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KR20170014734A - 태양 전지 및 이의 제조 방법 - Google Patents

태양 전지 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20170014734A
KR20170014734A KR1020150108565A KR20150108565A KR20170014734A KR 20170014734 A KR20170014734 A KR 20170014734A KR 1020150108565 A KR1020150108565 A KR 1020150108565A KR 20150108565 A KR20150108565 A KR 20150108565A KR 20170014734 A KR20170014734 A KR 20170014734A
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KR
South Korea
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semiconductor substrate
light
electrode paste
electrode
sintering
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Application number
KR1020150108565A
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English (en)
Inventor
김진아
정일형
심승환
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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Priority to JP2016149161A priority patent/JP2017034250A/ja
Priority to US15/224,015 priority patent/US10290765B2/en
Publication of KR20170014734A publication Critical patent/KR20170014734A/ko
Priority to JP2018052645A priority patent/JP2018117146A/ja
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Abstract

본 발명은 태양 전지 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일례에 따른 태양 전지 제조 방법은 반도체 기판에 전극 페이스트를 도포하는 단계; 및 광소결 장치를 이용하여 전극 페이스트를 소결하여 전극을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

태양 전지 및 이의 제조 방법{SOLAR CELL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 태양 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
현대 산업을 이끌고 있는 반도체, 디스플레이, 태양전지, 엘이디 등의 산업 분야에서는 유리 기판 또는 실리콘 기판 등의 표면에 매우 미세한 전자 패턴을 형성하고 이를 이용하여 다양한 기능을 구현하는 구조를 가진다.
그런데 최근에는 이러한 산업 분야에서 전자 패턴을 딱딱하고 무거운 유리 기판 등에 형성하는 것이 아니라 가볍고 휘어질 수 있는 폴리머 또는 플라스틱 기판 또는 종이 등에 형성하는 방향으로 전환할 필요성이 강하게 대두되고 있으며, 이를 실현하고자 하는 다양한 시도가 이루어지고 있다.
이렇게 플렉시블(flexible)한 기판 또는 종이 등에 전자 패턴을 형성하는 방법으로는 기판 상에 패턴을 인쇄 방법으로 형성한 후에, 이를 소결하여 전자 패턴을 형성하는 방법이 제시되고 있다. 이렇게 저온에서 전자패턴을 소결하면서도 대면적 기판에 적용할 수 있는 기술로 백색광이 사용 제안되고 있다.
또한 백색광을 조사하여 특정한 피처리물을 신속 정확하게 건조하는 등의 분야에서도 백색광 조사장치의 사용이 제안되고 있다. 따라서 다양한 분야에 사용될 수 있는 백색광 조사장치의 개발이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 효율이 향상된 태양 전지 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 태양 전지 제조 방법은 반도체 기판에 전극 페이스트를 도포하는 단계; 및 광소결 장치를 이용하여 전극 페이스트를 소결하여 전극을 형성하는 단계를 포함하되, 전극 페이스트를 소결하는 단계는 전극 페이스트에 포함된 용매제를 증발시키는 제1 증발 단계와, 펄스 형태의 백색광을 조사하여 전극 페이스트에 포함된 상기 바인더를 증발시키는 제2 증발 단계와, 미세금속입자를 소결하여 전극으로 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 펄스 형태의 백색광은 제논 플래시 램프(Xenon Flash Lamp)를 통해 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 전극 페이스트는 바인더 및 상기 용매제의 합한 함량보다 큰 미세금속입자와, 용매제의 함량보다 큰 바인더를 포함하고, 미세금속입자는 Cu, Cu-Ni 또는 Cu-Ag 중 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 태양 전지는 주석(Sn)이 함유된 미세금속입자에 제논 플래시 램프를 이용하여 광을 조사함으로써, 미세금속입자를 단시간에 손상없이 소결하여 전극을 형성할 수 있다. 이에, 미세금속입자의 산화현상의 발생을 방지할 수 있다.
그리고, 주석(Sn)이 함유된 금속입자를 이용하여 전극을 형성함으로써, 접착력의 감소없이 태양 전지의 제조 비용을 절감할 수 있다.
이에 따라, 태양 전지의 효율이 더욱 증가할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 2는 도 1에 도시된 태양 전지를 I-I선을 따라 잘라 도시한 개략적인 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 광소결 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 램프에서 발생한 펄스 형태의 백색광의 조사 조건에 사용된 매개변수를 나타내는 그래프이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 1 및 도 2에 도시된 태양 전지의 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 3a 및 도 3b에 도시한 광소결 장치를 이용한 광소결 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 7은 도 1 및 도 2에 도시된 후면 전계부의 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명이 적용되는 태양 전지의 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 위에 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 바로 위에 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 전체적으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
이하에서, 전면이라 함은 직사광이 입사되는 반도체 기판의 일면일 수 있으며, 후면이라 함은 직사광이 입사되지 않거나, 직사광이 아닌 반사광이 입사될 수 있는 반도체 기판의 반대면일 수 있다.
아울러, 이하의 설명에서, 서로 다른 두 구성 요소의 길이나 폭이 동일하다는 의미는 10%의 오차 범위 이내에서 서로 동일한 것을 의미한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양 전지의 일례를 설명하기 위한 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 태양 전지를 I-I선을 따라 잘라 도시한 개략적인 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 일례에 따른 태양 전지(10)는 반도체 기판(110), 에미터부(120), 제1 반사 방지막(130), 복수의 제1 전극(140), 후면 전계부(back surface field, BSF)(170), 제2 반사 방지막(132) 그리고 복수의 제2 전극(150)을 구비할 수 있다.
