KR101061991B1 - Solar cell back electrode and manufacturing method thereof - Google Patents
Solar cell back electrode and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR101061991B1 KR101061991B1 KR20090131425A KR20090131425A KR101061991B1 KR 101061991 B1 KR101061991 B1 KR 101061991B1 KR 20090131425 A KR20090131425 A KR 20090131425A KR 20090131425 A KR20090131425 A KR 20090131425A KR 101061991 B1 KR101061991 B1 KR 101061991B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- back electrode
- paste
- solar cell
- aluminum powder
- heat treatment
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
Abstract
본 발명은 태양전지용 후면전극 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell back electrode and a method of manufacturing the same.
본 발명은 페이스트를 열처리하여 형성되는 태양전지용 후면전극에 있어서, 상기 페이스트는, 1:1.5 ~ 1:2.0의 중량비율을 갖는 알루미늄분말 및 유기바인더와, 상기 알루미늄분말 전체 중량에 대하여 10 내지 30 중량%로 포함되는 크리올라이트(Cryolite)를 포함하여 구성된다. 본 발명에 의한 태양전지용 후면전극의 제조방법은, 크리올라이트와 알루미늄분말 및 유기바인더를 준비하는 재료준비단계(S100)와, 1:1.5 ~ 1:2.0의 중량비율을 갖는 알루미늄분말 및 유기바인더와, 상기 알루미늄분말 전체 중량에 대하여 10 내지 30 중량%의 크리올라이트(Cryolite)를 혼합하여 페이스트(paste)를 형성하는 페이스트형성단계와,(S200)와, 상기 페이스트를 스크린프린팅 공정을 이용하여 후면전극 형상으로 성형하는 전극성형단계(S300)와, 상기 후면전극 형상의 페이스트를 열처리하여 후면전극을 제조하는 열처리단계(S400)로 이루어진다. 이와 같은 구성에 의하면, 낮은 소성온도에서 열처리가 가능하므로 제조 원가 절감은 물론 전기적 특성이 향상되는 이점이 있다.The present invention provides a solar cell back electrode formed by heat-treating a paste, wherein the paste includes an aluminum powder and an organic binder having a weight ratio of 1: 1.5 to 1: 2.0, and 10 to 30 weight based on the total weight of the aluminum powder. It consists of Cryolite (%) is included. The method for manufacturing a solar cell back electrode according to the present invention includes preparing a material for preparing a critter, an aluminum powder and an organic binder (S100), an aluminum powder and an organic binder having a weight ratio of 1: 1.5 to 1: 2.0, and A paste forming step of forming a paste by mixing 10 to 30% by weight of cryolite with respect to the total weight of the aluminum powder; and (S200), a back electrode using the screen printing process. Electrode molding step of forming a shape (S300), and the heat treatment step (S400) of manufacturing the back electrode by heat-treating the paste of the back electrode shape. According to such a configuration, since the heat treatment is possible at a low firing temperature, there is an advantage in that the electrical cost is improved as well as manufacturing cost is reduced.
태양전지, 후면전극, 알루미늄, cryolite, 전기저항 Solar cell, back electrode, aluminum, cryolite, electrical resistance
Description
도 1 은 본 발명에 의한 태양전지용 후면전극의 제조방법을 나타낸 공정 순서도.1 is a process flowchart showing a method for manufacturing a solar cell back electrode according to the present invention.
도 2a 는 본 발명에 대한 제1비교예의 표면 사진.2A is a surface photograph of a first comparative example of the present invention.
도 2b 는 본 발명에 대한 제2비교예의 표면 사진.Figure 2b is a surface photograph of a second comparative example for the present invention.
도 2c 는 본 발명에 대한 제3비교예의 표면 사진.2C is a surface photograph of a third comparative example of the present invention.
도 2d 는 본 발명에 대한 제4비교에의 표면 사진.Figure 2d is a surface photograph of the fourth comparison to the present invention.
도 3 은 본 발명에 대한 제1비교예 내지 제4비교예의 표면저항값을 나타낸 그래프.3 is a graph showing the surface resistance of the first to fourth comparative examples for the present invention.
도 4 는 본 발명에 의한 태양전지용 후면전극의 제조방법에서 제1실시예에 따라 제조된 후면전극의 표면을 확대하여 나타낸 사진.Figure 4 is an enlarged photo showing the surface of the back electrode prepared according to the first embodiment in the method for manufacturing a back electrode for a solar cell according to the present invention.
