KR101557526B1 - 태양전지 전면 전극용 페이스트, 이로부터 형성된 전극, 및 이를 포함하는 태양 전지 - Google Patents

태양전지 전면 전극용 페이스트, 이로부터 형성된 전극, 및 이를 포함하는 태양 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR101557526B1
KR101557526B1 KR1020120078032A KR20120078032A KR101557526B1 KR 101557526 B1 KR101557526 B1 KR 101557526B1 KR 1020120078032 A KR1020120078032 A KR 1020120078032A KR 20120078032 A KR20120078032 A KR 20120078032A KR 101557526 B1 KR101557526 B1 KR 101557526B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solar cell
front electrode
paste
silver
glass frit
Prior art date
Application number
KR1020120078032A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140012225A (ko
Inventor
정석현
김재호
이정철
Original Assignee
제일모직주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제일모직주식회사 filed Critical 제일모직주식회사
Priority to KR1020120078032A priority Critical patent/KR101557526B1/ko
Publication of KR20140012225A publication Critical patent/KR20140012225A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101557526B1 publication Critical patent/KR101557526B1/ko

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

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 태양전지 전면 전극용 페이스트, 이로부터 형성된 전극 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 태양전지 전면 전극용 페이스트에 안티몬 산화물을 포함시켜 리본(ribbon)과 버스 바(bus bar)의 접착 강도를 높여 태양전지 모듈(module)의 조립을 용이하게 하고, 태양전지 효율을 높일 수 있는 태양전지 전면 전극의 구현이 가능한 태양전지 전면 전극용 페이스트, 이로부터 형성된 전극 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것이다.

Description

태양전지 전면 전극용 페이스트, 이로부터 형성된 전극, 및 이를 포함하는 태양 전지{PASTE FOR FRONT ELECTRODE OF SOLAR CELL, FRONT ELECTRODE PREPARED FROM THE SAME AND SOLAR CELL COMPRISING FRONT ELECTRODE MANUFACTURED FROM THE SAME}
본 발명은 태양전지 전면 전극용 페이스트, 이로부터 형성된 전극 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 태양전지 전면 전극용 페이스트에 안티몬 산화물을 포함시켜 리본(ribbon)과 버스 바(bus bar)의 접착 강도를 높여 태양전지 모듈(module)의 조립을 용이하게 하고, 태양전지 효율을 높일 수 있는 태양전지 전면 전극의 구현이 가능한 태양전지 전면 전극용 페이스트, 이로부터 형성된 전극 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것이다.
태양전지는 p형 반도체와 n형 반도체의 접합 구조를 가지며, p형 반도체의 하부(통상 후면으로 칭함)에는 후면 전극이, n형 반도체의 상부(통상 전면으로 칭함)에는 전면 전극이 형성되어 있다. 후면 전극은 전기 전도성을 높이는 것이 주 목적이고, 전면 전극은 전자의 저장성을 높이는 것이 주목적으로 서로 다른 목적을 갖는다.
그 중에서도 전면 전극은 태양전지의 효율 및 수 개의 태양전지를 연결하는 모듈에서 중요한 역할을 수행한다. 먼저, 태양전지에 빛이 입사되면 빛과 태양전지의 반도체를 구성하는 물질과의 상호 작용으로 (-) 전하를 띤 전자와 전자가 빠져나가 (+) 전하를 띠는 정공이 발생하고 이들이 이동하면서 전류가 흐르게 되며 이를 광전 효과(photovoltaic effect)라고 하는데, 전면 전극은 이로부터 발생된 전자를 손실없이 수집하여 전기적 통로를 만든다.
또한, 전면 전극 페이스트로 구성되는 패턴은 도 1에서 나타난 바와 같이 핑거 바(finger bar)(11)와 버스 바(bus bar)(12)로 구성되는데, 이 중 버스 바는 최종 모듈을 제작하기 위하여 태양전지 셀을 연결할 때 리본이 부착되는 곳이다. 도 2는 전면 전극의 버스 바(도시되지 않음)와 리본(22)이 부착된 상태를 나타낸 것이다.
이 때, 태양전지 셀을 연결하여 최종 모듈 제작을 용이하게 하고 그 결과 태양전지 효율을 높이기 위해서는 버스 바와 리본의 접착 강도가 높아야 한다.
