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KR20190140330A - Solar cell formed by bonding - Google Patents

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KR20190140330A
KR20190140330A KR1020180067010A KR20180067010A KR20190140330A KR 20190140330 A KR20190140330 A KR 20190140330A KR 1020180067010 A KR1020180067010 A KR 1020180067010A KR 20180067010 A KR20180067010 A KR 20180067010A KR 20190140330 A KR20190140330 A KR 20190140330A
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double
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문승필
김효진
강성현
이현행
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한국전력공사
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Abstract

The present invention relates to a multijunction photovoltaic cell formed by wafer bonding. More specifically, the multijunction photovoltaic cell comprises: heterojunction photovoltaic cell units including an III-V compound semiconductor; and a base photovoltaic cell formed with a semiconductor including silicon disposed at lower portion of the arrangement of the photovoltaic cell units. The lower portion of the heterojunction photovoltaic cell units and an upper portion of the base photovoltaic cell are formed of materials, which may be bonded to each other by wafer bonding. The heterojunction photovoltaic unit cells form a constant array on the base photovoltaic cell. Furthermore, the heterojunction photovoltaic unit cells of the multijunction photovoltaic cell include a first photovoltaic cell, a second photovoltaic cell disposed under the first photovoltaic cell, and a first tunnel barrier disposed between the first and second photovoltaic cells.

Description

본딩을 이용한 태양전지{Solar cell formed by bonding}Solar cell using bonding {Solar cell formed by bonding}

본 발명은 태양전지에 관한 것으로, 특히 III-V 화합물 태양전지를 포함하는 태양전지에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell, and more particularly to a solar cell comprising a III-V compound solar cell.

태양전지는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 형성된다. 일반적으로 태양전지는 P형 반도체와 N형 반도체로 이루어지며, 빛을 비추면 전하가 이동하여 전위차가 발생하게 된다.Solar cells are formed to convert light energy into electrical energy. In general, a solar cell is composed of a P-type semiconductor and an N-type semiconductor, and when light shines, electric charges move to generate a potential difference.

특히, III-V 화합물 반도체 태양전지는 고배율 집광에 유리하고 효율이 높은 특징이 있다. 또한, III-V 화합물 반도체 태양전지는 다양한 흡수 대역을 가지는 태양전지를 적층할 수 있어, 단일접합(single junction) 구조보다 진보된 다중접합(multi-junction) 탠덤(tandem) 구조의 태양전지를 만들 수 있다. In particular, III-V compound semiconductor solar cells are advantageous for high magnification and have high efficiency. In addition, III-V compound semiconductor solar cells can stack solar cells having various absorption bands, thereby making a solar cell having a multi-junction tandem structure more advanced than a single junction structure. Can be.

종래의 다중접합 태양전지는 격자부정합(metamorphic) 성장기법을 이용한 GaInP 태양전지(top cell)/GaAs 태양전지(middle cell) /Ge 태양전지(bottom cell)의 적층형 태양전지로 구현되었다. 하지만, 태양전지 사이에 격자상수가 불일치하여 불일치하는 격자상수를 줄여주는 층이 필요하였다. 상세하게 격자상수의 불일치를 줄여주는 층은 GaAs 기판과 동일한 격자상수를 갖고 있으면서 에너지 밴드갭이 1.0eV 보다 작은 III-V 물질로 구성될 수 있다. 즉, 태양전지 사이에는 광전효율에 불필요한 5.0 um 이상의 두께를 가지는 GaInP 화합물 반도체로 형성되는 그레이딩(grading) 층이 존재하였다. Conventional multi-junction solar cells have been implemented as stacked solar cells of GaInP solar cells (top cells) / GaAs solar cells (middle cells) / Ge solar cells (bottom cells) using a lattice mismatched growth technique. However, the lattice constants between the solar cells were inconsistent and a layer was needed to reduce the inconsistent lattice constant. In detail, the layer that reduces the mismatch of lattice constant may be composed of III-V material having the same lattice constant as the GaAs substrate and having an energy band gap of less than 1.0 eV. That is, a grading layer formed of a GaInP compound semiconductor having a thickness of 5.0 μm or more, which is unnecessary for photoelectric efficiency, existed between solar cells.

GaInP 화합물 반도체로 형성되는 그레이딩 층과 GaInP 태양전지(top cell)을 구성하는 GaInP 화합물 반도체층에 포함된 인듐(In)은 고가의 물질이므로 다중접합 태양전지를 제조하는 비용이 높아지는 문제점이 있었다.Since the indium (In) included in the grading layer formed of the GaInP compound semiconductor and the GaInP compound semiconductor layer constituting the GaInP top cell is an expensive material, there is a problem in that the cost of manufacturing a multi-junction solar cell increases.

또한, 다중접합 태양전지를 제조하기 위해서 유기금속화학증착법으로 GaInP 태양전지(top cell), GaAs 태양전지(middle cell) 및 그레이딩 층을 형성하는 에피성장이 진행되는 과정에서 에피성장에 소요되는 시간 외에 에피성장을 준비하기 위해 온도를 상승시키고 에피성장 완료 후 온도를 내리는 과장에서 많은 시간과 비용이 발생하는 문제점이 있었다. In addition, in order to manufacture a multi-junction solar cell, in addition to the time required for epi growth in the process of epitaxial growth of forming GaInP solar cell (top cell), GaAs solar cell (middle cell) and grading layer by organometallic chemical vapor deposition In order to prepare for epi growth, there was a problem in that a lot of time and cost were generated in the exaggeration of temperature increase and temperature reduction after completion of epi growth.

본 발명의 일 목적은 다중접합 태양전지에서 고가의 인듐(In)의 소모량을 줄이고, 광전환 효율이 향상된 다중접합 태양전지를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to reduce the consumption of expensive indium (In) in a multi-junction solar cell, to provide a multi-junction solar cell with improved light conversion efficiency.

본 발명의 다른 일 목적은 다중접합 태양전지의 제조방법에서 소모되는 시간과 비용을 절감된 다중접합 태양전지의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a multi-junction solar cell which is reduced in time and cost consumed in the method of manufacturing a multi-junction solar cell.

본 발명은 웨이퍼 본딩을 이용한 다중접합 태양전지에 관한 것이다. 상세하게, 본 발명의 다중접합 태양전지는 III-V족 화합물 반도체를 포함하는 이중접합 태양전지 단위체; 및 상기 태양전지 단위체의 배열의 하부에 배치되는 실리콘을 포함하는 반도체로 형성되는 베이스 태양전지를 포함하고, 상기 이중접합 태양전지 단위체의 하부 및 상기 베이스 태양전지의 상부는 서로 웨이퍼 본딩으로 결합가능한 재질로 형성되고, 상기 베이스 태양전지 상에 복수의 이중접합 태양전지 단위체가 일정한 배열을 형성한다. 나아가, 본 발명의 다중접합 태양전지의 상기 이중접합 태양전지 단위체는, 제1태양전지; 제1태양전지와 하부에 배치되는 제2태양전지; 및 제1태양전지와 제2태양전지 사이에 배치되는 제1터널 배리어를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a multi-junction solar cell using wafer bonding. In detail, the multi-junction solar cell of the present invention includes a double-junction solar cell unit comprising a III-V compound semiconductor; And a base solar cell formed of a semiconductor including silicon disposed under the array of solar cell units, wherein a lower portion of the double junction solar cell unit and an upper portion of the base solar cell are coupled to each other by wafer bonding. And a plurality of double junction solar cell units on the base solar cell to form a constant array. Further, the double junction solar cell unit of the multi-junction solar cell of the present invention, the first solar cell; A first solar cell and a second solar cell disposed below; And a first tunnel barrier disposed between the first solar cell and the second solar cell.

실시예에 있어서, 상기 이중접합 태양전지 단위체의 제1태양전지는 AlGaAs 화합물 반도체로 형성되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the first solar cell of the double junction solar cell unit is formed of an AlGaAs compound semiconductor.