도 5 는 본 발명에 의한 태양전지용 후면전극의 제조방법에서 제2실시예에 따라 제조된 후면전극의 표면을 확대하여 나타낸 사진.5 is an enlarged photograph of a surface of a back electrode manufactured according to a second embodiment in a method of manufacturing a back electrode for a solar cell according to the present invention;
도 6 은 본 발명에 의한 태양전지용 후면전극의 제조방법에서 제3실시예에 따라 제조된 후면전극의 표면을 확대하여 나타낸 사진.6 is an enlarged photograph of a surface of a back electrode manufactured according to a third embodiment in a method of manufacturing a back electrode for a solar cell according to the present invention;
도 7 은 본 발명에 의한 태양전지용 후면전극의 제조방법에서 제4실시예에 따라 제조된 후면전극의 표면을 확대하여 나타낸 사진.Figure 7 is an enlarged photo showing the surface of the back electrode prepared according to the fourth embodiment in the method for manufacturing a back electrode for a solar cell according to the present invention.
도 8 은 본 발명에 의한 태양전지용 후면전극의 제조방법에서 제5실시예에 따라 제조된 후면전극의 표면을 확대하여 나타낸 사진.8 is an enlarged photograph of a surface of a back electrode manufactured according to a fifth embodiment in a method of manufacturing a back electrode for a solar cell according to the present invention;
도 9 는 본 발명에 의한 태양전지용 후면전극의 제조방법에서 제6실시예에 따라 제조된 후면전극의 표면을 확대하여 나타낸 사진.9 is an enlarged photograph of a surface of a back electrode manufactured according to a sixth embodiment in a method of manufacturing a back electrode for a solar cell according to the present invention;
도 10 은 본 발명에 의한 태양전지용 후면전극의 제조방법에서 제3비교예와 제1실시예 내지 제6실시예의 표면저항 값을 비교한 표.10 is a table comparing the surface resistance values of the third comparative example and the first to sixth embodiments in the method for manufacturing a solar cell back electrode according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
S100. 재료준비단계 S200. 페이스트형성단계S100. Material preparation step S200. Paste Formation Step
S300. 전극성형단계 S400. 열처리단계S300. Electrode forming step S400. Heat treatment step
본 발명은 태양전지용 후면전극 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 후면전극 제조용 페이스트에 cryolite를 일정량 첨가하여 저온에서도 열처리가 가능하도록 함으로써 저렴한 생산 원가로 높은 전기적 특성을 갖도록 하는 태양전지용 후면전극 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell back electrode and a method of manufacturing the same, and more particularly, by adding a predetermined amount of cryolite to the rear electrode paste to enable heat treatment at a low temperature, the solar cell back surface having high electrical properties at low production costs It relates to an electrode and a method of manufacturing the same.
최근 무공해, 설비의 간편성, 내구성 향상 등 여러 가지 이유로 인하여 태양전지의 보급이 급속도로 확산되고 있으며, 이에 따라 태양전지의 효율을 높일 수 있으면서 양산성이 우수한 태양전지의 제조방법들이 다양하게 연구되고 있다.Recently, the spread of solar cells is rapidly spreading due to various reasons such as pollution-free, convenience of equipment, and durability improvement. Accordingly, various methods of manufacturing solar cells with high mass production while improving efficiency of solar cells have been studied. .
종래 실리콘 태양전지의 전극 형성은 도전성 금속 분말, 유리 프릿 및 유기 비히클을 포함하는 페이스트를 실리콘 기재 위에 인쇄하고, 건조 및 소성하여 전극을 형성하였다. The electrode formation of the conventional silicon solar cell was formed by printing a paste containing a conductive metal powder, a glass frit, and an organic vehicle on a silicon substrate, and drying and baking to form an electrode.
이때 소성온도는 알루미늄 분말 표면에 형성된 산화막으로 인해 알루미늄의 녹는점인 660℃보다 높은 800 내지 100℃에서 실시된다.At this time, the firing temperature is performed at 800 to 100 ° C. higher than the melting point of 660 ° C. due to the oxide film formed on the surface of the aluminum powder.
즉, 열처리를 통한 알루미늄 전극은 고온에서 알루미늄의 산화막이 일부 개지고 내부의 알루미늄이 녹아 밖으로 흘러나와 산화막 표면을 순수 알루미늄으로 감싸도록 함으로써 전기전도도를 높이게 되는데, 알루미늄 분말 외면에 형성된 산화막은 900℃ 이상의 온도에서 열처리를 수행해야만 균열이 발생할 수 있기 때문이다.That is, the aluminum electrode through heat treatment increases the electrical conductivity by partially opening the oxide film of aluminum at high temperature and melting the aluminum inside to flow out to cover the oxide film surface with pure aluminum, and the oxide film formed on the outer surface of the aluminum powder is 900 ° C or higher. This is because cracking may occur only when heat treatment is performed at a temperature.
이에 따라 알루미늄 전극을 제조시에 생산 비용의 절감과 양산성이 중요시되어 고온에서 짧은 시간에 소성이 이루어질 수 있도록 하는 기술에 많은 연구가 진행되고 있다.Accordingly, a lot of researches have been conducted on a technology for reducing the production cost and mass production in manufacturing an aluminum electrode so that firing can be performed at a high temperature in a short time.
