太陽電池およびその製造方法
【課題】太陽電池に入射する太陽光の吸収率が増加した太陽電池を提供する。また、前記太陽電池を含む多様な種類の太陽電池も製造することができる太陽電池の製造方法を提供する。
【解決手段】太陽電池の製造方法において、太陽光が入射する第１面に対向する基板の第２面上に半導体層が形成される。前記半導体層上に第１不純物ガスが吸着する。前記半導体層にレーザーを加えて第１ドーピングパターンが形成される。したがって、太陽電池の基板の前面に入射する太陽光の損失を減少させることができる。
【解決手段】太陽電池の製造方法において、太陽光が入射する第１面に対向する基板の第２面上に半導体層が形成される。前記半導体層上に第１不純物ガスが吸着する。前記半導体層にレーザーを加えて第１ドーピングパターンが形成される。したがって、太陽電池の基板の前面に入射する太陽光の損失を減少させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池およびその製造方法に関し、より詳細には、後面コンタクトタイプの太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、太陽電池は、太陽光が入射する前面および前記前面に対向する後面を含み、前記太陽光による前記太陽電池の光起電力（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）を利用することにより、太陽光エネルギーを電気的エネルギーに変えるエネルギー変換素子である。前記太陽電池は、前記前面を介して太陽光が入射すると、基板の内部で電子と正孔が発生し、発生した電子と正孔が太陽電池の第１電極および第２電極に移動することにより、第１電極と第２電極の間の電位差である光起電力が発生する。このとき、前記太陽電池に負荷を連結すれば、電流が流れるようになる。
【０００３】
前記太陽電池は、前記前面上に形成された第１電極を含み、前記後面上に形成された第２電極を含む。このとき、前記第１電極は、太陽光が入射する前面上に形成されるため、前記第１電極が形成された面積だけ太陽光の吸収率が減少する。
【０００４】
また、前記太陽電池は、前記前面上に形成された第１電極を含む場合、前記前面上に正孔または電子を収集するＰ型またはＮ型の非晶質シリコンと、前記非晶質シリコンと前記第１電極をオーミック接触する透明導電性酸化物（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅｓ：ＴＣＯ）とをさらに含む。前記非晶質シリコンおよび前記透明導電性酸化物は太陽光を吸収するため、前記前面に入射する太陽光の吸収率が減少する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述したような問題点を解決するために案出されたものであって、本発明は、太陽電池に入射する太陽光の吸収率が増加した太陽電池を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、前記太陽電池を含む多様な種類の太陽電池も製造することができる太陽電池の製造方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記本発明の目的を実現するために、一実施形態に係る太陽電池は、基板、半導体層、第１ドーピングパターン、および第２ドーピングパターンを含む。前記基板は、太陽光が入射する第１面、および前記第１面に対向する第２面を有する。前記半導体層は、前記第２面上に部分的に形成された絶縁パターン、および前記絶縁パターンが形成された領域外に形成された半導体パターンを含む。前記第１および第２ドーピングパターンは、前記半導体パターンに形成される。
【０００８】
一実施形態において、前記半導体層の厚さは、１００Å〜２００Åであってもよい。前記半導体パターンは、第１半導体パターン、および前記第１半導体パターンと離隔した第２半導体パターンを含んでもよい。前記第１ドーピングパターンは前記第１半導体パターン内に形成され、前記第２ドーピングパターンは前記第２半導体パターン内に形成されてもよい。
【０００９】
一実施形態において、前記半導体層の厚さは、５０Å〜１００Åであってもよい。前記半導体パターンは、第１半導体パターン、および前記第１半導体パターンと離隔した第２半導体パターンを含んでもよい。前記第１ドーピングパターンは前記第１半導体パターン上に形成され、前記第２ドーピングパターンは前記第２半導体パターン上に形成されてもよい。
【００１０】
前記本発明の目的を実現するために、他の実施形態に係る太陽電池の製造方法は、前記太陽電池の製造方法であって、太陽光が入射する第１面に対向する基板の第２面上に半導体層が形成される。前記半導体層上に第１不純物ガスが吸着する。前記半導体層にレーザーを加えて第１ドーピングパターンが形成される。
【００１１】
一実施形態において、前記太陽電池の製造方法であって、前記第１ドーピングパターン上に、反応性プラズマ蒸着法、イオンプレーティング蒸着法、およびインクジェットプリンティング法のうちの１つを利用してコンタクト層が形成されてもよい。
【００１２】
一実施形態において、前記太陽電池の製造方法であって、前記コンタクト層上に前記第１ドーピングパターンと電気的に連結する電極が形成されてもよい。
【００１３】
一実施形態において、前記太陽電池の製造方法であって、前記第１ドーピングパターンが形成された半導体層上に第２不純物ガスが吸着してもよい。前記半導体層に前記レーザーを加えることで、前記第１ドーピングパターンに隣接した第２ドーピングパターンが形成されてもよい。
【００１４】
一実施形態において、前記半導体層の厚さは１００Å〜２００Åであり、前記第１および第２ドーピングパターンは前記半導体層内に形成されてもよい。
【００１５】
一実施形態において、前記第１不純物ガスは塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）のうちの１つであり、前記第２不純物ガスはホスフィン（ＰＨ３）であってもよい。
【００１６】
一実施形態において、前記半導体層は、絶縁パターンおよび半導体パターンを含んでもよい。前記半導体層を形成する段階において、インクジェットプリンティング法によって前記絶縁パターンが形成され、前記絶縁パターンが形成された領域外に前記半導体パターンが形成されてもよい。
【００１７】
前記本発明の目的を実現するために、他の実施形態に係る太陽電池の製造方法を提供する。前記太陽電池の製造方法において、太陽光が入射する第１面に対向する基板の第２面上に半導体層が形成される。前記半導体層上に、部分的に開口した第１マスクが配置される。前記第１マスクが配置された前記半導体層に第１プラズマを提供することで、第１ドーピングパターンが形成される。
【００１８】
一実施形態において、前記太陽電池の製造方法であって、前記第１ドーピングパターン上に、反応性プラズマ蒸着法、イオンプレーティング蒸着法、およびインクジェットプリンティング法のうちの１つを利用してコンタクト層が形成されてもよい。
【００１９】
一実施形態において、前記太陽電池の製造方法であって、前記コンタクト層上に前記第１ドーピングパターンと電気的に連結する電極が形成されてもよい。
【００２０】
一実施形態において、前記太陽電池の製造方法であって、前記第１ドーピングパターンが形成された前記半導体層上に、部分的に開口した第２マスクが配置される。前記第２マスクが配置された前記半導体層に第２プラズマを提供することで、前記第１ドーピングパターンに隣接した第２ドーピングパターンが形成されてもよい。
【００２１】
一実施形態において、前記半導体層の厚さは１００Å〜２００Åであり、前記第１および第２ドーピングパターンは前記半導体層内に形成されてもよい。
【００２２】
一実施形態において、前記第１プラズマは塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）を利用して生成され、第２プラズマはホスフィン（ＰＨ３）を利用して生成されてもよい。
【００２３】
一実施形態において、前記半導体層の厚さは５０Å〜１００Åであり、前記第１および第２ドーピングパターンは前記半導体層上に蒸着されてもよい。
【００２４】
一実施形態において、前記第１プラズマは、塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）、シラン（ＳｉＨ４）、および水素（Ｈ２）を利用して生成され、第２プラズマは、ホスフィン（ＰＨ３）、シラン（ＳｉＨ４）、および水素（Ｈ２）を利用して生成されてもよい。
【００２５】
一実施形態において、前記半導体層は、絶縁パターンおよび半導体パターンを含んでもよい。前記半導体層を形成する段階において、インクジェットプリンティング法によって前記絶縁パターンが形成され、前記絶縁パターンが形成された領域外に前記半導体パターンが形成されてもよい。
【００２６】
一実施形態において、前記半導体層の厚さは１００Å〜２００Åであり、前記第１ドーピングパターンは前記半導体パターン内に形成されてもよい。
【００２７】
一実施形態において、前記半導体層の厚さは５０Å〜１００Åであり、前記第１ドーピングパターンは前記半導体パターン上に蒸着されてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
このような太陽電池および太陽電池の製造方法によれば、太陽電池の基板の後面に第１および第２ドーピングパターンを形成することにより、太陽電池の基板の前面に入射する太陽光の損失を減少させることができる。
【００２９】
また、第１および第２ドーピングパターンをＩ型の非晶質半導体である半導体層に形成することにより、前記第１ドーピングパターンを前記第２ドーピングパターンから電気的に絶縁することができる。
【００３０】
さらに、第１パッシベーション膜をＩ型の非晶質半導体で形成することにより、太陽光の吸収率を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池の斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ’ラインに沿って切断した太陽電池の断面図である。
【図３Ａ】図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｂ】図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｃ】図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｄ】図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｅ】図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｆ】図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｇ】図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の他の実施形態に係る太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施形態に係る太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る太陽電池の斜視図である。
【図６】図５のＩＩ−ＩＩ’ラインに沿って切断した太陽電池の断面図である。
【図７Ａ】図５の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図７Ｂ】図５の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図７Ｃ】図５の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図７Ｄ】図５の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る太陽電池の斜視図である。
【図９】図８のＩＩＩ−ＩＩＩ’ラインに沿って切断した太陽電池の断面図である。
【図１０Ａ】図８の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｂ】図８の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｃ】図８の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｄ】図８の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｅ】図８の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｆ】図８の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３３】
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池の斜視図である。図２は、図１のＩ−Ｉ’ラインに沿って切断した太陽電池の断面図である。
【００３４】
図１および図２を参照すれば、太陽電池１００は、基板１１０、保護層１２０、半導体層１３０、コンタクト層１４０、および電極層１５０を含む。
【００３５】
前記基板１１０は、太陽光が入射する前面１１１と、前記前面１１１に対向する後面１１２とを含む。前記基板１１０は、Ｎ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）型の結晶質シリコン基板またはＰ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）型の結晶質シリコン基板であってもよい。例えば、図１の実施形態では、前記基板１１０がＮ型の結晶質シリコン基板である。前記基板１１０は、前記太陽光が入射すれば、前記太陽光の光子（ｐｈｏｔｏｎ）によって前記基板１１０内で正孔（ｈｏｌｅ）と電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）を生成する。前記正孔は、Ｎ型の結晶質シリコン基板の前記基板１１０と後述するＰ型の非晶質シリコンの第１ドーピングパターン（ＤＰ１）に向かって移動し、前記電子は後述するＮ型の非晶質シリコンの第２ドーピングパターン（ＤＰ２）に向かって移動する。前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）に移動した前記正孔および前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）に移動した前記電子は、前記電極層１５０に蓄積される。前記基板１１０は、前記太陽光の吸収率を増加させるために、前記前面１１１に凹凸を含む。
【００３６】
前記保護層１２０は、第１パッシベーション膜１２１および反射防止膜１２２を含む。前記保護層１２０は、第２パッシベーション膜１２３をさらに含んでもよい。
【００３７】
前記第１パッシベーション膜１２１は、前記凹凸が形成された前記基板１１０の前面１１１上に形成される。前記第１パッシベーション膜１２１は、前記基板１１０内に生成された正孔と電子の再結合を防ぐ。前記第１パッシベーション膜１２１は、Ｉ型の非晶質シリコン（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ａ−Ｓｉ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のうちの１つを含んでもよい。例えば、前記第１パッシベーション膜１２１が前記Ｉ型の非晶質シリコンを含む場合、前記Ｉ型の非晶質シリコンはＰ型またはＮ型の非晶質シリコンに比べて膜特性が良いため、前記基板１１０内に生成された電子および正孔の損失を減少させることができる。前記第１パッシベーション膜１２１の厚さは、約５０Å〜約２００Åであってもよい。
【００３８】
