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KR101604520B1 - Reflective solar cell and fabricating method thereof - Google Patents

Reflective solar cell and fabricating method thereof Download PDF

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KR101604520B1
KR101604520B1 KR1020130166062A KR20130166062A KR101604520B1 KR 101604520 B1 KR101604520 B1 KR 101604520B1 KR 1020130166062 A KR1020130166062 A KR 1020130166062A KR 20130166062 A KR20130166062 A KR 20130166062A KR 101604520 B1 KR101604520 B1 KR 101604520B1
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Abstract

태양전지 및 그 제작방법이 개시된다. 본 발명의 방법은, 투명한 제1기판의 일면에 제1전도성 투명전극을 증착하고, 상기 제1기판의 타면에 반사막을 증착하고, 제2기판상에 n형 제한층, 활성층 및 p형 제한층을 포함하는 태양전지 구조층을 성장하고, 제1전도성 투명전극과 태양전지 구조층을 접합한 후, 제2기판을 제거한다.A solar cell and a manufacturing method thereof are disclosed. The method includes depositing a first conductive transparent electrode on one side of a transparent first substrate, depositing a reflective film on the other side of the first substrate, depositing an n-type limiting layer, an active layer and a p- The first conductive transparent electrode and the solar cell structural layer are bonded together, and then the second substrate is removed.

Description

태양전지 및 그 제작방법{REFLECTIVE SOLAR CELL AND FABRICATING METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a solar cell,

본 발명은 태양전지 및 그 제작방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a solar cell and a manufacturing method thereof.

일반적으로, AlxGa1 - xAs계 태양전지는 외부로부터 주입되는 약 650 내지 850㎚ 파장대역의 광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 반도체 소자이다. In general, an Al x Ga 1 - x As solar cell is a semiconductor device that converts light energy of about 650 to 850 nm wavelength band injected from the outside into electric energy.

이러한 AlxGa1 - xAs 태양전지는 고품질의 박막 성장이 가능한 금속유기화학기상증착(Metalorganic chemical vapor deposition, MOCVD) 시스템을 이용하여 600~800℃의 고온에서 제조되며, 기본적으로 n형 AlGaAs 물질과 p형 AlGaAs 물질 중간에 특정 파장을 위해 계산된 Al과 Ga의 일정 비율을 가진 고효율의 비도핑 AlxGa1 - xAs 활성층이 존재하는 구조이다.The Al x Ga 1 - x As solar cell is manufactured at a high temperature of 600 to 800 ° C. using a metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) system capable of growing a high quality thin film, and basically, an n-type AlGaAs material And a high efficiency undoped Al x Ga 1 - x As active layer with a certain ratio of Al and Ga calculated for a specific wavelength between the p-type AlGaAs material.

일반적으로 AlxGa1 - xAs 태양전지는 격자상수가 거의 일치하는 n형 GaAs 흡수기판에 성장된다. 성장되는 태양전지의 격자상수가 기판의 격자상수와 거의 일치할 수록 결정이 우수한 태양전지를 성장할 수 있다.In general, Al x Ga 1 - x As solar cells are grown on an n - type GaAs absorption substrate with almost identical lattice constants. As the lattice constant of the grown solar cell almost coincides with the lattice constant of the substrate, it is possible to grow a solar cell with excellent crystal quality.

이러한 AlxGa1 - xAs 태양전지의 성장을 위해 필수적으로 사용되는 n형 GaAs 흡수기판은 상부에 성장된 AlxGa1 - xAs 태양전지 구조층에 비해 상당히 낮은 밴드갭을 가지고 있어 활성층에서 하부 기판으로 진행되는 빛을 흡수한다. 예를 들어, AlxGa1 -xAs의 밴드갭은 x가 0.1일 때 1.5 eV이고, x가 1일 때 2.2eV이며, GaAs의 밴드갭은 1.4eV이므로, 기판의 밴드갭이 상당히 낮음을 확인할 수 있다,This Al x Ga 1-x As n-type GaAs absorbent substrate that is essentially used for the growth of the solar cell is an Al x Ga 1 growing on top - in the active layer it has a considerably lower band gap than the x As solar cell structure layer And absorbs light traveling to the lower substrate. For example, the band gap of A lx Ga 1 -x As is 1.5 eV when x is 0.1, 2.2 eV when x is 1, and the band gap of GaAs is 1.4 eV, so that the band gap of the substrate is extremely low You can check,