대한민국 특허청 공개 특허공보 제 10-2008-0099407호에는 "태양전지 전극 형성용 페이스트"가 개시되어 있다. 이러한 종래의 기술은 기계적 강도와 밀착성이 우수하고 소성 후 휨 현상이 억제될 수 있도록 하는 것이다.Korean Patent Application Publication No. 10-2008-0099407 discloses a "solar cell electrode forming paste." This conventional technique is to ensure that the mechanical strength and adhesion is excellent and the warpage phenomenon after firing can be suppressed.
그러나, 소성의 바람직한 온도 범위를 850 내지 900℃로 한정하고 있으므로 결국 열적 결함이 발생되어 기판과 전극 사이에 틈새가 발생하는 문제점을 야기할 수 있다.However, since the preferred temperature range of the firing is limited to 850 to 900 ° C., thermal defects may eventually occur, resulting in a gap between the substrate and the electrode.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 후면전극 제조용 페이스트에 cryolite를 일정량 첨가하여 저온에서 열처리를 실시하더라도 알루미늄 산화막이 균열할 수 있도록 함으로써 저렴한 생산 원가로 높은 전기적 특성을 갖도록 하는 태양전지용 후면전극 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by adding a certain amount of cryolite to the paste for manufacturing the rear electrode to enable the aluminum oxide film to crack even if the heat treatment at a low temperature, high electrical properties at low production costs. The present invention provides a solar cell back electrode and a method of manufacturing the same.
본 발명은 페이스트를 열처리하여 형성되는 태양전지용 후면전극에 있어서, 상기 페이스트는, 1:1.5 ~ 1:2.0의 중량비율을 갖는 알루미늄분말 및 유기바인더와, 상기 알루미늄분말 전체 중량에 대하여 10 내지 30 중량%로 포함되는 크리올라이트(Cryolite)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The present invention provides a solar cell back electrode formed by heat-treating a paste, wherein the paste includes an aluminum powder and an organic binder having a weight ratio of 1: 1.5 to 1: 2.0, and 10 to 30 weight based on the total weight of the aluminum powder. Characterized by comprising a cryolite (Cryolite) included in%.
상기 태양전지용 후면전극은, 660 내지 800℃ 의 온도 범위에서 열처리 된 것을 특징으로 한다.The solar cell back electrode is characterized in that the heat treatment in the temperature range of 660 to 800 ℃.
상기 태양전지용 후면전극은, 31.16 mΩ/sq 이하의 표면저항을 갖는 것을 특징으로 한다.The solar cell back electrode has a surface resistance of 31.16 mPa / sq or less.
본 발명에 의한 태양전지용 후면전극의 제조방법은, 페이스트(paste)의 재료인 크리올라이트(Cryolite)와, 알루미늄분말 및 유기바인더를 준비하는 재료준비단계와, 1:1.5 ~ 1:2.0의 중량비율을 갖는 알루미늄분말 및 유기바인더와, 상기 알루미늄분말 전체 중량에 대하여 10 내지 30 중량%의 크리올라이트(Cryolite)를 혼합하여 페이스트(paste)를 형성하는 페이스트형성단계와, 상기 페이스트를 스크린프린팅 공정을 이용하여 후면전극 형상으로 성형하는 전극성형단계와, 상기 후면전극 형상의 페이스트를 열처리하여 후면전극을 제조하는 열처리단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The method for manufacturing a solar cell back electrode according to the present invention includes a material preparation step of preparing a cryolite, which is a paste material, an aluminum powder and an organic binder, and a weight ratio of 1: 1.5 to 1: 2.0. A paste forming step of forming a paste by mixing an aluminum powder and an organic binder having 10 wt% to 30 wt% of a cryolite with respect to the total weight of the aluminum powder, and using a screen printing process on the paste. And forming a back electrode by heat-treating the paste of the back electrode shape.
상기 열처리단계는, 660 내지 800℃ 의 온도 범위에서 페이스트를 열처리하는 과정임을 특징으로 한다.The heat treatment step is characterized in that the heat treatment of the paste in the temperature range of 660 to 800 ℃.
상기 열처리단계는, 상기 알루미늄분말 외면에 형성된 산화막 외측에 알루미늄이 도포되도록 하는 과정임을 특징으로 한다.The heat treatment step is characterized in that the aluminum is applied to the outside of the oxide film formed on the outer surface of the aluminum powder.
상기 열처리단계는, 상기 알루미늄분말 외면에 형성된 산화막의 일부를 제거하여 산화막 내부에 용융되어 있던 알루미늄이 산화막 외측으로 흘러나오도록 하는 과정임을 특징으로 한다.The heat treatment step is characterized in that a process of removing the portion of the oxide film formed on the outer surface of the aluminum powder so that the aluminum melted in the oxide film flows to the outside of the oxide film.