일례에 따른 태양 전지(10)는 반도체 기판(110)의 제1 면 및 제2 면을 통해 빛이 각각 입사되는 양면 수광형 태양 전지로써, 제1 면 및 제2 면을 통해 입사된 빛을 이용하여 전류를 생산할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 반사 방지막(130, 132), 후면 전계부(170)는 생략될 수도 있으나, 제1 및 제2 반사 방지막(130, 132), 후면 전계부(170)가 있는 경우 태양 전지의 효율이 더 향상되므로, 이하에서는 제1 및 제2 반사 방지막(130, 132), 후면 전계부(170)가 포함되는 것을 일례로 설명한다.
반도체 기판(110)은 제1 면(이하, '전면'이라 함)과 제2 면(이하, '후면'이라 함)을 포함하며, 전면(front surface)과 후면(back surface)는 서로 반대쪽에 위치한다.
반도체 기판(110)은 제1 도전성 타입, 예를 들어 n형 도전성 타입을 가질 수 있으며, 이와 같은 반도체 기판(110)은 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 또는 비정질 실리콘 중 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있다. 일례로, 반도체 기판(110)은 결정질 실리콘 웨이퍼로 형성될 수 있다.
반도체 기판(110)이 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑(doping)될 수 있다. 하지만, 이와는 달리, 반도체 기판(110)은 p형 도전성 타입일 수 있다. 반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑될 수 있다.
이러한 반도체 기판(110)의 전면 및 후면에서의 빛 반사도를 감소시켜 빛의 흡수율을 증가시키기 위해 반도체 기판(110)의 전면 및 후면 중 적어도 한면은 복수의 요철면을 가질 수 있다. 편의상 도 1 및 도 2에서 반도체 기판(110)의 가장자리 부분만 요철면으로 도시하여 그 위에 위치하는 에미터부(120) 역시 그 가장자리 부분만 요철면으로 도시한다. 하지만, 실질적으로 반도체 기판(110)의 전면 전체가 요철면을 갖고 있으며, 이로 인해 반도체 기판(110)의 전면 위에 위치한 에미터부(120) 역시 요철면을 갖는다.
예를 들어, 복수의 요철을 갖고 있는 반도체 기판(110)의 전면 쪽으로 입사되는 빛은 에미터부(120)와 반도체 기판(110)의 표면에 형성된 복수의 요철에 의해 복수 회의 반사 동작이 발생하면서 반도체 기판(110) 내부로 입사된다. 이로 인해, 반도체 기판(110)의 전면에서 반사되는 빛의 양이 감소하여 반도체 기판(110) 내부로 입사되는 빛의 양이 증가한다. 또한, 요철 표면으로 인해, 빛이 입사되는 반도체 기판(110)과 에미터부(120)의 표면적이 증가하여 반도체 기판(110)으로 입사되는 빛의 양 또한 증가한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 에미터부(120)는 제1 도전성 타입의 반도체 기판(110)의 전면에 형성되며, 제1 도전성 타입과 반대인 제2 도전성 타입, 예를 들어, p형의 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)에 도핑된 영역으로, 반도체 기판(110)의 전면 내부에 위치할 수 있다. 따라서 제2 도전성 타입의 에미터부(120)는 반도체 기판(110) 중 제1 도전성 타입 부분과 p-n 접합을 이룬다.
이와 같은 반도체 기판(110)에 입사된 빛은 전자와 정공으로 분리되어 전자는 n형 쪽으로 이동하고 정공은 p형 쪽으로 이동할 수 있다. 따라서, 반도체 기판(110)이 n형이고, 에미터부(120)는 p형일 경우 분리된 전자는 반도체 기판(110) 후면 쪽으로 이동하고 분리된 정공은 에미터부(120)쪽으로 이동할 수 있다.
에미터부(120)는 반도체 기판(110), 즉, 반도체 기판(110)의 제1 도전성 부분과 p-n접합을 형성하므로, 본 실시예와 달리, 반도체 기판(110)이 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 n형의 도전성 타입을 가질 수 있다. 이 경우, 분리된 정공은 반도체 기판(110) 후면 쪽으로 이동하고 분리된 전자는 에미터부(120)쪽으로 이동할 수 있다.
에미터부(120)가 p형의 도전성 타입을 가질 경우, 3가 원소의 불순물을 반도체 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있고, 반대로 n형의 도전성 타입을 가질 경우, 에미터부(120)는 5가 원소의 불순물을 반도체 기판(110)에 도핑하여 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 제1 반사 방지막(130)은 반도체 기판(110)의 전면에 위치하며, 에미터부(120)가 반도체 기판(110)의 전면에 위치하는 경우, 제1 반사 방지막(130)은 에미터부(120) 상부에 위치할 수 있다.
이와 같은 제1 반사 방지막(130)은 알루미늄 산화막(AlOx), 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx) 및 실리콘 산화질화막(SiOxNy) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
제1 반사 방지막(130)은 태양 전지(10)로 입사되는 빛의 반사도를 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시켜, 태양 전지(10)의 효율을 높인다.
이와 같은 제1 반사 방지막(130)은 반도체 기판(110)이 요철 표면을 갖는 경우, 반도체 기판(110)과 유사하게 하게 복수의 요철을 구비한 요철 표면을 갖게 된다.
본 실시예에서, 제1 반사 방지막(130)은 단일막 구조를 갖지만 이중막과 같은 다층막 구조를 가질 수 있고, 이와 같이 함으로써, 제1 반사 방지막(130)의 패시베이션 기능을 보다 강화할 수 있어 태양 전지의 광전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 한편, 필요에 따라 제1 반사 방지막(130)은 생략될 수 있다.
이와 같은 제1 반사 방지막(130)은 물리적 기상 증착법(PECVD, plasma enhanced chemical vapor deposition) 또는 화학적 기상 증착법(CVD, chemical vapor deposition)과 같은 다양한 막 형성 방법을 이용하여 반도체 기판(110)의 전면에 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 후면 전계부(170)는 반도체 기판(110)의 전면의 반대면인 후면에 위치할 수 있으며, 반도체 기판(110)과 동일한 도전성 타입의 불순물이 반도체 기판(110)보다 고농도로 도핑된 영역, 예를 들면, N+ 영역이다.