前記反射防止膜１２２は、前記第１パッシベーション膜１２１上に形成される。前記反射防止膜１２２は、前記太陽光が前記前面１１１に入射するときに、前記太陽光の反射を防ぐ。前記反射防止膜１２２は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を含んでもよい。前記反射防止膜１２２の厚さは、約７００Å〜約１０００Åであってもよい。
【００３９】
前記第２パッシベーション膜１２３は、前記第１パッシベーション膜１２１上に形成され、前記第１パッシベーション膜１２１および前記反射防止膜１２２の間に形成されてもよい。前記第２パッシベーション膜１２３は、Ｎ型の非晶質シリコン（ｎ ａ−Ｓｉ）を含んでもよい。
【００４０】
前記半導体層１３０は、前記基板１１０の後面１１２上に形成される。前記半導体層１３０は、Ｉ型の非晶質シリコン（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃａ−Ｓｉ）を含む。前記半導体層１３０の厚さは、約１００Å〜約２００Åであってもよい。前記半導体層１３０は、第１ドーピングパターン（ＤＰ１）および第２ドーピングパターン（ＤＰ２）を含む。前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）は第１不純物ガスであって、ドーピングされたＰ型のシリコンを含む。前記第１不純物ガスは、塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）であってもよい。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は第２不純物ガスであって、ドーピングされたＮ型のシリコン（Ｎ＋型シリコン）を含む。前記第２不純物ガスは、ホスフィン（ＰＨ３）であってもよい。
【００４１】
前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）および前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、互いに離隔して形成される。例えば、本実施形態によれば、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）は、第１方向（Ｄ１）に延長し、前記第１方向（Ｄ１）に交差する第２方向（Ｄ２）に平行に配列された第１パターン、および前記第２方向（Ｄ２）に延長し、前記第１パターンを連結する第２パターンを含む。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、前記第１方向（Ｄ１）に延長し、前記第２方向（Ｄ２）に平行に配列された第３パターン、および前記第２方向（Ｄ２）に延長し、前記第３パターンを連結する第４パターンを含む。前記第１パターンおよび前記第３パターンは順番に配置され、前記第２パターンおよび前記第４パターンは互いに対向する。
【００４２】
前記コンタクト層１４０は、前記半導体層１３０の前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）上に形成される。前記コンタクト層１４０は、前記半導体層１３０と前記電極層１５０の間に形成され、オーミックコンタクト（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）を形成する。前記コンタクト層１４０は、インジウム酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化スズ（Ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ジルコニウム酸化物（Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）にスズ（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）、チタニウム（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、タンタル（Ｔａ）のうちの少なくとも１つを添加した透明導電性酸化物（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅｓ：ＴＣＯ）であってもよい。前記コンタクト層１４０の厚さは、約１００Å〜約７００Åであってもよい。前記コンタクト層１４０は、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）上に形成されるため、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）と同じ形状を有してもよい。
【００４３】
前記電極層１５０は、前記コンタクト層１４０上に形成される。前記電極層１５０は、前記コンタクト層１４０のように、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）と同じ形状を有する。前記電極層１５０は、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）に沿って形成された第１電極１５１、および前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）に沿って形成された第２電極１５２を含む。前記第１および第２電極１５１、１５２それぞれは、シード層（ｓｅｅｄ ｌａｙｅｒ）、メイン電極、およびキャッピング層（ｃａｐｐｉｎｇ ｌａｙｅｒ）を含んでもよい。前記メイン電極は前記シード層上に形成され、前記キャッピング層は前記メイン電極上に形成される。前記シード層は銀（Ａｇ）またはニッケル（Ｎｉ）を含み、前記メイン電極は銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）を含み、前記キャッピング層はスズ（Ｓｎ）を含んでもよい。
【００４４】
前記第１電極１５１は、前記第１パターンに沿って形成された第１フィンガー電極１５１ａ、および前記第２パターンに沿って形成された第１バス電極１５１ｂを含み、前記第２電極１５２は、前記第３パターンに沿って形成された第２フィンガー電極１５２ａ、および前記第４パターンに沿って形成された第４バス電極１５２ｂを含んでもよい。したがって、前記第１フィンガー電極１５１ａおよび前記第２フィンガー電極１５２ａは順番に配置され、前記第１バス電極１５１ｂおよび前記第２バス電極１５２ｂは互いに対向する。
【００４５】
図３Ａ〜図３Ｇは、図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【００４６】
図３Ａを参照すれば、前記基板１１０の前面１１１にピラミッド形状の凹凸を形成（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）する。例えば、前記基板１１０の前面１１１に凹凸を形成するために、ウェットエッチングしたりドライエッチングしてもよい。
【００４７】
前記ウェットエッチングの場合、前記基板１１０を、エッチング溶液を利用して、前記基板１１０の前面１１１および後面１１２に凹凸を形成する。前記エッチング溶液は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）または水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）のアルカリ溶液にイソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ：ＩＰＡ）または界面活性剤を添加した溶液である。前記凹凸が形成された前記前面１１１上に保護膜を形成する。前記保護膜は酸化シリコン（ＳｉＯｘ）を含む。次に、前記凹凸が形成された前記後面１１２を、水酸化カリウム（ＫＯＨ）のアルカリ溶液を利用して前記凹凸を除去する。次に、前記保護膜が形成された前記前面１１１を洗浄して前記保護膜を除去する。したがって、前記基板１１０は、前記前面１１１にのみ凹凸を含む。
【００４８】
これとは異なり、前記ドライエッチングの場合、前記基板１１０を反応性イオンエッチング（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ：ＲＩＥ）し、前記基板１１０の前面１１１にピラミッド形状の凹凸を形成する。前記反応性イオンエッチングには、塩素（Ｃｌ２）、炭素テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、フルオロホルム（ＣＨＦ３）、および酸素（Ｏ２）のうちの少なくとも１つ以上を利用してもよい。
【００４９】
図３Ｂを参照すれば、前記凹凸が形成された前記前面１１１上に保護層１２０を形成する。例えば、前記凹凸が形成された前記前面１１１上に、前記第１パッシベーション膜１２１および前記反射防止膜１２２を順に形成する。前記第１パッシベーション膜１２１および前記反射防止膜１２２は、化学気相蒸着法（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）、スパッタリング法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）などの蒸着法を利用して形成されてもよい。前記第１パッシベーション膜１２１は、Ｉ型の非晶質シリコン（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ａ−Ｓｉ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のうちの１つを含んでもよい。前記反射防止膜１２２は、シリコンナイトライド（ＳｉＮｘ）を含んでもよい。例えば、前記第１パッシベーション膜１２１は約５０Å〜約２００Åの厚さに形成され、前記反射防止膜１２２は約７００Å〜約１０００Åの厚さに形成されてもよい。
【００５０】
これとは異なり、前記第１パッシベーション膜１２１と前記反射防止膜１２２の間に、前記第２パッシベーション膜１２３をさらに形成してもよい。前記第２パッシベーション膜１２３は、化学気相蒸着法、スパッタリング法などの蒸着法を利用して形成されてもよい。前記第２パッシベーション膜１２３は、Ｎ型の非晶質シリコン（ｎａ−Ｓｉ）を含んでもよい。
【００５１】
図３Ｃを参照すれば、前記保護層１２０が形成された前記基板１１０の後面１１２上に半導体層１３０を形成する。前記半導体層１３０は、プラズマ補強化学気相蒸着法（ｐｌａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＥＣＶＤ）を利用して形成されてもよい。例えば、前記半導体層１３０は、Ｉ型の非晶質シリコン、シラン（ＳｉＨ４）、および水素（Ｈ２）のプラズマを利用して蒸着される。前記半導体層１３０は、後続工程で形成される第１ドーピングパターンの厚さおよび第２ドーピングパターンの厚さを考慮した上で、約１００Å〜約２００Åの厚さに形成されてもよい。
【００５２】
図３Ｄを参照すれば、前記半導体層１３０内にガスエマルジョンレーザードーピング法（ｇａｓ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｄｏｐｉｎｇ：ＧＩＬＤ）を利用して、第１不純物ガス（ＤＧ１）を第１ドーピング領域（ＤＡ１）にドーピングする。例えば、前記半導体層１３０が形成された前記基板１１０を第１不純物ガス（ＤＧ１）が発生するチャンバ内に配置し、前記半導体層１３０の表面に前記第１不純物ガス（ＤＧ１）を吸着させる。前記第１不純物ガス（ＤＧ１）は、塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）であってもよい。
【００５３】
次に、前記第１不純物ガス（ＤＧ１）が吸着した前記半導体層１３０の表面上にエネルギーとしてレーザー（ＬＳ）を加えることで、前記第１不純物ガス（ＤＧ１）を前記半導体層１３０の第１ドーピング領域（ＤＡ１）に選択的にドーピングする。前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）の深さは、約５０Å〜約１００Åであってもよい。前記第１不純物ガス（ＤＧ１）のドーピング後に、前記半導体層１３０の表面上に残存する前記第１不純物ガス（ＤＧ１）は、乾式洗浄によって除去されてもよい。
【００５４】
図３Ｅを参照すれば、前記図３Ｄの工程によって前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）に形成された第１ドーピングパターン（ＤＰ１）を有する前記半導体層１３０内に、ガスエマルジョンレーザードーピング法を利用して、第２不純物ガス（ＤＧ２）を前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）から離隔した前記第２ドーピング領域（ＤＰ２）にドーピングする。例えば、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）が形成された前記基板１１０を第２不純物ガス（ＤＧ２）が発生するチャンバ内に配置し、前記半導体層１３０の表面に前記第２不純物ガス（ＤＧ２）を吸着させる。前記第２不純物ガス（ＤＧ２）は、ホスフィン（ＰＨ３）であってもよい。
【００５５】
次に、前記第２不純物ガス（ＤＧ２）が吸着した前記半導体層１３０の表面上にエネルギーとしてレーザー（ＬＳ）を加えることで、前記第２不純物ガス（ＤＧ２）を前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）に離隔した前記半導体層１３０の第２ドーピング領域（ＤＡ２）に選択的にドーピングする。前記第２ドーピング領域（ＤＡ２）の深さは、約５０Å〜約１００Åであってもよい。
【００５６】
図３Ｆを参照すれば、前記図３Ｅの工程によって前記第２ドーピング領域（ＤＡ２）に第２ドーピングパターン（ＤＰ２）が形成される。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）の幅よりも小さい幅を有してもよい。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）から所定の間隔だけ離隔し、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）が形成されない半導体層１３０によって前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）と絶縁する。前記第２不純物ガス（ＤＧ２）のドーピング後に、前記半導体層１３０の表面上に残存する前記第２不純物ガス（ＤＧ２）は、乾式洗浄によって除去されてもよい。
【００５７】
図３Ｇを参照すれば、前記半導体層１３０の前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）上に、反応性プラズマ蒸着法（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｌａｓｍａ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＲＰＤ）、イオンプレーティング蒸着法（ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、またはインクジェットプリンティング法を利用してコンタクト層１４０を形成する。前記反応性プラズマ蒸着法または前記イオンプレーティング蒸着法の場合、前記コンタクト層１４０は、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）に対応する部分が開口したシャドーマスク（ｓｈａｄｏｗ ｍａｓｋ）を利用して、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）上にインジウム酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化スズ（Ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ジルコニウム酸化物（Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）にスズ（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）、チタニウム（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、タンタル（Ｔａ）のうちの少なくとも１つを添加した透明導電性酸化物を蒸着してもよい。