실시예에 있어서, 상기 이중접합 태양전지 단위체의 제2태양전지는 GaAs 화합물 반도체로 형성되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the second solar cell of the double junction solar cell unit is formed of a GaAs compound semiconductor.

실시예에 있어서, 상기 이중접합 태양전지 단위체와 상기 베이스 태양전지 사이에는 제2터널 배리어를 포함하는 것을 특징으로 한다.In an exemplary embodiment, a second tunnel barrier may be provided between the double junction solar cell unit and the base solar cell.

실시예에 있어서, 상기 이중접합 태양전지 단위체의 배열 사이로 드러난 상기 베이스 태양전지의 표면은 소정의 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the surface of the base solar cell exposed between the array of double junction solar cell units has a predetermined shape.

실시예에 있어서, 상기 베이스 태양전지는 실리콘 태양전지로 형성되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the base solar cell is characterized in that formed of a silicon solar cell.

실시예에 있어서, 상기 베이스 태양전지는 Si/SiGe 이중접합 태양전지로 형성되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the base solar cell is characterized in that formed of a Si / SiGe double junction solar cell.

실시예에 있어서, 상기 이중접합 태양전지 단위체의 배열에 대응되는 집광렌즈를 구비하는 광투과층을 구비하는 것을 특징으로 한다. In an embodiment, it characterized in that it comprises a light transmitting layer having a condenser lens corresponding to the arrangement of the double junction solar cell unit.

또한, 본 발명의 다중접합 태양전지 제조방법에 있어서, 베이스 태양전지를 준비하는 단계; 성장기판 상에 희생층, 제1태양전지층, 제1터널배리어층, 제2태양전지층를 순차적으로 성장시켜 III-V족 화합물 반도체를 포함하는 이중접합 태양전지층을 형성하는 단계; 상기 이중접합 태양전지층을 형성하는 단계를 복수회 반복하여 다층의 이중접합 태양전지층을 형성하는 단계; 제1식각용액으로 상기 다층의 이중접합 태양전지층 중 최상부에 위치한 이중접합 태양전지층을 일정한 패턴으로 식각하여 이중접합 태양전지 단위체 및 단위체의 배열을 형성하는 단계; 상기 이중접합 태양전지 단위체 및 단위체의 배열을 베이스 태양전지에 웨이퍼 본딩으로 결합하는 단계; 및 제2식각용액으로 최상부에 위치한 이중접합 태양전지층의 제2태양전지와 인접한 희생층을 식각하는 단계를 포함한다. 상세하게, 상기 희생층을 식각하는 단계에서 이중접합 태양전지 단위체 및 단위체의 배열이 상기 다층의 이중접합 태양전지로부터 분리되고, 상기 이중접합 태양전지 단위체 및 단위체의 배열을 형성하는 단계부터 상기 희생층을 식각하는 단계를 복수회 반복하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the multi-junction solar cell manufacturing method of the present invention, preparing a base solar cell; Sequentially growing a sacrificial layer, a first solar cell layer, a first tunnel barrier layer, and a second solar cell layer on the growth substrate to form a double junction solar cell layer including a III-V compound semiconductor; Repeating the step of forming the double junction solar cell layer a plurality of times to form a multilayer double junction solar cell layer; Etching the double-junction solar cell layer positioned on the top of the multilayer double-junction solar cell layer with a first etching solution in a predetermined pattern to form an array of double-junction solar cell units and units; Coupling the double junction solar cell unit and the array of units to a base solar cell by wafer bonding; And etching the sacrificial layer adjacent to the second solar cell of the double junction solar cell layer positioned on the top with the second etching solution. In detail, in the etching of the sacrificial layer, the double junction solar cell unit and the array of units are separated from the multilayer double junction solar cell, and the forming of the array of the double junction solar cell unit and the unit is performed from the sacrificial layer. It is characterized in that for repeating the etching a plurality of times.

실시예에 있어서, 상기 베이스 태양전지를 준비하는 단계에서 상기 베이스 태양전지는 실리콘 태양전지로 형성되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, in the preparing of the base solar cell, the base solar cell is formed of a silicon solar cell.

실시예에 있어서, 상기 베이스 태양전지를 준비하는 단계에서 상기 베이스 태양전지는 Si/SiGe 이중접합 태양전지로 형성되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, in the preparing of the base solar cell, the base solar cell is formed of a Si / SiGe double junction solar cell.

실시예에 있어서, 상기 베이스 태양전지를 준비하는 단계에서 상기 베이스 태양전지의 상부에는 제2터널 배리어를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the preparing of the base solar cell may further include forming a second tunnel barrier on the base solar cell.

실시예에 있어서, 상기 이중접합 태양전지층을 형성하는 단계에서 희생층은 AlAs층으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, in the forming of the double junction solar cell layer, the sacrificial layer is formed of an AlAs layer.

실시예에 있어서, 상기 이중접합 태양전지층을 형성하는 단계에서 제1태양전지층은 AlGaAs 화합물 반도체로 형성되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, in the forming of the double junction solar cell layer, the first solar cell layer is formed of an AlGaAs compound semiconductor.

실시예에 있어서, 상기 이중접합 태양전지층을 형성하는 단계에서 제2태양전지층은 GaAs 화합물 반도체로 형성되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, in the forming of the double junction solar cell layer, the second solar cell layer is formed of a GaAs compound semiconductor.

실시예에 있어서, 상기 이중접합 태양전지 단위체 및 단위체의 배열을 형성하는 단계에서 상기 제1식각용액은 상기 제1태양전지층, 제1터널배리어층 및 제2태양전지층을 식각하는 것을 특징으로 한다.In example embodiments, in the forming of the double junction solar cell unit and the array of units, the first etching solution may etch the first solar cell layer, the first tunnel barrier layer, and the second solar cell layer. do.

실시예에 있어서, 상기 희생층을 식각하는 단계 다음에 상기 이중접합 태양전지 단위체의 배열 사이의 상기 베이스 태양전지의 표면을 식각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include etching the surface of the base solar cell between the array of the double junction solar cell units after the etching of the sacrificial layer.

실시예에 있어서, 상기 이중접합 태양전지 단위체의 배열에 대응되는 집광렌즈를 구비하는 광투과층을 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the method may further include stacking a light transmitting layer including a condenser lens corresponding to the arrangement of the double junction solar cell unit.

본 발명의 다중접합 태양전지에서는 고가의 인듐이 배제된 제1태양전지를 제공하고, GaInP 화합물 반도체로 형성되는 그레이딩 층을 배제하여 인듐의 소모량을 줄일 수 있어 비용을 절감하는 효과가 있다.In the multi-junction solar cell of the present invention, it is possible to provide a first solar cell in which expensive indium is excluded, and to reduce the consumption of indium by excluding a grading layer formed of a GaInP compound semiconductor, thereby reducing costs.

또한, 다중접합 태양전지의 제조방법에서 성장기판에 이중접합 태양전지층를 형성하는 단계를 복수회 반복하여, 다층의 이중접합 태양전지층을 형성하는 단계를 포함하여 다중접합 태양전지 제조 시에 소요되는 성장시간과 비용을 절감하는 효과가 있다. In addition, in the method of manufacturing a multi-junction solar cell, a step of forming a double-junction solar cell layer on a growth substrate is repeated a plurality of times, including forming a multi-junction solar cell layer of a multi-junction solar cell. It can save growth time and cost.

또한, 이중접합 태양전지층을 식각하여 이중접합 태양전지 단위체를 형성하고, 웨이퍼 본딩으로 순차적으로 베이스 태양전지에 이중접합 태양전지 단위체를 결합한 다음 희생층을 식각하여 다층의 이중접합 태양전지층에서 이중접합 태양전지 단위체를 분리한다. 이에, 하나의 성장기판에 형성된 다층의 이중접합 태양전지층을 한층 씩 이중접합 태양전지 단위체를 형성하는 단계 내지 희생층을 식각하는 단계를 반복하여 다중접합 태양전지를 제조하므로, 베이스 태양전지에 결합하므로 다중접합 태양전지를 생산에 소모되는 성장기판 단가를 절감하는 효과가 있다.In addition, the double-junction solar cell layer is etched to form a double-junction solar cell unit, and by bonding the double-junction solar cell unit to the base solar cell in sequence by wafer bonding, the sacrificial layer is etched to double the double-junction solar cell layer. Separate the junction solar cell unit. Thus, by repeating the steps of forming a double-junction solar cell unit of each layer of the double-junction solar cell layer formed on one growth substrate to etching the sacrificial layer to manufacture a multi-junction solar cell, it is coupled to the base solar cell Therefore, there is an effect of reducing the growth substrate cost consumed in producing multi-junction solar cells.