이러한 반도체 기판(110)의 제1 도전성 영역과 후면 전계부(170)간의 불순물 농도 차이로 인해 전위 장벽이 형성되고, 이로 인해, 정공의 이동 방향인 후면 전계부(170) 쪽으로 전자 이동을 방해하는 반면, 후면 전계부(170) 쪽으로의 정공 이동을 용이하게 한다. 따라서, 반도체 기판(110)의 후면 및 그 부근에서 전자와 정공의 재결합으로 손실되는 전하의 양을 감소시키고 원하는 전하(예, 정공)의 이동을 가속화시켜 제2 전극(150)으로의 전하 이동량을 증가시킨다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 제2 반사 방지막(132)은 반도체 기판(110)의 전면의 반대면인 후면에 위치할 수 있으며, 후면 전계부(170)가 반도체 기판(110)의 후면에 위치하는 경우, 제2 반사 방지막(132)는 후면 전계부(170)의 상부에 위치할 수 있다. 이때, 제 2 반사 방지막(132)은 반도체 기판(110)의 후면으로 입사되는 빛의 반사를 최소화할 수 있다.
이와 같은 제2 반사 방지막(132)은 알루미늄 산화막(AlOx), 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx) 및 실리콘 산화질화막(SiOxNy) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 이때, 제2 반사 방지막(132)은 제1 반사 방지막(130)과 동일한 물질로 형성되거나 상이한 물질로 형성될 수 있다.
그리고, 제2 반사 방지막(132)은 제1 반사 방지막(130)과 동일한 형성 방법으로 형성되거나 상이한 형성 방법으로 형성될 수 있다.
한편, 도시하지 않았지만 제1 반사 방지막(130)과 에미터부(120)의 사이 및 제2 반사 방지막(132)과 후면 전계부(170)의 사이에는 보호막(passivation layer)이 더 형성될 수 있다. 보호막은 비결정질 반도체로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 보호막은 수소화된 진성 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon, i-a-Si:H)으로 이루어질 수 있다. 보호막은 보호막에 함유된 수소(H)를 이용하여 기판(110)의 표면 및 그 근처에 주로 존재하는 댕글링 결합(dangling bond)과 같은 결함(defect)을 안정한 결합으로 바꾸어 결함에 의해 기판(110)의 표면 쪽으로 이동한 전하가 소멸되는 것을 감소시키는 패시베이션 기능(passivation function)을 수행하여 결함에 의해 기판(110)의 표면 및 그 근처에서 손실되는 전하의 양을 감소시킨다. 이로 인해 기판(110)의 전후면에 위치하는 보호막에 의해 결함에 의해 기판(110)의 표면 및 그 근처에서 손실되는 전하의 양이 감소됨으로써, 태양 전지의 효율이 증가될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 제1 전극(140)은 반도체 기판(110)의 전면에 위에 서로 이격되어 위치하며, 각각이 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 위치할 수 있다. 이와 같이, 반도체 기판(110)의 전면에 서로 이격되어 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 위치하는 전극을 전면 핑거라고 명명할 수 있다.
이때, 복수의 제1 전극(140)은 제1 반사 방지막(130)을 통과하여 반도체 기판(110)의 전면에 위치한 에미터부(120)과 전기적 및 물리적으로 연결될 수 있다. 즉, 제1 전극(140)은 제1 반사 방지막(130)이 위치하지 않는 영역의 에미터부(120) 위에 위치할 수 있다.
이에 따라, 복수의 제1 전극(140)은 구리(Cu)과 같은 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져, 에미터부(120) 쪽으로 이동한 전하, 예를 들면, 정공을 수집할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 제2 전극(150)은 반도체 기판(110)의 후면에 서로 이격되어 위치하며, 각각이 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 위치할 수 있다. 이와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 서로 이격되어 제1 방향(x)으로 길게 뻗어 위치하는 전극을 후면 핑거라고 명명할 수 있다. 제2 전극(150)은 반도체 기판(110)을 중심으로 제1 전극(140)과 대응하여 마주하는 곳에 위치할 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(140)과 제2 전극(150)의 개수는 동일하게 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
복수의 제2 전극(150)은 제2 반사 방지막(132)을 통과하여 반도체 기판(110)의 후면에 위치한 후면 전계부(170)와 전기적 및 물리적으로 연결될 수 있다. 즉, 제2 전극(150)은 제2 반사 방지막(132)이 위치하지 않는 영역의 후면 전계부(170)에 위치할 수 있다.
이에 따라, 복수의 제2 전극(150)은 구리(Cu)과 같은 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어져, 후면 전계부(170)쪽으로부터 이동하는 전하, 예를 들어 전하를 수집할 수 있다.
한편, 양면 수광형 태양 전지의 경우, 반도체 기판(110)의 전면을 통해 입사되는 빛의 양이 후면을 통해 입사되는 빛의 양에 비해 많으므로, 후면에는 제1 전극(140)에 비해 많은 개수의 제2 전극(150)이 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 전극(150) 간의 간격, 즉 피치(pitch)는 제1 전극(140) 간의 간격보다 작을 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 광소결 장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 램프에서 발생한 펄스 형태의 백색광의 조사 조건에 사용된 매개변수를 나타내는 그래프이다.
본 실시예에서 제1 전극(140) 및 제2 전극(150)은 광소결 장치(20)를 이용하여 형성될 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이 광소결 장치(20)는 광출력부(200), 전원부(미도시), 축전부(미도시), 및 이송부(220)를 포함할 수 있다.
광출력부(200)는 램프(201), 반사판(202), 광파장 필터(203), 광유도부(204) 및 냉각부(205)로 이루어질 수 있다.