태양전지에서는 주입되는 광 에너지가 100% 활성층의 재결합에 사용되지 않으며, 이로 인해 상당 부분의 광 에너지들이 활성층을 지나 흡수기판으로 이동한다. AlxGa1-xAs 태양전지에서 이러한 n형 GaAs 흡수기판의 단점을 보완하기 위해, 밴드갭이 높은 GaP, 사파이어(Al2O3)이나 GaN 등의 기판을 사용하고 있으나, 격자상수의 불일치가 크고, 결함이 발생하여, 고효율 AlGaAs 태양전지 제작이 어려운 문제점이 있다.
In a solar cell, the light energy injected is not used for the recombination of the 100% active layer, and a considerable part of the light energy moves to the absorption substrate through the active layer. In order to compensate for the disadvantages of the n-type GaAs absorption substrate in the Al x Ga 1 -x As solar cell, GaP, sapphire (Al 2 O 3 ), or GaN substrates having high bandgaps are used. However, And defects are generated, thereby making it difficult to manufacture a high-efficiency AlGaAs solar cell.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 반사막과 전도성막이 양면에 증착된 투명기판을 적용함으로써, AlxGa1 - xAs 태양전지 활성층에서 재결합되지 않고 기판으로 진행되어 감소 및 흡수되는 광 에너지를 활성층으로 재반사하여 태양전지 효율을 증대하는, 태양전지 및 그 제작방법을 제공하는 것이다.
Technical problem to be solved by the present invention, a reflective film and a conductive by a film applied to a transparent substrate, depositing on both faces, Al x Ga 1 - proceeds to not recombined in the x As the solar cell active layer substrate an active layer of the light energy is reduced and the absorption To increase the efficiency of the solar cell, and a manufacturing method thereof.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 태양전지는, 투명 기판; 상기 투명 기판의 상부의 제1전도성 투명전극; 상기 투명 기판의 하부의 반사막; 상기 제1전도성 투명전극 상부의 p형 제한층, 활성층 및 n형 제한층을 포함하는 태양전지 구조층; 상기 태양전지 구조층 상부의 반사방지막; 및 상기 반사방지막 상부의 제2전도성 투명전극을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a solar cell comprising: a transparent substrate; A first conductive transparent electrode on the transparent substrate; A reflective film below the transparent substrate; A solar cell structural layer including a p-type confinement layer on the first conductive transparent electrode, an active layer, and an n-type confinement layer; An anti-reflection film on the solar cell structure layer; And a second conductive transparent electrode on the anti-reflection film.

본 발명의 일실시예에서, 상기 태양전지 구조층, 상기 제2반사막 및 상기 제2전도성 투명전극은, 일부가 식각될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the solar cell structure layer, the second reflective film, and the second conductive transparent electrode may be partly etched.

본 발명의 일실시예에서, 상기 투명 기판은, 사파이어 기판을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the transparent substrate may include a sapphire substrate.

본 발명의 일실시예에서, 상기 제1 및 제2전도성 투명전극은, 각각 산화인듐주석(ITO)으로 구성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first and second conductive transparent electrodes may be composed of indium tin oxide (ITO), respectively.

본 발명의 일실시예에서, 상기 반사막은, 은(Ag)으로 구성될 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the reflective film may be composed of silver (Ag).

또한, 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 태양전지 제작방법은, 투명한 제1기판의 일면에 제1전도성 투명전극을 증착하고, 상기 제1기판의 타면에 반사막을 증착하는 단계; 제2기판상에 n형 제한층, 활성층 및 p형 제한층을 포함하는 태양전지 구조층을 성장하는 단계; 상기 제1전도성 투명전극과 상기 태양전지 구조층을 접합하는 단계; 상기 제2기판을 제거하는 단계; 상기 태양전지 구조층 상부에 반사방지막 및 제2전도성 투명전극을 순차적으로 형성하는 단계; 및 상기 반사방지막, 상기 제2전도성 투명전극 및 상기 태양전지 구조층을 메사 식각하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a solar cell, including: depositing a first conductive transparent electrode on one side of a transparent first substrate; depositing a reflective film on the other side of the first substrate; ; Growing a solar cell structural layer comprising an n-type limiting layer, an active layer and a p-type limiting layer on a second substrate; Bonding the first conductive transparent electrode to the solar cell structural layer; Removing the second substrate; Sequentially forming an antireflection film and a second conductive transparent electrode on the solar cell structure layer; And mesa etching the antireflection film, the second conductive transparent electrode, and the solar cell structural layer.