도 1은 본 발명의 다중접합 태양전지의 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다중접합 태양전지의 변형례를 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다중접합 태양전지의 제조방법을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다중접합 태양전지의 제조방법의 변형례를 나타낸 개념도이다.
1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a multi-junction solar cell of the present invention.
2 is a partially enlarged view of a portion A of FIG. 1.
3 and 4 are conceptual views showing a modification of the multi-junction solar cell of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating a method of manufacturing a multi-junction solar cell of the present invention.
6 is a conceptual diagram illustrating a modification of the manufacturing method of the multi-junction solar cell of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 서로 다른 실시예라도 동일, 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments disclosed herein will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and different embodiments may be assigned the same or similar reference numerals for the same or similar components, and description thereof will be replaced with the first description. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural forms unless the context clearly indicates otherwise. The suffix "part" for components used in the following description is given or mixed in consideration of ease of specification, and does not have meanings or roles that are distinguished from each other. In addition, in describing the embodiments disclosed herein, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, the detailed description thereof will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the embodiments disclosed in the present specification and are not to be construed as limiting the technical spirit disclosed in the present specification by the accompanying drawings.

또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Also, when an element such as a layer, region or substrate is referred to as being on another component "on", it is to be understood that it may be directly on another element or intermediate elements may be present therebetween. There will be.

이하, 본 발명의 다중접합 태양전지에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the multi-junction solar cell of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 다중접합 태양전지(100)의 실시예를 나타내는 개념도이고, 도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a multi-junction solar cell 100 of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view of portion A of FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 다중접합 태양전지(100)는 직접 천이형 밴드갭을 가지는 III-V족 화합물 반도체를 포함하여 실리콘 태양전지에 비해 광 흡수율이 높다는 장점이 있다. 또한, 발명의 다중접합 태양전지(100)는 제1태양전지(111), 제2태양전지(112)를 포함하는 이중접합 태양전지 단위체(110) 및 베이스 태양전지(120)를 적층하여 태양광 전체 파장을 흡수하여 전기를 생산하도록 이루어질 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the multi-junction solar cell 100 of the present invention has a high light absorption rate compared to a silicon solar cell including a III-V compound semiconductor having a direct transition band gap. In addition, the multi-junction solar cell 100 of the invention stacks the double-junction solar cell unit 110 and the base solar cell 120 including the first solar cell 111, the second solar cell 112 and the solar light It can be made to absorb the full wavelength to produce electricity.

제1태양전지(111), 제2태양전지(112), 베이스 태양전지(120) 순으로 밴드갭이 작아질 수 있다. 즉, 가장 밴드갭이 큰 제1태양전지(111)가 가장 상부에 위치하여, 태양광을 가장 먼저 흡수할 수 있다. 이어서, 중간 밴드갭을 갖는 제2태양전지(112)가 가운데 위치하고, 가장 밴드갭이 작은 베이스 태양전지(120)가 가장 하부에 위치하여 순차적으로 태양광을 흡수할 수 있다. The band gap may be reduced in order of the first solar cell 111, the second solar cell 112, and the base solar cell 120. That is, the first solar cell 111 having the largest band gap is positioned at the top, and thus may absorb sunlight first. Subsequently, the second solar cell 112 having an intermediate band gap is positioned at the center, and the base solar cell 120 having the smallest band gap is located at the bottom thereof to sequentially absorb sunlight.

상세하게, 제1태양전지(111)는 300 내지 670 nm 파장의 태양광을 흡수하여 전기를 생산하고, 제2태양전지(112)는 500 내지 890 nm 파장의 태양광을 흡수하여 전기를 생산하고, 베이스 태양전지(120)는 650 내지 1180 nm 파장의 태양광을 흡수하여 전기를 생산하므로, 다중접합 태양전지(100)는 태양광의 전체 파장을 여러 부분으로 나누어 효율적으로 사용할 수 있다. 이에 다중접합 태양전지(100)는 단일접합 태양전지보다 높은 변환 효율을 얻을 수 있다.In detail, the first solar cell 111 absorbs sunlight having a wavelength of 300 to 670 nm to produce electricity, and the second solar cell 112 absorbs sunlight having a wavelength of 500 to 890 nm to produce electricity. Since the base solar cell 120 absorbs sunlight having a wavelength of 650 to 1180 nm to produce electricity, the multi-junction solar cell 100 can efficiently use the entire wavelength of the solar light by dividing it into several parts. Accordingly, the multijunction solar cell 100 may obtain higher conversion efficiency than the single junction solar cell.

이하에서는 다중접합 태양전지(100)는 이중접합 태양전지의 단위체(110) 및 베이스 태양전지(120)을 포함한다.Hereinafter, the multi-junction solar cell 100 includes a unit body 110 and a base solar cell 120 of a double junction solar cell.

이중접합 태양전지의 단위체(110)는 III-V족 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 이중접합 태양전지 단위체(110)의 제1태양전지(111)는 AlGaAs 화합물 반도체로 형성되고, 제2태양전지(112)는 GaAs 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 제1태양전지(111)가 AlGaAs 화합물 반도체로 형성되어 제2태양전지(112)는 GaAs 화합물 반도체와의 격자상수 불일치를 해소할 수 있으므로, 태양전지 사이에는 광전효율에 불필요한 5.0 um 이상의 두께를 가지는 GaInP 화합물 반도체로 형성되는 그레이딩(grading) 층이 배제될 수 있다. 나아가, GaInP 화합물 반도체로 형성되는 그레이딩 층과 종래의 GaInP 태양전지(top cell)을 구성하는 GaInP 화합물 반도체층에 포함된 고가의 인듐(In)이 배제되므로 다중접합 태양전지를 제조하는 비용을 절감할 수 있다.The unit 110 of the double junction solar cell may include a III-V compound semiconductor. The first solar cell 111 of the double junction solar cell unit 110 may be formed of an AlGaAs compound semiconductor, and the second solar cell 112 may be formed of a GaAs compound semiconductor. Since the first solar cell 111 is formed of an AlGaAs compound semiconductor and the second solar cell 112 can eliminate the lattice constant mismatch with the GaAs compound semiconductor, the solar cell has a thickness of 5.0 um or more that is unnecessary for photoelectric efficiency between the solar cells. A grading layer formed of a GaInP compound semiconductor may be excluded. Furthermore, the cost of manufacturing a multi-junction solar cell can be reduced since the grading layer formed of the GaInP compound semiconductor and the expensive indium (In) included in the GaInP compound semiconductor layer constituting the conventional GaInP solar cell are excluded. Can be.

일 실시예에서, AlGaAs 화합물 반도체로 형성되는 제1태양전지(111)는 제1도전형 반도체층(111a)과 제2도전형 반도체층(111b)으로 형성될 수 있다. 제1도전형 반도체층(111a)과 제2도전형 반도체층(111b)은 각각 복수의 층을 포함할 수도 있다. 덧붙여, 제1태양전지(111)는 0.9 내지 2.0 ㎛ 범위의 두께로 형성되어 300 내지 670 nm 파장의 태양광으로 전기를 생산하도록 형성될 수 있다.In an embodiment, the first solar cell 111 formed of the AlGaAs compound semiconductor may be formed of the first conductive semiconductor layer 111a and the second conductive semiconductor layer 111b. The first conductive semiconductor layer 111a and the second conductive semiconductor layer 111b may each include a plurality of layers. In addition, the first solar cell 111 may be formed to have a thickness in the range of 0.9 to 2.0 μm to produce electricity with sunlight having a wavelength of 300 to 670 nm.

