 상하 및 좌우 방향으로 이격되어 구비된다.
본 발명에 따른 PERL 태양전지 제조방법은 태양전지 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 일면 상에 패시베이션층을 적층하는 단계; 상기 패시베이션층의 일부를 선택적으로 제거하여 기판 표면을 노출시키는 복수의 개구부를 형성하는 단계; 상기 개구부가 구비된 영역과 중첩되지 않는 영역의 패시베이션층 상에 버스바전극 형성을 위한 제 1 도전성 페이스트를 도포하는 단계; 상기 복수의 개구부가 모두 채워지도록 상기 패시베이션층 상에 BSF금속층 형성을 위한 제 2 도전성 페이스트를 도포하는 단계; 및 기판을 소성하여 버스바전극 및 BSF금속층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
제 1 도전성 페이스트는 버스바전극으로 변환되며, 제 2 도전성 페이스트는 금속층으로 변환되며, 제 2 도전성 페이스트의 도전성 물질이 패시베이션층의 개구부를 통해 기판 내부로 확산되어 BSF층이 형성된다.
본 발명에 따른 PERL 태양전지 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
Ag를 주성분으로 하는 버스바전극이 패시베이션층의 개구부와의 접촉이 회피됨과 함께 Al을 주성분으로 하는 BSF금속층에 의해 패시베이션층의 모든 개구부가 채워지고, 모든 개구부 주변에 BSF층이 형성됨에 따라, 레이저 조사에 의해 개구부 주변에 발생된 기계적 결함이 모두 치유되며, 이에 따라 태양전지의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 PERL 태양전지의 구성도.
도 2는 종래 기술에 따른 PERL 태양전지의 배면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PERL 태양전지의 구성도.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 PERL 태양전지의 제조방법을 설명하기 위한 공정 참고도.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 PERL 태양전지의 배면도.
PERL 태양전지를 구현함에 있어서 개구부 형성시 레이저 조사로 인해 태양전지 기판에 기계적 결함이 발생되는데, 이와 같은 기계적 결함은 태양전지의 기계적 강도를 약화시키는 요인으로 작용한다.
본 발명은 태양전지 기판의 기계적 결함을 치유하는 작용을 하지 않는 버스바전극은 개구부와의 접촉을 회피시켜 패시베이션층 상에만 형성하고, 이와 함께 기판 상의 모든 개구부는 기계적 결함을 치유하는 작용을 하는 BSF 금속층으로 채워 개구부 형성시 발생된 기계적 결함을 치유함으로써 태양전지의 기계적 강도를 높일 수 있는 기술을 제시한다.
세부적으로, 본 발명은 PERL 태양전지를 구현함에 있어서, 패시베이션층의 모든 개구부가 BSF금속층에 의해 채워지도록 함과 함께 버스바전극이 구비되는 영역과 패시베이션층의 개구부 영역이 중첩되지 않도록 하여, BSF층에 의해 개구부 주변의 기계적 결함이 치유될 수 있도록 하는 기술을 제시한다.
본 발명은 에미터층이 기판 상부측에 위치하는 전면접합형(front-junction) PERL 태양전지 뿐만 아니라 에미터층이 기판 하부측에 위치하는 후면접합형(back-junction) PERL 태양전지에도 적용 가능하다. 이하의 설명에서는 전면접합형(front-junction) PERL 태양전지를 기준으로 설명하기로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 PERL 태양전지 및 그 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PERL 태양전지는 기판(210) 후면 상에 패시베이션층(240)을 구비한다.