이러한 광출력부(200)는 이송부(220)의 상부에 배치되고, 전원부로부터 전압 및 전류를 입력받고, 축전부로부터 집적된 전하를 인가받아 아크 플라즈마를 생성하면 반도체 기판(110)의 표면으로 펄스 형태의 백색광을 출력하고, 펄스 형태의 백색광의 조사를 통해 전극 페이스트를 소결하여 전극을 형성할 수 있다.
우선, 도 3b에 도시한 바와 같이 램프(201)는 제논 플래시 램프(Xenon Flash Lamp)를 사용하며, 백색광을 면 형태로 조사하는 것이 바람직하다.
제논 플래시 램프는 실린더 형상의 밀봉된 석영튜브 안에 주입된 제논 가스를 포함하는 구성으로 이루어진다. 이러한 제논 가스는 입력받은 전기에너지로부터 광에너지를 출력하여, 50%가 넘는 에너지 변환율을 갖는다. 또한, 제논 플래시 램프는 내부 양쪽에 양극 및 음극 형성을 위해 텅스텐과 같은 금속전극이 형성된다. 이러한 구성으로 이루어진 램프(201)에 전원부로부터 발생된 높은 전원 및 전류를 인가 받으면, 내부에 주입된 제논 가스가 이온화되고, 양극과 음극 사이로 스파크가 발생된다. 이때, 축전부에서 집적된 전하가 인가되면 램프(201) 내부에서 발생한 스파크를 통해 약 1000A의 전류가 1ms 내지 10ms 동안 전류가 흐르면서 램프(201) 내부에는 아크 플라즈마 형상이 발생하고, 강한 세기의 광이 발생된다. 여기서 발생된 광은 160nm 내지 2.5mm 사이의 자외선부터 적외선까지의 넓은 파장대역의 광 스펙트럼을 내장하고 있기 때문에 백색광으로 보인다.
본 실시예에서, 제논 플레시 램프를 기재하였지만, 이러한 목적을 달성할 수 있는 램프이라면 어떠한 종류를 사용하더라도 무방하다.
이때, 램프(201)를 이용한 조사 조건은 도 4에 도시된 바와 같이, 광을 조사하는 램프(201)의 에너지(Total Energy, E), 펄프 폭(Pulse Width, W), 펄스 수(Pulse Number, N) 및 펄스 갭(Pulse Gap, G) 등과 같은 매개변수(parameter)에 조절 될 수 있다 여기서, 램프(201)는 제논 플래시 램프인 것이 바람직하다.
본 실시예에서 램프(201)의 에너지(E)는 약 1 J/㎠ 내지 100 J/㎠이고, 보다 바람직하게는 약 1 J/㎠ 내지 50 J/㎠일 수 있다.
램프(201)의 에너지(E)가 1 J/㎠ 미만인 경우에는 전극 페이스트의 소결이 원활하지 않을 수 있고, 에너지(E)가 100 J/㎠를 초과하는 경우에는 광 소결 장치(20)에 과부하가 걸릴 염려가 있다.
또한, 램프(201) 펄스 폭(W)은 소결 단계의 효율성을 고려할 때 0.1 ms 내지 50 ms인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 ms 내지 20 ms일 수 있다.
또한, 램프(201)의 펄스 수(N)는 소결 단계의 효율성을 고려할 때 1번 내지 100번인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1번 내지 50번일 수 있다.
램프(201)의 펄스 수(N)가 3번 이상인 경우 제논 플래시 램프의 펄스 갭은 소결 단계의 효율성 및 광 소결 장치의 수명에 대한 영향 등을 고려할 때 1 ms 내지 100 ms인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 ms 내지 50 ms일 수 있다.
또한, 도 3b에 도시한 바와 같이 반사판(202)은 램프(201)의 상부에 배치되어, 램프(201)로부터 반도체 기판(110)의 반대방향으로 출력되는 펄스 형태의 백색광에 대하여 반도체 기판(110) 방향으로 출력되도록 광경로를 변경할 수 있다. 즉, 램프(201)로부터 상부로 조사되는 광을 하부 방향으로 출력하도록 하는 장치이다.
또한, 도 3b에 도시한 바와 같이 광파장 필터(203)는 램프(201)의 하부에 배치되어, 기설정된 파장대역을 갖는 극단파 백색광만을 필터링한다. 특히, 제논 플래시 램프를 사용하는 램프(201)에서 조사되는 자외선광이 폴리머 재질로 이루어진 반도체 기판(110)을 손상시킬 수 있기 때문에 자외선 대역의 광을 차단하여야 하며, 반도체 기판(110)의 종류에 따라 조사되는 광의 파장대역을 선택적으로 차단할 수 있다.
또한, 도 3b에 도시한 바와 같이 광유도부(204)는 광파장 필터(203)의 하부에 배치되어, 펄스 형태의 백색광이 반도체 기판(110)에 조사될 수 있도록 펄스 형태의 백색광의 위치를 조절할 수 있다.
그리고, 도 3b에 도시한 바와 같이 냉각부(205)는 램프(201)의 표면 온도를 낮추기 위해 냉각수를 냉각 통로(미도시)를 통해 램프(201)에 공급할 수 있다. 램프(201)의 표면온도가 광출력 중에는 1200K 내지 1500K까지 상승할 수 있으므로, 램프(201)를 냉각시켜 과열현상을 방지할 수 있다.
전원부는 전압 및 전류를 발생하여, 발생한 전압 및 전류를 광출력부(200)로 전달할 수 있다.
축전부는 전하를 집적 및 저장하여 광출력부(200)의 램프(201)의 양 전극 사이에 스파크가 발생하는 경우, 저장한 전하를 램프(201)로 전달할 수 있다.
도 3b에 도시한 바와 같이 이송부(220)는 컨베이어 벨트와 같이, 광출력부(110)의 하부에 배치되어, 반도체 기판(110)을 일방향으로 이송시킬 수 있다. 이때, 이송부(220)는 반도체 기판(110)을 가열시키기 위한 가열판(미도시) 또는 반도체 기판(110)을 냉각시키기 위한 냉각판(미도시)을 더 포함할 수 있다.