또한, GaAs 화합물 반도체로 형성되는 제2태양전지(112)는 제1도전형 반도체층(112a)과 제2도전형 반도체층(112b)으로 형성될 수 있다. 제1도전형 반도체층(112a)과 제2도전형 반도체층(112b)은 각각 복수의 층을 포함할 수도 있다. 덧붙여, 제2태양전지(112)는 0.6 내지 1.5 ㎛ 범위의 두께로 형성되어 500 내지 890 nm 파장의 태양광으로 전기를 생산하도록 형성될 수 있다.In addition, the second solar cell 112 formed of the GaAs compound semiconductor may be formed of the first conductive semiconductor layer 112a and the second conductive semiconductor layer 112b. The first conductive semiconductor layer 112a and the second conductive semiconductor layer 112b may each include a plurality of layers. In addition, the second solar cell 112 may be formed to have a thickness ranging from 0.6 to 1.5 μm to produce electricity with sunlight having a wavelength of 500 to 890 nm.

한편, 베이스 태양전지(120)는 이중접합 태양전지 단위체(110)의 하부에 배치되고, 실리콘을 포함하는 반도체로 형성될 수 있다. 전술된 제1태양전지(111) 및 제2태양전지(112)와 마찬가지로 제1도전형 반도체층(120a)과 제2도전형 반도체층(120b)으로 형성될 수 있으며, 제1도전형 반도체층(120a)과 제2도전형 반도체층(120b)은 각각 복수의 층을 포함할 수도 있다. 또한, 베이스 태양전지(120)는 150 내지 500 ㎛ 범위의 두께로 형성되어 650 내지 1180 nm 파장의 태양광으로 전기를 생산하도록 형성될 수 있다. 나아가, 베이스 태양전지(120)는 Si/SiGe 이중접합 태양전지로 형성되는 예도 가능하다. 이에, 다중접합 태양전지(100)는 더욱 높은 효율을 가질 수 있다.Meanwhile, the base solar cell 120 may be disposed under the double junction solar cell unit 110 and be formed of a semiconductor including silicon. Similar to the first solar cell 111 and the second solar cell 112 described above, the first conductive semiconductor layer 120a and the second conductive semiconductor layer 120b may be formed, and the first conductive semiconductor layer may be formed. 120a and the second conductive semiconductor layer 120b may each include a plurality of layers. In addition, the base solar cell 120 may be formed to have a thickness in the range of 150 to 500 ㎛ to produce electricity with sunlight of 650 to 1180 nm wavelength. Further, the base solar cell 120 may be formed of a Si / SiGe double junction solar cell. Thus, the multi-junction solar cell 100 may have a higher efficiency.

덧붙여, 상기 제1도전형 반도체층은 n형 반도체층이 될 수 있으며, 제2도전형 반도체층은 p형 반도체층이 될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1도전형이 p형이 되고 제2도전형이 n형이 되는 예시도 가능하다.In addition, the first conductive semiconductor layer may be an n-type semiconductor layer, and the second conductive semiconductor layer may be a p-type semiconductor layer. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and an example in which the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type is also possible.

한편, 다중접합 태양전지(100)는 제1터널 배리어(111)와 제2터널 배리어(130)를 포함한다. 제1태양전지(111)와 제2태양전지(112) 사이에는 제1터널 배리어(113)가 배치될 수 있다. 이에, 제1태양전지(111)와 제2태양전지(112)가 서로 직렬 연결될 수 있다.Meanwhile, the multi-junction solar cell 100 includes a first tunnel barrier 111 and a second tunnel barrier 130. The first tunnel barrier 113 may be disposed between the first solar cell 111 and the second solar cell 112. Thus, the first solar cell 111 and the second solar cell 112 may be connected in series with each other.

또한, 이중접합 태양전지의 단위체(110)와 베이스 태양전지(120) 사이에는 제2터널 배리어(130)가 배치될 수 있다. 이에, 이중접합 태양전지의 단위체(110)와 베이스 태양전지(120)가 서로 직렬 연결될 수 있다.In addition, a second tunnel barrier 130 may be disposed between the unit body 110 and the base solar cell 120 of the double junction solar cell. Thus, the unit body 110 and the base solar cell 120 of the double junction solar cell may be connected in series with each other.

제1터널 배리어(113) 및 제2터널 배리어(130)는 터널링 효과를 통해 캐리어를 이동시키기 때문에 터널링의 최적 확률을 위한 두께가 형성되어야 하며, 터널링의 최적 확률을 위한 두께는 본 발명에서 0.1 내지 5 nm의 범위를 가질 수 있다.Since the first tunnel barrier 113 and the second tunnel barrier 130 move carriers through the tunneling effect, a thickness for optimal probability of tunneling should be formed, and the thickness for optimal probability of tunneling is 0.1 to It may have a range of 5 nm.

덧붙여, 이중접합 태양전지의 단위체(110)는 베이스 태양전지(120) 상에 배열을 이루며 배치될 수 있으며, 이중접합 태양전지의 단위체(110)와 베이스 태양전지(120)는 서로 웨이퍼 본딩으로 결합될 수 있다. 즉, 이중접합 태양전지 단위체(110)의 하부 및 베이스 태양전지(120)의 상부는 서로 웨이퍼 본딩으로 결합 가능한 재질로 형성될 수 있다. 여기서 웨이퍼 본딩은 접착제를 사용하지 않고 열과 압력을 가하여 서로 다른 기판을 접합하는 기술이다.In addition, the unit body 110 of the double junction solar cell may be arranged in an arrangement on the base solar cell 120, the unit body 110 and the base solar cell 120 of the double junction solar cell are bonded to each other by wafer bonding. Can be. That is, the lower portion of the double junction solar cell unit 110 and the upper portion of the base solar cell 120 may be formed of a material that can be bonded to each other by wafer bonding. Here, wafer bonding is a technique of bonding different substrates by applying heat and pressure without using an adhesive.

도 3 및 도 4는 본 발명의 다중접합 태양전지의 변형례를 나타내는 개념도이다.3 and 4 are conceptual views showing a modification of the multi-junction solar cell of the present invention.

도 3을 참조하면, 다중접합 태양전지(200)의 베이스 태양전지(220)의 표면은 소정의 형상을 가질 수 있다. 상세하게, 이중접합 태양전지 단위체(210)의 배열 사이로 드러난 베이스 태양전지(220)의 표면은 에칭되어 평면보다 더 넓은 면적을 가지도록 형성될 수 있다. 이에, 베이스 태양전지(220)의 수광면이 넓어지므로 더 많은 전류를 생성하여 태양전지의 효율이 상승할 수 있다. Referring to FIG. 3, the surface of the base solar cell 220 of the multi-junction solar cell 200 may have a predetermined shape. In detail, the surface of the base solar cell 220 exposed between the array of the double junction solar cell unit 210 may be etched to have a larger area than the plane. Thus, since the light receiving surface of the base solar cell 220 is wider, more current may be generated to increase the efficiency of the solar cell.

덧붙여, 상기 소정 형상은 피라미드 형상, 역피라미드 형상, V형 홈으로 형성된 형상, 반원형으로 오목하게 형성된 형상, 반원형으로 볼록하게 형성된 형상 또는 이들의 복합적인 형상으로 형성될 수 있다. 상기 소정 형상에 관한 위 열거 사항은 예시적일 뿐 이중접합 태양전지 단위체(210)의 배열 사이로 드러난 베이스 태양전지(220)의 표면의 면적이 평면보다 더 넓은 면적을 가지도록 형성되는 형상이라면 그 형상에 한정되는 것은 아니다.In addition, the predetermined shape may be formed into a pyramid shape, an inverted pyramid shape, a shape formed by a V-shaped groove, a shape formed concave in a semicircle, a shape formed convex in a semicircle, or a combination thereof. The above enumeration regarding the predetermined shape is merely illustrative, and if the area of the surface of the base solar cell 220 exposed between the array of the double junction solar cell unit 210 is formed to have a larger area than the plane, It is not limited.