상기 패시베이션층(240)은 기판(210) 후면 상에 구비되어 주로 표면부동화 역할을 하며, 알루미늄 산화막(AlOx), 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)등으로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 기판(210)은 제 1 도전형(예를 들어, p형)의 실리콘 기판(210)이며, 상기 기판(210) 내부의 상부측에는 제 2 도전형(예를 들어, n형)의 에미터층(220)이 구비되며, 상기 기판(210) 전면 상에는 반사방지막(230)이 구비된다. 또한, 상기 반사방지막(230) 상에는 에미터층(220)과 전기적으로 연결되는 전면전극(도시하지 않음)이 구비된다.
상기 패시베이션층(240)에는 복수의 개구부(241)가 구비되며, 상기 개구부(241)에 의해 기판(210)의 후면 표면이 노출된다. 상기 복수의 개구부(241)는 패시베이션층(240)의 평면 기준으로 좌우 및 상하 방향을 따라 일정 간격을 두고 이격, 배치된다.
상기 개구부(241)를 포함한 패시베이션층(240)의 전면 상에는 후면전극이 구비된다. 즉, 패시베이션층(240)에 구비된 복수의 개구부(241)는 상기 후면전극에 의해 채워지는 형태를 이룬다. 상기 후면전극은 세부적으로, BSF금속층과 버스바전극(251)으로 구분된다.
상기 BSF금속층은 기판(210) 내부에서 광전변환에 의해 생성된 캐리어(carrier)를 수집하는 것으로서, BSF(back surface field)층 형성을 유도하는 기판(210) 후면 상의 금속층(252)뿐만 아니라 BSF층(253)을 포함하는 의미이다.
기판(210) 내부에 형성된 BSF층(253)은 기판(210) 내부의 캐리어가 금속층(252)로 이동하는 과정에서 재결합(recombination)되는 것을 방지하는 역할을 하며, 상기 금속층(252)는 BSF층(253)을 거쳐 이동된 캐리어를 수집하는 역할을 한다. 기판(210)이 p형인 경우 상기 금속층(252)는 Al 등의 3족 금속원소로 구성되며, 상기 BSF층(253)은 금속층(252)의 3족 금속원소가 기판(210) 내부로 확산된 형태로 형성된다. 기판(210)이 n형인 경우에는 금속층(252) 및 BSF층(253)은 5족 금속원소로 이루어진다.
상기 금속층(252)는 패시베이션층(240) 상에 구비됨과 함께 패시베이션층(240)의 개구부(241)를 채우는 형태로 구비되며, 상기 BSF층(253)은 패시베이션층(240)의 개구부(241)를 기준으로 한 방사 형태로 형성된다. 이 때, 패시베이션층(240)의 모든 개구부(241)는 상기 금속층(252)에 의해 채워진다.
상기 버스바전극(251)은 상기 BSF금속층에 의해 수집된 캐리어를 인터커넥터(interconnector)(도시하지 않음)을 통해 모듈 외부의 캐패시터 등으로 전달하는 역할을 하며, Ag 성분으로 이루어지거나 Ag 성분을 포함하여 이루어진다. 통상 태양전지는 2~12개의 인터커넥터를 통해 외부와 연결되며, 인터커넥터 1 개에는 1~10개의 버스바전극(251)이 연결된다.
상기 BSF금속층이 패시베이션층(240)의 개구부(241)를 채우는 형태로 구비됨에 반해, 상기 버스바전극(251)은 패시베이션층(240) 상에만 구비된다. 즉, 상기 버스바전극(251)은 패시베이션층(240)의 개구부(241) 내에 위치하지 않으며, 패시베이션층(240)의 개구부(241)를 통해 기판(210) 후면의 표면과 접촉하지 않는다.
상기 패시베이션층(240)의 개구부(241)가 BSF금속층에 의해 채워지도록 함과 함께 상기 버스바전극(251)은 패시베이션층(240) 상에만 구비시키는 이유는, 패시베이션층(240)의 개구부(241) 형성시 레이저 조사에 의해 발생된 기계적 결함을 BSF층(253) 형성을 통해 치유하기 위해서이다. '발명의 배경이 되는 기술'에서 설명한 바와 같이, 소성 시 Al은 기판(210)의 Si 성분과 반응하여 BSF를 형성하고, 이와 같은 BSF의 형성에 의해 개구부(241) 주변의 기계적 결함이 치유되나, 버스바전극(251)의 주성분인 Ag는 기판(210)의 Si와 반응을 일으키지 않는다. 따라서, 패시베이션층(240)의 개구부(241) 주변의 기계적 결함을 치유하기 위해서는 Ag와 Si의 접촉을 회피하고, Al과 Si의 접촉을 유도하는 것이 가장 바람직하다. 참고로, Al과 Si의 반응 또는 Ag과 Si의 반응은 고온에서의 고상확산(solid state diffusion) 반응을 의미한다.