본 발명의 일실시예에서, 상기 접합하는 단계는, 공융물질을 사용하여 웨이퍼 본딩할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the bonding step may be wafer bonding using a eutectic material.

본 발명의 일실시예에서, 상기 공융물질은, AuIn 공융물질일 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the eutectic material may be an AuIn eutectic material.

상기와 같은 본 발명은, 태양전지에 반사막과 전도성 투명기판을 적용함으로써, 기판으로 흡수되던 광에너지를 재사용하는 것에 의해 태양전지 효율을 증대시키도록 하는 효과가 있다.The present invention as described above has the effect of increasing the solar cell efficiency by reusing the light energy absorbed in the substrate by applying the reflective film and the conductive transparent substrate to the solar cell.

또한, 본 발명은 반사막과 투명전도막을 양면에 가지는 사파이어 기판을 태양전지 구조물과 상호 웨이퍼단위로 본딩함으로써, 간단한 공정에 의해 고효율 태양전지를 제작하게 하는 효과가 있다.
In addition, the present invention has an effect of manufacturing a high-efficiency solar cell by a simple process by bonding sapphire substrates having reflective films and transparent conductive films on both sides thereof to a solar cell structure on a wafer-by-wafer basis.

도 1은 종래 MOCVD에 의해 제작된 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일실시예의 태양전지의 제작방법을 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 AlxGa1 - xAs 태양전지의 광방출 특성을 설명하기 위한 일예시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예의 AlxGa1 - xAs 태양전지의 효율을 설명하기 위한 일예시도이다.
1 is a cross-sectional view schematically illustrating a solar cell manufactured by conventional MOCVD.
2 is a cross-sectional view schematically illustrating a solar cell according to an embodiment of the present invention.
3A to 3E are cross-sectional views schematically illustrating a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view for explaining light emission characteristics of the Al x Ga 1 - x As solar cell of the present invention.
5 and 6 are diagrams for explaining efficiency of an Al x Ga 1 - x As solar cell according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 MOCVD에 의해 제작된 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a solar cell manufactured by conventional MOCVD.

도면에 도시된 바와 같이, 종래 AlxGa1-xAs 태양전지는, GaAs 기판(110) 상부에 MOCVD에 의해 n형 AlxGa1-xAs (x>0.8) 제한층(120), 비도핑 AlxGa1-xAs (0<x<0.8) 활성층(130) 및 p형 AlxGa1-xAs (x>0.8) 제한층(140)으로 구성되며, p형 제한층(140) 상부에 주입되는 광에너지의 재방출을 막기 위한 Al 반사방지막(150)과 투명한 상부전극인 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO)(160)이 적층된다. 하부전극(170)은 광에너지와 무관하므로, Au 또는 Ni 등이 사용된다.As shown in the figure, a conventional Al x Ga 1 -x As solar cell has a structure in which an n-type Al x Ga 1 -x As (x> 0.8) limiting layer 120 is formed on a GaAs substrate 110 by MOCVD, Type active layer 130 and a p-type Al x Ga 1 -x As (x> 0.8) limiting layer 140, and the p-type confinement layer 140 is composed of a doped Al x Ga 1 -x As (0 <x < An Al anti-reflection film 150 and an indium tin oxide (ITO) 160, which is a transparent upper electrode, are stacked to prevent re-emission of light energy injected into the upper portion. Since the lower electrode 170 is independent of light energy, Au or Ni is used.

이와 같은 종래의 AlxGa1 - xAs 태양전지에서, GaAs 기판(110)은 상부에 성장된 AlxGa1-xAs 태양전지 구조층(120, 130, 140)에 비해 상당히 낮은 밴드갭을 가지고 있으므로, 활성층(130)에서 기판(110)으로 진행되는 빛을 흡수하게 되어, 효율이 크게 저하되는 문제점이 있다.
Such a conventional Al x Ga 1 - In x As solar cells, GaAs substrate 110 is considerably lower band gap than the Al x Ga 1-x As solar cell structure layer (120, 130, 140) grown on top The light emitted from the active layer 130 is absorbed by the substrate 110, which results in a significant decrease in efficiency.