이와 같은 구성에 의하면, 낮은 소성온도에서 열처리가 가능하므로 제조 원가 절감은 물론 전기적 특성이 향상되는 이점이 있다.According to such a configuration, since the heat treatment is possible at a low firing temperature, there is an advantage in that the electrical cost is improved as well as manufacturing cost is reduced.
이하 첨부된 도 1을 참조하여 본 발명에 의한 태양전지용 후면전극의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a solar cell back electrode according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.
도 1에는 본 발명에 의한 태양전지용 후면전극의 제조방법을 나타낸 공정 순서도가 도시되어 있다.1 is a process flowchart showing a method of manufacturing a solar cell back electrode according to the present invention.
도면과 같이, 본 발명에 의한 태양전지용 후면전극을 제조하는 방법은, 수십 마이크로 크기의 알루미늄분말과 유기바인더에 본 발명의 요부 구성인 크리올라이트(Cryolite)를 섞어 만들어진 페이스트를 열처리함으로써 이루어진다.As shown in the drawing, the method for manufacturing a solar cell back electrode according to the present invention is performed by heat-treating a paste made by mixing a tens of micro-sized aluminum powder and an organic binder with cryolite which is a main component of the present invention.
즉, 본 발명은 크리올라이트와 알루미늄분말 및 유기바인더를 준비하는 재료준비단계(S100)와, 상기 크리올라이트와 알루미늄분말 및 유기바인더를 혼합하여 페이스트를 형성하는 페이스트형성단계(S200)와, 상기 페이스트를 스크린프린팅 공정을 이용하여 후면전극 형상으로 성형하는 전극성형단계(S300)와, 상기 후면전극 형상의 페이스트를 열처리하여 후면전극을 제조하는 열처리단계(S400)로 이루어진다.
보다 구체적으로 살펴보면 상기 페이스트는 1:1.5 ~ 1:2.0의 중량비율을 갖는 알루미늄분말 및 유기바인더와, 상기 알루미늄분말 전체 중량에 대하여 10 내지 30 중량%로 포함되는 크리올라이트(Cryolite)를 포함하여 구성된다.That is, in the present invention, a material preparation step (S100) of preparing a cryolite, an aluminum powder, and an organic binder, a paste forming step (S200) of mixing the cryolite, an aluminum powder, and an organic binder to form a paste, and the paste The electrode forming step (S300) of forming a back electrode shape by using a screen printing process, and the heat treatment step (S400) of manufacturing a back electrode by heat-treating the paste of the back electrode shape.
In more detail, the paste includes an aluminum powder and an organic binder having a weight ratio of 1: 1.5 to 1: 2.0, and a cryolite included in an amount of 10 to 30% by weight based on the total weight of the aluminum powder. do.
상기 크리올라이트는 알루미늄분말의 외면에 형성된 산화막이 상기 열처리단계(S400) 진행중 보다 낮은 온도에서 적어도 일부가 제거되도록 하는 역할을 수행하는 것으로, 아래에서 설명하게 될 실시예에 의해 알루미늄분말 전체 중량에 대비하여 10 중량% 이상 포함되며, 알루미늄의 함량 확보를 위해 알루미늄분말 전체 중량에 대하여 30중량% 이하로 첨가됨이 바람직하다.The creoliite serves to remove at least a portion of the oxide film formed on the outer surface of the aluminum powder at a lower temperature than the heat treatment step (S400), and is compared with the total weight of the aluminum powder by the embodiment to be described below. 10% by weight or more, and preferably added to 30% by weight or less based on the total weight of the aluminum powder to ensure the content of aluminum.
상기 크리올라이트는 상한치인 30중량% 를 초과하여 첨가되는 경우 전극의 전기적 특성 향상을 기대할 수 없음을 아래 실험으로 증명된다.It is proved by the following experiment that the cryolite is not expected to improve the electrical properties of the electrode when added in excess of the upper limit of 30% by weight.
상기 재료준비단계(S100)에서 준비된 크리올라이트와 알루미늄분말 및 유기바인더는 상기 페이스트형성단계(S200)를 통해 혼합되어 페이스트화되며, 상기 페이스트는 전극성형단계(S300)를 거쳐 후면전극 형상을 가지도록 스크린 프린팅된다.The cryolite, aluminum powder and organic binder prepared in the material preparation step (S100) are mixed and pasted through the paste forming step (S200), and the paste has a shape of a back electrode through an electrode forming step (S300). The screen is printed.
이후 상기 페이스트 상태의 후면전극은 열처리단계(S400)를 거쳐 후면전극으로 완성된다.Thereafter, the back electrode of the paste state is completed as a back electrode through a heat treatment step (S400).
이때, 상기 열처리단계(S400)는 660 내지 800℃의 온도 범위에서 실시된다.At this time, the heat treatment step (S400) is carried out in a temperature range of 660 to 800 ℃.