한편, 도 4를 참조하면, 다중접합 태양전지(300)는 이중접합 태양전지 단위체(310)의 배열에 대응되는 집광렌즈(341)를 구비하는 글래스층(340)을 더 구비할 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 4, the multi-junction solar cell 300 may further include a glass layer 340 including a condenser lens 341 corresponding to the arrangement of the double junction solar cell unit 310.

일 실시예에서, 집광렌즈(341)는 태양광을 집광하여 전기를 생산하도록 할 수있도록 형성되므로 집광렌즈(341)를 구비하는 광투과층(340)을 구비하는 다중접합 태양전지(300)의 광변환 효율이 상승될 수 있다. In one embodiment, the condenser lens 341 is formed to condense sunlight to produce electricity, so that the condensing lens 341 of the multi-junction solar cell 300 includes a light transmitting layer 340 having the condenser lens 341. The light conversion efficiency can be increased.

집광렌즈(341)는 태양광을 집광하기 위해서 이중접합 태양전지 단위체(310)를 향하여 볼록한 형성으로 형성될 수 있다. 또한, 광투과층(340)의 두께를 얇게하기 위해서 복수개의 동그라미띠를 구비하는 프레넬 렌즈(fresnel lesns)로 형성될 수도 있다. 나아가, 집광렌즈(341)들은 광투과층(340)에 동일 재질로 일체화 될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 집광렌즈(341)들은 광투과층(340)의 하면에 부착되는 별도의 렌즈형상의 부재가 될 수도 있다.The condenser lens 341 may be formed in a convex form toward the double junction solar cell unit 310 to condense sunlight. In addition, in order to reduce the thickness of the light transmitting layer 340 may be formed of a Fresnel lens (fresnel lesns) having a plurality of circle bands. Further, the condenser lenses 341 may be integrated with the light transmitting layer 340 of the same material. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the condenser lenses 341 may be separate lens-shaped members attached to the lower surface of the light transmitting layer 340.

한편, 광투과층(340)은 유리(glass), PC (polycarbonate), PMMA(Poly Methyl Meta Acrylate), Silicone 과 같은 광투과성 재질로 형성될 수 있다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리가 될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the light transmitting layer 340 may be formed of a light transmitting material such as glass, PC (polycarbonate), PMMA (Poly Methyl Meta Acrylate), or silicone. In addition, it may be a low iron tempered glass containing less iron in order to prevent the reflection of sunlight and to increase the transmittance of sunlight. However, the present invention is not limited thereto.

도 5는 본 발명의 다중접합 태양전지(100)의 제조방법을 나타낸 개념도이다. 이하 설명되는 다중접합 태양전지(100)의 제조방법에서는 앞선 실시예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음으로 갈음된다. 5 is a conceptual diagram illustrating a manufacturing method of the multi-junction solar cell 100 of the present invention. In the method of manufacturing the multi-junction solar cell 100 described below, the same or similar reference numerals are assigned to the same or similar components as the foregoing embodiments, and the description is replaced for the first time.

도 5를 참조하면, 베이스 태양전지(120)를 준비하고, 도 5의 (a) 내지 (h) 단계에 따라 다중접합 태양전지(100)를 제조할 수 있다. 베이스 태양전지(120)는 650 내지 1180 nm 파장의 태양광을 흡수하여 전기를 생산하도록 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5, the base solar cell 120 may be prepared, and the multi-junction solar cell 100 may be manufactured according to steps (a) to (h) of FIG. 5. The base solar cell 120 may be formed to absorb electricity of 650 to 1180 nm wavelength to produce electricity.

우선, 베이스 태양전지(120)를 준비하는 단계에서 베이스 태양전지(120)는 실리콘을 포함하는 반도체로 형성된 실리콘 태양전지일 수 있다. 또한, 베이스 태양전지(120)는 Si/SiGe 이중접합 태양전지로 형성될 수도 있다. 한편, 베이스 태양전지(120)의 상부에는 터널배리어를 구비하여, 후술되는 이중접합 태양전지 단위체(110)와 직렬 연결될 수 있다. 상기 터널 배리어는 후술되는 이중접합 태양전지 단위체에 구비된 제1터널배리어(미도시)와 구분하기 위하여 제2터널배리어로 명명할 수 있다.First, in the preparing of the base solar cell 120, the base solar cell 120 may be a silicon solar cell formed of a semiconductor including silicon. In addition, the base solar cell 120 may be formed of a Si / SiGe double junction solar cell. On the other hand, the upper portion of the base solar cell 120 is provided with a tunnel barrier, it may be connected in series with the double junction solar cell unit 110 to be described later. The tunnel barrier may be referred to as a second tunnel barrier to distinguish it from a first tunnel barrier (not shown) provided in a double junction solar cell unit to be described later.

도 5의 (a) 단계에서 성장기판(W) 상에 희생층(150), 제1태양전지층(111'), 제1터널배리어(미도시), 제2태양전지층(112')을 순차적으로 성장시켜 III-V족 화합물 반도체를 포함하는 이중접합 태양전지층(10)을 형성할 수 있다.In FIG. 5A, the sacrificial layer 150, the first solar cell layer 111 ′, the first tunnel barrier (not shown), and the second solar cell layer 112 ′ are formed on the growth substrate W. Referring to FIG. By sequentially growing, the double junction solar cell layer 10 including the III-V compound semiconductor may be formed.

구체적으로 성장기판(W)은 사파이어(spire) 기판, 실리콘(silicon) 기판 및 GaAs 기판과 같이 표면이 일정한 기판일 수 있다. 일 실시예에서, 희생층(150)은 특정 식각용액에 식각될 수 있는 층으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 AlAs층으로 형성될 수 있다Specifically, the growth substrate W may be a substrate having a constant surface, such as a sapphire substrate, a silicon substrate, and a GaAs substrate. In one embodiment, the sacrificial layer 150 may be formed of a layer that can be etched in a specific etching solution, preferably formed of an AlAs layer.

희생층(150) 상에 적층되는 제1태양전지층(111')은 인듐(In)이 배제된 AlGaAs 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 제1태양전지층(111')은 AlGaAs 화합물 반도체로 형성된 제1도전형 반도체층과 제2도전형 반도체층을 포함하고, 이들은 서로 접합되어 PN 접합을 형성하여 태양광으로 전기를 생성하도록 형성될 수 있다. 특히, 제1태양전지층(111')은 300 내지 670 nm 파장의 태양광을 흡수하여 전기를 생산할 수 있다.The first solar cell layer 111 ′ stacked on the sacrificial layer 150 may be formed of an AlGaAs compound semiconductor excluding indium (In). The first solar cell layer 111 ′ includes a first conductive semiconductor layer and a second conductive semiconductor layer formed of an AlGaAs compound semiconductor, which are bonded to each other to form a PN junction to generate electricity with sunlight. Can be. In particular, the first solar cell layer 111 ′ may generate electricity by absorbing sunlight having a wavelength of 300 to 670 nm.

한편, 제2태양전지층(112')은 GaAs 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 제1태양전지층(111')은 GaAs 화합물 반도체 형성된 제1도전형 반도체층과 제2도전형 반도체층을 포함하고, 이들은 서로 접합되어 PN 접합을 형성하여 태양광으로 전기를 생성하도록 형성될 수 있다. 제2태양전지층(112')는 500 내지 890 nm 파장의 태양광을 흡수하여 전기를 생산할 수 있다.Meanwhile, the second solar cell layer 112 ′ may be formed of a GaAs compound semiconductor. The first solar cell layer 111 ′ includes a first conductive semiconductor layer and a second conductive semiconductor layer on which a GaAs compound semiconductor is formed, which may be formed to be bonded to each other to form a PN junction to generate electricity with sunlight. have. The second solar cell layer 112 ′ may generate electricity by absorbing sunlight having a wavelength of 500 to 890 nm.