이처럼, 반도체 기판(110)을 가열판을 통해 추가적으로 가열하는 경우에는 적은 극단파 백색광 에너지로도 소결을 할 수 있고, 뿐만 아니라 램프(201)의 수명 또한 연장시킬 수 있다. 또한, 반도체 기판(110)을 냉각판을 통해 추가적으로 냉각시키는 경우에는 반도체 기판(110)의 손상을 방지할 수 있다.
이러한 구성의 양면 수광형 태양전지에서, 태양 전지(10)로 조사된 빛이 에미터부(120) 및 후면 전계부(170)를 통해 반도체 기판(110)으로 입사되면, 반도체 기판(110)으로 입사된 빛 에너지에 의해 전자-정공 쌍이 발생한다. 이때, 반도체 기판(110)의 전면(front surface) 및/또는 후면(back surface)이 텍스처링 되어 있으므로, 반도체 기판(110)의 전면(front surface) 및 후면(back surface)에서의 빛 반사도가 감소하고, 텍스처링된 표면에서 입사와 반사 동작이 행해져 태양 전지(10) 내부에 빛이 갇히게 되므로, 빛의 흡수율이 증가되어 양면 수광형 태양 전지의 효율이 향상된다.
이에 더하여, 제1 반사 방지막(130) 및 제2 반사 방지막(132)에 의해 반도체 기판(110)으로 입사되는 빛의 반사 손실이 줄어들어 반도체 기판(110)으로 입사되는 빛의 양은 더욱 증가한다.
이들 전자-정공 쌍은 반도체 기판(110)과 에미터부(120)의 p-n접합에 의해 서로 분리되며, 전자는 n형의 도전성 타입을 갖는 반도체 기판(110)의 후면쪽으로 이동하고, 정공은 p형의 도전성 타입을 갖는 에미터부(120)쪽으로 이동한다. 이때, 반도체 기판(110)은 n형의 도전성 타입을 가지고, 에미터부(120)는 p형의 도전성 타입을 가질 수 있다.
이처럼, 반도체 기판(110)쪽으로 이동한 전자는 후면 전계부(170)를 통해 제2 전극(150)으로 이동하고, 에미터부(120)쪽으로 이동한 정공은 제1 전극(140)으로 이동한다. 이러한 제1 전극(140)과 제2 전극(150)을 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.
도 5a 내지 도 5c는 도 1 및 도 2에 도시한 태양 전지의 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면이고, 도 6a 내지 도 6d는 도 3a 및 도 3b에 도시한 광소결 장치를 이용한 광소결 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.
이하, 도 5a 내지 도 5d와 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 본 발명의 일례에 따른 태양 전지의 제조 방법을 설명한다.
먼저, 반도체 기판(110)의 전면 및 후면을 텍스처링 표면으로 형성하고, 반도체 기판(110)의 전면에는 에미터부(120)를 형성하고, 반도체 기판(110)의 후면에는 후면 전계부(170)를 형성한다.
구체적으로, n형의 반도체 기판(110)에 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 포함하는 물질, 예를 들어, B2H6를 고온에서 열처리하여 3가 원소의 불순물을 반도체 기판(110)에 확산시켜 반도체 기판(110) 전면에 p형의 에미터부(120)를 형성한다.
본 실시예와 달리, 반도체 기판(110)의 도전성 타입이 p형인 경우, 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 포함하는 물질, 예를 들어, POCl3이나 H3PO4 등을 고온에서 열처리하여 5가 원소의 불순물을 반도체 기판(110)에 확산시켜 반도체 기판(110) 전면에 n형의 에미터부(120)를 형성할 수 있다.
그런 다음, n형 불순물 또는 p형 불순물이 반도체 기판(110) 내부로 확산됨에 따라 생성된 인을 포함하는 산화물(phosphorous silicate glass, PSG)이나 붕소를 포함하는 산화물(boron silicate glass, BSG)을 식각 공정을 통해 제거한다.
이때, 반도체 기판(110)의 전면과 후면은 습식 식각 공정 또는 플라즈마를 이용한 건식 식각 공정을 이용하여 반도체 기판(110)의 양쪽 표면이 텍스처링 표면으로 각각 형성된다. 이에 따라, 에미터부(120)는 반도체 기판(110)의 텍스처링 표면 형상에 영향을 받아 요철면을 갖는다.
다음으로, 열확산법(thermal diffusion method)을 사용하여 반도체 기판(110)의 후면에 후면 전계부(170)를 형성한다.
구체적으로, 열확산법을 사용하는 경우, 후면 전계부(170)는 붕소(B), 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 포함하는 물질, 예를 들어, BBr3를 선증착(predeposition)하고, 선증착된 3가 원소의 불순물을 확산(drive-in)시키는 것에 따라 형성할 수 있다.
후면 전계부(170)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 반도체 기판(110)의 후면 전체면에 형성할 수 있지만, 제2 전극(150)과 대응하는 위치에만 국부적으로 형성하는 것도 가능하다.
도 7에 도시한 바와 같이, 제2 전극(150)과 대응하는 위치에만 국부적으로 형성되는 후면 전계부(170)는 제3가 원소의 불순물을 후면 전계부의 형성 영역에만 증착한 후 확산 공정을 실시하는 것에 따라 형성할 수 있다.
한편, 이와 같은 에미터부(120) 및 후면 전계부(172)는 레이저 도핑(laser doping)을 이용한 공정, 레이저 패터닝(laser patterning) 및 레이저 도핑을 이용한 공정, 또는 확산 방지막을 이용한 공정 등을 통해 형성될 수 있다.