즉, 상기 열처리단계(S400)는 상기 알루미늄분말 외면에 형성된 산화막 외측에 알루미늄이 도포되도록 하는 과정으로, 상기 산화막은 크리올라이트에 의해 적어도 일부가 제거되며, 660℃는 알루미늄의 녹는점이므로 산화막이 제거된 부분을 통해 산화막 내부에서 용융된 상태의 알루미늄은 산화막 외측으로 흘러나오게 된 다.That is, the heat treatment step (S400) is a process for applying aluminum to the outside of the oxide film formed on the outer surface of the aluminum powder, the oxide film is at least a part is removed by the creoliite, 660 ℃ is the melting point of aluminum, so the oxide film is removed The molten aluminum flows out of the oxide film through the portion of the oxide film.
그리고, 상기 산화막 외측으로 흘러나온 용융 알루미늄은 산화막의 외면에 도포되어 경화됨으로써 후면전극의 표면저항을 낮추어 전기적 특성을 향상시킬 수 있게 된다.In addition, the molten aluminum flowing out of the oxide film is applied to the outer surface of the oxide film and cured, thereby lowering the surface resistance of the rear electrode to improve electrical characteristics.
또한, 상기 열처리단계(S400)에서 열처리되는 후면전극 형상의 페이스트는 크리올라이트에 의해 비교적 낮은 온도인 800℃에서도 산화막의 제거가 가능하게 되므로 800℃를 초과하는 높은 열로 열처리할 필요성이 없게 된다.In addition, since the paste having the shape of the back electrode heat-treated in the heat treatment step (S400) is capable of removing the oxide film even at a relatively low temperature of 800 ° C. by the cryolite, there is no need to heat-treat it with a high heat exceeding 800 ° C.
이하 첨부된 도 2a 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 비교예를 설명한다.Hereinafter, a comparative example of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 3.
도 2a 내지 도 2d 는 본 발명에 대한 제1비교예 내지 제4비교에의 표면 사진이며, 도 3 은 본 발명에 대한 제1비교예 내지 제4비교예의 표면저항 및 비저항 값을 나타낸 그래프이다.2A to 2D are surface photographs of Comparative Examples 1 to 4 according to the present invention, and FIG. 3 is a graph showing surface resistance and specific resistance values of Comparative Examples 1 to 4 according to the present invention.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 요부 구성인 크리올라이트가 전혀 포함되지 않고 알루미늄분말과 유기바인더만 포함하여 구성되는 페이스트를 열처리하여 형성된 후면전극으로서, 열처리온도를 서로 달리하여 제조하였다.2A to 2D illustrate a rear electrode formed by heat-treating a paste including only aluminum powder and an organic binder, without containing any cryoolite, which is a main component of the present invention, and manufactured with different heat treatment temperatures.
즉, 도 2a는 600℃의 온도에서 열처리한 것이고, 도 2b는 700℃, 도 2c는 800℃, 도 2d 는 900℃에서 열처리한 것 후면전극의 전자현미경 사진이다.That is, Figure 2a is a heat treatment at a temperature of 600 ℃, Figure 2b is 700 ℃, Figure 2c is a 800 ℃, Figure 2d is a heat treatment at 900 ℃ is an electron micrograph of the rear electrode.
이들 사진과 같이, 열처리 온도가 높아질수록 알루미늄 분말 표면의 거침도가 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 이는 열처리 온도가 높아짐에 따라 표면에 형성된 산화막에 결함이 생겨 내부의 용융 알루미늄이 산화막 밖으로 흘러나오면서 산화막 표면을 코팅함으로써 발생된 것으로 보여진다.As shown in these photographs, it can be seen that as the heat treatment temperature increases, the roughness of the surface of the aluminum powder increases, which causes defects in the oxide film formed on the surface as the heat treatment temperature increases, causing the molten aluminum inside to flow out of the oxide film surface. It appears to have occurred by coating it.
그리고, 내부의 용융 알루미늄이 산화막 밖으로 흘러나온 양이 증가함에 따라 표면의 거침도가 증가하는 것을 확인할 수 있다.And, it can be seen that the roughness of the surface increases as the amount of molten aluminum flowed out of the oxide film increases.
그리고, 알루미늄의 녹는점인 660℃보다 낮은 600℃에서 열처리한 경우에는 709mΩ/sq의 매우 높은 표면저항을 나타내었다. 반면, 열처리 온도를 700℃, 800℃, 900℃로 실시한 경우에는 도 3과 같이 226.20mΩ/sq, 49.48mΩ/sq, 27.00mΩ/sq를 나타내어 열처리 온도가 증가함에 따라 전기적 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.And, when the heat treatment at 600 ℃ lower than the melting point of aluminum 660 ℃ exhibited a very high surface resistance of 709mPa / sq. On the other hand, when the heat treatment temperature is carried out at 700 ℃, 800 ℃, 900 ℃ as shown in Figure 3 226.20mΩ / sq, 49.48mΩ / sq, 27.00mΩ / sq to confirm that the electrical properties improve as the heat treatment temperature increases Could.
