(57)【要約】本発明は、基板上部の半導体層と側部の半導体層とを効率よく分離させ、且つ分離の信頼性を向上することができる太陽電池の分離用トレンチラインに関し、本発明に係る太陽電池の分離用トレンチラインは、太陽電池基板の上部及び側部に形成された半導体層を電気的に分離させる太陽電池の分離用トレンチラインにおいて、太陽電池基板の上面に交差、配置される複数の単位トレンチラインからなり、交差する単位トレンチラインの交差点は、単位トレンチライン上に位置すると共に単位トレンチラインの始点または終点から内側に所定の距離離間した地点に位置することを特徴とする。
2013502720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池基板の上部及び側部に形成された半導体層を電気的に分離させる太陽電池の分離用トレンチラインにおいて、
前記太陽電池基板の上面に交差配置される複数の単位トレンチラインからなり、
交差する単位トレンチラインの交差点は、単位トレンチライン上に位置すると共に単位トレンチラインの始点または終点から内側に所定の距離離間した地点に位置することを特徴とする太陽電池の分離用トレンチライン。
【請求項２】
前記複数の単位トレンチラインの各々の始点と終点は、基板の両端であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の分離用トレンチライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の分離用トレンチラインに関し、より詳しくは、基板上部の半導体層と側部の半導体層を効率よく分離させ、且つ分離の信頼性を向上することができる太陽電池の分離用トレンチラインに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽光を直接電気に変換させる太陽光発電の核心素子であって、基本的にｐ-ｎ接合からなるダイオード(ｄｉｏｄｅ)であると言える。
太陽光が太陽電池によって電気に変換される過程を見てみると、太陽電池のｐ-ｎ接合部に太陽光が入射すると電子−正孔の対が生成され、電場によって電子はｎ層に、正孔はｐ層に移動することでｐ-ｎ接合部の間に光起電力が発生する。このとき、太陽電池の両端に負荷やシステムを接続すると電流が流れ、電力を生み出すことができるようになる。
【０００３】
一方、太陽電池は、ｐ-ｎ接合層である光吸収層の物質や、形態に応じて多様に分けられる。光吸収層としては、代表的にシリコン(Ｓｉ)が挙げられ、このようなシリコン系太陽電池は、形態に応じてシリコンウェハを光吸収層として利用する基板型と、シリコンを薄膜形態で蒸着して光吸収層を形成する薄膜型とに分けられる。
【０００４】
シリコン系太陽電池のうち、基板型の構造について説明すると、次のとおりである。図１に示すように、ｐ型半導体層１０１上にｎ型半導体層１０２が備えられ、上記ｎ型半導体層１０２の上部及びｐ型半導体層の下部にそれぞれ表面電極１０５と裏面電極１０６が備えられる。このとき、上記ｐ型半導体層１０１及びｎ型半導体層１０２は、一つの基板に具現されるものであって、基板の下部がｐ型半導体層１０１をなし、基板の上部がｎ型半導体層１０２をなすと言える。一般に、ｐ型シリコン基板が用意された状態でｐ型シリコン基板の上層部にｎ型不純物イオンを注入し、拡散(ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ)させてｎ型半導体層１０２を形成する。さらに、上記ｎ型半導体層１０２上には、表面反射を最小化するための反射防止膜１０４が備えられる。
【０００５】
一方、上記ｎ型半導体層１０２を形成する工程は、一般に、ｎ型不純物イオンが含まれた溶液にてｎ型不純物イオンが基板に注入され、後続の熱処理工程によってｎ型不純物イオンが基板の上部中を拡散する方式で行われる。このとき、ｎ型不純物イオンが含まれた溶液は、基板の上面だけでなく基板の側面にも接触するようになり、実質的に、基板の上部の他、基板の側部にも図２に示すようにｎ型半導体層１０２が形成される。
【０００６】
このように基板の側部に形成されたｎ型半導体層は、表面電極と裏面電極とを短絡させ、太陽電池の光電変換効率を低下させる要因として働く。よって、側部のｎ型半導体層による表面電極と裏面電極との電気的接続を防止する必要があり、このために、従来では、基板の周りに沿って分離用トレンチを形成する方法を採っている。