즉, 이중접합 태양전지층(10)을 형성하는 단계에서는 순차적으로 밴드갭이 큰 물질부터 적층 또는 성장한다. 상세하게, 희생층(150), 제1태양전지층(111'), 제2태양전지층(112')은 순으로 밴드갭이 크게 형성된다.That is, in the step of forming the double junction solar cell layer 10, the material having a large band gap is sequentially stacked or grown. In detail, the sacrificial layer 150, the first solar cell layer 111 ′, and the second solar cell layer 112 ′ are formed in a band gap in order.

덧붙여, 제1태양전지층(111')과 제2태양전지층(112') 사이에 배치된 제1터널배리어(미도시)에 의하여 제1태양전지층(111')과 제2태양전지층(112')은 서로 직렬 연결될 수 있다.In addition, the first solar cell layer 111 ′ and the second solar cell layer are formed by a first tunnel barrier (not shown) disposed between the first solar cell layer 111 ′ and the second solar cell layer 112 ′. 112 'may be connected in series with each other.

도 5의 (b) 단계에서는 이중접합 태양전지층(10)을 형성하는 단계를 복수회 반복하여 다층의 이중접합 태양전지층(10')을 형성할 수 있다. 이는 MOCVD(metal-organic chemical vapor deposition) 공정에 의하여 형성될 수 있다. 특히 도 5의 (b) 단계는 이중접합 태양전지층(10)을 형성하고 MOCVD 장비에서 연속하여 수행된다. In step (b) of FIG. 5, the step of forming the double junction solar cell layer 10 may be repeated a plurality of times to form a multilayer double junction solar cell layer 10 ′. It may be formed by a metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) process. In particular, step (b) of FIG. 5 forms the double junction solar cell layer 10 and is continuously performed in the MOCVD equipment.

즉, 다층의 이중접합 태양전지층(10')을 형성하는 것으로 단일층의 이중접합 태양전지층을 형성할 때에 온도 상승과 막의 성장 및 막의 성장 후 온도를 하강시키는 공정을 배제시킬 수 있다. 이에, 이중접합 태양전지층(10)을 형성하는 단계를 복수회 반복하여 다층의 이중접합 태양전지층(10')을 형성하는 단계를 포함하는 다중접합 태양전지의 제조방법은 공정 시에 소요되는 막의 성장시간과 비용을 절감하는 효과가 있다. That is, by forming a multi-layered double junction solar cell layer 10 ′, a process of increasing the temperature, growing the film, and lowering the temperature after the growth of the film can be eliminated when forming the single-layer double junction solar cell layer. Thus, the method of manufacturing a multi-junction solar cell comprising the step of forming the multi-junction solar cell layer 10 ′ by repeating the step of forming the double junction solar cell layer 10 a plurality of times is required during the process. This can reduce the growth time and cost of the membrane.

도 5의 (c) 단계에서는 공지의 포토리소그래피 기술에 따라 포토레지스트(160)를 도포한다. In step (c) of FIG. 5, the photoresist 160 is applied according to a known photolithography technique.

도 5의 (d) 단계에서는 개구(171)가 형성된 마스크(170)에 노광처리를 수행하여 경화영역(160a) 및 미경화영역(160b)을 형성하고, 공지의 포토리소그라피 기술에 따라 미경화영역(160b)을 세정하여 제거한다.In step (d) of FIG. 5, the hardening region 160a and the uncured region 160b are formed by performing an exposure process on the mask 170 having the opening 171, and the uncured region according to a known photolithography technique. 160b is cleaned and removed.

도 5의 (e) 단계에서는 제1식각용액으로 경화영역(160a)으로 보호된 부분 이외의 다층의 이중접합 태양전지층(10')의 최상부에 위치한 이중접합 태양전지층을 식각하여 이중접합 태양전지 단위체(110) 및 단위체의 배열을 형성한다. 이에, 이중접합 태양전지 단위체(110) 및 단위체의 배열이 형성된 다층의 이중접합 태양전지층체(10a)가 형성된다.In the step (e) of FIG. The battery unit 110 and the arrangement of the units are formed. As a result, a multi-junction solar cell layer body 10a having a double junction solar cell unit 110 and an array of units is formed.

일 실시예에서, 도 5의 (e) 단계의 제1식각용액은 시트르 산(citric acid)을 포함하여 선택적 식각을 수행할 수 있다. 상세하게, 제1식각용액으로 다층의 이중접합 태양전지층(10')의 최상부에 위치한 이중접합 태양전지층 중 제1태양전지층(111'), 제1터널배리어층(미도시), 제2태양전지층(112')를 식각하여 이중접합 태양전지 단위체(110) 및 단위체의 배열을 형성하고, 희생층(150)은 남기는 선택적 식각을 수행된다. In an embodiment, the first etching solution of step (e) of FIG. 5 may include selective etching, including citric acid. In detail, the first solar cell layer 111 ′, the first tunnel barrier layer (not shown), and the first double junction solar cell layer positioned on the top of the multilayer double junction solar cell layer 10 ′ as the first etching solution. The two solar cell layers 112 'are etched to form a double junction solar cell unit 110 and an array of units, and the sacrificial layer 150 is subjected to selective etching.

이후, 후속공정을 진행하도록 이중접합 태양전지 단위체(110)의 상부에 구비된 경화영역(160a)을 제거한다. Thereafter, the curing region 160a provided on the upper portion of the double junction solar cell unit 110 is removed to proceed to the subsequent process.

도 5의 (f) 단계에서는 이중접합 태양전지 단위체(110) 및 단위체의 배열을 베이스 태양전지(120)에 웨이퍼 본딩으로 결합한다. 웨이퍼 본딩은 접착제를 사용하지 않고 열과 압력을 가하여 서로 다른 기판을 접합하는 기술이다.In step (f) of FIG. 5, the double junction solar cell unit 110 and the array of units are bonded to the base solar cell 120 by wafer bonding. Wafer bonding is a technique of bonding different substrates by applying heat and pressure without using an adhesive.

도 5의 (g) 단계에서는 제2식각용액으로 최상부에 위치한 이중접합 태양전지층의 제2태양전지와 인접한 희생층의 식각이 수행되고, 희생층이 식각되어 이중접합 태양전지 단위체(100) 및 단위체의 배열이 다층의 이중접합 태양전지(10")로부터 분리될 수 있다. 상세하게, 단위체의 배열 사이의 공간으로 제2식각용액이 침투하여 최상부에 위치한 이중접합 태양전지층의 제2태양전지와 인접한 희생층의 식각이 쉽게 이루어질 수 있다.In the step (g) of FIG. 5, the sacrificial layer is etched adjacent to the second solar cell of the double junction solar cell layer positioned at the top with the second etching solution, and the sacrificial layer is etched to double-junction solar cell unit 100 and The array of units may be separated from the multilayer double junction solar cell 10 ". In detail, the second solar cell of the double junction solar cell layer positioned on the uppermost portion by penetration of the second etching solution into the space between the array of units. Etching of the sacrificial layer adjacent to can be easily accomplished.

일 실시예에서, AlAs층으로 형성되는 희생층(150)을 식각하기 위해서 제2식각용액은 불산(hydrofluoric acid, HF)을 포함할 수 있다. 바람직하게 제2식각용액은 불산과 아세톤의 혼합물로 형성될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 불산과 아세톤은 부피비로 1:1로 혼합되어 제2식각용액으로 사용될 수 있다.In an embodiment, the second etching solution may include hydrofluoric acid (HF) to etch the sacrificial layer 150 formed of the AlAs layer. Preferably, the second etching solution may be formed of a mixture of hydrofluoric acid and acetone, more preferably, hydrofluoric acid and acetone may be mixed in a volume ratio of 1: 1 to be used as the second etching solution.