이것은 높은 온도의 열처리로 인해 산화막이 깨지면서 내부에 녹아있던 알루미늄이 산화막 바깥에 코팅된 것으로 볼 수 있으며, 알루미늄 전극의 전기적 특성을 향상시키기 위해서는 비교적 저온에서 알루미늄 분말 표면의 산화막을 제거할 수 있도록 하는 방법이 바람직할 것이다.It can be seen that the aluminum melted inside due to the high temperature heat treatment is coated on the outside of the oxide film, and in order to improve the electrical properties of the aluminum electrode, it is possible to remove the oxide film on the surface of the aluminum powder at a relatively low temperature. This would be desirable.
이하 첨부된 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 9.
도 4 내지 도 9는 본 발명에 의한 태양전지용 후면전극의 제조방법에서 제1실시예 내지 제6실시예에 따라 제조된 후면전극의 표면을 확대하여 나타낸 사진이며, 도 10 은 제3비교예와 제1실시예 내지 제6실시예의 표면저항값을 비교한 그래프이다.4 to 9 are enlarged photographs showing the surface of the back electrode manufactured according to the first to sixth embodiments in the method for manufacturing a back electrode for a solar cell according to the present invention, and FIG. 10 is a third comparative example. It is a graph comparing the surface resistance values of the first to sixth embodiments.
[제1실시예][First Embodiment]
후면전극을 제조하기 위한 페이스트의 조성으로서, 알루미늄분말과 유기바인더 및 알루미늄분말의 전체 중량에 대하여 5 중량%의 크리올라이트를 포함하고, 상기 열처리단계(S400)에서는 수소-질소 혼합가스가 10% 혼합된 분위기에서 800℃의 온도로 열처리하여 도 4의 후면전극을 제조하였다.As a composition of a paste for preparing a rear electrode, the powder includes aluminum powder, organic binder, and 5% by weight of creoliite based on the total weight of the aluminum powder. In the heat treatment step (S400), 10% of hydrogen-nitrogen mixed gas is mixed. Heat treatment at a temperature of 800 ℃ in the atmosphere to prepare a back electrode of FIG.
도면과 같이, 알루미늄분말 표면의 산화막 제거가 원활하게 일어나지 않았으며, 첨가된 크리올라이트는 분말 표면에 잔류하는 현상을 보여 도 10과 같이 전기적 특성 또한 크리올라이트가 첨가되지 않은 비교예의 후면전극과 비교할 때 전기저항이 높게 나타난 것을 알 수 있다.As shown in the drawing, the removal of the oxide film on the surface of the aluminum powder did not occur smoothly, and the added creoliite remained on the surface of the powder. As shown in FIG. 10, the electrical characteristics were also compared with those of the rear electrode of the comparative example without the creoliite added. It can be seen that the electrical resistance is high.
[제2실시예][Second Embodiment]
후면전극을 제조하기 위한 페이스트의 조성으로서, 알루미늄분말과 유기바인더 및 알루미늄분말의 전체 중량에 대하여 10 중량%의 크리올라이트를 포함하고, 상기 열처리단계(S400)에서는 수소-질소 혼합가스가 10% 혼합된 분위기에서 800℃의 온도로 열처리하여 도 5의 후면전극을 제조하였다.As a composition of a paste for preparing a rear electrode, the aluminum powder, the organic binder, and 10 wt% of creoliite based on the total weight of the aluminum powder, and the hydrogen-nitrogen mixed gas is mixed with 10% in the heat treatment step (S400). In the atmosphere at room temperature to 800 ℃ to prepare a rear electrode of FIG.
도면과 같이, 알루미늄분말의 표면은 비교예 들과 비교할 때 거침도가 높아진 것을 알 수 있으며, 후면전극의 표면저항은 49.54 mΩ/sq를 나타내어 제3비교예와 비교할 때 낮아진 것을 알 수 있다.As shown in the figure, the surface of the aluminum powder can be seen that the roughness is increased compared to the comparative examples, the surface resistance of the rear electrode is 49.54 mPa / sq it can be seen that compared with the third comparative example.
[제3실시예][Third Embodiment]
후면전극을 제조하기 위한 페이스트의 조성으로서, 알루미늄분말과 유기바인더 및 알루미늄분말의 전체 중량에 대하여 15 중량%의 크리올라이트를 포함하고, 상기 열처리단계(S400)에서는 수소 10%-질소 90%혼합가스 분위기에서 800℃의 온도로 열처리하여 도 6의 후면전극을 제조하였다.As a composition of a paste for preparing a rear electrode, the powder includes aluminum powder, organic binder, and 15% by weight of creole based on the total weight of the aluminum powder, and in the heat treatment step (S400),
도면과 같이, 알루미늄분말의 표면은 비교예들과 비교할 때는 거침도가 높아진 것을 알 수 있었으나 제2실시예와 비교할 때는 거침도에 큰 변화는 확인할 수 없었다. 그러나 형성된 후면전극의 표면저항값은 도 10과 같이 실시예 중 가장 낮은 31.16mΩ/sq을 보였다.As shown in the figure, the surface of the aluminum powder was found to have a higher roughness when compared with the comparative examples, but when compared with the second embodiment, a large change in roughness could not be confirmed. However, the surface resistance value of the formed rear electrode showed the lowest 31.16 mPa / sq among the examples as shown in FIG.