【００５８】
これとは異なり、前記インクジェットプリンティング法の場合、前記コンタクト層１４０は、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）上に前記透明導電性酸化物を蒸着してもよい。前記コンタクト層１４０は、約１００Å〜約７００Åの厚さに形成されてもよい。
【００５９】
再び図２を参照すれば、前記コンタクト層１４０上にスクリーンプリンティング法（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）利用して電極層１５０を形成する。前記スクリーンプリンティング法の場合、前記コンタクト層１４０が形成された前記基板１１０上に、前記コンタクト層１４０に対応する部分が開口したマスクを配置し、前記マスクが配置された前記基板１１０上に銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）を塗布して単一層の電極層１５０を形成する。
【００６０】
これとは異なり、図に示されてはいないが、前記コンタクト層１４０上にインクジェットプリンティング法を利用して銀（Ａｇ）またはニッケル（Ｎｉ）でシード層を形成し、前記シード層上に前記スクリーンプリンティング法を利用して銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）でメイン電極を形成し、前記メイン電極上にメッキ法を利用してスズ（Ｓｎ）でキャッピング層を形成することにより、三層の電極層を形成してもよい。
【００６１】
前記電極層１５０は、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）に対応する第１電極１５１と、前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）に対応する第２電極１５２とを含む。
【００６２】
図１の実施形態によれば、前記太陽電池１００は、前記基板１１０の後面１１２上に形成された半導体層１３０内に、第１不純物ガスおよびレーザーを利用して前記第１および第２ドーピングパターンを形成することにより、前記前面１１１に入射する太陽光の損失を減少させることができる。
【００６３】
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の他の実施形態に係る太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【００６４】
図４Ａおよび図４Ｂの実施形態に係る太陽電池は、第１および第２ドーピングパターンを形成する方法を除いては、図１の実施形態に係る太陽電池と実質的に同じであるため、図１の実施形態に係る太陽電池と同じ構成要素には同じ図面番号を付与し、繰り返される説明は省略する。
【００６５】
図４Ａを参照すれば、Ｉ型の非晶質シリコンを含む前記半導体層１３０内に、プラズマドーピング法（ｐｌａｓｍａ ｄｏｐｉｎｇ：ＰＬＡＤ）を利用して、第１不純物ガスを第１ドーピング領域（ＤＡ１）にドーピングする。例えば、前記半導体層１３０が形成された前記基板１１０上に、前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）に対応する部分が開口した第１シャドーマスク（ＳＭ１）を配置する。前記第１シャドーマスク（ＳＭ１）が配置された前記基板１１０を、第１不純物ガスが流入するチャンバ内に配置する。前記チャンバ内で、放電などによる高エネルギーが前記第１不純物ガスに加わることによって前記第１不純物ガスをプラズマ化し、３族イオンを含む第１プラズマ（ＰＬ１）を前記半導体層１３０の前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）に選択的にドーピングする。前記第１不純物ガスは塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）であり、前記３族イオンはホウ素（Ｂ）イオンであってもよい。前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）は、約５０Å〜約１００Åの厚さに形成されてもよい。次に、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）は、熱処理またはレーザー加工を利用して活性化されてもよい。
【００６６】
図２および図４Ｂを参照すれば、前記図４Ａの工程によって前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）に形成された第１ドーピングパターン（ＤＰ１）を有する前記半導体層１３０内に、プラズマドーピング法（ｐｌａｓｍａ ｄｏｐｉｎｇ：ＰＬＡＤ）を利用して、第２不純物ガスを第２ドーピング領域（ＤＡ２）にドーピングする。例えば、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）が形成された前記基板１１０上に、前記第２ドーピング領域（ＤＡ２）に対応する部分が開口した第２シャドーマスク（ＳＭ２）を配置する。前記第２シャドーマスク（ＳＭ２）が配置された前記基板１１０を、第２不純物ガスが流入するチャンバ内に配置する。前記チャンバ内で、放電などによる高エネルギーが前記第２不純物ガスに加わることによって前記第２不純物ガスをプラズマ化し、５族イオンを含む第２プラズマ（ＰＬ２）を前記半導体層１３０の前記第２ドーピング領域（ＤＡ２）に選択的にドーピングする。前記第２不純物ガス（ＤＧ２）はホスフィン（ＰＨ３）であり、前記５族イオンはリン（Ｐ）イオンであってもよい。前記図４Ｂの工程により、前記第２ドーピング領域（ＤＡ２）に第２ドーピングパターン（ＤＰ２）が形成される。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、約５０Å〜約１００Åの厚さに形成されてもよい。次に、前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、熱処理またはレーザー加工を利用して活性化されてもよい。
【００６７】
図４Ａおよび図４Ｂに示した実施形態によれば、前記太陽電池１００は、前記基板１１０の後面１１２上に形成された半導体層１３０内に、プラズマを利用して前記第１および第２ドーピングパターンを形成することにより、前記前面１１１に入射する太陽光の損失を減少させることができる。
【００６８】
図５は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池の斜視図である。図６は、図５のＩＩ−ＩＩ’ラインに沿って切断した太陽電池の断面図である。
【００６９】
図５の実施形態に係る太陽電池は、第１および第２ドーピングパターンを形成する方法を除いては、図１の実施形態に係る太陽電池と実質的に同じであるため、図１の実施形態に係る太陽電池と同じ構成要素には同じ図面番号を付与し、繰り返される説明は省略する。
【００７０】
図５および図６を参照すれば、太陽電池２００は、基板１１０、保護層１２０、半導体層１６０、第１ドーピングパターン（ＤＰ３）、第２ドーピングパターン（ＤＰ４）、コンタクト層１４０、および電極層１５０を含む。
【００７１】
前記半導体層１６０は、前記基板１１０の後面１１２上に形成される。前記半導体層１３０は、Ｉ型の非晶質シリコン（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ａ−Ｓｉ）を含む。前記半導体層１６０の厚さは、約５０Å〜約１００Åであってもよい。
【００７２】
前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）は、前記半導体層１６０上に形成される。前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）は、第１不純物ガスとして蒸着されたＰ型シリコンを含む。前記第１不純物ガスは、塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）であってもよい。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ４）は、前記半導体層１６０上に前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）と離隔して形成される。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ４）は、第２不純物ガスとして蒸着されたＮ型シリコン（Ｎ＋型シリコン）を含む。前記第２不純物ガスはホスフィン（ＰＨ３）であってもよい。前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ３、ＤＰ４）は、図１の実施形態に係る第１および第２ドーピングパターンと同じ形状を有してもよい。
【００７３】
図７Ａ〜図７Ｄは、図５および６に示す太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【００７４】
図７Ａを参照すれば、Ｉ型の非晶質シリコンを含む前記半導体層１６０上に、プラズマ補強化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ）を利用して第１ドーピングパターン（ＤＰ３）を形成する。例えば、前記半導体層１６０が形成された前記基板１１０上に、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）に対応する部分が開口した第１シャドーマスク（ＳＭ３）を配置する。前記第１シャドーマスク（ＳＭ３）が配置された前記基板１１０を、第１不純物ガスが流入するチャンバ内に配置する。前記チャンバ内で、放電などによる高エネルギーが前記第１不純物ガスに加わることで、前記第１不純物ガスを利用して第１プラズマ（ＰＬ３）を生成する。前記第１プラズマ（ＰＬ３）は、前記第１不純物ガスから生成された原子またはイオンを含み、前記原子またはイオン同士が反応し、前記半導体層１６０上に選択的に薄膜が蒸着される。前記第１不純物ガスは、シラン（ＳｉＨ４）および水素（Ｈ２）に塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）を添加した混合ガスであってもよい。
【００７５】
図７Ｂおよび図７Ｃを参照すれば、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）が形成された前記半導体層１６０上に、前記プラズマ補強化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ）を利用して第２ドーピングパターン（ＤＰ４）を形成する。例えば、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）が形成された前記基板１１０上に、前記第２ドーピングパターン（ＤＰ４）に対応する部分が開口した第２シャドーマスク（ＳＭ４）を配置する。前記第２シャドーマスク（ＳＭ４）が配置された前記基板１１０を、第２不純物ガスが流入するチャンバ内に配置する。前記チャンバ内で、放電などによる高エネルギーが前記第２不純物ガスに加わることで、前記第２不純物ガスを利用して第２プラズマ（ＰＬ４）を生成する。前記第２プラズマ（ＰＬ４）は、前記第２不純物ガスから生成された原子またはイオンを含み、前記原子またはイオン同士が反応し、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）から離隔した前記半導体層１６０上に選択的に薄膜が蒸着される。前記第２不純物ガスは、シラン（ＳｉＨ４）および水素（Ｈ２）にホスフィン（ＰＨ３）を添加した混合ガスであってもよい。前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）は約５０Å〜約１００Åの厚さに形成され、前記第２ドーピングパターン（ＤＰ４）は約５０Å〜約１００Åの厚さに形成されてもよい。
【００７６】
図７Ｄを参照すれば、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ３、ＤＰ４）上に、反応性プラズマ蒸着法（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｌａｓｍａ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＲＰＤ）、イオンプレーティング蒸着法（ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、またはインクジェットプリンティング法を利用してコンタクト層１４０を形成する。
【００７７】
再び図６を参照すれば、前記コンタクト層１４０上に、スクリーンプリンティング法（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）利用して電極層１５０を形成する。
【００７８】
図５の実施形態によれば、前記太陽電池２００は、前記基板１１０の後面１１２上に形成された半導体層１６０上に、プラズマを利用して前記第１および第２ドーピングパターンを形成することにより、前記前面１１１に入射する太陽光の損失を減少させることができる。
【００７９】
図８は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池の斜視図である。図９は、図８のＩＩＩ−ＩＩＩ’ラインに沿って切断した太陽電池の断面図である。
【００８０】
図８および図９の実施形態に係る太陽電池は、半導体層を形成する方法を除いては、図１の実施形態に係る太陽電池と実質的に同じであるため、図１の実施形態に係る太陽電池と同じ構成要素には同じ図面番号を付与し、繰り返される説明は省略する。
【００８１】
図８および図９を参照すれば、太陽電池３００は、基板１１０、保護層１２０、半導体層１７０、第１ドーピングパターン（ＤＰ１）、第２ドーピングパターン（ＤＰ２）、コンタクト層１４０、および電極層１５０を含む。
【００８２】
前記半導体層１７０は、前記基板１１０の後面１１２上に形成される。前記半導体層１７０は、絶縁パターン１７１および半導体パターン１７２を含む。前記絶縁パターン１７１は、前記基板１１０の後面１１２の第１領域に形成される。前記半導体パターン１７２は、前記第１領域を除いた前記基板１１０の後面１１２の第２領域に形成される。図７の実施形態によれば、前記半導体パターン１７２は、互いに離隔した第１半導体パターン１７２ａおよび第２半導体パターン１７２ｂを含む。前記絶縁パターン１７１は、前記第１半導体パターン１７２ａおよび前記第２半導体パターン１７２ｂの間に配置される。
【００８３】
前記絶縁パターン１７１は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含む。前記半導体パターン１７２は、Ｉ型の非晶質シリコン（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ａ−Ｓｉ）を含む。前記絶縁パターン１７１および前記半導体パターン１７２それぞれの厚さは、約５０Å〜約１００Åであってもよい。
【００８４】
