계면 활성제를 이용한 실리콘 태양전지의 텍스처링 방법 document_id A220623056483

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 에너지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목 받고 있다. 태양 에너지의 이용방법으로는 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 에너지와, 반도체의 성질을 이용하여 태양광(photons)을 전기 에너지로 변환시키는 태양광 에너지가 있으며, 태양광 에너지라고 하면 일반적으로 태양광 전지(이하, ''태양전지''라 함)를 일컫는다. 태양전지의 기본적인 구조를 나타낸 도 1을 참조하면, 태양전지는 다이오드와 같이 p형 반도체(101)와 n형 반도체(102)의 접합 구조를 가지며, 태양전지에 빛이 입사되면 빛과 태양전지의 반도체를 구성하는 물질과의 상호 작용으로 (-)전하를 띤 전자와 전자가 빠져나가 (+)전하를 띤 정공이 발생하여 이들이 이동하면서 전류가 흐르게 된다. 이를 광기전력효과(光起電力效果, photovoltaic effect)라 하는데, 태양전지를 구성하는 p형(101) 및 n형 반도체(102) 중 전지는 n형 반도체(102) 쪽으로, 정공은 p형 반도체(101) 쪽으로 끌어 당겨져 각각 n형 반도체(101) 및 p형 반도체(102)와 접합된 전극(103, 104)으로 이동하게 되고, 이 전극(103, 104)들을 전선으로 연결하면 전기가 흐르므로 전력을 얻을 수 있다. 한편, 태양전지는 실리콘 기판에 그와 상이한 도전형의 도전층을 형성하고, 반사방지막 및 전면전극과 후면전극을 형성함에 의해 제조될 수 있다. 다만, 이러한 과정을 거치기 전에, 실리콘 기판에는 실리콘 잉곳(ingot)을 슬라이싱 가공하는 과정에서 기판 표면에 발생된 손상층을 제거하고, 실리콘 기판의 반사율을 감소시키기 위하여 실리콘 기판 표면에 요철을 형성하는 텍스처링(texturing) 공정을 거치게 된다. 종래의 텍스처링 공정에서는, 알칼리 용액과 IPA(isopropyl-alcohol)를 혼합한 에천트 용액을 이용하여 실리콘 기판 전면에 요철을 형성하여 텍스처링을 실시하였다. 그런데 종래기술에서 사용되었던 IPA는 휘발점이 낮아 텍스처링하는 과정에서 휘발되는 문제가 있어 텍스처링 공정의 안정성에 문제점을 야기하였다.