도 2는 본 발명의 일실시예의 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a solar cell according to an embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 AlxGa1-xAs 태양전지는, 투명 사파이어 기판(10), 전도성 투명전극(20), p형 제한층(30), 비도핑 활성층(40), n형 제한층(50), 반사방지막(60), 전도성 투명전극(70) 및 반사막(80)을 포함할 수 있다.As shown in the figure, the Al x Ga 1 -x As solar cell of the present invention includes a transparent sapphire substrate 10, a conductive transparent electrode 20, a p-type confinement layer 30, an undoped active layer 40, an n-type confinement layer 50, an antireflection film 60, a conductive transparent electrode 70, and a reflective film 80.

본 발명의 태양전지는, 기판(10) 상부의 전도성 투명전극(20)과, 최상부의 전도성 투명전극(70)의 연결을 위해, p형 제한층(30), 비도핑 활성층(40), n형 제한층(50), 반사방지막(60), 전도성 투명전극(70)의 일부가 식각되어 구성될 수 있다. The solar cell of the present invention includes a p-type confinement layer 30, a non-doped active layer 40, a n-type cladding layer 40, and a n-type cladding layer 40 in order to connect the conductive transparent electrode 20 on the substrate 10 to the conductive transparent electrode 70 on the top. Type limiting layer 50, the antireflection film 60, and the conductive transparent electrode 70 may be etched.

이하에서는, 도 2의 본 발명의 태양전지의 제작방법을 도면을 참조로 설명하기로 한다.Hereinafter, a manufacturing method of the solar cell of the present invention shown in Fig. 2 will be described with reference to the drawings.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일실시예의 태양전지의 제작방법을 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다. 3A to 3E are cross-sectional views schematically illustrating a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제작방법은, n형 GaAs 기판(90) 상에 n형 AlxGa1 - xAs (x>0.8) 제한층(50), 비도핑 AlxGa1 - xAs (0<x<0.8) 활성층(40) 및 p형 AlxGa1 - xAs (x>0.8) 제한층(30)을 성장하여 AlxGa1 - xAs 태양전지를 형성하고, 그와 별도로, 투명 사파이어 기판(10)의 일면에 전도성 투명전극(20)을 형성하고, 타면에 반사막(80)을 형성하여, 전도성 투명전극(20)과 p형 AlxGa1 - xAs (x>0.8) 제한층(30)을 도 3b와 같이 웨이퍼 접합할 수 있다.First, as shown in FIG. 3a, manufacturing method of the present invention, n-type on the n-type GaAs substrate (90) Al x Ga 1 - x As (x> 0.8) confining layer 50, the undoped Al x Ga 1 - forms the x As solar cells - Al x Ga 1 by growing the x As (x> 0.8) confining layer (30) - x As (0 <x <0.8) active layer 40 and p-type Al x Ga 1 and that the separate, transparent to the one surface of the sapphire substrate 10 to form a transparent conductive electrode 20 to form a reflection film 80 on the other surface, the conductive transparent electrode 20 and the p-type Al x Ga 1 - x As (x > 0.8) limiting layer 30 can be wafer bonded as shown in Fig. 3B.

투명 사파이어 기판(10)의 일면에 증착된 전도성 투명전극(20)은, 예를 들어 ITO이며, 이와 같이 형성된 ITO는 AlxGa1 - xAs 태양전지의 하부 전류확산층의 역할을 하며, 이러한 ITO는 예를 들어 200㎚ 두께로 증착될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 200㎚ 두께의 ITO는, 350 내지 1000㎚의 파장영역에서 95% 이상의 높은 투과율을 가고 있어, 투명 사파이어 기판(10)의 하부전극으로서 유리하다.The conductive transparent electrode 20 deposited on one surface of the transparent sapphire substrate 10 is, for example, ITO. The ITO thus formed serves as a bottom current diffusion layer of the Al x Ga 1 - x As solar cell. May be deposited to a thickness of, for example, 200 nm, but the present invention is not limited thereto. ITO having a thickness of 200 nm has a high transmittance of 95% or more in a wavelength region of 350 to 1000 nm and is advantageous as a lower electrode of the transparent sapphire substrate 10. [

또한, 투명 사파이어 기판(10)의 타면에 형성되는 반사막(80)은, 예를 들어 100㎚ 두께의 Ag으로서, 약 400 내지 1000㎚의 파장영역에서 95% 이상의 높은 반사율을 가지므로, AlxGa1 - xAs 태양전지에서 기판(10)으로 주입되는 650 내지 850㎚ 파장영역의 광에너지를 효과적으로 반사할 수 있다. Further, since the transparent reflecting film 80 is formed on the other surface of the sapphire substrate 10 is, for example, a thickness of 100㎚ Ag, has a high reflectivity of 95% or more in the wavelength region of about 400 to 1000㎚, Al x Ga It is possible to effectively reflect the light energy of 650 to 850 nm wavelength region injected into the substrate 10 from the 1 - x As solar cell.