상술한 바와 같이, Ag를 주성분으로 하는 버스바전극(251)은 패시베이션층(240) 상에만 구비되어 기판(210) 후면의 표면과의 접촉이 회피되고, Al을 주성분으로 하는 BSF금속층은 패시베이션층(240)의 개구부(241)를 모두 채우는 형태로 구비됨에 따라, 개구부(241) 형성시 발생된 개구부(241) 주변의 전위(dislocation) 등의 기계적 결함이 BSF층(253) 형성에 의해 치유되며, 이와 같은 기계적 결함의 치유에 의해 태양전지의 강도 특성이 향상된다.
상기 패시베이션층(240) 상에서만 구비됨과 함께 패시베이션층(240)의 개구부(241)와의 접촉이 회피되는 버스바전극(251)은 개구부(241)의 접촉을 회피하는 조건을 만족하는 전제 하에 도 5a 내지 도 5e에 도시한 바와 같이 다양한 형태로 구성할 수 있다. 개구부(241)들 사이의 영역 상에 버스바전극(251)을 구비시키거나 버스바전극(251)의 형상에 맞추어 개구부(241)의 구비 위치를 변경할 수도 있다. 도 5a 내지 도 5e의 실시예에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 5a는 1개의 버스바전극(251)이 구비되고, 버스바전극(251)이 구비되지 않은 영역에 복수개의 개구부(241)가 균일하게 형성된 구조이다. 도 5b는 인터커넥터가 배치되는 영역에 2개의 버스바전극(251)이 서로 이격되어 구비되고, 인터커넥터가 배치되지 않은 영역에는 복수개의 개구부(241)가 균일하게 형성됨과 함께 인터커넥터가 배치되는 영역에서의 개구부(241)의 밀도 및 면적은 기타 영역의 개구부에 비해 작도록 한 구조이다. 도 5b의 구조에 있어서, 태양전지 기판을 중심으로 전면 및 후면의 동일한 위치에 대칭적으로 인터커넥터가 위치하게 되는데, 인터커넥터가 위치하는 부분은 인터커넥터에 의해 입사광이 차폐되어 캐리어 생성이 감소하게 된다. 따라서 이 부분은 개구부(241)의 밀도를 감소시켜 전하 수집 정도를 감소시켜주고, 그 대신 패시베이션으로 부동태화된 영역을 증가시켜 재결합 손실을 줄여주어 셀 효율을 증가시킬 수 있다. 감소되는 개구부(241)의 밀도는 기판의 전도도, 금속층(252)의 저항, 인터커넥터의 폭 등에 따라 달라지며 주어진 셀 사양 및 설계를 전제로 최적화할 수 있다.
도 5c 및 도 5d는 버스바전극을 이격, 배치된 복수개의 단위 버스바전극으로 구성한 경우에서의 단위 버스바전극과 개구부(241)의 위치 관계를 나타낸 것이며, 도 5e는 원활한 전류 수집을 위해 동일 인터커넥터 하부에 위치한 버스바전극(251)들이 서로 연결되도록 형성한 형태에서의 버스바전극(251)과 개구부(241)의 위치 관계를 도시한 것이다.
한편, 상기 도 5a 내지 5e에 있어서 개구부(241)와 버스바전극(251)이 형성된 기판 후면에 BSF층(253)를 형성하는 금속층(252)을 모든 개구부(241)를 채우도록 형성한다. 금속층(252)과 버스바전극(251)은 서로 다른 영역 상에 구비되는데, 금속층(252)과 버스바전극(251)의 오믹접촉(ohmic contact) 특성을 향상시키기 위해 금속층(252)이 구비되는 영역과 버스바전극(251)이 구비되는 영역이 일정 부분 중첩될 수 있다.
한편, 상기 BSF금속층과 버스바전극(251)은 서로 다른 영역 상에 구비되는데, BSF금속층과 버스바전극(251)의 오믹접촉(ohmic contact) 특성을 향상시키기 위해 BSF금속층이 구비되는 영역과 버스바전극(251)이 구비되는 영역이 일정 부분 중첩될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 PERL 태양전지에 대해 설명하였다. 다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 PERL 태양전지의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이 태양전지 기판(210)을 준비한다.