상세하게, 희생층(150)의 식각을 살펴보면, 제1태양전지(111)을 형성하는 AlGaAs 층도 불산에 의하여 식각될 수 있다. 하지만, 제1태양전지(111)을 형성하는 AlGaAs 층은 AlAs 층으로 형성되는 희생층(150)에 비하여 100 분의 1 의 에칭속도를 가지므로 희생층이 에칭되는 동안 제1태양전지(111)을 형성하는 AlGaAs 층은 거의 에칭이 이루어지지 않으므로 다중접합 태양전지(100) 구조에 영향을 주지 않는다.In detail, the etching of the sacrificial layer 150 may be performed. The AlGaAs layer forming the first solar cell 111 may also be etched by hydrofluoric acid. However, since the AlGaAs layer forming the first solar cell 111 has an etching rate of one hundredth of that of the sacrificial layer 150 formed of the AlAs layer, the first solar cell 111 is formed while the sacrificial layer is etched. Since the AlGaAs layer forming is hardly etched, it does not affect the structure of the multi-junction solar cell 100.

또한, 최상부에 위치한 이중접합 태양전지층의 제2태양전지와 인접한 희생층 이외의 하부에 배치된 희생층은 바깥측면만 노출되어 있으므로 제2식각용액에 의하여 쉽게 식각되지 않는다.In addition, the sacrificial layer disposed below the sacrificial layer adjacent to the second solar cell of the double junction solar cell layer disposed on the uppermost portion is exposed to only the outer side thereof, so that the sacrificial layer is not easily etched by the second etching solution.

이에, 도 5의 (h) 단계에서는 본 발명의 다중접합 태양전지(100)가 제조될 수 있다. Thus, in step (h) of FIG. 5, the multi-junction solar cell 100 of the present invention may be manufactured.

나아가, 도 5의 (c) 내지 도 5의 (g) 단계를 복수회 반복하여, 연속적으로 베이스 태양전지(120)에 이중접합 태양전지 단위체(100)를 접합하여 다중접합 태양전지(100)를 제조할 수 있다. 즉, 포토레지스트(160)를 도포하여 이중접합 태양전지 단위체(100)를 형성하는 단계부터 희생층(150) 식각하는 단계를 복수회 반복하여 복수의 다중접합 태양전지(100)를 제조할 수 있다. Furthermore, repeating the steps of (c) to (g) of FIG. 5 a plurality of times, the multi-junction solar cell 100 by successively bonding the double junction solar cell unit 100 to the base solar cell 120. It can manufacture. That is, a plurality of multi-junction solar cells 100 may be manufactured by repeating the step of etching the sacrificial layer 150 a plurality of times by applying the photoresist 160 to form the double-junction solar cell units 100. .

이에, 하나의 성장기판에 형성된 다층의 이중접합 태양전지층을 한층 씩 이중접합 태양전지 단위체를 형성하는 단계 내지 희생층을 식각하는 단계를 반복하여 다중접합 태양전지를 제조하므로, 베이스 태양전지에 결합하므로 다중접합 태양전지를 생산에 소모되는 성장기판 단가를 절감하는 효과가 있다.Thus, by repeating the steps of forming a double-junction solar cell unit of each layer of the double-junction solar cell layer formed on one growth substrate to etching the sacrificial layer to manufacture a multi-junction solar cell, it is coupled to the base solar cell Therefore, there is an effect of reducing the growth substrate cost consumed in producing multi-junction solar cells.

도 6은 본 발명의 다중접합 태양전지(100)의 제조방법의 변형례를 나타낸 개념도이다.6 is a conceptual diagram showing a modification of the manufacturing method of the multi-junction solar cell 100 of the present invention.

도 6을 참조하면, 대면적으로 형성된 베이스 태양전지(120')에 복수개의 이중접합 태양전지 단위체(110) 및 단위체의 배열이 형성된 다층의 이중접합 태양전지층체(10a)를 웨이퍼 본딩으로 접합한 다음 희생층(150)을 식각하여 다중접합 태양전지(100')를 형성한다. 이어서, 대면적으로 형성된 베이스 태양전지(120')를 절단하여 한번의 공정으로 다수의 다중접합 태양전지(100)을 형성할 수도 있다.Referring to FIG. 6, a plurality of double-junction solar cell units 110 and a multi-layer double-junction solar cell layer body 10a in which an array of units are formed are bonded to a base solar cell 120 ′ formed with a large area by wafer bonding. Next, the sacrificial layer 150 is etched to form a multi-junction solar cell 100 ′. Subsequently, a large area of the base solar cell 120 'may be cut to form a plurality of multi-junction solar cells 100 in one process.

덧붙여, 희생층(150)을 식각한 다음에 이중접합 태양전지 단위체(110)의 배열 사이의 베이스 태양전지(120)의 표면을 식각하는 단계를 더 포함하여, 베이스 태양전지(120)의 표면에 소정의 형상을 형성할 수도 있다. 또한, 이중접합 태양전지 단위체(110)의 배열에 대응되는 집광렌즈를 구비하는 광투과층을 적층하는 단계를 더 포함하여 다중접합 태양전지를 제조할 수 도 있다.In addition, the method may further include etching the surface of the base solar cell 120 between the array of the double junction solar cell units 110 after etching the sacrificial layer 150, to the surface of the base solar cell 120. It is also possible to form a predetermined shape. In addition, the method may further include stacking a light transmitting layer including a light collecting lens corresponding to the arrangement of the double junction solar cell unit 110, to manufacture a multijunction solar cell.

이상에서 설명된 다중접합 태양전지는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The multi-junction solar cell described above is not limited to the configuration and method of the embodiments described above, but the embodiments may be configured by selectively combining all or part of the embodiments so that various modifications can be made. .

100, 200, 300: 다중접합 태양전지
110, 210, 310: 이중접합 태양전지 단위체
111, 211, 311: 제1태양전지
112, 212, 312: 제2태양전지
113, 213, 313: 제1터널 배리어
120, 220, 320: 베이스 태양전지
130, 230, 330: 제2터널 배리어
340: 광투과층
150: 희생층
160: 포토레지스트
100, 200, 300: multi-junction solar cell
110, 210, 310: double junction solar cell unit
111, 211, and 311: first solar cell
112, 212, and 312: second solar cell
113, 213, 313: Tunnel 1
120, 220, 320: base solar cell
130, 230, 330: Tunnel 2 barrier
340: light transmitting layer
150: sacrificial layer
160: photoresist

Claims (18)