즉, 본 발명의 전도성 투명전극(20)과 반사막(80)이 형성된 투명 사파이어 기판(10)은, 양면 폴리싱(polishing)된 투명한 250㎛ 두께의 사파이어 기판(10)의 양면에, 각각 전도성 투명전극(20)인 200㎚ 두께의 ITO와, 반사막(80)인 100㎚ 두께의 Ag을 증착하여 형성할 수 있는 것이다.
That is, the transparent sapphire substrate 10 having the conductive transparent electrode 20 and the reflective film 80 of the present invention is formed on both surfaces of a transparent sapphire substrate 10 having a thickness of 250 μm, (ITO) having a thickness of 200 nm, which is the reflective layer 20, and Ag having a thickness of 100 nm, which is the reflective film 80, can be deposited.

한편, 본 발명의 전도성 투명전극(20)과 반사막(80)이 형성된 투명 사파이어 기판(10)과 AlxGa1 - xAs 태양전지의 접합은, AuIn 공융(eutetic) 물질을 사용하여 접합될 수 있다. AuIn 공융물질은 약 200℃ 이상의 열을 가할 경우 자기 스스로 오믹컨택이 되는 물질로서, 칩 공정시 진행되어야 하는 오믹 열처리가 필요치 않는 장점을 가진다. 이때, AuIn 공융물질의 두께는 100㎚ 이하인 것이 바람직하다. AuIn 공융물질이 100㎚ 이상인 경우, 입사하는 빛을 AuIn 공융물질 자체가 흡수할 수도 있기 때문이다. On the other hand, a conductive transparent electrode 20 and the reflective film 80 is formed of transparent sapphire substrate 10 and Al x Ga 1 of the present invention the bonding of the x As solar cells, AuIn eutectic (eutetic) can be bonded using materials have. The AuIn eutectic material is an ohmic contact material itself when heat is applied at a temperature of about 200 [deg.] C or more, and has an advantage that an annealing process to be performed in a chip process is not necessary. At this time, the thickness of the AuIn eutectic material is preferably 100 nm or less. When AuIn eutectic material is 100 nm or more, incident light may be absorbed by AuIn eutectic material itself.

이와 같이, 본 발명의 전도성 투명전극(20)과 반사막(80)이 형성된 투명 사파이어 기판(10)은, 도 3a와 같이 n형 GaAs 기판(90) 상에서 성장된 AlxGa1 - xAs 태양전지의 활성층과 웨이퍼 단위로 본딩되어 기판으로 형성됨으로써, AlxGa1 - xAs 태양전지의 박막 특성에 영향을 주지 않는 장점이 있다.As described above, the transparent sapphire substrate 10 on which the conductive transparent electrode 20 and the reflective film 80 of the present invention are formed is made of Al x Ga 1 - x As solar cell 10 grown on the n-type GaAs substrate 90, by the bonding of the active layer and a wafer unit formed by the substrate, Al x Ga 1 - has the advantage of not affecting the characteristics of the thin film solar cell x as.

또한, 본 발명의 설명에서는, 투명 기판의 일예로서, 사파이어 기판을 예를 들어 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 투명 재질의 기판이 사용될 수 있을 것이다.
In the description of the present invention, a sapphire substrate is described as an example of a transparent substrate, but the present invention is not limited thereto, and various transparent substrates may be used.

전도성 투명전극(20)과 반사막(80)이 형성된 투명 사파이어 기판(10)과 AlxGa1 -xAs 태양전지를 접합한 후, 도 3c와 같이, n형 GaAs 기판(90)을 선택적인 에칭용액에 넣어 제거한다. 이때, 선택적인 에칭용액은 예를 들어, NH3:H2O2:DI가 사용될 수 있다.After the transparent sapphire substrate 10 on which the conductive transparent electrode 20 and the reflective film 80 are formed is bonded to the Al x Ga 1 -x As solar cell, the n-type GaAs substrate 90 is selectively etched Remove it in solution. At this time, for example, NH 3 : H 2 O 2 : DI may be used as the selective etching solution.