前記第１半導体パターン１７２ａは前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）を含み、前記第２半導体パターン１７２ｂは前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）を含む。前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）は、第１不純物ガスとしてドーピングされたＰ型シリコンを含む。前記第１不純物ガスは、塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）であってもよい。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、第２不純物ガスとしてドーピングされたＮ型シリコン（Ｎ＋型シリコン）を含む。前記第２不純物ガスは、ホスフィン（ＰＨ３）であってもよい。
【００８５】
前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）をそれぞれ含む前記第１および第２半導体パターン１７２ａ、１７２ｂ上に前記コンタクト層１４０が形成され、前記コンタクト層１４０上に前記電極層１５０が形成される。
【００８６】
図１０Ａ〜図１０Ｆは、図８および図９の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【００８７】
図１０Ａを参照すれば、前記後面１１２の第１領域に、インクジェットプリンティング法を利用して前記絶縁パターン１７１を形成する。
【００８８】
図１０Ｂを参照すれば、前記後面１１２上に前記第１領域を除いた前記後面１１２の第２領域が開口したシャドーマスクを配置し、前記基板１１０上にプラズマ補強化学気相蒸着法（ｐｌａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＥＣＶＤ）を利用して前記半導体パターン１７２を形成する。
【００８９】
前記半導体パターン１７２は、前記絶縁パターン１７１を間において、第１半導体パターン１７２ａおよび第２半導体パターン１７２ｂに分離する。前記半導体層１７０は、後続工程で形成される第１ドーピングパターンの厚さおよび第２ドーピングパターンの厚さを考慮した上で、約１００Å〜約２００Åの厚さに形成されてもよい。
【００９０】
その結果、前記保護層１２０が形成された前記基板１１０の後面１１２上に、絶縁パターン１７１および半導体パターン１７２を含む半導体層１７０が形成される。
【００９１】
図１０Ｃを参照すれば、前記第１半導体パターン１７２ａ内に、ガスエマルジョンレーザードーピング法（ｇａｓ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｄｏｐｉｎｇ：ＧＩＬＤ）を利用して、第１不純物ガスＤＧ１を第１ドーピング領域ＤＡ１にドーピングする。例えば、前記半導体層１７０が形成された前記基板１１０を前記第１不純物ガス（ＤＧ１）が発生するチャンバ内に配置し、前記半導体層１７０の表面に前記第１不純物ガス（ＤＧ１）を吸着させる。前記第１不純物ガス（ＤＧ１）は、塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）であってもよい。
【００９２】
次に、前記第１不純物ガス（ＤＧ１）が吸着した前記半導体層１７０の表面上にエネルギーとしてレーザー（ＬＳ）を加えることで、前記第１不純物ガス（ＤＧ１）を前記第１半導体パターン１７２ａに選択的にドーピングする。前記第１ドーピングパターンＤＰ１は、約５０Å〜約１００Åの厚さに形成されてもよい。
【００９３】
前記第１不純物ガス（ＤＧ１）のドーピング後に、前記半導体層１７０の表面上に残存する前記第１不純物ガス（ＤＧ１）は、乾式洗浄によって除去されてもよい。
【００９４】
図１０Ｄを参照すれば、図１０Ｃの工程によって前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）に形成された第１ドーピングパターン（ＤＰ１）を有する前記第２半導体パターン１７２ｂ内に、ガスエマルジョンレーザードーピング法を利用して、第２不純物ガス（ＤＧ２）を前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）と離隔した前記第２ドーピング領域（ＤＡ２）にドーピングする。例えば、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）が形成された前記基板１１０を第２不純物ガス（ＤＧ２）が発生するチャンバ内に配置し、前記半導体層１７０の表面に前記第２不純物ガス（ＤＧ２）を吸着させる。前記第２不純物ガス（ＤＧ２）は、ホスフィン（ＰＨ３）であってもよい。
【００９５】
次に、前記第２不純物ガス（ＤＧ２）が吸着した前記半導体層１７０の表面上にエネルギーとしてレーザー（ＬＳ）を加えることで、前記第２不純物ガス（ＤＧ２）を前記第１半導体パターン１７２ａから離隔した前記第２半導体パターン１７２ｂに選択的にドーピングする。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、約５０Å〜約１００Åの厚さに形成されてもよい。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）の幅よりも小さい幅を有してもよい。
【００９６】
図１０Ｅを参照すれば、前記図１０Ｄの工程によって前記第２ドーピング領域（ＤＡ２）に第２ドーピングパターン（ＤＰ２）が形成される。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、前記第１および第２半導体パターン１７２ａ、１７２ｂの間に形成された前記絶縁パターン１７１によって前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）と絶縁してもよい。前記第２不純物ガス（ＤＧ２）のドーピング後に、前記半導体層１７０の表面上に残存する前記第２不純物ガス（ＤＧ２）は、乾式洗浄によって除去されてもよい。
【００９７】
図１０Ｆを参照すれば、前記半導体層１７０の前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）上に、反応性プラズマ蒸着法（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｌａｓｍａ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＲＰＤ）、イオンプレーティング蒸着法（ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、またはインクジェットプリンティング法を利用してコンタクト層１４０を形成する。
【００９８】
再び図９を参照すれば、前記コンタクト層１４０上に、スクリーンプリンティング法（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）利用して電極層１５０を形成する。
【００９９】
図８の実施形態によれば、前記半導体層１７０が絶縁パターン１７１、第１半導体パターン１７２ａ、および第２半導体パターン１７２ｂを含み、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）が不純物ガスおよびレーザーを利用して、前記第１および第２半導体パターン１７２ａ、１７２ｂ内にそれぞれ形成される。
【０１００】
これとは異なり、図４Ａおよび図４Ｂの実施形態により、不純物ガスをプラズマ化し、前記第１および第２半導体パターン１７２ａ、１７２ｂ内に前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）をそれぞれ形成してもよい。
【０１０１】
これとは異なり、図５の実施形態により、不純物ガスをプラズマ化し、前記第１および第２半導体パターン１７２ａ、１７２ｂ上に前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）をそれぞれ形成してもよい。
【０１０２】
図７の実施形態によれば、前記太陽電池３００は、前記基板１１０の後面１１２上に形成された半導体層１７０内に、第１不純物ガスおよびレーザーを利用して前記第１および第２ドーピングパターンを形成することにより、前記前面１１１に入射する太陽光の損失を減少させることができる。
【０１０３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１０４】
１００、２００、３００：太陽電池
１１０：基板
１２０：保護層
１３０、１６０、１７０：半導体層
１４０：コンタクト層
１５０：電極層
ＤＰ１：第１ドーピングパターン
ＤＰ２：第２ドーピングパターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池およびその製造方法に関し、より詳細には、後面コンタクトタイプの太陽電池およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、太陽電池は、太陽光が入射する前面および前記前面に対向する後面を含み、前記太陽光による前記太陽電池の光起電力（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）を利用することにより、太陽光エネルギーを電気的エネルギーに変えるエネルギー変換素子である。前記太陽電池は、前記前面を介して太陽光が入射すると、基板の内部で電子と正孔が発生し、発生した電子と正孔が太陽電池の第１電極および第２電極に移動することにより、第１電極と第２電極の間の電位差である光起電力が発生する。このとき、前記太陽電池に負荷を連結すれば、電流が流れるようになる。
【０００３】
前記太陽電池は、前記前面上に形成された第１電極を含み、前記後面上に形成された第２電極を含む。このとき、前記第１電極は、太陽光が入射する前面上に形成されるため、前記第１電極が形成された面積だけ太陽光の吸収率が減少する。
【０００４】
また、前記太陽電池は、前記前面上に形成された第１電極を含む場合、前記前面上に正孔または電子を収集するＰ型またはＮ型の非晶質シリコンと、前記非晶質シリコンと前記第１電極をオーミック接触する透明導電性酸化物（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅｓ：ＴＣＯ）とをさらに含む。前記非晶質シリコンおよび前記透明導電性酸化物は太陽光を吸収するため、前記前面に入射する太陽光の吸収率が減少する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述したような問題点を解決するために案出されたものであって、本発明は、太陽電池に入射する太陽光の吸収率が増加した太陽電池を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、前記太陽電池を含む多様な種類の太陽電池も製造することができる太陽電池の製造方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記本発明の目的を実現するために、一実施形態に係る太陽電池は、基板、半導体層、第１ドーピングパターン、および第２ドーピングパターンを含む。前記基板は、太陽光が入射する第１面、および前記第１面に対向する第２面を有する。前記半導体層は、前記第２面上に部分的に形成された絶縁パターン、および前記絶縁パターンが形成された領域外に形成された半導体パターンを含む。前記第１および第２ドーピングパターンは、前記半導体パターンに形成される。
【０００８】
一実施形態において、前記半導体層の厚さは、１００Å〜２００Åであってもよい。前記半導体パターンは、第１半導体パターン、および前記第１半導体パターンと離隔した第２半導体パターンを含んでもよい。前記第１ドーピングパターンは前記第１半導体パターン内に形成され、前記第２ドーピングパターンは前記第２半導体パターン内に形成されてもよい。
【０００９】
一実施形態において、前記半導体層の厚さは、５０Å〜１００Åであってもよい。前記半導体パターンは、第１半導体パターン、および前記第１半導体パターンと離隔した第２半導体パターンを含んでもよい。前記第１ドーピングパターンは前記第１半導体パターン上に形成され、前記第２ドーピングパターンは前記第２半導体パターン上に形成されてもよい。
【００１０】
前記本発明の目的を実現するために、他の実施形態に係る太陽電池の製造方法は、前記太陽電池の製造方法であって、太陽光が入射する第１面に対向する基板の第２面上に半導体層が形成される。前記半導体層上に第１不純物ガスが吸着する。前記半導体層にレーザーを加えて第１ドーピングパターンが形成される。
【００１１】
一実施形態において、前記太陽電池の製造方法であって、前記第１ドーピングパターン上に、反応性プラズマ蒸着法、イオンプレーティング蒸着法、およびインクジェットプリンティング法のうちの１つを利用してコンタクト層が形成されてもよい。
【００１２】
一実施形態において、前記太陽電池の製造方法であって、前記コンタクト層上に前記第１ドーピングパターンと電気的に連結する電極が形成されてもよい。
【００１３】
一実施形態において、前記太陽電池の製造方法であって、前記第１ドーピングパターンが形成された半導体層上に第２不純物ガスが吸着してもよい。前記半導体層に前記レーザーを加えることで、前記第１ドーピングパターンに隣接した第２ドーピングパターンが形成されてもよい。
【００１４】
一実施形態において、前記半導体層の厚さは１００Å〜２００Åであり、前記第１および第２ドーピングパターンは前記半導体層内に形成されてもよい。
【００１５】
一実施形態において、前記第１不純物ガスは塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）のうちの１つであり、前記第２不純物ガスはホスフィン（ＰＨ３）であってもよい。
【００１６】
一実施形態において、前記半導体層は、絶縁パターンおよび半導体パターンを含んでもよい。前記半導体層を形成する段階において、インクジェットプリンティング法によって前記絶縁パターンが形成され、前記絶縁パターンが形成された領域外に前記半導体パターンが形成されてもよい。
【００１７】
前記本発明の目的を実現するために、他の実施形態に係る太陽電池の製造方法を提供する。前記太陽電池の製造方法において、太陽光が入射する第１面に対向する基板の第２面上に半導体層が形成される。前記半導体層上に、部分的に開口した第１マスクが配置される。前記第１マスクが配置された前記半導体層に第１プラズマを提供することで、第１ドーピングパターンが形成される。
【００１８】
一実施形態において、前記太陽電池の製造方法であって、前記第１ドーピングパターン上に、反応性プラズマ蒸着法、イオンプレーティング蒸着法、およびインクジェットプリンティング法のうちの１つを利用してコンタクト層が形成されてもよい。
【００１９】
一実施形態において、前記太陽電池の製造方法であって、前記コンタクト層上に前記第１ドーピングパターンと電気的に連結する電極が形成されてもよい。
【００２０】
一実施形態において、前記太陽電池の製造方法であって、前記第１ドーピングパターンが形成された前記半導体層上に、部分的に開口した第２マスクが配置される。前記第２マスクが配置された前記半導体層に第２プラズマを提供することで、前記第１ドーピングパターンに隣接した第２ドーピングパターンが形成されてもよい。
【００２１】
一実施形態において、前記半導体層の厚さは１００Å〜２００Åであり、前記第１および第２ドーピングパターンは前記半導体層内に形成されてもよい。
【００２２】
一実施形態において、前記第１プラズマは塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）を利用して生成され、第２プラズマはホスフィン（ＰＨ３）を利用して生成されてもよい。
【００２３】
一実施形態において、前記半導体層の厚さは５０Å〜１００Åであり、前記第１および第２ドーピングパターンは前記半導体層上に蒸着されてもよい。
【００２４】