III-V족 화합물 반도체를 포함하는 이중접합 태양전지 단위체; 및
상기 이중접합 태양전지 단위체의 배열의 하부에 배치되는 실리콘을 포함하는 반도체로 형성되는 베이스 태양전지를 포함하고,
상기 이중접합 태양전지 단위체의 하부 및 상기 베이스 태양전지의 상부는 서로 웨이퍼 본딩으로 결합가능한 재질로 형성되고,
상기 베이스 태양전지 상에 복수의 이중접합 태양전지 단위체가 일정한 배열을 형성하고,
상기 이중접합 태양전지 단위체는,
제1태양전지;
제1태양전지와 하부에 배치되는 제2태양전지; 및
제1태양전지와 제2태양전지 사이에 배치되는 제1터널 배리어를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지.
A double junction solar cell unit comprising a III-V compound semiconductor; And
A base solar cell formed of a semiconductor including silicon disposed under the array of the double junction solar cell units,
The lower portion of the double junction solar cell unit and the upper portion of the base solar cell are formed of a material that can be bonded to each other by wafer bonding,
On the base solar cell, a plurality of double junction solar cell units form a constant array,
The double junction solar cell unit,
A first solar cell;
A first solar cell and a second solar cell disposed below; And
And a first tunnel barrier disposed between the first solar cell and the second solar cell.
제1항에 있어서,
상기 이중접합 태양전지 단위체의 제1태양전지는 AlGaAs 화합물 반도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지.
The method of claim 1,
The first solar cell of the double junction solar cell unit is a multi-junction solar cell, characterized in that formed of AlGaAs compound semiconductor.
제1항에 있어서,
상기 이중접합 태양전지 단위체의 제2태양전지는 GaAs 화합물 반도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지.
The method of claim 1,
The second solar cell of the double junction solar cell unit is a multi-junction solar cell, characterized in that formed of a GaAs compound semiconductor.
제1항에 있어서,
상기 이중접합 태양전지 단위체와 상기 베이스 태양전지 사이에는 제2터널 배리어를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지.
The method of claim 1,
And a second tunnel barrier between the double junction solar cell unit and the base solar cell.
제1항에 있어서,
상기 이중접합 태양전지 단위체의 배열 사이로 드러난 상기 베이스 태양전지의 표면은 소정의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지.
The method of claim 1,
The surface of the base solar cell exposed between the array of the double junction solar cell unit is a multi-junction solar cell, characterized in that it has a predetermined shape.
제1항에 있어서,
상기 베이스 태양전지는 실리콘 태양전지로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지.
The method of claim 1,
The base solar cell is a multi-junction solar cell, characterized in that formed of a silicon solar cell.
제1항에 있어서,
상기 베이스 태양전지는 Si/SiGe 이중접합 태양전지로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지.
The method of claim 1,
The base solar cell is a multi-junction solar cell, characterized in that formed of Si / SiGe double junction solar cell.
제1항에 있어서,
상기 이중접합 태양전지 단위체의 배열에 대응되는 집광렌즈를 구비하는 광투과층을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지.
The method of claim 1,
And a light transmitting layer having a condensing lens corresponding to the arrangement of the double junction solar cell unit.
다중접합 태양전지의 제조방법에 있어서,
베이스 태양전지를 준비하는 단계;
성장기판 상에 희생층, 제1태양전지층, 제1터널배리어층, 제2태양전지층를 순차적으로 성장시켜 III-V족 화합물 반도체를 포함하는 이중접합 태양전지층을 형성하는 단계;
상기 이중접합 태양전지층을 형성하는 단계를 복수회 반복하여 다층의 이중접합 태양전지층을 형성하는 단계;
제1식각용액으로 상기 다층의 이중접합 태양전지층 중 최상부에 위치한 이중접합 태양전지층을 일정한 패턴으로 식각하여 이중접합 태양전지 단위체 및 단위체의 배열을 형성하는 단계;
상기 이중접합 태양전지 단위체 및 단위체의 배열을 베이스 태양전지에 웨이퍼 본딩으로 결합하는 단계; 및
제2식각용액으로 최상부에 위치한 이중접합 태양전지층의 제2태양전지와 인접한 희생층을 식각하는 단계를 포함하고,
상기 희생층을 식각하는 단계에서 이중접합 태양전지 단위체 및 단위체의 배열이 상기 다층의 이중접합 태양전지로부터 분리되고,
상기 이중접합 태양전지 단위체 및 단위체의 배열을 형성하는 단계부터 상기 희생층을 식각하는 단계를 복수회 반복하는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지의 제조방법.
In the manufacturing method of a multi-junction solar cell,
Preparing a base solar cell;
Sequentially growing a sacrificial layer, a first solar cell layer, a first tunnel barrier layer, and a second solar cell layer on the growth substrate to form a double junction solar cell layer including a III-V compound semiconductor;
Repeating the step of forming the double junction solar cell layer a plurality of times to form a multilayer double junction solar cell layer;
Etching the double-junction solar cell layer positioned on the top of the multilayer double-junction solar cell layer with a first etching solution in a predetermined pattern to form an array of double-junction solar cell units and units;
Coupling the double junction solar cell unit and the array of units to a base solar cell by wafer bonding; And
Etching the sacrificial layer adjacent to the second solar cell of the double junction solar cell layer positioned on the top with the second etching solution;
In the etching of the sacrificial layer, the double junction solar cell unit and the array of units are separated from the multilayer double junction solar cell,
And forming the sacrificial layer by etching the double junction solar cell unit and the array of units a plurality of times.
제9항에 있어서,
상기 베이스 태양전지를 준비하는 단계에서 상기 베이스 태양전지는 실리콘 태양전지로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지의 제조방법.
The method of claim 9,
The method of manufacturing a multi-junction solar cell, wherein the base solar cell is formed of a silicon solar cell in the step of preparing the base solar cell.
제9항에 있어서,
상기 베이스 태양전지를 준비하는 단계에서 상기 베이스 태양전지는 Si/SiGe 이중접합 태양전지로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지의 제조방법.
The method of claim 9,
The method of manufacturing a multi-junction solar cell, wherein the base solar cell is formed of a Si / SiGe double junction solar cell in the step of preparing the base solar cell.
제9항에 있어서,
상기 베이스 태양전지를 준비하는 단계에서 상기 베이스 태양전지의 상부에는 제2터널 배리어를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지의 제조방법.
The method of claim 9,
The method of manufacturing a multi-junction solar cell, characterized in that further comprising the step of forming a second tunnel barrier on top of the base solar cell in preparing the base solar cell.
제9항에 있어서,
상기 이중접합 태양전지층을 형성하는 단계에서 희생층은 AlAs층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지의 제조방법.
The method of claim 9,
In the step of forming the double junction solar cell layer, the sacrificial layer is a method of manufacturing a multi-junction solar cell, characterized in that formed of an AlAs layer.
제9항에 있어서,
상기 이중접합 태양전지층을 형성하는 단계에서 제1태양전지층은 AlGaAs 화합물 반도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지의 제조방법.
The method of claim 9,
In the step of forming the double junction solar cell layer, the first solar cell layer is a manufacturing method of a multi-junction solar cell, characterized in that formed of AlGaAs compound semiconductor.
제9항에 있어서,
상기 이중접합 태양전지층을 형성하는 단계에서 제2태양전지층은 GaAs 화합물 반도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지의 제조방법.
The method of claim 9,
In the step of forming the double junction solar cell layer, the second solar cell layer is a manufacturing method of a multi-junction solar cell, characterized in that formed of a GaAs compound semiconductor.
제9항에 있어서,
상기 이중접합 태양전지 단위체 및 단위체의 배열을 형성하는 단계에서 상기 제1식각용액은 상기 제1태양전지층, 제1터널배리어층 및 제2태양전지층을 식각하는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지의 제조방법.
The method of claim 9,
In the forming of the double junction solar cell unit and the array of units, the first etching solution is a multi-junction solar cell, characterized in that for etching the first solar cell layer, the first tunnel barrier layer and the second solar cell layer. Manufacturing method.
제9항에 있어서,
상기 희생층을 식각하는 단계 다음에 상기 이중접합 태양전지 단위체의 배열 사이의 상기 베이스 태양전지의 표면을 식각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지의 제조방법.
The method of claim 9,
And etching the surface of the base solar cell between the array of the double-junction solar cell units after the etching of the sacrificial layer.
제9항에 있어서,
상기 이중접합 태양전지 단위체의 배열에 대응되는 집광렌즈를 구비하는 광투과층을 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중접합 태양전지의 제조방법.
The method of claim 9,
The method of manufacturing a multi-junction solar cell, characterized in that it further comprises the step of laminating a light transmitting layer having a condensing lens corresponding to the arrangement of the double-junction solar cell unit.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101193810B1 (en) * 2011-09-26 2012-10-23 (재)한국나노기술원 Multijunction solar cell and a method for manufacturing the same
KR20140138338A (en) * 2012-03-28 2014-12-03 소이텍 Manufacture of multijunction solar cell devices
KR20160136103A (en) * 2015-05-19 2016-11-29 한국과학기술연구원 Method for manufacturing semiconductor device using high speed epitaxial lift-off and template for iii-v direct growth and semiconductor device manufactured using the same
KR101685178B1 (en) * 2016-07-28 2016-12-09 정에디영 a Solar cell module with improved power generation efficiency

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101193810B1 (en) * 2011-09-26 2012-10-23 (재)한국나노기술원 Multijunction solar cell and a method for manufacturing the same
KR20140138338A (en) * 2012-03-28 2014-12-03 소이텍 Manufacture of multijunction solar cell devices
KR20160136103A (en) * 2015-05-19 2016-11-29 한국과학기술연구원 Method for manufacturing semiconductor device using high speed epitaxial lift-off and template for iii-v direct growth and semiconductor device manufactured using the same
KR101685178B1 (en) * 2016-07-28 2016-12-09 정에디영 a Solar cell module with improved power generation efficiency

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