태양전지 전면 전극용 페이스트와 관련하여, 한국공개특허 제2009-0089617호는 유리 프릿 입자와 은 입자가 접합된 접합 입자를 페이스트에 포함하는 태양전지 전면 전극용 페이스트를 개시하고 있다. 그러나, 이것은 유리 프릿 입자의 분포도를 높여 전면전극의 성능을 높이고자 하는 것으로 버스 바와 리본의 접착력을 높이는 효과를 기대할 수 없다.
본 발명의 목적은 리본과의 접착 강도가 높은 버스 바를 포함하는 전면 전극을 제조할 수 있는 태양전지 전면 전극용 페이스트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 태양전지 모듈의 조립을 용이하게 하고, 태양전지 효율을 높일 수 있는 전면 전극의 구현이 가능한 태양전지 전면 전극용 페이스트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 태양전지 전면 전극용 페이스트로 제조된 전면 전극을 포함하는 태양전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점인 태양전지 전면 전극용 페이스트는 은 분말, 유리 프릿, 유기 비히클 및 안티몬 산화물을 포함하고, 상기 안티몬 산화물은 전체 페이스트 중 0.001~1중량%로 포함될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 안티몬 산화물은 Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5 또는 이들의 혼합물이 될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 안티몬 산화물은 평균입경이 0.1㎛~10㎛가 될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 은 분말은 은(Ag), 산화은, 은 합금, 은 화합물, 또는 소성에 의해 은 석출이 가능한 물질로 형성될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 페이스트 중 상기 은 분말은 60~90중량%, 상기 유리 프릿은 1~10중량%, 상기 유기 비히클은 5~30중량%, 상기 안티몬 산화물은 0.001~1중량%로 포함될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 페이스트는 분산제, 요변제, 소포제, 가소제, 점도 안정화제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 관점인 태양전지는 상기 태양전지 전면 전극용 페이스트로 형성된 전면 전극을 포함할 수 있다.
본 발명은 리본과의 접착 강도가 높은 버스 바를 포함하는 전면 전극을 제조할 수 있는 태양전지 전면 전극용 페이스트를 제공하였다. 본 발명은 태양전지 모듈의 조립을 용이하게 하고, 태양전지 효율을 높일 수 있는 전면 전극의 구현이 가능한 태양전지 전면 전극용 페이스트를 제공하였다. 본 발명은 상기 태양전지 전면 전극용 페이스트로 제조된 전면 전극을 포함하는 태양전지를 제공하였다.
도 1은 태양전지 셀의 전면을 나타내는 개략도이고,
도 2는 태양전지의 셀에서 버스 바와 리본의 접속을 나타내는 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면 전극용 페이스트를 전면 전극으로 사용한 태양전지의 단면도이다.
11:핑거 바, 12:버스 바, 13:실리콘 기판, 21:셀, 22:리본,
102:n층, 104:p층, 106:반사방지막, 108:전면 전극, 110:후면 전극,
112:버스바 전극
본 발명의 일 관점인 태양전지 전면 전극용 페이스트는 은 분말, 유리 프릿, 유기 비히클 및 안티몬 산화물을 포함할 수 있다.
은 분말
은 분말은 전면 전극용 페이스트 조성물에 포함되어 도전성 역할을 부여하며, 광전 효과에 의해 발생된 전자의 통로 역할을 제공한다.
은 분말은 은(Ag), 산화은, 은 합금, 은 화합물, 또는 소성에 의해 은 석출이 가능한 물질로 된 분말을 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
은 분말의 평균 입경(D50)은 0.1㎛~5㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 인쇄에 필요한 적정 점도와 양호한 전기적 특성 효과를 구현할 수 있다. 바람직하게는, 0.5㎛~3㎛가 될 수 있다. 평균 입경(D50)은 이소프로필알코올(IPA)에 도전성 분말을 초음파로 25℃에서 3분 동안 분산시킨 후 CILAS社에서 제작한 1064LD 모델을 사용하여 측정된 것이다. 은 분말은 상기 평균입경 범위를 벗어나는 은 분말 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
은 분말은 입자 형상이 구형, 판상형, 무정형 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 예를 들면, 은 분말을 구형으로 함으로써, 충진율, 소결 밀도를 향상시킬 수 있다.
은 분말은 페이스트 중 60~90중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 저항의 증가로 인해 변환 효율이 낮아지는 것을 막을 수 있고, 유기 비히클 양의 상대적인 감소로 인해 페이스트화가 어려워지는 것을 막을 수 있다. 바람직하게는, 70~90중량%로, 더 바람직하게는 80~90중량%로 포함될 수 있다.