다음으로, PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)법과 같은 다양한 막 형성 방법을 이용하여 반도체 기판(110)의 전면 및 후면에 제1 반사 방지막(130) 및 제2 반사 방지막(132)을 각각 형성한다. 제1 반사 방지막(130) 및 제2 반사 방지막(132)은 동일한 물질로 형성되거나 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 또한, 제1 반사 방지막(130) 및 제2 반사 방지막(132)은 단일막 구조 또는 다층막 구조로 서로 동일하거나 상이하게 형성될 수 있다.
한편, 제1 반사 방지막(130)과 에미터부(120)의 사이 및 제2 반사 방지막(132)과 후면 전계부(170)의 사이에는 보호막(passivation layer)를 더 형성할 수 있다.
다음으로, 반도체 기판(110)의 전후면에 제1 및 제2 반사 방지막(130, 132)을 포함하는 태양 전지(10)를 광소결 장치(200)의 이송부(220) 위에 위치시킨다.
다음으로, 도 5a에 도시한 것처럼, 반도체 기판(110)의 전면에 제1 방향(x)으로 제1 전극 페이스트(140a)를 도포한다. 이러한 제1 전극 페이스트(140a)는 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅 또는 스핀 코팅 방법과 같은 다양한 전극 페이스트 도포 방법을 이용하여 반도체 기판(110)의 전면에 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 6a이 도시한 것처럼 제1 전극 페이스트(140a)는 미세금속입자(1), 바인더(2), 솔벤트(3)로 이루어질 수 있다. 이때, 제1 전극 페이스트(140a)는 미소결 상태이다.
미세금속입자(1)는 구리(Cu), Cu-Ni 또는 Cu-Ag 중 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어지며, 마이크로 또는 나노 크기의 분말 형태일 수 있다.
제1 전극 페이스트(140a)는 약 50 내지 80 중량%를 갖는 미세금속입자(1)와, 약 15 내지 40 중량%를 갖는 바인더(2)와, 약 5 내지 10 중량%를 갖는 솔벤트(3)로 이루어질 수 있다.
이와 같은 미세금속입자(1)의 함량은 바인더(2) 및 솔벤트(3)를 합한 함량보다 크고, 바인더(2)의 함량은 솔벤트(3)의 함량보다 큰 것이 바람직할 수 있다.
다음으로, 도 5b에 도시한 바와 같이 반도체 기판(110)의 전면에 펄스 형태의백색광(light)을 조사하여 제1 전극 페이스트(140a)를 소결시켜 제1 전극(140)을 형성한다.
구체적으로, 도 6b에 도시한 바와 같이, 제1 전극 페이스트(140a)에 포함된 솔벤트(3)를 증발시킨다. 이때, 솔벤트(3)는 최소 100℃의 온도에서 증발될 수 있다.
다음, 도 6c에 도시한 바와 같이, 용매제인 솔벤트(3)가 증발된 제1 전극 페이스트(140a)에 펄스 형태의 백색광을 조사하여 바인더(2)를 증발시킨다. 이때, 바인더(2)는 약 150℃ 이상의 온도에서 증발될 수 있다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 바인더(2)는 솔벤트(3)와 동일한 온도에서 증발 될 수 있다.
펄스 형태의 백색광의 조사 시간은 약 0.1 내지 10ms일 수 있으며, 제1 전극 페이스트(140a)에 포함된 미세금속입자(1), 바인더(2) 및 솔벤트(3)의 함량에 따라 조절될 수 있다.
다음, 도 6d에 도시한 바와 같이, 미세금속입자(1)를 소결하여 제1 전극(140)을 형성한다. 본 실시예에서 제1 전극(140)은 구리(Cu)로 이루어 질 수 있다.
이처럼, 광소결 장치(20)는 미세금속입자(1)를 포함하는 제1 전극 페이스트(140a)에 제논 플래시 램프로부터 발생되는 펄스 형태의 백색광을 조사하여 미세금속입자(1)를 손상없이 소결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제1 전극 페이스트(140a)에 펄스 형태의 백색광을 약 0.1 ms 내지 10 ms 시간 조사함으로써, 소결 공정에 따른 소요시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 소결 공정이 단축됨에 따라, 구리(Cu)와 같이 산화하기 쉬운 미세금속입자(1)를 단시간 내에 소결할 수 있어, 미세금속입자(1)의 산화현상의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
일반적으로 구리는 열화학적 평형에 의하여 그 표면에 산화층이 형성되어 있어 소결이 매우 어렵고 소결 후에도 전도성이 감소하는 것으로 알려져 있다. 또한, 레이저 소결법은 극소면적에 대한 소결만이 가능하여 실용성이 떨어지는 문제점이 있었다.
하지만, 제논 플래시 램프를 이용하여 미세금속입자(1)에 펄스 형태의 백색광을 단시간 조사하여 미세금속입자(1)를 소결함으로써, 미세금속입자(1)의 산화현상의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 제1 전극(140)이 구리(Cu)으로 이루어짐으로써, 재료비가 더욱 절감될 수 있다. 따라서, 반도체 기판(110)과 제1 전극(140) 사이의 접착력 감소 없이 소결 공정의 간소화 및 재료비를 절감시킴으로써 태양 전지의 효율이 더욱 증가할 수 있다.
다음으로, 도 5c에 도시한 것처럼, 반도체 기판(110)의 후면에 제1 방향(x)으로 제1 전극(140)과 대응되도록 제2 전극 페이스트(150a)를 도포한다. 이러한 제2 전극 페이스트(150a)는 제1 전극 페이스트(140a)와 동일한 방법으로 반도체 기판(110)의 후면에 형성될 수 있다.
구체적으로, 도 6a이 도시한 것처럼 제2 전극 페이스트(150a)는 미세금속입자(1), 바인더(2), 솔벤트(3)로 이루어질 수 있다. 이때, 제2 전극 페이스트(150a)는 미소결 상태이다.
미세금속입자(1)는 구리(Cu), Cu-Ni 또는 Cu-Ag 중 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어지며, 마이크로 또는 나노 크기의 분말 형태일 수 있다.