이후, 도 3d와 같이, 상부로 위치된 n형 AlxGa1 - xAs (x>0.8) 제한층(50) 상부에 반사층(60)과 전도성 투명전극(70)을 순차적으로 증착할 수 있다. 이때, 반사층(60)는 Al로 구성될 수 있고, 전도성 투명전극(70)은 ITO로 구성될 수 있다.Then, as shown in FIG. 3d, the n-type Al x Ga 1 located in the upper-can be sequentially deposited a reflecting layer 60 and the conductive transparent electrode 70 to the upper x As (x> 0.8), the restriction layer 50 . At this time, the reflective layer 60 may be made of Al, and the conductive transparent electrode 70 may be made of ITO.

이후, 도 3e와 같이, 포토-리소그래피(photo-lithography) 및 고주파 유도결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP) 메사 식각(mesa etching) 공정을 통해 전도성 투명전극(70), 반사층(60), n형 제한층(50), 비도핑 활성층(40) 및 p형 제한층(30)의 일부를 제거할 수 있다.
3E, the conductive transparent electrode 70, the reflective layer 60, and the n-type electrode are formed through a photo-lithography process and an inductively coupled plasma (ICP) mesa etching process, The limiting layer 50, the undoped active layer 40 and a part of the p-type confinement layer 30 can be removed.

도 4는 본 발명의 AlxGa1 - xAs 태양전지의 광방출 특성을 설명하기 위한 일예시도로서, (a)는 종래의 태양전지의 광방출 루트를, (b)는 본 발명의 태양전지의 광방출 루트를 나타낸 것이다.FIG. 4 is a view for explaining light emission characteristics of the Al x Ga 1 - x As solar cell of the present invention, in which (a) shows a light emitting route of a conventional solar cell, (b) And shows the light emission route of the battery.

도 4의 (a)의 경우, AlxGa1 - xAs 태양전지의 상부로 투입된 특정 파장의 광에너지가 태양전지의 활성층(130)에서 재결합되며, 재결합되지 못한 일부 광에너지는 상부 또는 하부로 반사된다. 상부로 진행된 일부 광에너지는 상부의 반사층(140)에 의해 일부 활성층(130)으로 보내지지만, 대부분의 광에너지는 n형 GaAs 기판(110)에 의해 흡수되고 있음을 확인할 수 있다.In the case of (a) of Figure 4, Al x Ga 1 - x As upper light energy of a specific wavelength inputted to the solar cell, and recombination in the solar cell active layer 130, could not be recombined part of the light energy is in the upper or lower Reflection. It can be confirmed that most of the light energy is absorbed by the n-type GaAs substrate 110 although a part of the light energy that has been propagated to the upper part is sent to a part of the active layer 130 by the upper reflective layer 140.

그러나, 도 4의 (b)의 경우, 전도성 투명전극(20)과 반사막(80)이 형성된 투명 사파이어 기판(10)를 포함하는 본 발명의 AlxGa1 - xAs 태양전지는, 광에너지의 이동은 도 4(a)의 경우와 유사하지만, 투명 사파이어 기판(10)과 기판(10)의 하단의 반사막(80)에 의해 기판으로 이동하는 광에너지 대부분이 활성층(40)으로 재반사되어, 태양전지의 효율이 증대될 수 있다.
However, FIG. 4 for the (b), Al x Ga 1 of the present invention comprising a conductive transparent electrode 20 and the reflective film transparent sapphire substrate 10, 80 is formed - x As solar cells, light energy 4 (a), most of the light energy traveling to the substrate by the transparent sapphire substrate 10 and the reflective film 80 at the lower end of the substrate 10 is reflected again to the active layer 40, The efficiency of the solar cell can be increased.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예의 AlxGa1 - xAs 태양전지의 효율을 설명하기 위한 일예시도로서, 도 5는 n형 GaAs 기판(B)과 본 발명의 투명 사파이어 기판(A)의 파장별 투과율 데이터를 나타내며, 도 6은 반사막(80)의 두께에 따른 파장별 반사율 데이터를 나타낸 것이다.5 and 6 one embodiment of a Al x Ga 1 of the present invention - x As as an example for illustrating the efficiency of the solar cell, and Fig. 5 is an n-type GaAs substrate (B) and the transparent sapphire substrate of the present invention ( A shows transmittance data for respective wavelengths, and FIG. 6 shows reflectance data for each wavelength according to the thickness of the reflection film 80.