一実施形態において、前記第１プラズマは、塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）、シラン（ＳｉＨ４）、および水素（Ｈ２）を利用して生成され、第２プラズマは、ホスフィン（ＰＨ３）、シラン（ＳｉＨ４）、および水素（Ｈ２）を利用して生成されてもよい。
【００２５】
一実施形態において、前記半導体層は、絶縁パターンおよび半導体パターンを含んでもよい。前記半導体層を形成する段階において、インクジェットプリンティング法によって前記絶縁パターンが形成され、前記絶縁パターンが形成された領域外に前記半導体パターンが形成されてもよい。
【００２６】
一実施形態において、前記半導体層の厚さは１００Å〜２００Åであり、前記第１ドーピングパターンは前記半導体パターン内に形成されてもよい。
【００２７】
一実施形態において、前記半導体層の厚さは５０Å〜１００Åであり、前記第１ドーピングパターンは前記半導体パターン上に蒸着されてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
このような太陽電池および太陽電池の製造方法によれば、太陽電池の基板の後面に第１および第２ドーピングパターンを形成することにより、太陽電池の基板の前面に入射する太陽光の損失を減少させることができる。
【００２９】
また、第１および第２ドーピングパターンをＩ型の非晶質半導体である半導体層に形成することにより、前記第１ドーピングパターンを前記第２ドーピングパターンから電気的に絶縁することができる。
【００３０】
さらに、第１パッシベーション膜をＩ型の非晶質半導体で形成することにより、太陽光の吸収率を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池の斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ’ラインに沿って切断した太陽電池の断面図である。
【図３Ａ】図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｂ】図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｃ】図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｄ】図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｅ】図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｆ】図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図３Ｇ】図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の他の実施形態に係る太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施形態に係る太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る太陽電池の斜視図である。
【図６】図５のＩＩ−ＩＩ’ラインに沿って切断した太陽電池の断面図である。
【図７Ａ】図５の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図７Ｂ】図５の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図７Ｃ】図５の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図７Ｄ】図５の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る太陽電池の斜視図である。
【図９】図８のＩＩＩ−ＩＩＩ’ラインに沿って切断した太陽電池の断面図である。
【図１０Ａ】図８の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｂ】図８の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｃ】図８の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｄ】図８の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｅ】図８の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【図１０Ｆ】図８の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３３】
図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池の斜視図である。図２は、図１のＩ−Ｉ’ラインに沿って切断した太陽電池の断面図である。
【００３４】
図１および図２を参照すれば、太陽電池１００は、基板１１０、保護層１２０、半導体層１３０、コンタクト層１４０、および電極層１５０を含む。
【００３５】
前記基板１１０は、太陽光が入射する前面１１１と、前記前面１１１に対向する後面１１２とを含む。前記基板１１０は、Ｎ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）型の結晶質シリコン基板またはＰ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）型の結晶質シリコン基板であってもよい。例えば、図１の実施形態では、前記基板１１０がＮ型の結晶質シリコン基板である。前記基板１１０は、前記太陽光が入射すれば、前記太陽光の光子（ｐｈｏｔｏｎ）によって前記基板１１０内で正孔（ｈｏｌｅ）と電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）を生成する。前記正孔は、Ｎ型の結晶質シリコン基板の前記基板１１０と後述するＰ型の非晶質シリコンの第１ドーピングパターン（ＤＰ１）に向かって移動し、前記電子は後述するＮ型の非晶質シリコンの第２ドーピングパターン（ＤＰ２）に向かって移動する。前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）に移動した前記正孔および前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）に移動した前記電子は、前記電極層１５０に蓄積される。前記基板１１０は、前記太陽光の吸収率を増加させるために、前記前面１１１に凹凸を含む。
【００３６】
前記保護層１２０は、第１パッシベーション膜１２１および反射防止膜１２２を含む。前記保護層１２０は、第２パッシベーション膜１２３をさらに含んでもよい。
【００３７】
前記第１パッシベーション膜１２１は、前記凹凸が形成された前記基板１１０の前面１１１上に形成される。前記第１パッシベーション膜１２１は、前記基板１１０内に生成された正孔と電子の再結合を防ぐ。前記第１パッシベーション膜１２１は、Ｉ型の非晶質シリコン（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ａ−Ｓｉ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のうちの１つを含んでもよい。例えば、前記第１パッシベーション膜１２１が前記Ｉ型の非晶質シリコンを含む場合、前記Ｉ型の非晶質シリコンはＰ型またはＮ型の非晶質シリコンに比べて膜特性が良いため、前記基板１１０内に生成された電子および正孔の損失を減少させることができる。前記第１パッシベーション膜１２１の厚さは、約５０Å〜約２００Åであってもよい。
【００３８】
前記反射防止膜１２２は、前記第１パッシベーション膜１２１上に形成される。前記反射防止膜１２２は、前記太陽光が前記前面１１１に入射するときに、前記太陽光の反射を防ぐ。前記反射防止膜１２２は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を含んでもよい。前記反射防止膜１２２の厚さは、約７００Å〜約１０００Åであってもよい。
【００３９】
前記第２パッシベーション膜１２３は、前記第１パッシベーション膜１２１上に形成され、前記第１パッシベーション膜１２１および前記反射防止膜１２２の間に形成されてもよい。前記第２パッシベーション膜１２３は、Ｎ型の非晶質シリコン（ｎ ａ−Ｓｉ）を含んでもよい。
【００４０】
前記半導体層１３０は、前記基板１１０の後面１１２上に形成される。前記半導体層１３０は、Ｉ型の非晶質シリコン（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃａ−Ｓｉ）を含む。前記半導体層１３０の厚さは、約１００Å〜約２００Åであってもよい。前記半導体層１３０は、第１ドーピングパターン（ＤＰ１）および第２ドーピングパターン（ＤＰ２）を含む。前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）は第１不純物ガスであって、ドーピングされたＰ型のシリコンを含む。前記第１不純物ガスは、塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）であってもよい。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は第２不純物ガスであって、ドーピングされたＮ型のシリコン（Ｎ＋型シリコン）を含む。前記第２不純物ガスは、ホスフィン（ＰＨ３）であってもよい。
【００４１】
前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）および前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、互いに離隔して形成される。例えば、本実施形態によれば、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）は、第１方向（Ｄ１）に延長し、前記第１方向（Ｄ１）に交差する第２方向（Ｄ２）に平行に配列された第１パターン、および前記第２方向（Ｄ２）に延長し、前記第１パターンを連結する第２パターンを含む。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、前記第１方向（Ｄ１）に延長し、前記第２方向（Ｄ２）に平行に配列された第３パターン、および前記第２方向（Ｄ２）に延長し、前記第３パターンを連結する第４パターンを含む。前記第１パターンおよび前記第３パターンは順番に配置され、前記第２パターンおよび前記第４パターンは互いに対向する。
【００４２】
前記コンタクト層１４０は、前記半導体層１３０の前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）上に形成される。前記コンタクト層１４０は、前記半導体層１３０と前記電極層１５０の間に形成され、オーミックコンタクト（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）を形成する。前記コンタクト層１４０は、インジウム酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化スズ（Ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ジルコニウム酸化物（Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）にスズ（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）、チタニウム（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、タンタル（Ｔａ）のうちの少なくとも１つを添加した透明導電性酸化物（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅｓ：ＴＣＯ）であってもよい。前記コンタクト層１４０の厚さは、約１００Å〜約７００Åであってもよい。前記コンタクト層１４０は、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）上に形成されるため、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）と同じ形状を有してもよい。
【００４３】
前記電極層１５０は、前記コンタクト層１４０上に形成される。前記電極層１５０は、前記コンタクト層１４０のように、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）と同じ形状を有する。前記電極層１５０は、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）に沿って形成された第１電極１５１、および前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）に沿って形成された第２電極１５２を含む。前記第１および第２電極１５１、１５２それぞれは、シード層（ｓｅｅｄ ｌａｙｅｒ）、メイン電極、およびキャッピング層（ｃａｐｐｉｎｇ ｌａｙｅｒ）を含んでもよい。前記メイン電極は前記シード層上に形成され、前記キャッピング層は前記メイン電極上に形成される。前記シード層は銀（Ａｇ）またはニッケル（Ｎｉ）を含み、前記メイン電極は銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）を含み、前記キャッピング層はスズ（Ｓｎ）を含んでもよい。
【００４４】
前記第１電極１５１は、前記第１パターンに沿って形成された第１フィンガー電極１５１ａ、および前記第２パターンに沿って形成された第１バス電極１５１ｂを含み、前記第２電極１５２は、前記第３パターンに沿って形成された第２フィンガー電極１５２ａ、および前記第４パターンに沿って形成された第４バス電極１５２ｂを含んでもよい。したがって、前記第１フィンガー電極１５１ａおよび前記第２フィンガー電極１５２ａは順番に配置され、前記第１バス電極１５１ｂおよび前記第２バス電極１５２ｂは互いに対向する。
【００４５】
図３Ａ〜図３Ｇは、図１の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【００４６】
図３Ａを参照すれば、前記基板１１０の前面１１１にピラミッド形状の凹凸を形成（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）する。例えば、前記基板１１０の前面１１１に凹凸を形成するために、ウェットエッチングしたりドライエッチングしてもよい。
【００４７】
前記ウェットエッチングの場合、前記基板１１０を、エッチング溶液を利用して、前記基板１１０の前面１１１および後面１１２に凹凸を形成する。前記エッチング溶液は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）または水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）のアルカリ溶液にイソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ：ＩＰＡ）または界面活性剤を添加した溶液である。前記凹凸が形成された前記前面１１１上に保護膜を形成する。前記保護膜は酸化シリコン（ＳｉＯｘ）を含む。次に、前記凹凸が形成された前記後面１１２を、水酸化カリウム（ＫＯＨ）のアルカリ溶液を利用して前記凹凸を除去する。次に、前記保護膜が形成された前記前面１１１を洗浄して前記保護膜を除去する。したがって、前記基板１１０は、前記前面１１１にのみ凹凸を含む。
【００４８】
これとは異なり、前記ドライエッチングの場合、前記基板１１０を反応性イオンエッチング（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ：ＲＩＥ）し、前記基板１１０の前面１１１にピラミッド形状の凹凸を形成する。前記反応性イオンエッチングには、塩素（Ｃｌ２）、炭素テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、フルオロホルム（ＣＨＦ３）、および酸素（Ｏ２）のうちの少なくとも１つ以上を利用してもよい。