제2 전극 페이스트(150a)는 약 50 내지 80 중량%을 갖는 미세금속입자(1) 약 15 내지 40 중량%를 갖는 바인더(2)와 약 15 내지 40 중량%를 갖는 솔벤트(3)로 이루어질 수 있다.
이와 같은 미세금속입자(1)의 함량은 바인더(2) 및 솔벤트(3)를 합한 함량보다 크고, 바인더(2)의 함량은 솔벤트(3)의 함량보다 큰 것이 바람직할 수 있다.
이와 같은 제2 전극 페이스트(150a)의 물질은 제1 전극 페이스트(140a)과 동일하게 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
다음으로, 도 5c에 도시한 바와 같이 반도체 기판(110)의 후면에 펄스 형태의백색광(light)을 조사하여 제2 전극 페이스트(150a)를 소결시켜 제2 전극(150)을 형성한다.
구체적으로, 도 6b에 도시한 바와 같이, 제2 전극 페이스트(150a)에 포함된 솔벤트(3)를 증발시킨다. 이때, 솔벤트(3)는 최소 100℃의 온도에서 증발될 수 있다.
다음, 도 6c에 도시한 바와 같이, 용매제인 솔벤트(3)가 증발된 제2 전극 페이스트(150a)에 펄스 형태의 백색광을 조사하여 바인더(2)를 증발시킨다. 이때, 바인더(2)는 약 150℃ 이상의 온도에서 증발될 수 있다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 바인더(2)는 솔벤트(3)와 동일한 온도에서 증발 될 수 있다.
펄스 형태의 백색광의 조사 시간은 약 0.1 내지 10ms일 수 있으며, 제2 전극 페이스트(150a)에 포함된 미세금속입자(1), 바인더(2) 및 솔벤트(3)의 함량에 따라 조절될 수 있다.
다음, 도 6d에 도시한 바와 같이, 미세금속입자(1)를 소결하여 제2 전극(150)을 형성한다. 본 실시예에서 제1 전극(150)은 구리(Cu)로 이루어 질 수 있다.
이처럼, 광소결 장치(20)는 미세금속입자(1)를 포함하는 제2 전극 페이스트(150a)에 제논 플래시 램프로부터 발생되는 펄스 형태의 백색광을 조사하여 미세금속입자(1)를 손상없이 소결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제2 전극 페이스트(150a)에 펄스 형태의 백색광을 약 0.1 ms 내지 10 ms 시간 조사함으로써, 소결 공정에 따른 소요시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 소결공정이 단축됨에 따라, 구리(Cu)와 같이 산화하기 쉬운 미세금속입자(1)를 단시간 내에 소결할 수 있어, 미세금속입자(1)의 산화현상의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
일반적으로 구리는 열화학적 평형에 의하여 그 표면에 산화층이 형성되어 있어 소결이 매우 어렵고 소결 후에도 전도성이 감소하는 것으로 알려져 있다. 또한, 레이저 소결법은 극소면적에 대한 소결만이 가능하여 실용성이 떨어지는 문제점이 있었다.
하지만, 제논 플래시 램프를 이용하여 미세금속입자(1)에 펄스 형태의 백색광을 단시간 조사하여 미세금속입자(1)를 소결함으로써, 미세금속입자(1)의 산화현상의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 제2 전극(150)이 구리(Cu)으로 이루어짐으로써, 재료비가 더욱 절감될 수 있다. 따라서, 반도체 기판(110)과 제1 전극(140) 사이의 접착력 감소 없이 소결 공정의 간소화 및 재료비를 절감시킴으로써 태양 전지의 효율이 더욱 증가할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 전면 전극을 형성한 후 후면 전극을 형성하였지만, 이에 한정하지 않고 후면 전극을 먼저 형성 한 후 전면 전극을 형성할 수 있다.
이하의 도 8 내지 도 10은 본 발명이 적용되는 태양 전지의 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 본 발명에 따른 전극 형성 방법이 적용될 수 있는 태양 전지의 다른 일례는 도 8에 도시한 바와 같이 도 1 및 도 2와 다르게, 제1 전극(140)이 제1 방향(x)으로 길게 뻗은 전면 핑거(141)뿐만 아니라, 전면 핑거(141)의 길이 방향과 교차하는 방향인 제2 방향(y)으로 길게 뻗은 전면 버스바(142)를 구비할 수도 있다.
또한, 제2 전극(150)은 반도체 기판(110)의 후면 위에 서로 이격되어 위치하며 제1 방향(x)으로 길게 뻗은 후면 핑거(151)과, 후면 핑거(151)와 길이 방향으로 교차하는 제2 방향(y)으로 길게 뻗은 후면 버스바(152)를 구비할 수 있다.
예를 들어, 후면 핑거(151)는 제1 전극(140)의 전면 핑거(141)에 대응하는 위치에 형성되고, 후면 버스바(152)는 제1 전극(140)의 전면 버스바(142)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 제1 전극(140)과 제2 전극(150)이 위치하는 구조를 갖는 태양 전지도 적용이 가능하다.
구체적으로, 우선, 반도체 기판(110)의 후면에 제1 불순물을 함유하는 에미터부(120)를 형성한다.
다음으로, 반도체 기판(110)의 후면에 위치하며 에미터부(120)와 이격되어 있으며, 제1 불순물과 반대인 제2 불순물을 함유한 후면 전계부(170)를 형성한다.
다음으로, 반도체 기판(110)의 후면과 마주하는 반도체 기판(110)의 전면에 보호부(130)를 형성한다.