상기 기판(210)은 제 1 도전형(예를 들어, p형)의 실리콘 기판(210)이며, 상기 기판(210) 내부의 상부측에는 제 2 도전형(예를 들어, n형)의 에미터층(220)이 구비되며, 기판(210) 전면 상에는 반사방지막(230)이 구비된다. 또한, 상기 반사방지막(230) 상에는 에미터층(220)과 전기적으로 연결되는 전면전극이 구비될 수 있다.
상기 기판(210)이 준비된 상태에서, 상기 기판(210) 후면의 전체면 상에 패시베이션층(240)을 적층한다. 상기 패시베이션층(240)은 화학기상증착(CVD) 등을 통해 적층할 수 있으며, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 등으로 구성할 수 있다.
패시베이션층(240)이 적층된 상태에서, 상기 패시베이션층(240)의 일부를 선택적으로 제거하여 기판(210) 후면의 표면을 노출시키는 복수의 개구부(241)를 형성한다(도 4b 참조). 상기 복수의 개구부(241)는 일정 간격으로 이격되어 구비되며, 일 실시예로, 패시베이션층(240)의 평면 기준으로 좌우 방향 및 상하 방향을 따라 이격, 배치될 수 있다. 또한, 상기 개구부(241)는 레이저를 조사하여(laser ablation) 형성할 수 있다.
상기 복수의 개구부(241)는 후술하는 버스바전극(251)과 중첩되지 않으며, 이와 같은 조건 하에 버스바전극(251)의 형성위치에 따라 상기 복수의 개구부(241)의 형성위치를 다양하게 설계할 수 있다.
상기 패시베이션층(240)에 기판(210) 후면의 표면을 선택적으로 노출시키는 복수의 개구부(241)가 형성된 상태에서, 후면전극 형성공정을 진행한다.
먼저, 패시베이션층(240) 상에 버스바전극(251)을 형성하기 위한 제 1 도전성 페이스트(10)를 도포한다(도 4c 참조). 상기 제 1 도전성 페이스트(10)가 도포되는 영역은 개구부(241)가 위치하는 영역과 중첩되지 않는다. 이어, 제 1 도전성 페이스트(10)가 도포되지 않은 패시베이션층(240) 상에 BSF금속층 형성을 위한 제 2 도전성 페이스트(20)를 도포한다(도 4d 참조). 제 2 도전성 페이스트(20)는 패시베이션층(240) 상에 도포됨과 함께 패시베이션층(240)의 모든 개구부(241)를 채우는 형태로 도포된다. 이 때, 제 1 도전성 페이스트(10)와 제 2 도전성 페이스트(20)는 경계 부위에서 일정 부분 중첩되는 형태로 도포될 수 있다.
상기 제 1 도전성 페이스트(10)는 Ag를 주성분으로 하고, 제 2 도전성 페이스트(20)는 Al을 주성분으로 구성할 수 있으며, 제 1 도전성 페이스트(10)와 제 2 도전성 페이스트(20)는 스크린 인쇄법을 통해 도포할 수 있다.
제 1 도전성 페이스트(10) 및 제 2 도전성 페이스트(20)가 도포된 상태에서, 상기 기판(210)을 일정 온도에서 소성한다(도 4e 참조). 소성에 의해 상기 제 1 도전성 페이스트(10)는 버스바전극(251)으로 변환되며, 제 2 도전성 페이스트(20)는 금속층(252)로 변환된다. 또한, 제 2 도전성 페이스트(20)의 도전성 물질인 Al이 패시베이션층(240)의 개구부(241)를 통해 기판(210) 내부로 확산되어 BSF층(253)이 형성된다. 완성된 버스바전극(251)은 개구부(241)와 중첩되지 않으며, 패시베이션층(240)의 모든 개구부(241)는 금속층(252)에 의해 채워지며, 개구부(241)와 접촉하는 기판(210) 내부에는 BSF층(253)이 형성되어 레이저 조사로 인한 개구부(241) 주변의 기계적 결함이 BSF층(253)에 의해 치유된다.
[부호의 설명]
10 : 제 1 도전성 페이스트 20 : 제 2 도전성 페이스트
210 : 기판 220 : 에미터층
230 : 반사방지막 240 : 패시베이션층
241 : 개구부 251 : 버스바전극
252 : 금속층 253 : BSF층
Ag를 주성분으로 하는 버스바전극이 패시베이션층의 개구부와의 접촉이 회피됨과 함께 Al을 주성분으로 하는 BSF금속층에 의해 패시베이션층의 모든 개구부가 채워지고, 모든 개구부 주변에 BSF층이 형성됨에 따라, 레이저 조사에 의해 개구부 주변에 발생된 기계적 결함이 모두 치유된다.