【００４９】
図３Ｂを参照すれば、前記凹凸が形成された前記前面１１１上に保護層１２０を形成する。例えば、前記凹凸が形成された前記前面１１１上に、前記第１パッシベーション膜１２１および前記反射防止膜１２２を順に形成する。前記第１パッシベーション膜１２１および前記反射防止膜１２２は、化学気相蒸着法（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）、スパッタリング法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）などの蒸着法を利用して形成されてもよい。前記第１パッシベーション膜１２１は、Ｉ型の非晶質シリコン（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ａ−Ｓｉ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）のうちの１つを含んでもよい。前記反射防止膜１２２は、シリコンナイトライド（ＳｉＮｘ）を含んでもよい。例えば、前記第１パッシベーション膜１２１は約５０Å〜約２００Åの厚さに形成され、前記反射防止膜１２２は約７００Å〜約１０００Åの厚さに形成されてもよい。
【００５０】
これとは異なり、前記第１パッシベーション膜１２１と前記反射防止膜１２２の間に、前記第２パッシベーション膜１２３をさらに形成してもよい。前記第２パッシベーション膜１２３は、化学気相蒸着法、スパッタリング法などの蒸着法を利用して形成されてもよい。前記第２パッシベーション膜１２３は、Ｎ型の非晶質シリコン（ｎａ−Ｓｉ）を含んでもよい。
【００５１】
図３Ｃを参照すれば、前記保護層１２０が形成された前記基板１１０の後面１１２上に半導体層１３０を形成する。前記半導体層１３０は、プラズマ補強化学気相蒸着法（ｐｌａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＥＣＶＤ）を利用して形成されてもよい。例えば、前記半導体層１３０は、Ｉ型の非晶質シリコン、シラン（ＳｉＨ４）、および水素（Ｈ２）のプラズマを利用して蒸着される。前記半導体層１３０は、後続工程で形成される第１ドーピングパターンの厚さおよび第２ドーピングパターンの厚さを考慮した上で、約１００Å〜約２００Åの厚さに形成されてもよい。
【００５２】
図３Ｄを参照すれば、前記半導体層１３０内にガスエマルジョンレーザードーピング法（ｇａｓ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｄｏｐｉｎｇ：ＧＩＬＤ）を利用して、第１不純物ガス（ＤＧ１）を第１ドーピング領域（ＤＡ１）にドーピングする。例えば、前記半導体層１３０が形成された前記基板１１０を第１不純物ガス（ＤＧ１）が発生するチャンバ内に配置し、前記半導体層１３０の表面に前記第１不純物ガス（ＤＧ１）を吸着させる。前記第１不純物ガス（ＤＧ１）は、塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）であってもよい。
【００５３】
次に、前記第１不純物ガス（ＤＧ１）が吸着した前記半導体層１３０の表面上にエネルギーとしてレーザー（ＬＳ）を加えることで、前記第１不純物ガス（ＤＧ１）を前記半導体層１３０の第１ドーピング領域（ＤＡ１）に選択的にドーピングする。前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）の深さは、約５０Å〜約１００Åであってもよい。前記第１不純物ガス（ＤＧ１）のドーピング後に、前記半導体層１３０の表面上に残存する前記第１不純物ガス（ＤＧ１）は、乾式洗浄によって除去されてもよい。
【００５４】
図３Ｅを参照すれば、前記図３Ｄの工程によって前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）に形成された第１ドーピングパターン（ＤＰ１）を有する前記半導体層１３０内に、ガスエマルジョンレーザードーピング法を利用して、第２不純物ガス（ＤＧ２）を前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）から離隔した前記第２ドーピング領域（ＤＰ２）にドーピングする。例えば、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）が形成された前記基板１１０を第２不純物ガス（ＤＧ２）が発生するチャンバ内に配置し、前記半導体層１３０の表面に前記第２不純物ガス（ＤＧ２）を吸着させる。前記第２不純物ガス（ＤＧ２）は、ホスフィン（ＰＨ３）であってもよい。
【００５５】
次に、前記第２不純物ガス（ＤＧ２）が吸着した前記半導体層１３０の表面上にエネルギーとしてレーザー（ＬＳ）を加えることで、前記第２不純物ガス（ＤＧ２）を前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）に離隔した前記半導体層１３０の第２ドーピング領域（ＤＡ２）に選択的にドーピングする。前記第２ドーピング領域（ＤＡ２）の深さは、約５０Å〜約１００Åであってもよい。
【００５６】
図３Ｆを参照すれば、前記図３Ｅの工程によって前記第２ドーピング領域（ＤＡ２）に第２ドーピングパターン（ＤＰ２）が形成される。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）の幅よりも小さい幅を有してもよい。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）から所定の間隔だけ離隔し、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）が形成されない半導体層１３０によって前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）と絶縁する。前記第２不純物ガス（ＤＧ２）のドーピング後に、前記半導体層１３０の表面上に残存する前記第２不純物ガス（ＤＧ２）は、乾式洗浄によって除去されてもよい。
【００５７】
図３Ｇを参照すれば、前記半導体層１３０の前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）上に、反応性プラズマ蒸着法（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｌａｓｍａ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＲＰＤ）、イオンプレーティング蒸着法（ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、またはインクジェットプリンティング法を利用してコンタクト層１４０を形成する。前記反応性プラズマ蒸着法または前記イオンプレーティング蒸着法の場合、前記コンタクト層１４０は、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）に対応する部分が開口したシャドーマスク（ｓｈａｄｏｗ ｍａｓｋ）を利用して、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）上にインジウム酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化スズ（Ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ジルコニウム酸化物（Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）にスズ（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）、チタニウム（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、タンタル（Ｔａ）のうちの少なくとも１つを添加した透明導電性酸化物を蒸着してもよい。
【００５８】
これとは異なり、前記インクジェットプリンティング法の場合、前記コンタクト層１４０は、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）上に前記透明導電性酸化物を蒸着してもよい。前記コンタクト層１４０は、約１００Å〜約７００Åの厚さに形成されてもよい。
【００５９】
再び図２を参照すれば、前記コンタクト層１４０上にスクリーンプリンティング法（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）利用して電極層１５０を形成する。前記スクリーンプリンティング法の場合、前記コンタクト層１４０が形成された前記基板１１０上に、前記コンタクト層１４０に対応する部分が開口したマスクを配置し、前記マスクが配置された前記基板１１０上に銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）を塗布して単一層の電極層１５０を形成する。
【００６０】
これとは異なり、図に示されてはいないが、前記コンタクト層１４０上にインクジェットプリンティング法を利用して銀（Ａｇ）またはニッケル（Ｎｉ）でシード層を形成し、前記シード層上に前記スクリーンプリンティング法を利用して銀（Ａｇ）または銅（Ｃｕ）でメイン電極を形成し、前記メイン電極上にメッキ法を利用してスズ（Ｓｎ）でキャッピング層を形成することにより、三層の電極層を形成してもよい。
【００６１】
前記電極層１５０は、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）に対応する第１電極１５１と、前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）に対応する第２電極１５２とを含む。
【００６２】
図１の実施形態によれば、前記太陽電池１００は、前記基板１１０の後面１１２上に形成された半導体層１３０内に、第１不純物ガスおよびレーザーを利用して前記第１および第２ドーピングパターンを形成することにより、前記前面１１１に入射する太陽光の損失を減少させることができる。
【００６３】
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の他の実施形態に係る太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【００６４】
図４Ａおよび図４Ｂの実施形態に係る太陽電池は、第１および第２ドーピングパターンを形成する方法を除いては、図１の実施形態に係る太陽電池と実質的に同じであるため、図１の実施形態に係る太陽電池と同じ構成要素には同じ図面番号を付与し、繰り返される説明は省略する。
【００６５】
図４Ａを参照すれば、Ｉ型の非晶質シリコンを含む前記半導体層１３０内に、プラズマドーピング法（ｐｌａｓｍａ ｄｏｐｉｎｇ：ＰＬＡＤ）を利用して、第１不純物ガスを第１ドーピング領域（ＤＡ１）にドーピングする。例えば、前記半導体層１３０が形成された前記基板１１０上に、前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）に対応する部分が開口した第１シャドーマスク（ＳＭ１）を配置する。前記第１シャドーマスク（ＳＭ１）が配置された前記基板１１０を、第１不純物ガスが流入するチャンバ内に配置する。前記チャンバ内で、放電などによる高エネルギーが前記第１不純物ガスに加わることによって前記第１不純物ガスをプラズマ化し、３族イオンを含む第１プラズマ（ＰＬ１）を前記半導体層１３０の前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）に選択的にドーピングする。前記第１不純物ガスは塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）であり、前記３族イオンはホウ素（Ｂ）イオンであってもよい。前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）は、約５０Å〜約１００Åの厚さに形成されてもよい。次に、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）は、熱処理またはレーザー加工を利用して活性化されてもよい。
【００６６】
図２および図４Ｂを参照すれば、前記図４Ａの工程によって前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）に形成された第１ドーピングパターン（ＤＰ１）を有する前記半導体層１３０内に、プラズマドーピング法（ｐｌａｓｍａ ｄｏｐｉｎｇ：ＰＬＡＤ）を利用して、第２不純物ガスを第２ドーピング領域（ＤＡ２）にドーピングする。例えば、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）が形成された前記基板１１０上に、前記第２ドーピング領域（ＤＡ２）に対応する部分が開口した第２シャドーマスク（ＳＭ２）を配置する。前記第２シャドーマスク（ＳＭ２）が配置された前記基板１１０を、第２不純物ガスが流入するチャンバ内に配置する。前記チャンバ内で、放電などによる高エネルギーが前記第２不純物ガスに加わることによって前記第２不純物ガスをプラズマ化し、５族イオンを含む第２プラズマ（ＰＬ２）を前記半導体層１３０の前記第２ドーピング領域（ＤＡ２）に選択的にドーピングする。前記第２不純物ガス（ＤＧ２）はホスフィン（ＰＨ３）であり、前記５族イオンはリン（Ｐ）イオンであってもよい。前記図４Ｂの工程により、前記第２ドーピング領域（ＤＡ２）に第２ドーピングパターン（ＤＰ２）が形成される。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、約５０Å〜約１００Åの厚さに形成されてもよい。次に、前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、熱処理またはレーザー加工を利用して活性化されてもよい。
【００６７】
図４Ａおよび図４Ｂに示した実施形態によれば、前記太陽電池１００は、前記基板１１０の後面１１２上に形成された半導体層１３０内に、プラズマを利用して前記第１および第２ドーピングパターンを形成することにより、前記前面１１１に入射する太陽光の損失を減少させることができる。
【００６８】
図５は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池の斜視図である。図６は、図５のＩＩ−ＩＩ’ラインに沿って切断した太陽電池の断面図である。
【００６９】
図５の実施形態に係る太陽電池は、第１および第２ドーピングパターンを形成する方法を除いては、図１の実施形態に係る太陽電池と実質的に同じであるため、図１の実施形態に係る太陽電池と同じ構成要素には同じ図面番号を付与し、繰り返される説明は省略する。
【００７０】
図５および図６を参照すれば、太陽電池２００は、基板１１０、保護層１２０、半導体層１６０、第１ドーピングパターン（ＤＰ３）、第２ドーピングパターン（ＤＰ４）、コンタクト層１４０、および電極層１５０を含む。
【００７１】
前記半導体層１６０は、前記基板１１０の後面１１２上に形成される。前記半導体層１３０は、Ｉ型の非晶質シリコン（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ａ−Ｓｉ）を含む。前記半導体層１６０の厚さは、約５０Å〜約１００Åであってもよい。
【００７２】