다음으로, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅 또는 스핀 코팅 방법과 같은 다양한 전극 페이스트 도포 방법을 이용하여 에미터부(120)위에 제1 전극 페이스트(140a)를 도포하고, 후면 전계부(170) 위에 제2 전극 페이스트(150a)를 도포한 후, 광소결 장치(20)를 이용하여 에미터부(120) 위에 위치한 제1 전극(140)과 후면 전계부(170) 위에 위치한 제2 전극(150)을 형성한다. 즉, 반도체 기판(110)의 후면에 펄스 형태의 백색광을 조사하여 제1 전극 페이스트(140a) 및 제2 전극 페이스트(150a)를 소결시킴으로써, 에미터부(120)와 연결되는 제1 전극(140) 및 후면 전계부(170)와 연결되는 제2 전극(150)을 형성할 수 있다.
이때, 제1 전극 페이스트(140a)는 약 50 내지 80 중량%를 갖는 미세금속입자(1)와, 약 15 내지 40 중량%를 갖는 바인더(2)와, 약 5 내지 10 중량%를 갖는 솔벤트(3)로 이루어질 수 있다. 이와 같은 미세금속입자(1)의 함량은 바인더(2) 및 솔벤트(3)를 합한 함량보다 크고, 바인더(2)의 함량은 솔벤트(3)의 함량보다 큰 것이 바람직할 수 있다.
제2 전극 페이스트(150a)는 약 50 내지 80 중량%을 갖는 미세금속입자(1) 약 15 내지 40 중량%를 갖는 바인더(2)와 약 15 내지 40 중량%를 갖는 솔벤트(3)를 포함할 수 있다. 이와 같은 미세금속입자(1)의 함량은 바인더(2) 및 솔벤트(3)를 합한 함량보다 크고, 바인더(2)의 함량은 솔벤트(3)의 함량보다 큰 것이 바람직할 수 있다.
그리고, 도 10에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(110)의 후면에 제1 및 2 전극(140, 150)이 제1 면전극(140L, 150L)과 제2 면전극(140C, 150C)의 2층 구조가 위치하는 태양 전지도 적용이 가능하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110: 기판 120: 에미터부
130, 132: 제1 및 제2 반사 방지막 170: 후면 전계부
140: 제1 전극 150: 제2 전극
20: 광소결 장치 200: 광출력부
201: 제논 플래시 램프, 램프 202: 반사판
203: 광파장 필터 204: 광유도부
205: 냉각부 220: 이송부
1: 미세금속입자 2: 바인더
3: 솔벤트

Claims (20)

  1. 반도체 기판에 전극 페이스트를 도포하는 단계; 및
    광소결 장치를 이용하여 상기 전극 페이스트를 소결하여 전극을 형성하는 단계를 포함하는 태양 전지 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 페이스트는,
    미세금속입자, 바인더 및 용매제로 이루어진 태양 전지 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미세금속입자의 함량은 상기 바인더 및 상기 용매제의 합한 함량보다 크고, 상기 바인더의 함량은 상기 용매제의 함량보다 큰 태양 전지 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 미세금속입자의 함량은 약 50 내지 80 중량%인 태양 전지 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 바인더의 함량은 약 15 내지 40 중량%인 태양 전지 제조 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 용매제의 함량은 약 5 내지 10 중량%인 태양 전지 제조 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 미세금속입자는 Cu, Cu-Ni 또는 Cu-Ag 중 적어도 하나의 도전성 물질을 포함하는 태양 전지 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 미세금속입자는 마이크로 또는 나노 크기의 분말 형태인 태양 전지 제조 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 전극 페이스트를 소결하는 단계는,
    상기 전극 페이스트에 포함된 상기 용매제를 증발시키는 제1 증발 단계;
    펄스 형태의 백색광을 조사하여 상기 전극 페이스트에 포함된 상기 바인더를 증발시키는 제2 증발 단계; 및
    상기 미세금속입자를 소결하여 전극으로 형성하는 단계를 포함하는 태양 전지 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 펄스 형태의 백색광은 제논 플래시 램프(Xenon Flash Lamp)를 통해 형성되는 태양 전지 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 증발 단계는 저온에서 이루어지는 태양 전지 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 증발 단계의 온도가 서로 상이한 태양 전지 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 증발 단계의 증발 온도는 최소 100℃인 태양 전지 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 증발 단계의 증발 온도는 약 150℃ 이상인 태양 전지 제조 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제논 플래시 램프의 조사 시간은 약 0.1 ms 내지 10 ms인 태양 전지 제조 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제논 플래시 램프의 에너지는 약 1 J/㎠ 내지 100 J/㎠인 태양 전지 제조 방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 전극 페이스트는 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅 또는 스핀 코팅 방법에 의해 도포되는 태양 전지 제조 방법.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 광소결 장치는
    상기 전극 페이스트에 상기 펄스 형태의 백색광을 출력하고, 상기 펄스 형태의 백색광의 조사를 통해 상기 전극 페이스트를 소결하는 광출력부를 포함하는 태양 전지 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 광출력부는
    상기 제논 플래시 램프의 상부에 배치되어, 상기 제논 플래시 램프로부터 상기 반도체 기판의 반대방향으로 출력되는 상기 펄스 형태의 백색광에 대하여 상기 반도체 기판 방향으로 출력되도록 광경로를 변경하는 반사판;
    상기 제논 플래시 램프의 하부에 배치되어, 기설정된 파장대역을 갖는 상기 펄스 형태의 백색광만을 필터링하는 광파장 필터;
    상기 광파장 필터의 하부에 배치되어, 상기 펄스 형태의 백색광이 상기 전극 페이스트에 조사될 수 있도록 상기 펄스 형태의 백색광의 위치를 조절하는 광유도부; 및
    상기 제논 플래시 램프의 냉각을 위해 냉각 통로를 통해 냉각수를 상기 제논 플래시 램프로 공급하는 냉각부를 포함하는 태양 전지 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 광소결 장치는
    상기 광출력부의 하부에 배치되어, 상기 반도체 기판을 일방향으로 이송시키는 이송부를 더 포함하는 태양 전지 제조 방법.
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