【０００７】
図２に示すように、分離用トレンチ１０７は、基板上部にｎ型半導体層の厚さよりも大きな深さに形成され、基板上部のｎ型半導体層と基板側部のｎ型半導体層とを分離させる役割をする。また、このような分離用トレンチ１０７は、図３に示すように基板の上面上で基板の周りに沿って閉曲線(ｌｏｏｐｅｄ  ｃｕｒｖｅ)の形態で構成される。
【０００８】
一方、分離用トレンチは、一般にレーザーを利用して基板の一部を除去することで形成されるが、レーザーによる作業の際にずれ(ｍｉｓ−ａｌｉｇｎ)などによって閉曲線の形態でトレンチラインが形成されず、トレンチラインの一部が開放される現象がたびたび発生する(図４の上段参照)。このように、分離用トレンチラインの一部が開放されるということは、上部のｎ型半導体層と側部のｎ型半導体層とが電気的に接続されることを意味し、究極的に表面電極と裏面電極とが短絡することを意味することによって、分離用トレンチの基本的な役割を喪失するようになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、基板上部の半導体層と側部の半導体層とを効率よく分離させ、且つ分離の信頼性を向上することができる太陽電池の分離用トレンチラインを提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る太陽電池の分離用トレンチラインは、太陽電池基板の上部及び側部に形成された半導体層を電気的に分離させる太陽電池の分離用トレンチラインにおいて、太陽電池基板の上面に交差配置される複数の単位トレンチラインからなり、交差する単位トレンチラインの交差点は、単位トレンチライン上に位置すると共に単位トレンチラインの始点または終点から内側に所定の距離離間した地点に位置することを特徴とする。このとき、上記それぞれの単位トレンチラインの始点と終点は、基板の両端であってよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る太陽電池の分離用トレンチラインは、次のような効果を奏する。
複数の単位トレンチラインを交差配置すると共に交差点が単位トレンチラインの始点または終点と一致しないように構成することによって、レーザーを利用した分離用トレンチラインの形成の際に、基板がずれている場合でも所定の工程マージンが確保されることから、分離用トレンチラインを容易に形成することができると共に、形成された分離用トレンチラインの信頼性を向上することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一般的な太陽電池の断面図である。
【図２】一般的な太陽電池の断面図である。
【図３】従来技術に係る太陽電池の分離用トレンチを示す平面図である。
【図４】従来技術に係る太陽電池の分離用トレンチにおいてオープン領域が形成された場合を示す写真である。
【図５】本発明の一実施形態に係る太陽電池の分離用トレンチラインを示す太陽電池の平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る太陽電池の分離用トレンチラインを示す太陽電池の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る太陽電池の分離用トレンチラインを詳しく説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る太陽電池の分離用トレンチラインを示す太陽電池の平面図である。
【００１４】
図５に示すように、本発明の一実施形態に係る太陽電池の分離用トレンチライン５１０は、太陽電池の上面上に形成され、外部の半導体層Ａと内部の半導体層Ｂとを電気的に絶縁させる役割をし、外部の半導体層と内部の半導体層とを電気的に絶縁させるために上記分離用トレンチライン５１０の深さは、上記半導体層の厚さよりも大きくなければならない。
【００１５】
上記外部の半導体層と内部の半導体層は、太陽電池の半導体層の形成工程によって同時に形成されるものであって、上記分離用トレンチライン５１０によってその領域が区分され、基板が第１の導電型である場合、上記半導体層は第２の導電型からなる。また、上記分離用トレンチライン５１０によって定義される内部の半導体層領域は、太陽電池の実質的な受光領域に該当し、受光面積を最大化するために、上記分離用トレンチライン５１０は、太陽電池の枠に近接した位置に形成されることが好ましい。