前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）は、前記半導体層１６０上に形成される。前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）は、第１不純物ガスとして蒸着されたＰ型シリコンを含む。前記第１不純物ガスは、塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）であってもよい。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ４）は、前記半導体層１６０上に前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）と離隔して形成される。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ４）は、第２不純物ガスとして蒸着されたＮ型シリコン（Ｎ＋型シリコン）を含む。前記第２不純物ガスはホスフィン（ＰＨ３）であってもよい。前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ３、ＤＰ４）は、図１の実施形態に係る第１および第２ドーピングパターンと同じ形状を有してもよい。
【００７３】
図７Ａ〜図７Ｄは、図５および６に示す太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【００７４】
図７Ａを参照すれば、Ｉ型の非晶質シリコンを含む前記半導体層１６０上に、プラズマ補強化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ）を利用して第１ドーピングパターン（ＤＰ３）を形成する。例えば、前記半導体層１６０が形成された前記基板１１０上に、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）に対応する部分が開口した第１シャドーマスク（ＳＭ３）を配置する。前記第１シャドーマスク（ＳＭ３）が配置された前記基板１１０を、第１不純物ガスが流入するチャンバ内に配置する。前記チャンバ内で、放電などによる高エネルギーが前記第１不純物ガスに加わることで、前記第１不純物ガスを利用して第１プラズマ（ＰＬ３）を生成する。前記第１プラズマ（ＰＬ３）は、前記第１不純物ガスから生成された原子またはイオンを含み、前記原子またはイオン同士が反応し、前記半導体層１６０上に選択的に薄膜が蒸着される。前記第１不純物ガスは、シラン（ＳｉＨ４）および水素（Ｈ２）に塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）を添加した混合ガスであってもよい。
【００７５】
図７Ｂおよび図７Ｃを参照すれば、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）が形成された前記半導体層１６０上に、前記プラズマ補強化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ）を利用して第２ドーピングパターン（ＤＰ４）を形成する。例えば、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）が形成された前記基板１１０上に、前記第２ドーピングパターン（ＤＰ４）に対応する部分が開口した第２シャドーマスク（ＳＭ４）を配置する。前記第２シャドーマスク（ＳＭ４）が配置された前記基板１１０を、第２不純物ガスが流入するチャンバ内に配置する。前記チャンバ内で、放電などによる高エネルギーが前記第２不純物ガスに加わることで、前記第２不純物ガスを利用して第２プラズマ（ＰＬ４）を生成する。前記第２プラズマ（ＰＬ４）は、前記第２不純物ガスから生成された原子またはイオンを含み、前記原子またはイオン同士が反応し、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）から離隔した前記半導体層１６０上に選択的に薄膜が蒸着される。前記第２不純物ガスは、シラン（ＳｉＨ４）および水素（Ｈ２）にホスフィン（ＰＨ３）を添加した混合ガスであってもよい。前記第１ドーピングパターン（ＤＰ３）は約５０Å〜約１００Åの厚さに形成され、前記第２ドーピングパターン（ＤＰ４）は約５０Å〜約１００Åの厚さに形成されてもよい。
【００７６】
図７Ｄを参照すれば、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ３、ＤＰ４）上に、反応性プラズマ蒸着法（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｌａｓｍａ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＲＰＤ）、イオンプレーティング蒸着法（ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、またはインクジェットプリンティング法を利用してコンタクト層１４０を形成する。
【００７７】
再び図６を参照すれば、前記コンタクト層１４０上に、スクリーンプリンティング法（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）利用して電極層１５０を形成する。
【００７８】
図５の実施形態によれば、前記太陽電池２００は、前記基板１１０の後面１１２上に形成された半導体層１６０上に、プラズマを利用して前記第１および第２ドーピングパターンを形成することにより、前記前面１１１に入射する太陽光の損失を減少させることができる。
【００７９】
図８は、本発明の他の実施形態に係る太陽電池の斜視図である。図９は、図８のＩＩＩ−ＩＩＩ’ラインに沿って切断した太陽電池の断面図である。
【００８０】
図８および図９の実施形態に係る太陽電池は、半導体層を形成する方法を除いては、図１の実施形態に係る太陽電池と実質的に同じであるため、図１の実施形態に係る太陽電池と同じ構成要素には同じ図面番号を付与し、繰り返される説明は省略する。
【００８１】
図８および図９を参照すれば、太陽電池３００は、基板１１０、保護層１２０、半導体層１７０、第１ドーピングパターン（ＤＰ１）、第２ドーピングパターン（ＤＰ２）、コンタクト層１４０、および電極層１５０を含む。
【００８２】
前記半導体層１７０は、前記基板１１０の後面１１２上に形成される。前記半導体層１７０は、絶縁パターン１７１および半導体パターン１７２を含む。前記絶縁パターン１７１は、前記基板１１０の後面１１２の第１領域に形成される。前記半導体パターン１７２は、前記第１領域を除いた前記基板１１０の後面１１２の第２領域に形成される。図７の実施形態によれば、前記半導体パターン１７２は、互いに離隔した第１半導体パターン１７２ａおよび第２半導体パターン１７２ｂを含む。前記絶縁パターン１７１は、前記第１半導体パターン１７２ａおよび前記第２半導体パターン１７２ｂの間に配置される。
【００８３】
前記絶縁パターン１７１は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含む。前記半導体パターン１７２は、Ｉ型の非晶質シリコン（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ａ−Ｓｉ）を含む。前記絶縁パターン１７１および前記半導体パターン１７２それぞれの厚さは、約５０Å〜約１００Åであってもよい。
【００８４】
前記第１半導体パターン１７２ａは前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）を含み、前記第２半導体パターン１７２ｂは前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）を含む。前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）は、第１不純物ガスとしてドーピングされたＰ型シリコンを含む。前記第１不純物ガスは、塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）であってもよい。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、第２不純物ガスとしてドーピングされたＮ型シリコン（Ｎ＋型シリコン）を含む。前記第２不純物ガスは、ホスフィン（ＰＨ３）であってもよい。
【００８５】
前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）をそれぞれ含む前記第１および第２半導体パターン１７２ａ、１７２ｂ上に前記コンタクト層１４０が形成され、前記コンタクト層１４０上に前記電極層１５０が形成される。
【００８６】
図１０Ａ〜図１０Ｆは、図８および図９の太陽電池の製造工程を示す断面図である。
【００８７】
図１０Ａを参照すれば、前記後面１１２の第１領域に、インクジェットプリンティング法を利用して前記絶縁パターン１７１を形成する。
【００８８】
図１０Ｂを参照すれば、前記後面１１２上に前記第１領域を除いた前記後面１１２の第２領域が開口したシャドーマスクを配置し、前記基板１１０上にプラズマ補強化学気相蒸着法（ｐｌａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＥＣＶＤ）を利用して前記半導体パターン１７２を形成する。
【００８９】
前記半導体パターン１７２は、前記絶縁パターン１７１を間において、第１半導体パターン１７２ａおよび第２半導体パターン１７２ｂに分離する。前記半導体層１７０は、後続工程で形成される第１ドーピングパターンの厚さおよび第２ドーピングパターンの厚さを考慮した上で、約１００Å〜約２００Åの厚さに形成されてもよい。
【００９０】
その結果、前記保護層１２０が形成された前記基板１１０の後面１１２上に、絶縁パターン１７１および半導体パターン１７２を含む半導体層１７０が形成される。
【００９１】
図１０Ｃを参照すれば、前記第１半導体パターン１７２ａ内に、ガスエマルジョンレーザードーピング法（ｇａｓ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｄｏｐｉｎｇ：ＧＩＬＤ）を利用して、第１不純物ガスＤＧ１を第１ドーピング領域ＤＡ１にドーピングする。例えば、前記半導体層１７０が形成された前記基板１１０を前記第１不純物ガス（ＤＧ１）が発生するチャンバ内に配置し、前記半導体層１７０の表面に前記第１不純物ガス（ＤＧ１）を吸着させる。前記第１不純物ガス（ＤＧ１）は、塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）であってもよい。
【００９２】
次に、前記第１不純物ガス（ＤＧ１）が吸着した前記半導体層１７０の表面上にエネルギーとしてレーザー（ＬＳ）を加えることで、前記第１不純物ガス（ＤＧ１）を前記第１半導体パターン１７２ａに選択的にドーピングする。前記第１ドーピングパターンＤＰ１は、約５０Å〜約１００Åの厚さに形成されてもよい。
【００９３】
前記第１不純物ガス（ＤＧ１）のドーピング後に、前記半導体層１７０の表面上に残存する前記第１不純物ガス（ＤＧ１）は、乾式洗浄によって除去されてもよい。
【００９４】
図１０Ｄを参照すれば、図１０Ｃの工程によって前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）に形成された第１ドーピングパターン（ＤＰ１）を有する前記第２半導体パターン１７２ｂ内に、ガスエマルジョンレーザードーピング法を利用して、第２不純物ガス（ＤＧ２）を前記第１ドーピング領域（ＤＡ１）と離隔した前記第２ドーピング領域（ＤＡ２）にドーピングする。例えば、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）が形成された前記基板１１０を第２不純物ガス（ＤＧ２）が発生するチャンバ内に配置し、前記半導体層１７０の表面に前記第２不純物ガス（ＤＧ２）を吸着させる。前記第２不純物ガス（ＤＧ２）は、ホスフィン（ＰＨ３）であってもよい。
【００９５】
次に、前記第２不純物ガス（ＤＧ２）が吸着した前記半導体層１７０の表面上にエネルギーとしてレーザー（ＬＳ）を加えることで、前記第２不純物ガス（ＤＧ２）を前記第１半導体パターン１７２ａから離隔した前記第２半導体パターン１７２ｂに選択的にドーピングする。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、約５０Å〜約１００Åの厚さに形成されてもよい。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）の幅よりも小さい幅を有してもよい。
【００９６】
図１０Ｅを参照すれば、前記図１０Ｄの工程によって前記第２ドーピング領域（ＤＡ２）に第２ドーピングパターン（ＤＰ２）が形成される。前記第２ドーピングパターン（ＤＰ２）は、前記第１および第２半導体パターン１７２ａ、１７２ｂの間に形成された前記絶縁パターン１７１によって前記第１ドーピングパターン（ＤＰ１）と絶縁してもよい。前記第２不純物ガス（ＤＧ２）のドーピング後に、前記半導体層１７０の表面上に残存する前記第２不純物ガス（ＤＧ２）は、乾式洗浄によって除去されてもよい。
【００９７】
図１０Ｆを参照すれば、前記半導体層１７０の前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）上に、反応性プラズマ蒸着法（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｌａｓｍａ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＲＰＤ）、イオンプレーティング蒸着法（ｉｏｎ ｐｌａｔｉｎｇ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、またはインクジェットプリンティング法を利用してコンタクト層１４０を形成する。
【００９８】
再び図９を参照すれば、前記コンタクト層１４０上に、スクリーンプリンティング法（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）利用して電極層１５０を形成する。
【００９９】
図８の実施形態によれば、前記半導体層１７０が絶縁パターン１７１、第１半導体パターン１７２ａ、および第２半導体パターン１７２ｂを含み、前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）が不純物ガスおよびレーザーを利用して、前記第１および第２半導体パターン１７２ａ、１７２ｂ内にそれぞれ形成される。
【０１００】
これとは異なり、図４Ａおよび図４Ｂの実施形態により、不純物ガスをプラズマ化し、前記第１および第２半導体パターン１７２ａ、１７２ｂ内に前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）をそれぞれ形成してもよい。
【０１０１】
これとは異なり、図５の実施形態により、不純物ガスをプラズマ化し、前記第１および第２半導体パターン１７２ａ、１７２ｂ上に前記第１および第２ドーピングパターン（ＤＰ１、ＤＰ２）をそれぞれ形成してもよい。
【０１０２】
図７の実施形態によれば、前記太陽電池３００は、前記基板１１０の後面１１２上に形成された半導体層１７０内に、第１不純物ガスおよびレーザーを利用して前記第１および第２ドーピングパターンを形成することにより、前記前面１１１に入射する太陽光の損失を減少させることができる。
【０１０３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１０４】
１００、２００、３００：太陽電池
１１０：基板
１２０：保護層
１３０、１６０、１７０：半導体層
１４０：コンタクト層
１５０：電極層
ＤＰ１：第１ドーピングパターン
ＤＰ２：第２ドーピングパターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光が入射する第１面、および前記第１面に対向する第２面を有する基板と、
前記第２面上に部分的に形成された絶縁パターン、および前記絶縁パターンが形成された領域外に形成された半導体パターンを含む半導体層と、