[제4실시예][Fourth Embodiment]
후면전극을 제조하기 위한 페이스트의 조성으로서, 알루미늄분말과 유기바인더 및 알루미늄분말의 전체 중량에 대하여 20 중량%의 크리올라이트를 포함하고, 상기 열처리단계(S400)에서는 수소 10%-질소 90%혼합가스 분위기에서 800℃의 온도로 열처리하여 도 7의 후면전극을 제조하였다.As a composition of a paste for preparing a back electrode, the aluminum powder, the organic binder, and 20 wt% of creoliite based on the total weight of the aluminum powder, and in the heat treatment step (S400),
도면과 같이, 알루미늄분말의 표면은 비교예들과 비교할 때는 거침도가 높아졌으며, 제2실시예 및 제3실시예와 비교할 때는 커다란 거침도 변화는 확인할 수 없었다. 그러나 후면전극의 표면저항값은 도 10과 같이 제3실시예 결과보다는 다소 낮은 47.48mΩ/sq을 보였다.As shown in the figure, the roughness of the surface of the aluminum powder was increased in comparison with the comparative examples, and the large roughness change could not be confirmed in comparison with the second and third embodiments. However, the surface resistance of the rear electrode was 47.48 mPa / sq, which was somewhat lower than the result of the third embodiment as shown in FIG.
[제5실시예][Example 5]
후면전극을 제조하기 위한 페이스트의 조성으로서, 알루미늄분말과 유기바인더 및 알루미늄분말의 전체 중량에 대하여 30 중량%의 크리올라이트를 포함하고, 상기 열처리단계(S400)에서는 수소 10%-질소 90%혼합가스 분위기에서 800℃의 온도로 열처리하여 도 8의 후면전극을 제조하였다.As a composition of a paste for preparing a rear electrode, the powder includes aluminum powder, an organic binder, and 30% by weight of creoliite based on the total weight of the aluminum powder, and in the heat treatment step (S400),
도 8과 같이, 알루미늄분말의 표면은 비교예들과 비교할 때는 거침도가 높아 진 것을 알 수 있었으나 제2 및 3 및 4실시예와 비교할 때는 커다란 거침도 변화는 확인할 수 없었다. 그러나 형성된 후면전극의 표면저항값은 도 10과 같이 61.62mΩ/sq을 보였다.As shown in FIG. 8, the surface of the aluminum powder was found to have a higher roughness when compared with the comparative examples, but a large roughness change could not be confirmed when compared with the second, third, and fourth examples. However, the surface resistance value of the formed rear electrode was 61.62 mPa / sq as shown in FIG.
[제6실시예][Sixth Embodiment]
후면전극을 제조하기 위한 페이스트의 조성으로서, 알루미늄분말과 유기바인더 및 알루미늄분말의 전체 중량에 대하여 50 중량%의 크리올라이트를 포함하고, 상기 열처리단계(S400)에서는 수소 10%-질소 90%혼합가스 분위기에서 800℃의 온도로 열처리하여 도 9의 후면전극을 제조하였다.As a composition of a paste for manufacturing a back electrode, the powder includes aluminum powder, organic binder, and 50% by weight of creoliite based on the total weight of the aluminum powder, and in the heat treatment step (S400),
도 9와 같이, 알루미늄분말의 표면은 비교예들과 비교할 때는 거침도가 높아진 것을 알 수 있었으나 제2 및 3 및 4 및 5실시예와 비교할 때는 커다란 거침도 변화는 확인할 수 없었으며, 형성된 후면전극의 표면저항값은 99.22mΩ/sq을 보였다.As shown in FIG. 9, the surface of the aluminum powder was found to have increased roughness when compared with the comparative examples, but when compared with the second, third, fourth, and fifth embodiments, a large change in roughness could not be confirmed. The surface resistance of was 99.22mΩ / sq.
이러한 결과를 통해 상기 페이스트에는 알루미늄분말의 전체 중량에 대하여 10 중량% 이상의 크리올라이트가 포함될 시에 후면전극의 전기적 특성이 향상됨을 알 수 있으며, 후면전극의 알루미늄 함량을 일정 수준 유지하기 위하여, 상기 크리올라이트는 알루미늄분말의 전체 중량에 대하여 30 중량% 이하로 첨가됨이 바람직하다.This result shows that the electrical properties of the rear electrode is improved when the paste contains more than 10% by weight of creoliite based on the total weight of the aluminum powder. In order to maintain the aluminum content of the rear electrode at a certain level, The light is preferably added at 30% by weight or less based on the total weight of the aluminum powder.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many other modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the scope of the present invention.