유리 프릿( glass frit )
유리 프릿은 은 분말과 혼합되어 소결시 은이 기판에 강하게 접착할 수 있도록 하는 역할을 한다.
유리 프릿은 결정화 유리 프릿 또는 비결정화 유리 프릿을 사용할 수 있고, 유연 유리 프릿, 무연 유리 프릿 또는 이들의 혼합물 중 어느 것도 사용가능 하다.
유리 프릿은 입자 형상이 구형, 판상형, 무정형 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
유리 프릿은 PbO, SiO2, Al2O3, ZnO, B2O3, Bi2O3, Na2O, MgO, TiO2, SrO, BaO, ZrO, Fe2O3, Cr2O3, Co2O3 및 MnO2로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 유리 프릿은 산화납-산화규소-산화알루미늄계(PbO-SiO2-Al2O3), 산화납-산화규소-산화아연계(PbO-SiO2-ZnO), 산화아연-산화규소계(ZnO-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소계(ZnO-B2O3-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화비스무스-산화규소계(Bi2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2) 및 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 유리 프릿을 포함할 수 있다.
유리 프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛~20㎛인 것을 사용할 수 있다. 상기 범위 내에서 분산이 양호하며, 양호한 인쇄성을 가질 수 있다. 바람직하게는 0.5㎛~10㎛인 것을 사용할 수 있다. 상기 평균입경은 이소프로필알코올(IPA)에 유리 프릿을 초음파로 25℃에서 3분 분산 후 CILAS 社에서 제작한 1064LD 모델을 사용하여 측정된 것이다.
유리 프릿은 300℃~700℃, 바람직하게는 300℃~600℃, 더 바람직하게는 400℃~500℃의 전이점을 가질 수 있다.
유리 프릿은 페이스트 중 1~10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 은 분말의 소결성 및 부착력을 높일 수 있고, 저항이 높아져 변환 효율이 저하되는 것을 막을 수 있고, 소성 후 남아 있는 유리 프릿의 양이 과다하게 분포되어 저항 상승 및 납땜성을 저하시킬 수 있는 가능성을 막을 수 있다. 바람직하게는 1~7중량%로, 더 바람직하게는 2~6중량%로 포함될 수 있다.
유기 비히클( vehicle )
유기 비히클은 페이스트에 액상 특성을 부여하는 유기 바인더(binder)를 포함할 수 있다.
유기 바인더로는 에틸셀룰로오즈, 히드록시에틸셀룰로오즈, 히드록시프로필 셀룰로오즈 또는 히드록시에틸히드록시프로필셀룰로오즈 등의 셀룰로오즈계 고분자, 카르복실기 등의 친수성을 가지는 아크릴 단량체로 공중합시킨 아크릴계 공중합체, 폴리비닐계 수지 등 이들 각각 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
유기 비히클은 용매를 더 포함할 수 있다. 이 경우 유기 비히클은 용매에 유기 바인더를 용해시킨 용액이 될 수 있다. 유기 비히클은 유기 바인더 1~80중량%와 용매 20~99중량%를 포함할 수 있다.
용매로는 예를 들면, 카비톨 용매, 지방족 알코올류, 에스테르계, 셀로솔브 용매, 탄화수소 용매 등 전극 제조에 통상적으로 사용하는 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 터핀올(terpineol), 부틸 카비톨, 부틸 카비톨 아세테이트, 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 부틸 셀로솔브, 지방족 알코올, 에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르, 부틸셀로솔브 아세테이트, 텍사놀(texanol) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
유기 비히클은 페이스트 중 5~30중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 분산이 원활히 되지 않거나 페이스트 제조 후 점도가 너무 높아져 인쇄성이 불량해지는 것을 막을 수 있고, 저항 상승 및 소성 공정시 발생할 수 있는 문제점을 차단할 수 있다. 바람직하게는 8~20중량%로, 더 바람직하게는 8~15중량%로 포함될 수 있다.
안티몬 산화물
안티몬 산화물은 페이스트에 포함되어 솔더링(soldering)을 하여 리본을 버스 바에 부착시 버스 바와 리본간의 접착 강도를 높임으로써 태양전지 모듈의 제작을 용이하게 하고, 모듈의 출력 저하를 감소시키는 효과를 구현할 수 있다.
일 구체예로 안티몬 산화물은 안티몬 또는 황화 안티몬을 공기 중에서 태워 승화시키거나, 안티몬을 황산 또는 질산에 녹여 묽은 알칼리 속에서 가열, 및 가수분해에 의해 제조될 수 있다.
안티몬 산화물은 안티몬의 산화수에 특별히 제한받지 않고, 안티몬이 산화된 형태를 모두 포함할 수 있다. 예를 들면, 안티몬 산화물은 Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5의 형태가 될 수 있다. 안티몬 산화물은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 바람직하게는 안티몬 산화물은 Sb2O3, 또는 이를 포함하는 혼합물이 될 수 있다.
안티몬 산화물은 구형, 비구형의 분말이 될 수 있고, 평균입경은 0.1㎛~10㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 페이스트의 인쇄성과 공정성이 좋으며, 페이스트의 점도 조절이 용이할 수 있다.
안티몬 산화물은 페이스트 중 0.001~1중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 전면 전극에서 버스 바와 리본간의 접착 강도를 높일 수 있고, 모듈의 출력 저하를 감소시키는 효과를 구현할 수 있다. 바람직하게는 0.01~0.7중량%, 가장 바람직하게는 0.1~0.7중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 페이스트는 상기한 구성 요소 외에 유동 특성, 공정 특성 및 안정성을 향상시키기 위하여 필요에 따라 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 분산제, 요변제, 소포제, 가소제, 점도 안정화제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링제 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
첨가제는 페이스트 중 0.1~5중량%로 첨가되지만 필요에 따라 변경할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 태양전지 전면 전극용 페이스트로 형성된 전극 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 전면 전극용 페이스트를 전면 전극으로 사용한 태양전지의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘웨이퍼를 사용할 수 있으며, 박막 실리콘일 수도 있다. 단결정 실리콘 웨이퍼의 경우에는 인상법 등에 의해 형성되고 다결정 실리콘 웨이퍼의 경우에는 주조법 등에 의해 형성될 수 있다.
인상법이나 주조법에 의해 형성된 실리콘 주괴를 소정 두께(예를 들어, 100㎛)의 두께로 슬라이스한 후 NaOH, KOH, 불산 등으로 그 표면을 에칭하여 청정화한다.
p-타입 실리콘 웨이퍼를 사용할 경우, n층(102)은 인과 같은 5가 원소를 확산시켜 형성할 수 있으며, 확산층의 깊이는 확산 온도 및 시간 등을 조절하여 다양하게 할 수 있다. 예를 들어, P2O5를 도포하여 열확산 시키는 열확산법, 가스 상태로 POCl3를 확산원으로 한 기상열 확산법, P+ 이온을 직접 주입하는 방법 등에 의해 형성될 수 있다.
n층(102)의 상부에는 반사방지막(106)이 형성될 수 있다. 반사방지막(106)은 입사광에 대한 태양전지 표면의 반사율을 감소시켜 광 흡수량을 증가시키고 이에 따라 전류의 발생을 증가시키는 역할을 한다.
반사방지막(106)으로는 SiNx, TiO2, SiO2, MgO, ITO, SnO2, ZnO 등의 단층막 또는 다층막일 수 있다. 상기 반사방지막(106)은 스퍼터링(sputtering), CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 박막증착 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 열 CVD에 의해 SiNx막을 코팅할 경우, 출발물질은 디클로로실란(SiCl2H20 및 암모니아(NH3) 가스이고, 막 형성은 통상 700℃ 이상에서 형성된다.
반사방지막(106) 상부에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전면 전극용 페이스트를 사용하여 제조된 전면 전극(108)이 형성된다.
본 발명의 페이스트를 일정한 패턴으로 스크린 프린팅하여 인쇄하고, 적외선 건조로를 이용하여 건조시킨다. 소성하는 동안 반사방지막을 관통하여 n층(102)과 접속이 되게 된다. 이로부터 태양전지의 전면 전극(108)을 제조할 수 있다.
태양전지의 후면, 즉 p층(104)의 하부에는 알루미늄 페이스트를 사용한 후면 전극(110)이 형성된다. 후면 전극으로 사용되는 알루미늄 페이스트는 먼저 수지 용액을 제조하고, 알루미늄 분말과 유리 프릿을 프리믹싱(premixing)한 후 분산(milling)하여 제조할 수 있다. 이와 같이 제조된 알루미늄 페이스트를 p층(104)의 하부에 도포(프린팅)하고 건조 및 소성 단계를 거쳐 후면 전극을 완성한다.
후면 전극을 소성하는 단계에서 BSF(Back Surface Field)층이 형성될 수 있으며, 후면 전극의 형성 전에 별도의 BSF층 형성 공정을 거칠 수도 있다. BSF층이란 실리콘 웨이퍼의 후면측에 일도전형 반도체 불순물이 고농도로 확산된 영역을 말하며 캐리어의 재결합에 의한 변환 효율의 저하를 막는 역할을 한다. 예를 들어, BBr3를 확산원으로 한 열확산법을 이용하여 800~1000℃ 정도에서 BSF층을 별도로 형성할 수 있다.
한편, 알루미늄 전극은 납땜이 불가능하므로 전기접속을 위해 버스바 전극(112)이 형성될 수 있다. 버스바 전극(112)은 은 분말, 유기 비히클 및 유리 프릿 등을 포함하는 은 페이스트를 도포하고 소성하여 형성하거나, 은 분말, 알루미늄 분말, 유기 비히클 및 유리 프릿 등을 포함하는 은-알루미늄 페이스트를 도포하고 소성하여 형성할 수도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 1
에틸셀룰로오스(Dow chemical company, STD4) 1중량부를 터핀올(Nippon Terpine) 12.3중량부에 60℃에서 충분히 용해한 후 평균 입경이 2㎛인 구형의 은 분말(Dowa Hightech Co. ltd, AG-4-8) 82중량부, 평균 입경이 1㎛이고 전이점이 415℃인 유리 프릿((주)파티클로지, CI-1090, PbO, SiO2, Al2O3 포함)(유리 프릿 1이라 함) 3중량부, 평균 입경이 1㎛이고 전이점이 430℃인 유리 프릿((주)파티클로지, CI-5008, PbO, SiO2, ZnO 포함)(유리 프릿 2라 함) 1중량부, 안티몬 산화물(Sb2O3, 삼전순약공업(주), 98.0%(T)) 0.1중량부, 분산제 BYK-111(BYK-Chemie) 0.2중량부, 요변제 BYK430(BYK-chemie) 0.3중량부, 소포제 BYK-053(BYK-chemie) 0.1중량부를 투입하여 믹싱한 후 3롤 혼련기로 혼합 분산시켜 페이스트를 제조하였다.
실시예 2-5와 비교예 1-2
각 성분의 함량을 하기 표 1(단위: 중량부 또는 중량%)과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법을 사용하여 페이스트를 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2
은 분말 82 82 82 82 82 82 82
유리 프릿 유리 프릿 1 3 4 4 4 5 5 4
유리 프릿 2 1 1 1 1 1 1 1
유기 비히클 에틸 셀룰로오즈 1 1 1 1 1 1 1
터핀올 12.3 11.3 11.2 10.7 10.3 10.4 9.9
안티몬 산화물 Sb2O3 0.1 0.1 0.2 0.7 0.1 - 1.5
첨가제 분산제 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
요변제 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
소포제 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
합계 100 100 100 100 100 100 100
셀 제조
상기 실시예와 비교예에서 제조한 전면 전극용 페이스트를 이용하여 태양전지를 제조하였다. 페이스트를 웨이퍼(보론(Boron)이 도핑(doping)된 p 타입 웨이퍼) 전면에 텍스쳐링(texturing)한 후, POCl3로 n+ 층을 형성하고 그 위에 질화규소(SiNx:H)를 반사방지막으로 형성시킨 웨이퍼)의 전면에 일정한 패턴으로 스크린 프린팅하여 인쇄하고, 적외선 건조로를 사용하여 건조시켰다. 이후 웨이퍼의 후면에 알루미늄 페이스트를 인쇄한 후 동일한 방법으로 건조하였다. 상기 과정으로 형성된 셀을 벨트형 소성로를 사용하여 400~900℃로 30초~50초 동안 소성을 행하여 셀을 제조하였다.
물성 평가 방법
(1) Fill factor(FF, %)와 변환 효율(Eff., %): 제조된 셀에 대해 태양전지 효율 측정장비(Pasan사, CT-801)를 사용하여 태양전지의 Fill factor 및 변환 효율을 측정하였다.
(2) peel test: 소성이 된 셀의 버스 바 부분에 접착 테이프(3M 810)를 붙였다 떼어 냈을 때 버스 바의 탈락 여부로 판단하였다.
(3) pull strength: 소성이 된 셀의 버스바 부분에 플럭스(Flux, Kester社, 952S)를 바르고, 리본(62Sn/36Pb/2Ag, 두께 0.18mm, 폭 1.5mm)을 인두를 사용하여 360℃ 온도에서 접착을 한 후 테스터기(Tinius Olsen, Model H5K-T)을 사용하여 리본의 끝을 180° 각도로 고정하고 50mm/min의 속도로 잡아당겨 그 값을 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2
FF(%) 68.4 77.3 77.2 73.5 76.4 76.5 54.8
Eff.(%) 15.5 17.5 17.5 16.6 17.3 17.3 12.4
peel test 탈락되지 않음 탈락되지 않음 탈락되지 않음 탈락되지 않음 탈락되지 않음 탈락됨 탈락되지 않음
pull strength
(N/mm)		 4.1 4.6 4.5 4.0 4.5 측정 불가 2.9
상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 페이스트로 형성된 전면 전극은 리본과의 접착 강도가 높아 태양전지 모듈 조립을 용이하게 할 수 있고 태양전지 효율을 높일 수 있다. 반면에, 안티몬 산화물을 포함하지 않은 페이스트로 형성된 전면 전극은 peel test에서 리본이 쉽게 탈락되고 pull strength도 측정할 수 없어 본 발명의 효과를 가지지 못했다. 또한, 안티몬 산화물을 과량으로 포함하는 페이스트로 형성된 전면 전극은 peel test에서 리본이 탈락되지는 않았으나, 태양전지 변환 효율이 낮았다.
본 발명은 실시예와 도면을 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 은 분말, 유리 프릿, 유기 비히클, 및 안티몬 산화물을 포함하고,
    상기 안티몬 산화물은 전체 페이스트 중 0.1~0.7중량%로 포함되는 태양전지 전면 전극용 페이스트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안티몬 산화물은 Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 태양전지 전면 전극용 페이스트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 안티몬 산화물은 평균입경이 0.1㎛~10㎛인 것을 특징으로 하는 태양전지 전면 전극용 페이스트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 은 분말은 은(Ag), 산화은, 은 합금, 은 화합물, 또는 소성에 의해 은 석출이 가능한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 전면 전극용 페이스트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유리 프릿은 PbO, SiO2, Al2O3, ZnO, B2O3, Bi2O3, Na2O, MgO, TiO2, SrO, BaO, ZrO, Fe2O3, Cr2O3, Co2O3 및 MnO2로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전면 전극용 페이스트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유기 비히클은 셀룰로오즈계 고분자, 아크릴계 공중합체, 폴리비닐계 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전면 전극용 페이스트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 페이스트 중 상기 은 분말은 60~90중량%, 상기 유리 프릿은 1~10중량%, 상기 유기 비히클은 5~30중량%, 상기 안티몬 산화물은 0.1~0.7중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 태양전지 전면 전극용 페이스트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 페이스트는 분산제, 요변제, 소포제, 가소제, 점도 안정화제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전면 전극용 페이스트.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 태양전지 전면 전극용 페이스트로 형성된 태양전지 전면 전극.
  10. 제9항의 태양전지 전면 전극을 포함하는 태양전지.

KR1020120078032A 2012-07-18 2012-07-18 태양전지 전면 전극용 페이스트, 이로부터 형성된 전극, 및 이를 포함하는 태양 전지 KR101557526B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120078032A KR101557526B1 (ko) 2012-07-18 2012-07-18 태양전지 전면 전극용 페이스트, 이로부터 형성된 전극, 및 이를 포함하는 태양 전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120078032A KR101557526B1 (ko) 2012-07-18 2012-07-18 태양전지 전면 전극용 페이스트, 이로부터 형성된 전극, 및 이를 포함하는 태양 전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140012225A KR20140012225A (ko) 2014-02-03
KR101557526B1 true KR101557526B1 (ko) 2015-10-06

Family

ID=50263178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120078032A KR101557526B1 (ko) 2012-07-18 2012-07-18 태양전지 전면 전극용 페이스트, 이로부터 형성된 전극, 및 이를 포함하는 태양 전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101557526B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021194060A1 (ko) * 2020-03-25 2021-09-30 엘에스니꼬동제련 주식회사 태양전지 전극용 도전성 페이스트 및 이를 이용하여 제조된 태양 전지

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102007859B1 (ko) * 2017-11-06 2019-08-06 엘에스니꼬동제련 주식회사 태양전지 전극용 도전성 페이스트 및 이를 사용하여 제조된 태양전지
CN114203334A (zh) * 2021-11-25 2022-03-18 大连海外华昇电子科技有限公司 一种水性晶体硅太阳能电池用背面铝浆及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011253867A (ja) * 2010-06-01 2011-12-15 Hitachi Chem Co Ltd ドナー元素拡散機能を有する電極形成用ペースト組成物、太陽電池セル、及び太陽電池セルの製造方法
JP2012043789A (ja) 2010-08-13 2012-03-01 Samsung Electronics Co Ltd 導電性ペースト、前記導電性ペーストを用いて形成された電極を有する電子素子および太陽電池
JP2012094518A (ja) 2010-10-27 2012-05-17 Samsung Electronics Co Ltd 導電性ペーストおよび太陽電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011253867A (ja) * 2010-06-01 2011-12-15 Hitachi Chem Co Ltd ドナー元素拡散機能を有する電極形成用ペースト組成物、太陽電池セル、及び太陽電池セルの製造方法
JP2012043789A (ja) 2010-08-13 2012-03-01 Samsung Electronics Co Ltd 導電性ペースト、前記導電性ペーストを用いて形成された電極を有する電子素子および太陽電池
JP2012094518A (ja) 2010-10-27 2012-05-17 Samsung Electronics Co Ltd 導電性ペーストおよび太陽電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021194060A1 (ko) * 2020-03-25 2021-09-30 엘에스니꼬동제련 주식회사 태양전지 전극용 도전성 페이스트 및 이를 이용하여 제조된 태양 전지

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140012225A (ko) 2014-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102524339B1 (ko) Perc형 태양전지용 알루미늄 페이스트 조성물
KR100837994B1 (ko) 전도성 조성물 및 반도체 소자의 제조에 사용하는 방법
KR101309809B1 (ko) 태양전지용 알루미늄 페이스트 및 이를 이용한 태양전지
US20160013331A1 (en) Composition for forming electrode of solar cell and electrode formed thereof
US9666731B2 (en) Composition for solar cell electrodes, electrode fabricated using the same, and solar cell having the electrode
KR101322142B1 (ko) 규소 웨이퍼의 전면 상에 그리드 전극을 형성하는 방법
KR20140022511A (ko) 태양전지 전극용 페이스트, 이로부터 제조된 전극 및 이를 포함하는 태양전지
JP2011521401A (ja) アルミニウムペーストおよびシリコン太陽電池の製造におけるその使用
KR101447271B1 (ko) 태양전지 전극용 페이스트 조성물, 이를 이용하여 형성된 전극 및 이를 포함하는 태양전지
US10770601B2 (en) Electro-conductive paste, solar cell and method for producing solar cell
KR20130064659A (ko) 태양전지 전극용 페이스트 조성물 및 이로부터 제조된 전극
US20160155868A1 (en) Crystalline silicon solar cell and method for producing same
US20190044005A1 (en) Conductive paste and solar cell
KR20130051422A (ko) 후막 전도성 조성물 및 이의 용도
KR20160014503A (ko) 태양전지 전극　형성용 조성물, 이로부터 제조된 전극 및 태양전지
US20160141068A1 (en) Paste for forming solar cell electrode and electrode prepared using the same
JP2015191971A (ja) ファイヤースルー用アルミニウムペーストおよび太陽電池素子
KR102007858B1 (ko) 태양전지 전극용 도전성 페이스트 및 이를 사용하여 제조된 태양전지
EP3367391B1 (en) Paste composition used for preparing solar cell electrode, solar cell electrode, and solar cell
KR20150054352A (ko) 유리 프릿 조성물 및 이를 포함하는 태양 전지 전극용 페이스트 조성물, 그리고 태양 전지 모듈
KR101557526B1 (ko) 태양전지 전면 전극용 페이스트, 이로부터 형성된 전극, 및 이를 포함하는 태양 전지
US20130160835A1 (en) Back-side electrode of p-type solar cell and method for forming the same
KR20130100369A (ko) 도전성 페이스트 및 그 도전성 페이스트를 사용한 태양전지 소자
EP3496155A1 (en) Solar cell
JP6200128B2 (ja) 太陽電池の電極形成用導電性ペースト

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190822

Year of fee payment: 5