도 5에 도시된 바와 같이, n형 GaAs 기판은 거의 투과되지 않으나(B), 본 발명에서 사용되는 투명 사파이어 기판이 투과율이 매우 높음을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, the n-type GaAs substrate is hardly transparent (B), but the transparent sapphire substrate used in the present invention has a very high transmittance.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 투명 사파이어 기판(10)의 타면에 형성되는 Ag 반사막(80)이 100㎚인 경우 모든 파장 대역에서 가장 유리한 반사율을 가지게 됨을 알 수 있다.
6, when the Ag reflective film 80 formed on the other side of the transparent sapphire substrate 10 has a thickness of 100 nm, the most favorable reflectance is obtained in all wavelength bands.

이상의 설명에서는, AlxGa1 - xAs 태양전지를 예를 들어 설명하였으나, 다른 물질로 구성되는 태양전지에 본 발명이 적용되는 것을 배제하는 것은 아니며, 다양한 물질로 구성되는 태양전지에 본 발명이 적용될 수 있을 것이다. In the above description, Al x Ga 1 - but for example the x As solar cell example described and are therefore not to exclude that the present invention is a solar cell that is composed of other materials that are applied, to which the present invention to a solar cell consisting of a variety of materials .

이와 같이, 본 발명은 태양전지에 반사막과 전도성 투명기판을 적용함으로써, 기판으로 흡수되던 광에너지를 재사용하는 것에 의해 태양전지 효율을 증대시킬 수 있으며, 반사막과 투명전도막을 양면에 가지는 사파이어 기판을 태양전지 구조물과 상호 웨이퍼단위로 본딩함으로써, 간단한 공정에 의해 고효율 태양전지를 제작할 수 있다. Thus, by applying the reflective film and the conductive transparent substrate to the solar cell, the solar energy efficiency can be increased by reusing the light energy absorbed in the substrate, and the sapphire substrate having the reflective film and the transparent conductive film on both sides By bonding the cell structure and the wafer structure on a mutual wafer basis, a high efficiency solar cell can be manufactured by a simple process.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

10, 90: 판 20, 70: 전도성 투명전극
30: p형 제한층 40: 활성층
50: n형 제한층 60:반사방지막
80: 반사막
10, 90: plate 20, 70: conductive transparent electrode
30: p-type limiting layer 40: active layer
50: n-type limiting layer 60: antireflection film
80:

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 투명한 제1기판의 일면에 제1전도성 투명전극을 증착하고, 상기 제1기판의 타면에 반사막을 증착하는 단계;
제2기판상에 n형 제한층, 활성층 및 p형 제한층을 포함하는 태양전지 구조층을 성장하는 단계;
상기 제1전도성 투명전극과 상기 태양전지 구조층을 접합하는 단계;
상기 제2기판을 제거하는 단계;
상기 태양전지 구조층 상부에 반사방지막 및 제2전도성 투명전극을 순차적으로 형성하는 단계; 및
상기 반사방지막, 상기 제2전도성 투명전극 및 상기 태양전지 구조층을 메사 식각하는 단계를 포함하는 태양전지 제작방법.
Depositing a first conductive transparent electrode on one side of a transparent first substrate and depositing a reflective film on the other side of the first substrate;
Growing a solar cell structural layer comprising an n-type limiting layer, an active layer and a p-type limiting layer on a second substrate;
Bonding the first conductive transparent electrode to the solar cell structural layer;
Removing the second substrate;
Sequentially forming an antireflection film and a second conductive transparent electrode on the solar cell structure layer; And
And etching the antireflection film, the second conductive transparent electrode, and the solar cell structural layer by a mesa etching method.
제6항에 있어서, 상기 접합하는 단계는,
공융물질을 사용하여 웨이퍼 본딩하는 태양전지 제작방법.
7. The method of claim 6,
A solar cell manufacturing method for wafer bonding using a eutectic material.
제7항에 있어서, 상기 공융물질은,
AuIn 공융물질인 태양전지 제작방법.
8. The method of claim 7,
Fabrication method of solar cell which is AuIn eutectic material.
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