본 발명에서는, 후면전극 제조용 페이스트에 크리올라이트(cryolite)를 일정량 첨가하여 660 내지 800℃의 저온에서 열처리를 실시함으로써 후면전극이 제조되도록 구성하였다. In the present invention, the rear electrode is manufactured by performing a heat treatment at a low temperature of 660 to 800 ℃ by adding a predetermined amount of cryolite to the paste for preparing the rear electrode.
따라서, 비교적 낮은 온도에서의 열처리로 인하여 열적 결함이 최소화되며, 전기적 특성이 향상되는 이점이 있다.Therefore, thermal defects are minimized due to heat treatment at a relatively low temperature, and electrical characteristics are improved.
또한, 제조 원가가 절감되는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that the manufacturing cost is reduced.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20090131425A KR101061991B1 (en) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Solar cell back electrode and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20090131425A KR101061991B1 (en) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Solar cell back electrode and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110075084A KR20110075084A (en) | 2011-07-06 |
KR101061991B1 true KR101061991B1 (en) | 2011-09-05 |
Family
ID=44915131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR20090131425A KR101061991B1 (en) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | Solar cell back electrode and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101061991B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001092179A1 (en) | 2000-05-26 | 2001-12-06 | Sunyx Surface Nanotechnologies Gmbh | Substrate with a reduced light-scattering, ultraphobic surface and a method for the production of the same |
WO2007139023A1 (en) | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method for producing silicon |
KR100801168B1 (en) | 2007-06-18 | 2008-02-05 | 한국다이요잉크 주식회사 | Rear electrode material for fabrication of solar cell |
US20090059346A1 (en) | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Qualcomm Incorporated | Interferometric Optical Modulator With Broadband Reflection Characteristics |
-
2009
- 2009-12-28 KR KR20090131425A patent/KR101061991B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001092179A1 (en) | 2000-05-26 | 2001-12-06 | Sunyx Surface Nanotechnologies Gmbh | Substrate with a reduced light-scattering, ultraphobic surface and a method for the production of the same |
WO2007139023A1 (en) | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method for producing silicon |
KR100801168B1 (en) | 2007-06-18 | 2008-02-05 | 한국다이요잉크 주식회사 | Rear electrode material for fabrication of solar cell |
US20090059346A1 (en) | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Qualcomm Incorporated | Interferometric Optical Modulator With Broadband Reflection Characteristics |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110075084A (en) | 2011-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103781742B (en) | The manufacture method of silicon nitride board and silicon nitride board | |
JP5591716B2 (en) | Conductive ink having organometallic modifier | |
TWI401808B (en) | Paste composition, electrode and solar cell including the same | |
CN108098191B (en) | Preparation method of copper nanoparticle soldering paste and product thereof | |
JP4949263B2 (en) | Paste composition and solar cell element using the same | |
US20110146781A1 (en) | Process of forming a grid cathode on the front-side of a silicon wafer | |
TW201101499A (en) | Conductive paste for solar cell electrode | |
JP2006332032A (en) | Conductive composite and method used in manufacturing semiconductor device | |
TWI638367B (en) | Thick-film composition containing antimony oxides and their use in the manufacture of semiconductor devices | |
JP2010526414A (en) | Formation of thick film conductor made of silver and nickel, or silver and nickel alloy, and solar cell made therefrom | |
TW201110398A (en) | Process of forming a grid electrode on the front-side of a silicon wafer | |
KR101434167B1 (en) | Silver paste composition used in the preparation of an electrode for a solar cell | |
WO2016099562A1 (en) | Silver nanoparticle based composite solar metallization paste | |
JP2006319170A (en) | Solar cell and its manufacturing method | |
JP6562323B2 (en) | Method for joining ceramic member and aluminum member, and joined body | |
JP2018206530A (en) | Conductive paste for forming solar cell electrode and solar cell | |
JP5241758B2 (en) | Solar cell paste material and solar cell manufacturing method | |
KR101061991B1 (en) | Solar cell back electrode and manufacturing method thereof | |
Yuan et al. | Submicron Cu@ glass core-shell powders for the preparation of conductive thick films on ceramic substrates | |
WO2016029397A1 (en) | Copper-containing conductive pastes and electrodes made therefrom | |
WO2010084715A1 (en) | Paste composition and solar cell element using same | |
JP2013089481A (en) | Paste composition | |
KR100695131B1 (en) | Carbon-containing nickel powder and method for producing the same | |
Kim et al. | Aluminum pastes (lead-free/low-bow) for thin wafers | |
Li et al. | Initiatively embedding silver colloids in glass used in silver paste to improve metallization ohmic contact on silicon wafers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140626 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150604 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |