KR101551505B1 - 알루미늄과 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 하나를 함유하는 태양 전지 컨택 - Google Patents

알루미늄과 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 하나를 함유하는 태양 전지 컨택 Download PDF

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Abstract

태양 전지 컨택을 제조하기 위한 조성물 및 방법 그리고 이를 갖는 태양 전지가 기술된다. 일반적으로 본 발명은 소성전에, 적어도 하나의 알루미늄 원, 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 하나 이상을 포함하는 금속의 적어도 한나의 원 및 약 0.1-10 wt%의 유리 성분을 포함하는 혼합물로 이루어진 컨택을 포함하는 태양 전지를 제공한다. 혼합물 내에서, 알루미늄의 전체 함량은 혼합물의 약 50-85 wt%이고, 보론, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리의 전체 조합된 양은 혼합물의 약 0.05-40 wt%이다.

Description

알루미늄과 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 하나를 함유하는 태양 전지 컨택{SOLAR CELL CONTACTS CONTAINING ALUMINUM AND AT LEAST ONE OF BORON, TITANIUM, NICKEL, TIN, SILVER, GALLIUM, ZINC, INDIUM AND COPPER}
본 출원은 여기에 참고로 도입된, 2006년 3월 20일에 출원된 미국 특허 출원 제 11/384,838호의 일부 계속 출원인, 2007년 7월 9일에 출원된 미국 특허 출원 제 11/774,632호에 관련된 것이다.
본 발명은 알루미늄 입자, 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 하나를 포함하는 다른 금속 원, 무기 첨가제 및 유기 시스템에 분산된 유리 프리트(frit)로 이루어진 전도성 조성물에 관한 것이다. 이 조성물은 주로 스크린-프린팅 가능하고 태양전지 장치의 제조에 사용하기에 적합하다. 이 조성물은 또한 유기물질의 적절한 변형으로 스프레이, 고온 용융 프린팅, 잉크 젯트 프린팅, 패드 프린팅 및 테이프 라미네이션 기술과 같은 다른 방법에 의해서도 도포될 수 있다.
태양 전지는 일반적으로 실리콘(Si)과 같은 반도체 물질로 이루어지는데, 태양광을 유용한 전기적 에너지로 변환시킨다. 태양 전지는 일반적으로 요구되는 PN 접합(junction)이 적절한 인의 원으로부터 p-타입 Si 웨이퍼로 인(P)을 확산시키므로서 형성되는 Si의 얇은 웨이퍼로 이루어진다. 태양 광이 입사되는 실리콘 웨이퍼 측은 일반적으로 태양 광의 반사 손실을 방지하기 위하여 항-반사 코팅물(ARC)로 코팅된다. 이 ARC는 태양 전지 효율을 증가시킨다. 전면(front) 컨택으로서 알려진 이차원 전극 그리드 패턴은 실리콘의 n-측으로의 연결부를 만들고, 알루미늄(Al)의 코팅은 실리콘의 p-측으로의 연결부(후면 컨택)를 만든다. 또한, 은 이면(rear) 접촉부로 알려져 있으며, 은 또는 은-알루미늄 페이스트(paste)로 만들어진 컨택은 실리콘의 N-측 상에 프린트되고 소성되어 태양 전지 모듈에서 하나의 셀을 다음 것에 전기적으로 연결하는 탭의 납땜을 가능하게 한다. 이 컨택들은 PN 접합부로부터 외측 로드(load)로의 전기적 아웃렛(outlet)이다.
태양 전지 컨택용의 통상적인 페이스트는 납 프리트를 함유한다. 태양전지 페이스트의 유리 성분에서 PbO의 함유는 (a) 페이스트 조성물의 소성 온도를 저하시키고, (b) 실리콘 기판과의 상호작용을 용이하게 하여 실리콘과의 저 저항 접촉을 이루도록 돕는, 바람직한 효과를 갖는다. 이러한 이유 및 다른 이유로 인하여 PbO는 많은 통상적인 태양전지 페이스트 조성물에서 중요한 성분이다. 그러나, 환경적인 측면을 고려할 때, 페이스트 조성물에서 PbO(및 CdO)의 사용은 현재로서는 가능하면 피해야 한다. 따라서, 태양 전지 산업에서는 태양 전지 컨택 페이스트에서 무연(lead-free) 및 무 카드뮴(cadmium-free) 유리를 사용하여 바람직한 특성을 제공하는, 무연 및 무 카드뮴 페이스트 조성물의 필요성이 존재한다.
현재, 일반적인 태양 전지 실리콘 웨이퍼는 약 200-300 미크론 두께이고, 더 얇은 웨이퍼로 가는 것이 트렌드이다. 전지 제작 비용의 약 60%가 웨이퍼 비용이므로, 업계에서는 150 미크론에 접근하는 더 얇은 웨이퍼를 원하고 있다. 웨이퍼 두께가 감소하면 소결 스트레스로 인한 전지의 굽힘(휨)의 정도가 증가하는데 이것은 알루미늄(232x10-7/℃ @ 20-300℃) 및 실리콘 (26x10-7/℃ @ 20-300℃) 사이의 팽창의 열 계수(TCE)의 큰 차이에 의해 발생한다.
실리콘 웨이퍼의 굽힘을 감소시키기 위한 공지의 방법으로는 후면 전계(Back Surface Field(BSF)) 층의 불완전 형성을 야기하고 동일한 결과를 얻기 위하여 보다 높은 소성 온도를 요구하는, 스크린-프린팅 중의 알루미늄 함량의 감소를 포함한다. 화학적 (산) 에칭이 소성 후 알루미늄 페이스트를 형성하는 Al-Si 합금을 제거하는데 사용되어 왔다. 이것은 단지 제조 공정에서 추가적인 비용을 들이는 또 다른 단계일 뿐이다.
또 다른 접근은 Al 층과 실리콘 웨이퍼 사이의 열 팽창 부조화를 감소하기 위하여 첨가제를 사용하는 것이다. 그러나, 이것의 단점은 이면 패시베이션 품질의 감소 및 동반하는 태양 전지 성능의 감소이다. 웨이퍼의 후방 측 일부만이 알루미늄으로 코팅되는 경우에는 부분적인 커버가 전지 성능의 감소를 가져오는 휨을 없애기 위하여 후면 상에 사용되어 왔다.
마지막으로, 휨을 감소 또는 제거하기 위한 또 다른 통상적인 방법은 소성 후 수 초 동안 실온에서 ca. -50℃로 최종 태양 전지를 냉각시키는 것이다. Al-Si 페이스트 매트릭스의 그러한 가소성 변형으로 휨이 상당히 제거되지만 이것은 추가적인 공정 단계를 나타내고 열 스트레스로 인하여 파손될 위험이 매우 크다.
따라서, 태양 전지 산업에서는 태양 전지 컨택, 그러한 컨택을 제조하기 위한 방법 및 BSF를 형성하는 Al 페이스트에서 충분한 알루미늄 후면 전계를 생성할 수 있는 저-휨, 무연, 고 성능 Al 페이스트의 필요성이 존재한다.
본 발명은 후면 전계(BSF) 및 이미터(emitter)의 형성을 위해 p+ 및 n+ 층을 갖는 실리콘 태양전지에 적용하기 위한, 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 하나를 포함하는 알루미늄-계 페이스트를 제공한다. 페이스트를 소성하므로서 형성된, (B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu) 도핑 알루미늄 컨택은 초 박 실리콘 웨이퍼의 휨을 제거 또는 최소화하고 이에 의해 저열 저항(RS) 및 고 분로(shunt) 저항(Rsh) 고 효율(EFF) 및 고 채움인자(fill factor(FF))로 측정했을 때 이것으로 제조된 태양 전지의 신뢰성 및 전기적 성능의 개선뿐만 아니라 파손이 감소된다. 용어 "(B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu)"는 이 금속들 중 적어도 하나가 존재하는데, 하나 이상일 경우 물리적 혼합물 또는 합금으로서 존재한다는 것을 의미한다.
일반적으로, 본 발명은 소성 전에 알루미늄의 함량이 혼합물의 약 50-85 wt%인 알루미늄 원, (B+Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인, 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 원; 및 약 0.1-10 wt%의 유리 성분을 포함하는 혼합물로 이루어진 컨택을 포함하는 태양 전지를 포함한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 실리콘 웨이퍼, 알루미늄 및 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속을 포함하는 태양 전지로서 실리콘 웨이퍼의 약 0-5 미크론의 깊이에서 (Al+B+Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 조합된 농도(Al+B)는 세제곱 센티미터(cm3) 당 약 1018 - 1020 원자(atoms)이다.
또 다른 구현예는 실리콘 웨이퍼에 혼합물을 도포하고, 혼합물을 소성시키는 것을 포함하는, 태양 전지 컨택을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 혼합물은 소성 전에, (a)알루미늄의 함량이 혼합물의 약 50-85 wt%인 알루미늄 원, (b) (B+Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인, 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 조합 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 원; 및 (c) 약 0.1-10 wt%의 유리 성분을 포함한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 소성 전에, (a)알루미늄의 함량이 혼합물의 약 50-85 wt%인 알루미늄 원, (b) (Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 원; 및 (c) 약 0.1-10 wt%의 유리 성분을 포함하는 혼합물로 이루어진 컨택을 포함하는 태양 전지이다.
본 발명의 또 다른 구현예는 소성 전에, (a)알루미늄의 함량이 혼합물의 약 50-85 wt%인 알루미늄 원, (b) (Ti+Ni+Sn+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인, 티타늄, 니켈, 주석, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 원; 및 (c) 약 0.1-10 wt%의 유리 성분을 포함하는 혼합물로 이루어진 컨택을 포함하는 태양 전지이다.
또 다른 구현예는 (a) 실리콘 웨이퍼에 혼합물을 도포하고, 혼합물을 소성시키는 것을 포함하는, 태양 전지 컨택을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 혼합물은 소성 전에, (i)알루미늄의 함량이 혼합물의 약 50-85 wt%인 알루미늄 원, (ii) (Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 조합 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 원; 및 (iii) 약 0.1-10 wt%의 유리 성분을 포함한다. 본 발명의 태양 전지에 있어서는 (Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 약 0.2-20 wt%일 수 있다.
또 다른 구현예는 (a) 실리콘 웨이퍼에 혼합물을 도포하고, 혼합물을 소성시키는 것을 포함하는, 태양 전지 컨택을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 혼합물은 소성 전에, (i)알루미늄의 함량이 혼합물의 약 50-85 wt%인 알루미늄 원, (ii) (Ni+Sn+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인, 니켈, 주석, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 조합 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 원; 및 (iii) 약 0.1-10 wt%의 유리 성분을 포함한다. 본 발명의 태양 전지에 있어서는 (Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 약 0.2-20 wt%일 수 있다.
본 발명의 조성물 및 방법은 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 혼합물 및 이들의 합금 중 적어도 하나 및 유리 성분을 포함하는, 적절하게 제형화된 알루미늄 페이스트를 사용하여 후방 컨택 성분 - 일반적으로 실리콘 및 Al - 사이의 상호작용, 접합 및 컨택 형성을 최적화 하므로서 선행기술의 단점을 극복한다. 상기한 페이스트는 실리콘 기판 상에 프린트되어, 유리를 융합하고, 금속을 소결하며, 수 미크론의 깊이로 실리콘 웨이퍼에 알루미늄 도핑을 제공하도록 소성된다. 소성시에, 후방 컨택을 위해 p+ 층이 형성되는데 이것은 Al-Si 공융(eutectic) 층으로 덮여지고 이어서 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 혼합물 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함하는 알루미늄 층으로 덮여진다. 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리는 각각 개별적으로 또는 조합하여 알루미늄의 소결 및 실리콘 웨이퍼와의 에피택셜 동시-결정화(epitaxial co-crystallization)를 촉진하여 알루미늄과 실리콘 웨이퍼 사이의 저 저항성을 갖는 컨택을 생성하도록 제공된다.
본 발명의 상기한 그리고 다른 특징들은 하기에서 보다 충분히 설명되고 특히 청구범위에서 지적되는데 하기 설명은 본 발명의 설명을 위한 특정 구현예를 나타내는 것이지만 이들은 단지 본 발명의 원리가 사용되는 다양한 방법들 중 일부를 나타낸다.
도 1-5는 반도체 장치의 제조를 설명하는 공정 흐름도이다.
도 1-5에 도시된 참고 번호를 하기에 설명한다.
10: p-타입 실리콘 기판
20: n-타입 확산 층
30: 실리콘 니트라이드 막, 티타늄 옥사이드 막 또는 싱리콘 옥사이드 막 중 하나일 수 있는 패시베이션 층/항-반사 코팅물
40: p+ 층(후면 전계, BSF)
60: 후면측에 형성된 알루미늄-(B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu) 페이스트
61: 알루미늄-(B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu) 후면 전극(후면 측 알루미늄-(B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu) 페이스트를 소성시켜 얻어진)
70: 후면측에 형성된 은 또는 은/알루미늄 페이스트
71: 은 또는 은/알루미늄 후면 전극(후면 측 은 페이스트를 소성시켜 얻어진)
500: 본 발명에 따라 전면 측상에 형성된 은 페이스트
501: 본 발명에 따른 은 전면 전극(전면 측 은 페이스트를 소성시켜 형성된)
넓게는 본 발명이 컨택을 포함하는 태양 전지를 제공한다. 이 컨택은 소성 전에 알루미늄의 함량이 혼합물의 약 50-85 wt%인 알루미늄 원, (B+Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인, 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 원; 및 약 0.1-10 wt%의 유리 성분을 포함하는 혼합물로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 구현예는 실리콘 웨이퍼, 알루미늄 및 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속을 포함하는 태양 전지로서 실리콘 웨이퍼의 약 0-5 미크론의 깊이에서 (Al+B+Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 조합된 농도는 세제곱 센티미터(cm3) 당 약 1018 - 1020 원자이다.
또 다른 구현예는 실리콘 웨이퍼에 혼합물을 도포하고, 혼합물을 소성시키는 것을 포함하는, 태양 전지 컨택을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 혼합물은 소성 전에, 알루미늄의 함량이 혼합물의 약 50-85 wt%인 알루미늄 원, (B+Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인, 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 원; 및 약 0.1-10 wt%의 유리 성분을 포함한다.
또 다른 구현예는 실리콘 웨이퍼에 혼합물을 도포하고, 혼합물을 소성시키는 것을 포함하는, 태양 전지 컨택을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 혼합물은 소성 전에, (a)알루미늄의 함량이 혼합물의 약 50-85 wt%인 알루미늄 원, (b) (B+Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인, 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 조합 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 원; 및 (c) 약 0.1-10 wt%의 유리 성분을 포함한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 소성 전에, (a)알루미늄의 함량이 혼합물의 약 50-85 wt%인 알루미늄 원, (b) (Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 원; 및 (c) 약 0.1-10 wt%의 유리 성분을 포함하는 혼합물로 이루어진 컨택을 포함하는 태양 전지이다.
바람직한 구현예에서, 성분 (b)는 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 두 개를 포함할 수 있는데, 각각 혼합물의 약 0.3-10 wt%의 양으로 존재한다. 보다 바람직한 구현예에서, 성분 (b)는 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 세 개를 포함할 수 있는데, 각각 혼합물의 약 0.3-10 wt%의 양으로 존재한다.
본 발명 태양 전지의 유리 성분은 57-71의 원자 번호를 갖는 원소, Al. Ga, In, Sc 및 Y 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 원소의 3가 산화물을 더 포함할 수 있는데, 그러한 3가 삼화물의 조합된 총 함량은 유리 성분의 약 25 mol%를 초과하지 않아야 한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 (a) 실리콘 웨이퍼에 혼합물을 도포하고, 혼합물을 소성시키는 것을 포함하는, 태양 전지 컨택을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 혼합물은 소성 전에, (i)알루미늄의 함량이 혼합물의 약 50-85 wt%인 알루미늄 원, (ii) (Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 조합 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 원; 및 (iii) 약 0.1-10 wt%의 유리 성분을 포함한다. 본 발명의 태양 전지에 있어서는 (Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 약 0.2-20 wt%일 수 있다.
알루미늄 후면 컨택은 Si 및 Ag/Al 이면 컨택층과 접촉한다. 후면 컨택에서, 금속 성분은 바람직하게는, 알루미늄과 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리, 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속을 포함하고, 유리 성분은 여러 형태 중 하나일 수 있다. 비스무스계 유리 및 알칼리 티타늄 실리케이트 유리는 각각 태양 전지 후면 컨택에 사용되었을 때 선행 기술 이상의 특정 이점을 갖는다.
넓게는, 알루미늄 및 유리 프리트를 함유하는 후막(thick film) 페이스트가 광에 노출에 의해 생성된 전류를 외부 로드로 전도하기 위한 실리콘-계 태양 전지용 후면 컨택을 만드는데 사용된다. 페이스트는 일반적으로 스크린-프린팅에 의해 도포되지만 압출, 패드 프린팅, 잉크 제트 프린팅 및 마이크로-펜 라이팅(writing) 및 고온 용융 프린팅과 같은 비 접촉 프린팅과 같은 방법도 사용될 수 있다. 또한, 적절한 유기물의 변화로서 본 발명의 혼합물이 테이프 라미네이션 기술로 도포될 수 있다. 스크린- 프린팅된 전면 컨택을 갖는 태양 전지는 보론 도핑된 실리콘 웨이퍼의 P-측과 알루미늄 계 페이스트 사이의 저 저항 컨택을 형성하도록 상대적으로 낮은 온도(550-850℃의 웨이퍼 온도; 650-1000℃의 로 설정 온도)로 소성된다. 태양 전지를 제조하는 방법도 여기에 제시된다.
알루미늄- 및 유리-함유 페이스트는 넓은 영역의 용융, 및 개선된 후면 전계로 인하여 태양전지 성능을 증가시키는, 알루미늄 도핑되어 (p+) 에피택시얼적으로(epitaxially) 성장된 Si 층의 재 고형화로 인하여 태양 전지의 후면 측 상에 저 저항 오믹 컨택을 형성하도록 사용된다. 최적의 성능을 위하여 두꺼운 p+ 재-성장 영역이 이상적인 것으로 믿어진다. 또한, 에피택셜적으로 성장하는 p+ 층에서 금속성 불순물을 거부하는 것은 높은 캐리어 수명을 가져오는 것으로 믿어진다. 이러한 두 개의 요인들은 개방 회로 전압을 증가시키는 것으로 믿어진다. 보다 중요하게, 개방 회로 전압은 벌크 저항성이 증가할 때 단지 약간 떨어진다. 따라서, 태양 전지 성능은 Al 후면 컨택에서 실질적인 에피택셜 재성장 p+ 층의 형성으로 인하여 개선된다.
유연 유리는 일반적으로 우수한 저 용융 특성 및 우수한 웨팅(wetting) 특성으로 인하여 페이스트에 사용된다. 환경적인 이유로 인하여, 무연 및 무 카드뮴 유리를 사용하는 것이 바람직하다. 고-비스무스, 무연 및 무 카드뮴 유리는 상대적으로 낮은 온도에서의 우수한 흐름 특성으로 인하여 컨택을 제조하는데 있어서 낮은 소성 온도를 허용한다. 알칼리-티타늄-실리케이트 유리는 보다 낮은 소성 온도를 이루기 위한 또 다른 경로이다. 납-유리가 종종 환경적인 이유로 인하여 제외되지만 이들은 현재 극히 낮은 용융 및 웨팅(wetting) 유리와 같은 특정 특성을 위한 유일한 경로이기 때문에 종종 사용된다. 상대적으로 높은-실리콘, 저 비스무스, 무연 및 무 카드뮴 유리는 후면 측 Si와 과도한 상호작용 없이 후면 컨택를 위한 적절한 특성을 제공한다. 마찬가지로, 고-비스무스 무연 및 무 카드뮴 유리는 Si 및 후면 컨택 Al 층 모두와의 최적 상호작용과 함께 후면 측 Si 상에 적절한 무연 은 및/또는 은-알루미늄 이면 컨택의 형성을 허용한다.
넓게 해석하면, 본 발명 페이스트는 알루미늄과 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 혼합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 및 유리 성분을 포함한다. 유기 비히클과 같은 일반적인 페이스트 성분도 포함된다. 각 성분이 하기에 상세히 설명된다.
금속 성분. 후면 컨택 페이스트의 주 금속 성분은 알루미늄이다. 알루미늄은 p+/p 표면을 형성하고, 태양 전지 성능을 강화하기 위한 BSF를 제공하기 때문에 사용된다. 금속은 일반적으로페이스트의 형태로 도포된다. 페이스트에 사용된 알루미늄 입자는 구형, 플레이크 형태일 수 있거나, 콜로이드성 현탁액에 제공될 수 있고, 상기한 것들의 조합이 사용될 수 있다. 페이스트의 조성 시에, 금속 분말은 일반적으로 약 0.1-40 미크론, 바람직하게는 10 미크론 이하의 입자크기를 갖는다. 예를 들면, 페이스트는 약 80-99 wt%의 구형 알루미늄 입자 또는 선택적으로 약 75-90 wt% 알루미늄 입자 및 약 1-10 wt% 알루미늄 플레이크를 포함할 수 있다. 선택적으로, 페이스트는 약 75-90wt%의 알루미늄 플레이크 및 약 1-10 wt%의 콜로이드성 알루미늄 또는 약 60-95 wt%의 알루미늄 분말 또는 알루미늄 플레이크 및 약 0.1-20 wt%의 콜로이드성 알루미늄을 포함할 수 있다. 적절한 상업적인 예의 알루미늄 입자는 미국 펜실베니아 피츠버그의 알코아 인코포레이티드(Alcoa, Inc.); 미국 뉴저지 암팔 인코포레이티드(Ampal Inc.); 및 독일 페르스의 엑카 그래뉼레이트 게임베하 운트 코 카게(ECKA Granulate GmbH & Co. KG)로부터 입수 가능하다.
보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리. 본 발명의 페이스트 혼합물은 소결 보조제 및/또는 Al 과 Si 사이의 고형화 개질 첨가제로서 작용하기 위한, 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 하나의 원을 포함하는데, 페이스트는 약 0.05-40 wt%의 (B+Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)를 포함한다. 바람직하게는, 이러한 아홉개의 원소(금속)의 이러한 조합된 범위는 혼합물의 약 0.2-20 wt%, 보다 바람직하게는 혼합물의 약 0.3-10 wt%이다. 보다 바람직한 구현예에서, 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 2개가 존재하는데, 각각 혼합물의 약 0.5-10 wt%의 양으로 존재한다. 보다 바람직한 구현예에서는 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 3개가 존재하는데, 각각 혼합물의 약 0.5-5 wt%의 양으로 존재한다.
아홉 금속의 원은 각 금속 분말, 각 금속들 중 둘 이상을 함유하는 합금, 각 금속을 포함하는 염, 각 금속의 콜로이드성 현탁액, 각 금속의 산화물, 또는 각 금속을 함유하는 유리일 수 있다.
해당 금속들의 분말, 염, 산, 염기, 산화물, 유리, 콜로이드 및 오르가노금속성 화합물이 여기에서 금속의 원으로 사용될 수 있다. 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 인듐, 구리 및 아연의 금속 분말이 다양한 입자 크기 및 분포로 널리 이용가능하다. 일반적으로, 금속 분말 크기는 약 0.1-40 미크론, 바람직하게는 약 10 미크론이다. 보다 바람직하게는, 금속 입자 크기는 본 발명 알루미늄 입자와 일치한다. 상기한 금속과 알루미늄을 조합한 금속 합금의 분말도 사용될 수 있다. 예를 들면, M이 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리인 알루미늄-M 합금이 금속의 원으로서 사용될 수 있는데, 약 60-99.9 wt%의 알루미늄 및 약 0.1-40 wt%의 다른 금속들을 포함한다. 바람직한 구현예에서, 약 0.1-0.5 wt%의 M을 함유하는 알루미늄-M 합금이 페이스트 혼합물의 약 98 wt% 이하로 사용될 수 있다. 또한, 해당 금속들은 TiBAl, TiCAl, AlTiBSr과 같은, 해당 금속을 함유하는 복합 성분 합금 분말의 형태로 도입될 수 있다. 또 다른 바람직한 구현예에서, 오르가노금속성 용액은 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 하나 이상을 제공하도록 사용될 수 있는데, 그러한 금속의 합은 페이스트 혼합물의 약 5 wt%를 초과하지 않는다.
또한, 일반적으로, 금속, 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리는 해당 금속의 할라이드, 카보네이트, 하이드록사이드, 포스페이트 및 설페이트와 같은 이온성 염의 형태로 또는 보라이드, 카바이드, 니트라이드, 실리사이드 및 알루미나이드의 형태로 제공될 수 있다. 해당 금속을 함유하는 산 또는 염기들, 예를 들면, 붕산이 사용될 수 있다. 9 금속들 중 하나 이상을 함유하는 콜로이드성 현탁액이 본 발명의 페이스트를 형성하는데 사용될 수 있다. 레지네이트, 아세테이트, 포르메이트, 카르복실레이트, 프탈레이트, 이소프탈레이트, 테레프탈레이트, 푸마레이트, 살리실레이트, 타르트레이트, 글루코네이트, 에톡사이드 또는 에틸렌디아민(en) 또는 에틸렌디아민 테트라아세트산(EDTA)을 갖는 것들과 같은 킬레이트를 포함하는 이 금속들 중 어떤 것의 오르가노금속성 화합물도 제한없이 사용될 수도 있다. 이 9 금속들 중 적어도 하나를 함유하는 다른 적절한 분말, 염, 콜로이드 및 오르가노금속들도 본 기술에서 숙련된 자들에게 쉽게 명백할 것이다.
페이스트 유리. 이 페이스트는 유리 성분의 약 0.1-10 wt%, 바람직하게는 약 0.2-5 wt%를 포함한다. 유리 성분은 소성 전에 하나 이상의 유리 조성물을 포함한다. 각 유리 조성물은 하나의 구현예에서, Bi2O3, B2O3 및 SiO2를 포함하는 산화물 프리트를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 유리 조성물은 알칼리 산화물, TiO2 및 SiO2를 포함한다. 제 3 구현예에서, 유리 조성물은 PbO를 포함한다. 특히, 본 발명의 다양한 구현예에서, 후면 컨택용 유리 조성물은 표 1-3에서 발견될 수 있다. 엔트리 "20 3가 옥사이드"는 Al, Ga, In, Sc, Y 및 57-71의 원자 수를 갖는 원소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 원소의 하나 이상의 3가 산화물을 의미한다. 페이스트의 조성시에 다른 입자크기가 선행기술에서 알려진 바와 같이 사용될 수 있지만 유리 프리트는 일반적으로 약 0.5-10 미크론의 입자 크기를 갖는다.
페이스트 조성물에 사용된 유리 분말은 300-700℃, 바람직하게는 400-550℃의 범위의 유리 전이 온도를 갖는 것이 바람직하다.
표 1-3에서 하나 이상의 유리 조성물이 사용될 수 있으며, 같은 표의 다른 란에 있는 양을 포함하는 조성물도 생각할 수 있다. 두 번째 유리 조성물이 사용되면 유리 조성물의 비율이 실리콘과의 페이스트 상호작용의 정도 및 이에 따른 결과적인 태양전지 특성을 조절하고, 실리콘 웨이퍼의 휨을 조절하도록 변화될 수 있다. 예를 들면, 유리 성분 내에 제 1 및 제 2 유리 조성물은 약 1:20-20:1, 바람직하게는 약 1:5-5:1의 중량비로 존재할 수 있다. 특정 구현예에서, 유리 성분은 납 또는 납 산화물을 함유하지 않고, 카드뮴 또는 카드뮴 산화물을 함유하지 않는다. 그러나, PbO 및/또는 CdO의 특성이 복사될 수 없는 특정 구현예에서, 그러한 구현예는 바람직하게는 PbO 및/또는 CdO를 포함한다. 특정 납-함유 구현예로는 하기 산화물의 함량이 mol%로 표시된 양을 초과하지 않는한 하기 PbO (65%), SiO2 (40%), B2O3 (30%), ZnO (25%); Al, Ga, In, Sc, Y, La 로 이루어진 그룹으로부터 선택된 원소의 3가 산화물(25%) 및 (TiO2+ZrO2) (5%)를 포함하는데 (B2O3+SiO2)의 합이 45%를 초과하지 않아야 한다. 납-함유 유리 성분은 약 0.1-12 mol%의 Al2O3를 더 포함한다. "Li2O + Na2O + K2O"와 같은 엔트리는 Li2O 및 Na2O 및 K2O의 총 함량이 특정 범위 내에 있다는 것을 의미한다. 0 이하의 하한(lower bound) 범위를 갖는 각 범위에서, 바람직한 구현예는 0.1%의 하한을 갖는 동일한 범위이다.
몰 퍼센트로의 비스무스-계 후면 컨택 유리용 산화물 프리트 성분
유리 조성물 I II III
성 분
Bi2O3 5-85 10-75 12-50
B2O3 + SiO2 5-75 15-75 34-71
ZnO 0-55 5-20 10-12
Li2O + Na2O + K2O 0-40 0-30 3-30
20 3가 산화물 0-25 0-20 0-10
Sb2O5 + Nb2O5 0-40 0-30 0-20
TiO2 + ZrO2 0-20 0-10 1-6
몰 퍼센트로의 알칼리-티타늄-실리케이트 후면 컨택 유리용 산화물 프리트 성분
유리 조성물 IV V VI
성분
Li2O + Na2O + K2O 5-55 15-50 30-40
TiO2 2-26 10-26 15-22
B2O3 + SiO2 5-75 25-70 30-52
V2O5 + Sb2O5 + P2O5 0-30 0.25-25 5-25
MgO + CaO + BaO + SrO 0-20 0-15 0-10
F 0-20 0-15 5-13
몰 퍼센트로의 납-계 후면 컨택 유리용 산화물 프리트 성분
유리 조성물 VII VIII IX
성분
PbO 15-75 25-66 50-65
B2O3 + SiO2 5-75 20-55 24-45
ZnO 0-55 0.1-35 0.1-25
Li2O + Na2O + K2O 0-40 0-30 0-10
TiO2+ZrO2 0-20 0-10 0.1-5
20 3가 산화물 0-25 0.1-20 1-10
하나의 구현예에서, 유리 성분은 약 12-50 mole% Bi2O3; 약 25-65 mole% SiO2; 약 5-15 mole% B2O3; 약 4-26 mole% K2O; 약 10 mole%를 초과하지 않는 함량의 TiO2; 및 Li, Na, K, Sb 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 원소의 산화물을 포함하는데, 그러한 산화물의 조합된 양은 조합물의 약 40 mol%, 바람직하게는 적어도 약 1 mol%를 초과하지 않는다. 알칼리 산화물을 함유하는 바람직한 구현예에서, 유리 성분은 약 1-15 mole% Li2O, 약 8-25 mole% Na2O, 약 3-25 mole% K2O, 약 8-22 mole% TiO2, 약 25-50 mole% SiO2, 약 2-18 mole% V2O5, 및 약 0.25-5 mole% P2O5를 포함하며, 약 20 mol%를 초과하지 않는 플루오라이드를 더 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에서, 이 조성물은 하기 산화물의 함량이 mol%로 지시된 양을 초과하지 않는 한 하나 이상의 하기를 포함한다: Li2O (15%), Na2O (25%), K2O (25%), TiO2 (22%), SiO2 (60%), V2O5 (18%), (Sb2O5+V2O5+P2O5)의 합 (25%), 및 F (15%).
비히클. 본 발명의 페이스트는 일반적으로 용매에 용해된 수지의 용액이고, 주로 수지와 틱소트로픽제(thixotropic agent) 둘 모두를 함유하는 용매 용액인 비히클 또는 캐리어를 포함한다. 페이스트의 유기물 부분은 (a)적어도 약 80 wt%의 유기 용매; (b) 약 15 wt% 이하의 열가소성 수지; (c) 약 4 wt% 이하의 틱소트로픽제; 및 (d) 약 2 wt% 이하의 습윤제를 포함한다. 하나 이상의 용매, 수지, 틱소트로프 및/또는 습윤제의 사용도 가능하다. 고형물 부분 대 유기물 부분의 다양한 중량비가 가능하지만 하나의 구현예는 약 20:1-1:20, 바람직하게는, 약 15:1-1:15 및 보다 바람직하게는 약 10:1-1:10의 고형물 부분 대 유기물 부분의 중량비를 포함한다.
에틸 셀룰로오스가 일반적으로 사용되는 수지이다. 그러나, 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스, 목재 수지, 에틸 셀룰로오스와 페놀 수지의 혼합물, 저급 알콜의 폴리메타크릴레이트 및 에틸렌 글리콜 모노아세테이트의 모노부틸 에테르와 같은 수지도 사용될 수 있다. 약 130-350℃의 비등점(1 atm)을 갖는 용매가 적합하다. 널리 사용되는 용매로는 부틸 Carbitol®(디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르); 디부틸 Carbitol®(디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르); 부틸 Carbitol® 아세테이트(디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트), 헥실렌 글리콜, Texanol®(2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트)뿐만 아니라 알콜 에스테르, 케로센 및 디부틸 프탈레이트와 같은 다른 용매들과 함께 알파- 또는 베타-터피네올과 같은 테르펜 또는 Dowanol®(디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르)와 같은 고 비등 알콜 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 이 비히클은 오르가노금속성 화합물, 예를 들면, 컨택을 변성시키기 위한 알루미늄 또는 보론에 기초한 것들이다. N-Diffusol®이 원소 인과 유사한 확산 계수를 갖는 n-타입 확산제를 함유하는 안정화된 액체 제제이다. 이들 및 다른 용매들의 다양한 조합이 각각의 적용을 위한 소정의 점도 및 휘발성 요건을 얻도록 제형화될 수 있다. 후막 페이스트 조성에 일반적으로 사용되는 다른 분산제, 계면 활성제 및 유동 개질제가 포함될 수 있다. 그러한 제품의 상업적인 예로는 하기 상표하에서 판매되는 것들을 포함한다: Texanol®(Eastman Chemical Company, Kingsport, TN); Dowanol®및 Carbitol®(Dow Chemical Co., Midland, MI); Triton®(Union Carbide Division of Dow Chemical Co., Midland, MI), Thixatrol®(Elementis Company, Hightstown, NJ) 및 Diffusol®(Transene Co. Inc., Danvers, MA).
일반적으로 사용되는 유기 틱소트로픽제는 수소화된 캐스터(castor) 유 및 이들의 유도체이다. 틱소트로프는 항상 필요하지는 않은데 이는 어떤 현탁액에 본래부터 있는 유막 감소(shear thinning)와 결합된 용매가 이와 관련하여 단독으로 적합할 수 있기 때문이다. 또한, 지방산 에스테르, 예를 들면, N-탈로우(tallow)-1,3-디아미노프로판 디올레이트; N-탈로우 트리메틸렌 디아민 디아세테이트; N-코코 트리메틸렌 디아민, 베타 디아민; N-올레일 트리메틸렌 디아민; N-탈로우 트리메틸렌 디아민; N-탈로우 트리메틸렌 디아민 디올레이트 및 이들의 조합과 같은 습윤제가 사용될 수 있다.
다른 첨가제. 다른 무기 첨가제가 소성전에 페이스트의 중량에 대하여 약 1-30 wt%, 바람직하게는 약 2-25 wt%, 보다 바람직하게는 약 5-20 wt%의 범위로 페이스트에 첨가될 수 있다. 클레이, 미세 실리콘, 실리카 또는 카본 분말 또는 이들의 조합과 같은 다른 첨가제도 실리콘과 알루미늄 및 보론의 반응성을 조절하기 위하여 첨가될 수 있다. 소결된 일반적인 클레이가 적합하다. Pb, Bi 및 Sb 그리고 이들 각각의 합금과 같은 저 용융 금속 첨가제(즉, 금속 산화물과 다른 원소 금속 첨가제)뿐만 아니라 In, Sn 및 Ga 그리고 이들의 Cu, Ag, Zn과의 합금과 같은 다른 저 용융 원소의 미세 입자가 저 소성 온도에서 컨택을 제공하거나 또는 소성 범위를 넓히기 위하여 첨가될 수 있다.
(a) 유리의 혼합물 또는 (b) 결정성 첨가제와 유리의 혼합물 또는 (c) 하나 이상의 결정성 첨가제의 혼합물이 소정의 조성범위로 유리 성분을 제형화 하는데 사용될 수 있다. 결정성 첨가제의 예로는 비스무스 실리케이트, 납 실리케이트 및 근청석(cordielites)(마그네슘 알루미노 실리케이트)를 포함한다. 목표는 휨을 감소시키고 태양전지 전기 성능을 개선시키는 것이다. 예를 들면, Bi2O3, Sb2O5, In2O3, SiO2, ZrO2, Al2O3, B2O3, NiO, Ni2O3, SnO, Sn2O3, GaO, Ga2O3, ZnO, CuO, Cu2O, MgO, SrO, Fe2O3 및 이들의 반응 생성물 그리고 이들의 조합과 같은 산화물이 컨택 특성을 조정하기 위하여 유리 성분에 첨가될 수 있다. 그러나, 상기 산화물의 총 양은 본 명세서에 기술된 다양한 구현예에 있는 범위내에 있어야 한다.
페이스트 제조. 본 발명에 따른 페이스트는 플래너터리 믹서(planetary mixer)에서 쉽게 제조될 수 있다. 사용된 캐리어의 양 및 타입은 주로 소정의 최종 조성물 점도, 페이스트 그라인드의 미세성 및 소정의 습윤 프린트 두께에 의해 결정된다. 본 발명에 따른 조성물 제조시에 미립자 무기 고형물이 비히클과 혼합되고, 플래터너리 믹서와 같은 적절한 장치로 분산되어 현탁액을 형성하므로서 점도가 25℃에서 브룩필드(Brookfield) 점도계 HBT, 스핀들 14로 측정했을 때 9.6 sec-1의 전단 속도에서 약 20-300 kcps, 바람직하게는 약 20-150 kcps, 보다 바람직하게는 약 25-300 kcps 범위인 조성물을 가져온다.
본 발명의 페이스트는 cm3당 약 1019 - 1020원자의 활성 피크 도핑 농도를 갖는 p+ BSF 수 미크론의 두께를 형성하도록 사용될 수 있다; 즉, 통상적인 Al 페이스트로 달성가능한 것보다 일 또는 이 정도 더 높은 크기(예를 들면, cm3당 1018정도). 본 발명의, 보론, 티타늄, 주석, 갈륨 및 인듐 중 적어도 하나를 포함하는 Al 페이스트는 Si로 Al의 용해를 증가시키기 위하여 실리콘에서 이들 원소 각각의 보다 높은 고형물 용해성을 사용하는 것으로 믿어진다. 마찬가지로, 본 발명의, 티타늄, 니켈, 은, 아연 및 구리 중 적어도 하나를 포함하는 Al 페이스트는 알루미늄 입자들의 소결 및/또는 Si에 Al의 용해를 개선시키고 Si에 Al의 용해를 증가시키기 위하여 이들 금속에서의 알루미늄의 보다 높은 용해성을 사용하는 것으로 믿어진다. 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 하나의 존재는 알루미늄의 소결을 돕고, 후면-측 알루미늄과 실리콘 웨이퍼 사이의 컨택을 개선시킨다. 따라서, Al-(B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu) 페이스트의 사용은 휨을 감소시키도록 보다 얇은 페이스트 층을 침착시키지만 우수한 BSF 형성을 제공하는 것이 가능하고, Al-Si 층의 우수한 오오믹 컨택 특성을 잃지 않고 태양전지에서 부차적인 캐리어 수명을 개선시키도록 알루미늄의 게터링(gettering) 특성을 이용하는 것이 가능하다.
페이스트의 프린팅 및 소성. 태양전지 후면 컨택을 제조하기 위한 본 발명 방법은 (1) 후방 은 이면 컨택 페이스트가 이미 도포되어 건조된 실리콘 웨이퍼의 P-측에 Al-(B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu) 함유 페이스트를 도포하고, (2) 페이스트를 건조시키며. (3) 전면 컨택 은 페이스트를 도포하고, 그리고 (4) 전면 컨택, 은 이면 컨택 및 후면 컨택 페이스트를 동시-소성시키는 것을 포함한다. 은 이면 컨택 Ag-페이스트, Al-후면페이스트 및 Ag-전면 컨택 페이스트로 프린트된 태양전지는 약 650-950℃의 로 설정 온도; 또는 약 550-850℃의 웨이퍼 온도와 같은 적절한 온도에서 소성된다. 웨이퍼 온도가 Al과 다른 금속 각각의 공융 또는 포정(peritectic) 온도(Al/B:660℃, Al/Ti: 665℃, Al/Ni: 640℃, Al/Si: 577℃, Al/Sn: 228℃, Al/Ag: 567℃, Al/Ga: 27℃, Al/Zn: 381℃, Al/In: 639℃, 및 Al/Cu: 548℃) 이상으로 상승할 때의 소성 중에는 후면 컨택 Al 및 (B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu)가 기판상의 Si를 용해시켜 액체 Al-(B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu)-Si 층이 형성된다. 이 Al-(B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu)-Si 액체는 피크 온도로의 추가 가열 중에 기판 Si를 계속 용해시킨다. 냉각 중에는 Si가 Al-(B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu)-Si 용융물로부터 다시 침전한다. 이 침전 Si는 하부 Si 기판 상에 에피택셜 층으로서 성장하여 p+ 층을 형성한다. 냉각 용융물이 가장 낮은 공융 온도에 도달했을 때 나머지 액체는 Al-Si 풍부 공융 층으로서 동결된다. 계속적인 p+ 층은 태양 전지 성능을 증가시키는, 효율적인 후면 전계(BSF)를 제공하는 것으로 믿어진다. 후면컨택의 유리는 효율적인 BSF 층의 형성에 불충분하게 영향을 미치지 않고 Al 및 Si 중 적어도 하나와 최적으로 상호작용 하여야 한다.
전면 및 후면 컨택 제조 방법. 도 1-5를 참고로 할 때, 본 발명에 따른 태양 전지 전면 컨택은 일반적으로 태양 전지 등급의 Si 웨이퍼에 은-계 페이스트를 도포하므로서 제조될 수 있다. 특히, 도 1은 단일-결정 실리콘 또는 다결정 실리콘의 기판이 일반적으로 광 반사를 감소시키는 구조화된 표면을 갖도록 제공되는 단계를 도시한 것이다. 태양 전지의 경우에, 기판은 종종 풀링(pulling) 또는 캐스팅 공정으로부터 형성된 잉곳(ingots)으로부터 슬라이스된 상태로 사용된다. 슬라이싱을 위해 사용된 와이어 소우와 같은 공구에 의해 야기된 기판 표면 손상 및 웨이퍼 슬라이싱 단계로부터의 오염은 일반적으로 KOH 또는 NaOH와 같은 수성 알칼리 용액 또는 HF 와 HNO3의 혼합물을 사용하여 기판 표면을 약 10-20 미크론 에칭하므로서 제거된다. 기판은 HCl 및 H2O2의 혼합물로 세척되어 기판 표면에 점착될 수 있는 철과 같은 중금속을 제거한다. 항 반사성의 구조화 표면은 종종 예를 들면, 수성 포타슘 하이드록사이드 또는 수성 소듐 하이드록사이드와 같은 수성 알칼리 용액을 사용하여 그 후에 형성된다. 이것은 일반적인 실리콘 웨이퍼가 ca. 200 미크론 두께이므로 두께 치수를 확대하여 도시한 기판(10)을 제공한다.
도 2는 p-타입 기판이 사용될 때, n-타입 층(20)이 p-n 접합부를 생성하도록 형성되는 것을 개략적으로 도시한 것이다. 인 확산 층은 인 옥시클로라이드(POCl3), 오르가노인 화합물 및 여기에 기술된 다른 것들을 포함하여, 어떤 다양한, 적절한 형태로 공급된다. 인의 원은 실리콘 웨이퍼의 한 쪽면에만 선택적으로 도포된다. 확산층의 깊이는 확산 온도 및 시간을 조절하므로서 다양할 수 있는데, 일반적으로 약 0.3-0.5 마이크론이고, 스퀘어 당 약 40-100 오옴의 시트 저항성을 갖는다. 인의 원은 포스포실리케이트 유리(PSG)와 같은 인-함유 액체 코팅 물질을 포함할 수 있는데, 스핀 코팅과 같은 공정에 의해 기판의 한 쪽면에만 도포되고, 확산은 적절한 조건하에서의 어닐링에 의해 달성된다.
다음에, 도 3에서는, SiNX, TiO2 or SiO2일 수 있는 항반사 코팅(ARC)/부동태 막(30)이 상기한 n-타입 확산층(20) 상에 형성된다. 실리콘 니트라이드 막은 종종 수소에 의한 부동태화를 강조하기 위하여 SiNX:H로서 표현된다. ARC(30)는 입사광에 대한 태양 전지의 표면 반사율을 감소시켜 전류 발생을 증가시킨다. ARC(30)의 두께는 굴절율에 좌우되지만 약 700-900Å의 두께가 약 1.9-2.0의 굴절율에 있어서 적합하다. ARC는 저압 CVD, 플라즈마 CVD 또는 열 CVD를 포함하는 다양한 과정에 의해 형성될 수 있다. SiNX 코팅을 형성하기 위해 열 CVD가 사용될 경우, 출발 물질은 종종 디클로로실란(SiCl2H2) 및 암모니아(NH3) 가스이고, 막 형성은 적어도 700℃의 온도에서 수행된다. 열 CVD가 사용될 때, 고온에서 출발 가스의 열 분해는 실리콘 니트라이드 막에서 수소가 실질적으로 없게 하여 실리콘과 질소사이에 실질적인 화학양론적 조성비를 제공한다-Si3N4. ARC를 형성하기 위한 다른 방법도 본 기술에서 알려져 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전면 전극 용의 은 페이스트(500)는 실리콘 니트라이드 막(30) 상에 스크린 프린트되어 건조된다. 또한, 후면 은 또는 은/알루미늄 페이스트(70) 및 Al-(B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu) 페이스트(60)가 이후 스크린 프린트되어 건조된다. Al-(B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu) 페이스트는 표 1, 2, 또는 3으로부터 하나 이상의 유리 프리트를 포함할 수 있다. 소성은 약 일 분에서 약 수 분 사이의 시간 동안 약 700-975℃의 온도 범위에서 적외선 벨트 로에서 수행된다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, Al-(B/Ti//Ni/Sn/Ag/ Ga/Zn/In/Cu) 페이스트로부터의 알루미늄은 용융하여, 소성 중에 실리콘 웨이퍼(10)와 반응한 후 고 농도의 알루미늄 도판트를 함유하는 p+ 층(40)을 형성하도록 고형화한다. 이 층은 일반적으로 후면 전계(BSF) 층으로 불리고, 태양 전지의 에너지 전환율의 개선을 돕는다.
Al-(B/Ti//Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu) 페이스트는 건조 상태(60)에서 (B/Ti//Ni/Sn/Ag/ Ga/Zn/In/Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 알루미늄 후면 컨택(61)으로 소성시키므로서 변형된다. 후면 은 또는 은/알루미늄 페이스트(70)는 동시에 소성되어 은 또는 은/알루미늄 후면 컨택(71)이 된다. 소성시에, 후면 측 Al-(B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu) 및 후면 측 은 또는 은/알루미늄 사이의 경계는 합금 상태인 것으로 추정되는데, 역시 전기적으로 접속된다. 후면 컨택은 부분적으로 보다 두꺼운 p+ 층(40)을 형성할 필요성으로 인하여 약 30-50 미크론의 습윤 두께까지 Al-(B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu) 페이스트로 널리 커버된다. 후면 은 페이스트 영역은 모듈 제작 중에 탭 부착용으로 사용된다. 또한, 전면 전극-형성 은 페이스트(500)는 소결하여 소성 중에 실리콘 니트라이드 막(30)으로 침투(즉, 그것을 통하여 소성)하므로서 n-타입 층(20)과 전기적으로 접촉할 수 있게 한다. 이러한 소성된 상태는 도 1E의 층(501)에서 명백하다.
원할 경우, 질소(N2) 또는 다른 불활성 분위기가 소성을 위해 사용될 수 있지만, 반드시 필요한 것은 아니다. 소성은 일반적으로 보다 낮은 온도에서 소성될 때는 피크 온도에서 1, 3 또는 5분의 보다 긴 소성시간이 가능하지만 약 1초 동안 지속하는, 약 650-1000℃의 피크 로 설정온도의 시간 동안 약 300-550℃에서 유기물질을 태울 수 있는 온도 프로파일에 따른다. 예를 들면, 분당 약 1-4 미터(40-160 인치)의 벨트 속도로 세-구역 소성 프로파일이 사용될 수 있다. 당연히, 4, 5, 6, 또는 7 이상의 구역을 포함하는데 각 구역이 약 5-20 인치의 길이를 가지며 650-1000℃의 소성 온도를 포함하는, 3 이상의 구역을 갖는 소성 배치도 본 발명에 의해 가능하다.
[실시예]
하기 실시예에 사용된 다결정성 실리콘 웨이퍼는 243 cm2 및 약 180 미크론 두께였다. 이 웨이퍼들을 Si의 n-측 상에 실리콘 니트라이드 항반사 코팅물로 코팅했다. 이 웨이퍼들의 시트 저항성은 약 1 W-cm 였다.
본 발명의 예시적인 유리를 표 4에 제시하였다.
예시적인 유리 조성
유리 A B C
Mole %
Bi2O3 35.8 12.2
SiO2 35.5 62.6 37.0
B2O3 7.2 8.0
TiO2 5.0 18.2
V2O5 8.8
Li2O 6.1 5.4
Na2O 20.9
K2O 21.5 6.1 8.8
P2O5 0.9
표 5에 있는 예시적인 Al-(B/Ti/Ni/Sn/Ag/Ga/Zn/In/Cu) 조성물은 표 4에 기술된 유리와 Cabosil®, 오르가노 보론 용액, 트리에틸보란, 유기 티타늄 용액, 티타늄 에톡사이드, Anti-Terra® 204, 유기 비히클 및 Texanol®로서 Ni, Sn 및 Zn 의 다양한 조합을 포함하여, 10 미크론 이하의 입자를 갖는, 일반적으로 사용되는 금속 분말로 이루어진다. 이 금속 입자들은 미국, 뉴저지, 버겐필드에 소재하는 미크론 메탈스, 인코포레이티드(Micron Metals, Inc.)로부터 상업적으로 입수가능하다. 클레이는 수분을 없애도록 소결되고, 통상적인 수단으로 분쇄(볼-밀(ball-milled))되며, 40 wt%의 소결된 클레이, 59 wt% 터피네올 및 1 wt%의 Anti-Terra® 204의 비율로 습윤되는 Na0.3(Mg,Li)3Si4O10(OH)2이다. Anti-Terra® 204는 독일의 베젤(Wesel)에 소재하는 BYK-Chemie GmbH로부터 상업적으로 입수가능한 습윤제이다. Cabosil®는 미국, 빌레리카(Billerica)에 소재하는 Cabot Corporation으로부터 상업적으로 입수가능한 훈연(fumed) 실리카이다. 트리에틸보란 및 티타늄 에톡사이드는 미국, MO 63178, 세인트루이스에 소재하는 Sigma-Aldrich로부터 입수가능하다. 비히클 205 및 비히클 450은 미국, 오하이오, 클리블랜드에 소재하는 Ferro Corporation으로부터 상업적으로 입수가능하다. 터피네올은 미국, 뉴저지 08865, 필립스버그에 소재하는 Mallinckrodt Baker, Inc.로부터 상업적으로 입수가능하다. Texanol®는 미국, 매사츄세츠 01835, 와드 힐에 소재하는 Alfa Aesar로부터 상업적으로 입수가능하다.
예시적인 알루미늄-페이스트 조성(Ni, Sn 및 Zn의 다양한 조합을 갖는)(wt%)
선행기술 Al 분말 페이스트 A 페이스트 B 페이스트 C 페이스트 D 페이스트 E
물질 CN53-101 CN53-200 (Al-B) (Al-B-Ni) (Al-B-Sn) (Al-Zn) (Al-B-Ni-Sn)
Al 분말 76.29 71.96
CN53-200 99.5 99.5 99.5
비히클 205 6.8 6.17
비히클 450 4.5 5.14
터피네올 5.14
Texanol® 4.43 6.65
Anti-Terra®204 1 1.13
Cabosil®EH5 0.4 0.34
트리에틸보란 1.53
티타늄 에톡사이드 1.44
유리 A 0.8
유리 B 0.8
유리 C 0.5
클레이 4.98
ENP400 Ni 분말 0.5
페이스트 A 99.5
Sn101 Tin 분말 0.5 0.5
Zn101 분말 0.5
합계 100 100 100 100 100 100
표 5의 페이스트 조성물의 전기적 및 휨 데이타
ID 생성물 휨 (mm) Jsc (mA/cm2) Voc (mV) FF EFF
페이스트 A Al-B 0.95 33.66 607.0 75.0 15.27
페이스트 B Al-B-Ni 1.42 33.14 603.0 75.0 14.90
페이스트 C Al-B-Sn 1.30 33.26 605.3 75.2 15.13
페이스트 D Al-B-Zn 1.61 32.58 601.0 75.7 14.82
페이스트 E Al-B-Sn 1.20 33.15 605.0 75.0 14.98
CN53-101 선행기술 Al 1.81 33.61 601.0 74.0 14.95
표 6에 있는 Ni, Sn 및 Zn의 다양한 조합을 함유하는 예시적인 Al후면 컨택 페이스트를 미국, 오하이오, 클리블랜드의 페로 코포레이션(Ferro Corporation)으로부터 입수가능한 후면 측 은 /알루미늄 페이스트 CN33-451로 예비코팅된, 243 cm2의면적을 갖는, 160 미크론 두께의 실리콘 태양 전지 상에 프린트했다. 두 페이스트 둘 모두 200 메쉬 스크린을 사용하여 프린트했다. 후면 컨택 페이스트를 건조한 후, 핑거 라인에 대한 100 미크론 개구를 가지며 라인 사이에 2.8 mm 공간을 갖는 280 메쉬 스크린을 사용하여 미국, 오하이오, 클리블랜드의 페로 코포레이션으로부터 입수가능한 전면 컨택 페이스트 CN33-455를 프린트했다. 분당 약 3 미터(120")의 벨트 속도를 갖는 3-구역 적외선(IR) 벨트 로를 사용하여 각각 780℃, 830℃ 및 920℃의 설정 온도로 프린트된 웨이퍼들을 동시 소성했다. 구역들은 각각 7", 16" 및 7" 길이였다. 전면 컨택 Ag 라인의 소성된 핑거 폭은 약 120-170 미크론이었으며 소성된 두께는 약 10-15 미크론이었다. 선행 기술의 "저 휨(low bow)" 알루미늄 페이스트(상업적으로 입수가능한 Ferro CN53-101)를 본 발명에 따른 알루미늄-보론 페이스트(Ni, Sn 또는 Zn을 포함하는)와 나란히 소성했다. 약 1.7 그램의 각 페이스트들을 실리콘 웨이퍼 상에 프린트했다.