Claims (4)

  1. 태양전지 기판;
    상기 기판 일면 상에 구비되며, 상기 기판 표면을 노출시키는 복수의 개구부를 구비하는 패시베이션층;
    상기 패시베이션층 상에 구비되며, 상기 개구부가 구비된 영역과 중첩되지 않는 영역에 구비되는 버스바전극; 및
    상기 복수의 개구부를 모두 채우는 형태로 상기 패시베이션층 상에 구비되는 BSF금속층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 PERL 태양전지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 개구부는 상하 및 좌우 방향으로 이격되어 구비되는 것을 특징으로 하는 PERL 태양전지.
  3. 태양전지 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 일면 상에 패시베이션층을 적층하는 단계;
    상기 패시베이션층의 일부를 선택적으로 제거하여 기판 표면을 노출시키는 복수의 개구부를 형성하는 단계;
    상기 개구부가 구비된 영역과 중첩되지 않는 영역의 패시베이션층 상에 버스바전극 형성을 위한 제 1 도전성 페이스트를 도포하는 단계;
    상기 복수의 개구부가 모두 채워지도록 상기 패시베이션층 상에 BSF금속층 형성을 위한 제 2 도전성 페이스트를 도포하는 단계; 및
    기판을 소성하여 버스바전극 및 BSF금속층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 PERL 태양전지 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 제 1 도전성 페이스트는 버스바전극으로 변환되며, 제 2 도전성 페이스트는 금속층으로 변환되며, 제 2 도전성 페이스트의 도전성 물질이 패시베이션층의 개구부를 통해 기판 내부로 확산되어 BSF층이 형성되는 것을 특징으로 하는 PERL 태양전지 제조방법.
PCT/KR2017/006501 2016-06-23 2017-06-21 Perl 태양전지 및 그 제조방법 Ceased WO2017222292A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/307,577 US20190348551A1 (en) 2016-06-23 2017-06-21 Perl solar cell and method for preparing same
JP2019517747A JP2019517744A (ja) 2016-06-23 2017-06-21 Ｐｅｒｌ太陽電池及びその製造方法
EP17815705.3A EP3454380A4 (en) 2016-06-23 2017-06-21 SOLAR CELL OF PERL TYPE AND METHOD FOR PREPARING THE SAME