【００１６】
一方、本発明に係る分離用トレンチライン５１０は、交差、配置される複数の単位トレンチライン５０１から構成される。この場合、複数の単位トレンチライン５０１が互いに交差し、交差される単位トレンチライン５０１の交差点５０２は、単位トレンチライン５０１の始点５０１ａまたは終点５０１ｂと一致しないことを特徴とする。言い換えれば、複数の単位トレンチライン５０１が互いに交差し、単位トレンチライン５０１の始点５０１ａまたは終点５０１ｂは、交差する他の単位トレンチライン５０１の始点５０１ａまたは終点５０１ｂと接点せず、さらに別の言い方をすれば、始点５０１ａまたは終点５０１ｂから内側に所定の距離離間した地点が単位トレンチライン５０１の交差点５０２になる。これによって、交差点５０２の中心に放射状に４つの単位トレンチライン５０１が配置され、上記４つの単位トレンチライン５０１は、交差する一対の単位トレンチライン５０１を意味する。
【００１７】
このように、分離用トレンチライン５１０が内部の半導体層と外部の半導体層とを電気的に分離させることと、交差する単位トレンチライン５０１の交差点５０２が始点５０１ａまたは終点５０１ｂと一致しないということを満足する条件下に、上記分離用トレンチライン５１０の形態及び単位トレンチライン５０１の交差形態は多様に変形、実施することができる。
【００１８】
先ず、分離用トレンチライン５１０の形態は、矩形または多角形などと多様に構成することができる。一例として、矩形の分離用トレンチライン５１０は直交する４つの単位トレンチライン５０１の配置を通じて具現することができ、多角形の分離用トレンチライン５１０は、当該角形に要される単位トレンチライン５０１の配置を通じて構成することができる。
【００１９】
また、単位トレンチライン５０１の交差形態を具現するに際し、単位トレンチライン５０１の交差信頼性を高めるために、図６に示すように各単位トレンチライン５０１の始点５０１ａと終点５０１ｂを基板の各一端と同一になるように設計することができる。すなわち、基板の一端を始点５０１ａとし、基板の他の一端を終点５０１ｂとするように単位トレンチライン５０１を構成した状態で、それぞれの単位トレンチライン５０１を交差させることができる。このとき、単位トレンチライン５０１の交差点５０２は、当然に始点５０１ａ及び終点５０１ｂと一致してはならない。
【００２０】
このように、複数の単位トレンチライン５０１を交差配置することで、基板上部の半導体層と基板側部の半導体層とを分離させる分離用トレンチライン５１０を構成するに際し、交差点５０２が単位トレンチライン５０１の始点５０１ａまたは終点５０１ｂと一致しないように構成することによって、レーザーを利用した分離用トレンチライン５１０の形成の際に、基板がずれている場合でも所定の工程マージンが確保されることから、分離用トレンチラインを容易に形成することができると共に、形成された分離用トレンチラインの信頼性を向上することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
複数の単位トレンチラインを交差配置すると共に交差点が単位トレンチラインの始点または終点と一致しないように構成することによって、レーザーを利用した分離用トレンチラインの形成の際、基板がずれている場合でも所定の工程マージンが確保されることから、分離用トレンチラインを容易に形成することができると共に、形成された分離用トレンチラインの信頼性を向上することができるようになる。
【図１】
2013502720.tif 000003
【図２】
2013502720.tif 000004
【図３】
2013502720.tif 000005
【図４】
2013502720.tif 000006
【図５】
2013502720.tif 000007
【図６】
2013502720.tif 000008
【国際調査報告】
2013502720.tif 000009
2013502720.tif 000010
2013502720.tif 000011
2013502720.tif 000012
2013502720.tif 000013
2013502720.tif 000014
2013502720.tif 000015
2013502720.tif 000016