이 태양전지 중 몇몇의 전기적 특성을 미국, 코네티컷, 스트랫포드(Stratford)에 소재하는 Oriel Instrument Co.의 솔라 테스터(solar tester), Model 91193-1000으로 ASTM G-173-03에 따라 AM 1.5 태양 조건하에서 측정했다. 결과적인 태양전지의 전기적 특성을 표 6에 제시하였는데 이것은 선행기술 저 휨 Al 페이스트 및 본 발명의 페이스트의 비교를 위하여 유사한 웨이퍼에 대한 일반적인 태양전지의 전기적 특성 및 휨을 도시한 것이다.
표 6에서 Jsc는 전류밀도를 의미하고; Voc는 제로 출력 전류에서 측정된 개방 회로 전압을 의미하며; 효율(Eff) 및 채움 인자(FF)는 선행기술에서 알려져 있다. 휨은 243 cm2의 면적을 갖는 160 미크론 웨이퍼를 사용하는, mm로의 웨이퍼 휨의 척도이다.
추가적인 이점 및 변형은 본 기술에서 숙련된 자들에게 쉽게 발생할 것이다. 따라서, 넓은 의미에서 본 발명은 여기에 도시되고 기술된 상세한 설명 및 실시예에 제한되지 않는다. 따라서, 첨부된 청구범위에 의해 정의된 일반적인 본 발명 개념의 정신 또는 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (22)

  1. 소성 전에,
    a. 알루미늄의 함량이 혼합물의 50-85 wt%인 알루미늄 원,
    b. 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 2개를 포함하되, 티타늄을 반드시 포함하며, (B+Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt% 인 금속 원; 및
    c. 0.1-10 wt%의 유리 성분
    을 포함하는 혼합물로부터 이루어진 컨택을 포함하는 태양 전지.
  2. 제 1항에 있어서, (b)가 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 2개를 포함하되, 티타늄을 반드시 포함하며, 각각 혼합물의 0.3-10 wt%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  3. 제 1항에 있어서, (b)가 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 3개를 포함하되, 티타늄을 반드시 포함하며, 각각 혼합물의 0.3-10 wt%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  4. 제 1항에 있어서, 알루미늄 원이 알루미늄 금속 분말, 알루미늄 합금, 알루미늄 염, 오르가노금속성 알루미늄, 콜로이드성 알루미늄, 알루미늄의 산화물 및 알루미늄-함유 유리로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  5. 제 1항에 있어서, 유리 성분이 5-85 mole%의 Bi2O3 및 5-75 mole%의 (SiO2+B2O3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  6. 제 5항에 있어서, 유리 성분이 ZnO를 더 포함하는데, ZnO의 함량이 55 mole%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  7. 제 5항에 있어서, 유리 성분이 57-71의 원자 번호를 갖는 원소, Al, Ga, In, Sc 및 Y 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 원소의 3가 산화물을 더 포함하는데, 그러한 3가 산화물의 조합된 총 함량은 유리 성분의 25 mol%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  8. 제 1항에 있어서, 유리 성분이:
    a. 12-50 mole % Bi2O3,
    b. 25-65 mole % SiO2,
    c. 5-15 mole % B2O3, 및
    d. 4-26 mole % K2O
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  9. 제 1항에 있어서, 유리 성분이 어떤 형태로든지 고의적으로 첨가된 납이 없는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  10. 제 1항에 있어서, 유리 성분이:
    a. 5-55 mole% (Li2O+Na2O+K2O),
    b. 2-26 mole% TiO2, 및
    c. 5-75 mole% (SiO2+B2O3)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  11. 실리콘 웨이퍼;
    알루미늄; 및
    보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 이들의 조합 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 2개를 포함하되, 티타늄을 반드시 포함하는 금속을 포함하며,
    실리콘 웨이퍼의 0-5 미크론의 깊이에서 (Al+B+Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 조합된 농도가 세제곱 센티미터(cm3) 당 1018 - 1020 원자인 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  12. 제 1항의 태양 전지를 포함하는 태양 전지 패널.
  13. 실리콘 웨이퍼에 혼합물을 도포하고, 혼합물을 소성시키는 것을 포함하는, 태양 전지 컨택을 제조하기 위한 방법에 있어서, 혼합물이 소성 전에,
    a. 알루미늄의 함량이 혼합물의 50-85 wt%인 알루미늄 원,
    b. 보론, 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 조합 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 2개를 포함하되, 티타늄을 반드시 포함하며, (B+Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt% 인 금속 원; 및
    c. 0.1-10 wt%의 유리 성분
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 컨택 제조방법.
  14. 소성 전에,
    a. 알루미늄의 함량이 혼합물의 50-85 wt%인 알루미늄 원,
    b. 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 2개를 포함하되, 티타늄을 반드시 포함하며, (Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인 금속 원; 및
    c. 0.1-10 wt%의 유리 성분
    을 포함하는 혼합물로부터 이루어진 컨택을 포함하는 태양 전지.
  15. 제 14항에 있어서, (b)가 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 2개를 포함하고, 티타늄을 반드시 포함하며, 각각 혼합물의 0.3-10 wt%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  16. 제 14항에 있어서, (b)가 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐 및 구리 중 적어도 3개를 포함하고, 티타늄을 반드시 포함하며, 각각 혼합물의 0.3-10 wt%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  17. 제 14항에 있어서, 유리 성분이 57-71의 원자 번호를 갖는 원소, Al, Ga, In, Sc 및 Y 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 원소의 3가 산화물을 더 포함하는데, 그러한 3가 산화물의 조합된 총 함량은 유리 성분의 25 mol%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 태양 전지.
  18. 제 14항의 태양 전지를 포함하는 태양 전지 패널.
  19. 실리콘 웨이퍼에 혼합물을 도포하고, 혼합물을 소성시키는 것을 포함하는, 태양 전지 컨택을 제조하기 위한 방법에 있어서, 혼합물이 소성 전에,
    a. 알루미늄의 함량이 혼합물의 50-85 wt%인 알루미늄 원,
    b. 티타늄, 니켈, 주석, 은, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 조합 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 2개를 포함하되, 티타늄을 반드시 포함하며, (Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인 금속 원; 및
    c. 0.1-10 wt%의 유리 성분
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 컨택 제조방법.
  20. 제 19항에 있어서, (Ti+Ni+Sn+Ag+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.2-20 wt%인 것을 특징으로 하는 태양 전지 제조방법.
  21. 실리콘 웨이퍼에 혼합물을 도포하고, 혼합물을 소성시키는 것을 포함하는, 태양 전지 컨택을 제조하기 위한 방법에 있어서, 혼합물이 소성 전에,
    a. 알루미늄의 함량이 혼합물의 50-85 wt%인 알루미늄 원,
    b. 티타늄, 니켈, 주석, 갈륨, 아연, 인듐, 구리, 이들의 조합 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 2개를 포함하되, 티타늄을 반드시 포함하며, (Ti+Ni+Sn+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인 금속 원; 및
    c. 0.1-10 wt%의 유리 성분
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 컨택 제조방법.
  22. 소성 전에,
    a. 알루미늄의 함량이 혼합물의 50-85 wt%인 알루미늄 원,
    b. 티타늄, 니켈, 주석, 갈륨, 아연, 인듐, 구리. 이들의 혼합물 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 2개를 포함하되, 티타늄을 반드시 포함하며, (Ti+Ni+Sn+Ga+Zn+In+Cu)의 총 함량이 혼합물의 0.05-40 wt%인 금속 원; 및
    c. 0.1-10 wt%의 유리 성분
    을 포함하는 혼합물로부터 이루어진 컨택을 포함하는 태양 전지.
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