前記半導体パターンに形成された第１および第２ドーピングパターンと、
を含む、太陽電池。
【請求項２】
前記半導体層の厚さは１００Å〜２００Åであり、
前記半導体パターンは、第１半導体パターンおよび前記第１半導体パターンから離隔した第２半導体パターンを含み、
前記第１ドーピングパターンは前記第１半導体パターン内に形成され、前記第２ドーピングパターンは前記第２半導体パターン内に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記半導体層の厚さは５０Å〜１００Åであり、
前記半導体パターンは、第１半導体パターンおよび前記第１半導体パターンと離隔した第２半導体パターンを含み、
前記第１ドーピングパターンは前記第１半導体パターン上に形成され、前記第２ドーピングパターンは前記第２半導体パターン上に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項４】
太陽光が入射する第１面に対向する基板の第２面上に半導体層を形成する段階と、
前記半導体層上に第１不純物ガスを吸着させる段階と、
前記半導体層にレーザーを加えて第１ドーピングパターンを形成する段階と、
を含む、太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記第１ドーピングパターン上に、反応性プラズマ蒸着法、イオンプレーティング蒸着法、およびインクジェットプリンティング法のうちの１つを利用してコンタクト層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記コンタクト層上に、前記第１ドーピングパターンと電気的に接続する電極を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記第１ドーピングパターンが形成された半導体層上に第２不純物ガスを吸着させる段階と、
前記半導体層に前記レーザーを加えて前記第１ドーピングパターンと離隔した第２ドーピングパターンを形成する段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記第１ドーピングパターンは、第１方向に延長した複数の第１パターン、および前記第１パターンを連結する第２パターンを含み、
前記第２ドーピングパターンは、前記第１方向に延長して前記第１パターンに隣接するように形成された複数の第３パターン、および前記第３パターンを連結する第４パターンを含み、
前記第１パターンと前記第３パターンは順番に配置されることを特徴とする、請求項７に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記半導体層の厚さは１００Å〜２００Åであり、
前記第１および第２ドーピングパターンは、前記半導体層内に形成されることを特徴とする、請求項７または８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記第１不純物ガスは塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）のうちの１つであり、前記第２不純物ガスはホスフィン（ＰＨ３）であることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記半導体層は、絶縁パターンおよび半導体パターンを含み、
前記半導体層を形成する段階は、
インクジェットプリンティング法によって前記絶縁パターンを形成する段階と、
前記絶縁パターンが形成された領域外に前記半導体パターンを形成する段階と、
を含む、請求項４〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
太陽光が入射する第１面に対向する基板の第２面上に半導体層を形成する段階と、
前記半導体層上に部分的に開口した第１マスクを配置する段階と、
前記第１マスクが配置された前記半導体層に、第１プラズマを提供して第１ドーピングパターンを形成する段階と、
を含む、太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記第１ドーピングパターン上に、反応性プラズマ蒸着法、イオンプレーティング蒸着法、およびインクジェットプリンティング法のうちの１つを利用してコンタクト層を形成する段階をさらに含む、請求項１２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記コンタクト層上に、前記第１ドーピングパターンと電気的に接続する電極を形成する段階をさらに含む、請求項１３に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記第１ドーピングパターンが形成された前記半導体層上に、部分的に開口した第２マスクを配置する段階と、
前記第２マスクが配置された前記半導体層に第２プラズマを提供し、前記第１ドーピングパターンと離隔した第２ドーピングパターンを形成する段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記半導体層の厚さは１００Å〜２００Åであり、
前記第１および第２ドーピングパターンは、前記半導体層内に形成されることを特徴とする、請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記第１プラズマは塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）を利用して生成され、第２プラズマはホスフィン（ＰＨ３）を利用して生成されることを特徴とする、請求項１６に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
前記半導体層の厚さは５０Å〜１００Åであり、
前記第１および第２ドーピングパターンは、前記半導体層上に蒸着されることを特徴とする、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
前記第１プラズマは塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）、シラン（ＳｉＨ４）、および水素（Ｈ２）を利用して生成され、第２プラズマはホスフィン（ＰＨ３）、シラン（ＳｉＨ４）、および水素（Ｈ２）を利用して生成されることを特徴とする、請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２０】
前記半導体層は、絶縁パターンおよび半導体パターンを含み、
前記半導体層を形成する段階は、
インクジェットプリンティング法によって前記絶縁パターンを形成する段階と、
前記絶縁パターンが形成された領域外に前記半導体パターンを形成する段階と、
を含む、請求項１２〜１９のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２１】
前記半導体層の厚さは１００Å〜２００Åであり、
前記第１ドーピングパターンは、前記半導体パターン内に形成されることを特徴とする、請求項２０に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２２】
前記半導体層の厚さは５０Å〜１００Åであり、
前記第１ドーピングパターンは、前記半導体パターン上に蒸着されることを特徴とする、請求項２０に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１】
太陽光が入射する第１面、および前記第１面に対向する第２面を有する基板と、
前記第２面上に部分的に形成された絶縁パターン、および前記絶縁パターンが形成された領域外に形成された半導体パターンを含む半導体層と、
前記半導体パターンに形成された第１および第２ドーピングパターンと、
を含む、太陽電池。
【請求項２】
前記半導体層の厚さは１００Å〜２００Åであり、
前記半導体パターンは、第１半導体パターンおよび前記第１半導体パターンから離隔した第２半導体パターンを含み、
前記第１ドーピングパターンは前記第１半導体パターン内に形成され、前記第２ドーピングパターンは前記第２半導体パターン内に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
前記半導体層の厚さは５０Å〜１００Åであり、
前記半導体パターンは、第１半導体パターンおよび前記第１半導体パターンと離隔した第２半導体パターンを含み、
前記第１ドーピングパターンは前記第１半導体パターン上に形成され、前記第２ドーピングパターンは前記第２半導体パターン上に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池。
【請求項４】
太陽光が入射する第１面に対向する基板の第２面上に半導体層を形成する段階と、
前記半導体層上に第１不純物ガスを吸着させる段階と、
前記半導体層にレーザーを加えて第１ドーピングパターンを形成する段階と、
を含む、太陽電池の製造方法。
【請求項５】
前記第１ドーピングパターン上に、反応性プラズマ蒸着法、イオンプレーティング蒸着法、およびインクジェットプリンティング法のうちの１つを利用してコンタクト層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項６】
前記コンタクト層上に、前記第１ドーピングパターンと電気的に接続する電極を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項７】
前記第１ドーピングパターンが形成された半導体層上に第２不純物ガスを吸着させる段階と、
前記半導体層に前記レーザーを加えて前記第１ドーピングパターンと離隔した第２ドーピングパターンを形成する段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記第１ドーピングパターンは、第１方向に延長した複数の第１パターン、および前記第１パターンを連結する第２パターンを含み、
前記第２ドーピングパターンは、前記第１方向に延長して前記第１パターンに隣接するように形成された複数の第３パターン、および前記第３パターンを連結する第４パターンを含み、
前記第１パターンと前記第３パターンは順番に配置されることを特徴とする、請求項７に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記半導体層の厚さは１００Å〜２００Åであり、
前記第１および第２ドーピングパターンは、前記半導体層内に形成されることを特徴とする、請求項７または８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
前記第１不純物ガスは塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）のうちの１つであり、前記第２不純物ガスはホスフィン（ＰＨ３）であることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
前記半導体層は、絶縁パターンおよび半導体パターンを含み、
前記半導体層を形成する段階は、
インクジェットプリンティング法によって前記絶縁パターンを形成する段階と、
前記絶縁パターンが形成された領域外に前記半導体パターンを形成する段階と、
を含む、請求項４〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１２】
太陽光が入射する第１面に対向する基板の第２面上に半導体層を形成する段階と、
前記半導体層上に部分的に開口した第１マスクを配置する段階と、
前記第１マスクが配置された前記半導体層に、第１プラズマを提供して第１ドーピングパターンを形成する段階と、
を含む、太陽電池の製造方法。
【請求項１３】
前記第１ドーピングパターン上に、反応性プラズマ蒸着法、イオンプレーティング蒸着法、およびインクジェットプリンティング法のうちの１つを利用してコンタクト層を形成する段階をさらに含む、請求項１２に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１４】
前記コンタクト層上に、前記第１ドーピングパターンと電気的に接続する電極を形成する段階をさらに含む、請求項１３に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１５】
前記第１ドーピングパターンが形成された前記半導体層上に、部分的に開口した第２マスクを配置する段階と、
前記第２マスクが配置された前記半導体層に第２プラズマを提供し、前記第１ドーピングパターンと離隔した第２ドーピングパターンを形成する段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１６】
前記半導体層の厚さは１００Å〜２００Åであり、
前記第１および第２ドーピングパターンは、前記半導体層内に形成されることを特徴とする、請求項１５に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１７】
前記第１プラズマは塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）を利用して生成され、第２プラズマはホスフィン（ＰＨ３）を利用して生成されることを特徴とする、請求項１６に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１８】
前記半導体層の厚さは５０Å〜１００Åであり、
前記第１および第２ドーピングパターンは、前記半導体層上に蒸着されることを特徴とする、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項１９】
前記第１プラズマは塩化ホウ素（ＢＣｌ３）またはジボラン（Ｂ２Ｈ６）、シラン（ＳｉＨ４）、および水素（Ｈ２）を利用して生成され、第２プラズマはホスフィン（ＰＨ３）、シラン（ＳｉＨ４）、および水素（Ｈ２）を利用して生成されることを特徴とする、請求項１８に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２０】
前記半導体層は、絶縁パターンおよび半導体パターンを含み、
前記半導体層を形成する段階は、
インクジェットプリンティング法によって前記絶縁パターンを形成する段階と、
前記絶縁パターンが形成された領域外に前記半導体パターンを形成する段階と、
を含む、請求項１２〜１９のいずれか１項に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２１】
前記半導体層の厚さは１００Å〜２００Åであり、
前記第１ドーピングパターンは、前記半導体パターン内に形成されることを特徴とする、請求項２０に記載の太陽電池の製造方法。
【請求項２２】
前記半導体層の厚さは５０Å〜１００Åであり、
前記第１ドーピングパターンは、前記半導体パターン上に蒸着されることを特徴とする、請求項２０に記載の太陽電池の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図３Ｇ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図３Ｇ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【公開番号】特開２０１２−１６４９６１（Ｐ２０１２−１６４９６１Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２３７８（Ｐ２０１１−２４２３７８）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ−ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ−ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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