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160078542A KR20180000498A (ko) 2016-06-23 2016-06-23 Perl 태양전지 및 그 제조방법
KR10-2016-0078542 2016-06-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017222292A1 true WO2017222292A1 (ko) 2017-12-28

Family

ID=60784236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/006501 Ceased WO2017222292A1 (ko) 2016-06-23 2017-06-21 Perl 태양전지 및 그 제조방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190348551A1 (ko)
EP (1) EP3454380A4 (ko)
JP (1) JP2019517744A (ko)
KR (1) KR20180000498A (ko)
WO (1) WO2017222292A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110265512A (zh) * 2019-05-31 2019-09-20 苏州腾晖光伏技术有限公司 一种太阳能电池背面局域掺杂的掺杂方法
CN111129176A (zh) * 2019-12-20 2020-05-08 浙江爱旭太阳能科技有限公司 用于制造太阳能电池的方法和太阳能电池
CN115425100B (zh) * 2022-09-21 2024-08-23 通威太阳能(眉山)有限公司 一种太阳电池
CN120568918B (zh) * 2025-07-31 2026-03-03 鄂尔多斯市隆基光伏科技有限公司 太阳能电池和光伏组件

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100275987A1 (en) * 2006-12-26 2010-11-04 Kyocera Corporation Solar Cell and Solar Cell Manufacturing Method
US20100319763A1 (en) * 2009-06-18 2010-12-23 Park Hyunjung Solar cell and method for manufacturing the same
US20140199806A1 (en) * 2011-06-30 2014-07-17 Alison Joan Lennon Dielectric structures in solar cells
US20150007881A1 (en) * 2012-01-16 2015-01-08 Heraeus Precious Metals North America Conshohocken Llc Aluminum conductor paste for back surface passivated cells with locally opened vias
US20150073847A1 (en) * 2013-09-12 2015-03-12 Pedro Gonzalez Dispatch voip system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101578356B1 (ko) * 2009-02-25 2015-12-17 엘지전자 주식회사 후면전극형 태양전지 및 그 제조방법
KR101130196B1 (ko) * 2010-11-11 2012-03-30 엘지전자 주식회사 태양 전지
KR20140136555A (ko) * 2013-05-20 2014-12-01 현대중공업 주식회사 양면수광형 perl 태양전지 및 그 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100275987A1 (en) * 2006-12-26 2010-11-04 Kyocera Corporation Solar Cell and Solar Cell Manufacturing Method
US20100319763A1 (en) * 2009-06-18 2010-12-23 Park Hyunjung Solar cell and method for manufacturing the same
US20140199806A1 (en) * 2011-06-30 2014-07-17 Alison Joan Lennon Dielectric structures in solar cells
US20150007881A1 (en) * 2012-01-16 2015-01-08 Heraeus Precious Metals North America Conshohocken Llc Aluminum conductor paste for back surface passivated cells with locally opened vias
US20150073847A1 (en) * 2013-09-12 2015-03-12 Pedro Gonzalez Dispatch voip system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3454380A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3454380A4 (en) 2019-10-16
JP2019517744A (ja) 2019-06-24
KR20180000498A (ko) 2018-01-03
US20190348551A1 (en) 2019-11-14
EP3454380A1 (en) 2019-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010101350A2 (en) Solar cell and method of manufacturing the same
WO2010140740A1 (en) Solar cell and method of manufacturing the same
WO2010150943A1 (en) Solar cell and method of manufacturing the same
WO2011037373A2 (en) Solar cell module and method of manufacturing the same
WO2010110510A1 (en) Solar cell and fabrication method thereof
EP3588585B1 (en) P-type perc double-sided solar cell, assembly thereof, system thereof and preparation method therefor
JP2009295715A (ja) 光電変換装置およびその製造方法
WO2011021755A1 (en) Solar cell
WO2011078521A2 (ko) 후면전계형 이종접합 태양전지 및 그 제조방법
KR20110122176A (ko) 태양전지 모듈
WO2017222292A1 (ko) Perl 태양전지 및 그 제조방법
WO2016182128A1 (ko) 태양전지모듈의 제조방법
WO2010126346A4 (ko) 태양 전지의 제조 방법
KR20120051807A (ko) Ｍｗｔ형 태양전지 및 그 제조방법
WO2016085044A1 (ko) 화합물 박막을 이용한 다중접합 태양전지 제조 방법 및 다중접합 태양전지
WO2018070724A1 (ko) 태양전지 모듈
JP2010080578A (ja) 光電変換素子およびその製造方法
KR101474015B1 (ko) 태양전지 및 그 제조 방법
KR101371865B1 (ko) 태양전지의 전면전극 구조 및 그 제조방법
CN101626045B (zh) 太阳能电池的制造方法
WO2018012748A1 (ko) 바람이 통하는 태양전지 및 태양전지 모듈
KR101153591B1 (ko) 결정질 실리콘 태양전지의 구조 및 제조방법
WO2012026650A1 (ko) 태양전지 셀 및 그의 전극 형성 방법
WO2017222297A1 (ko) 후면접합 양면수광형 태양전지 및 그 제조방법
WO2013081329A1 (ko) 도트형 전극을 갖는 저가 양산의 고효율 태양전지 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17815705

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019517747

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017815705

Country of ref document: EP

Effective date: 20181206

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE