KR101598501B1

KR101598501B1 - 실버프린팅을 이용한 태양전지의 투명전극의 제조방법과 이를 이용한 태양전지의 제조방법

Info

Publication number: KR101598501B1
Application number: KR1020140110513A
Authority: KR
Inventors: 어영주; 곽지혜; 조아라; 안세진; 안승규; 조준식; 박주형; 유진수; 윤재호; 김기환
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2016-03-02

Abstract

본 발명은 박막형 태양전지의 투명전극의 개량에 관한 것으로서, 특히 태양전지의 투명전극으로 TCO(투명전도성 산화물)층에 은을 함유한 도전성 페이스트를 인쇄하거나, TCO층에 갈음하여 은을 함유한 도전성 페이스트를 인쇄한 투명기판을 적용하는 기술에 관한 것이다. 이에 본 발명은 태양전지에서의 투명전극의 제조방법에 있어서 TCO층 상부나 하부에 그리드전극을 실버프린팅하는 단계를 포함하거나 또는 투명기판에 그리드전극을 실버프린팅하여 역순으로 레이어(layer)를 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명전극 제조방법과 이를 적용한 태양전지의 제조방법을 제공한다.

Description

실버프린팅을 이용한 태양전지의 투명전극의 제조방법과 이를 이용한 태양전지의 제조방법 {Methods of manufacturing silver printed transparent electrode and methods of manufacturing solar cell using the same}

본 발명은 박막형 태양전지의 투명전극의 개량에 관한 것으로서, 특히 태양전지의 TCO(투명전도성 산화물)층 상부 또는 하부에 그리드전극을 실버프린팅 함으로써 투명전극을 구성하는 방법과, 또는 태양전지의 투명전극으로 TCO층에 갈음하여 실버프린팅을 적용한 투명기판으로 투명전극을 구성하는 방법에 관한 것이다.

태양전지는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치로서, 친환경적인 미래 에너지원으로 크게 주목받고 있다. 태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 전기를 생산하는데, 구체적으로 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공은 P형 반도체 쪽으로 이동하고 상기 전자는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생된다.

태양전지는 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있는데, 기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체층을 형성하여 태양전지를 제조한 것이다. 최근에는 도 1에 도시된 바와 같은, CIGS 광흡수층을 이용한 태양전지의 개발을 통해 효율 향상을 도모하고 있다.

태양전지의 광전변환 효율을 높이기 위해서는 광흡수층에 흡수되는 태양광의 비율을 높여야 한다. 박막형 태양전지의 경우, 기판형 태양전지에 대비하여 박막의 광흡수층을 사용함에 따라 제조단가를 낮출 수 있으나 광흡수율이 떨어지는 문제점이 있다.

일반적인 실버프린팅에 있어서, 은(Ag) 분말을 열경화성 수지 조성물 중에 분산시켜 이루어지는 도전성 페이스트는 가열에 의해 경화되어 도전성 피막이 형성되므로, 인쇄 회로 기판 상의 도전성 회로의 형성; 저항기나 콘덴서 등의 각종 전자 부품 및 각종 표시 소자의 전극의 형성; 전자파 실드용 도전성 피막의 형성, 콘덴서, 저항, 다이오드, 메모리, 연산 소자(CPU) 등의 칩 부품의 기판에의 접착; 태양 전지의 전극, 특히 고온 처리할 수 없는 비정질 실리콘 반도체를 이용한 태양 전지의 전극의 형성; 적층 세라믹 콘덴서, 적층 세라믹 인덕터, 적층 세라믹 액추에이터 등의 칩형 세라믹 전자 부품의 외부 전극의 형성 등에 사용되고 있다.

최근, 칩 부품의 고성능화에 의해 칩 부품으로부터의 발열량이 증가하여, 전기 전도성은 물론 열전도성의 향상이 요구되게 되었다. 따라서, 은입자의 함유율을 가능한 한 증가시킴으로써 전기 전도성, 열전도성을 향상시키는 것을 생각할 수 있는데, 도전성 페이스트의 점도가 상승하여 작업성이 현저하게 저하한다는 문제가 있다. 한편, 칩 부품, 플라즈마 디스플레이 패널 등의 전극이나 회로를 고밀도, 고정밀도, 고신뢰성으로 형성할 수 있는 도전 페이스트의 제조에 가장 적합한 고분산성 구형 은분말 및 그것을 사용한 은 페이스트가 소개된 바 있다.

또한, 회로판에의 도전성 페이스트의 도포 방법으로서 스크린 인쇄법에 더하여 잉크젯법이 사용되기 시작하고 있다. 그를 위하여, 주사형 전자 현미경 이미지의 화상 분석에 의해 얻어지는 1차 입자의 평균 입자 직경(DIA)이 0.6μm 이하인 은가루와 폴리올류, 필요에 따라 추가로 점도 조정제 등으로 이루어지는 은잉크가 제안된 바 있다.

은 표면 처리의 경우, 리드 프레임 기판에서 많이 사용되고 있으며 전해 도금 방식에 의해 주로 형성된다. 또한, 전해 도금 방식에 의한 은 도금층 형성뿐만 아니라 무전해 방식에 의한 은 도금층 형성도 이루어지고 있는데 주로 기판과의 치환 반응에 의한 침지 은 도금법이 많이 사용되고 있다. 침지 은 도금의 경우 하지층인 구리로부터 전자를 제공받아 은 이온의 환원 반응에 의해 은 도금층이 형성되는데, 이 경우 전자 제공원인 하지층이 모두 덮여 버린 이후에는 추가적인 반응이 일어날 수 없어 도금 두께를 일정 이상 형성할 수 없다는 단점이 있다.

등록번호 제10-1127085호는 태양 전지를 만드는 조성 및 방법에 관한 것이다. 상기 발명은 고체 성분과 유기물 성분을 포함하는 혼합물로 만들어진 태양 전지 컨택을 제공하며, 상기 고체 성분은 약 85-99 중량퍼센트(wt%)의 은(silver)성분, 및 약 1-15 중량퍼센트(wt%)의 유리(glass) 성분을 포함하고, 상기 유리 성분은, 약 15-75 몰퍼센트(mol%)의 PbO, 및 약 5-50 몰퍼센트(mol%)의 SiO2를 포함하고, 바람직하게는 B2O3는 포함하지 않는다. 상기 발명은 유리 매개체를 통한 전면컨택 구성 성분들, 전형적으로 은(Ag)과 실리콘(Si) 사이에, 최적화된 상호작용, 결합, 및 컨택 형성을 촉진시킴으로써 종래 기술의 문제점들을 극복한다. 유리 및 은을 함유한 도전성 페이스트가 실리콘 기판에 프린트되고, 가열되어 상기 유리를 용융시키고 상기 페이스트 내의 금속을 소결(sintering)한다. 가열에 있어서, 은/실리콘 도전성 아일랜드(island)는 벌크 페이스트 및 실리콘 웨이퍼 사이에서 도전성 브릿지(bridge)를 제공하도록 형성된다. 그러나 상기와 같은 기술은 은을 전극으로 적용하기는 하지만 은을 함유한 도전성 페이스트를 실리콘 기판에 프린팅하는 것으로서, 본 발명의 태양전지의 TCO(투명전도성 산화물)층 상부 또는 하부에 그리드전극을 실버프린팅 하는 방법이나 태양전지의 투명전극으로 TCO층에 갈음하여 실버프린팅을 적용한 투명기판으로 투명전극을 구성하는 기술과는 차이가 있다.

이에, 본 발명은 태양전지에서의 투명전극에 있어서 TCO층의 광투과성과 전기전도성을 보완하여 박막 태양전지의 광전변환효율을 높이고자 한다.

본 발명은, 태양전지에서의 투명전극의 제조방법에 있어서,

TCO층 상부나 하부에 은을 함유한 도전성 페이스트로 그리드전극을 실버프린팅하는 단계를 포함하거나 또는 투명기판에 그리드전극을 실버프린팅 하여 역순으로 각 구성요소 레이어(layer)들을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명전극 제조방법과 이를 적용한 태양전지의 제조방법을 제공함으로써 상기와 같은 과제를 해결하고자 한다.

TCO층의 두께가 증가할수록 전기 전도도는 증가하지만 광투과율은 감소하고, 반대로 TCO층의 두께가 감소할수록 전기 전도도는 감소하지만 광투과율은 증가한다. 본 발명은 TCO층의 두께를 얇게하여 광투과율을 높이면서, 은을 함유한 도전성 페이스트로 인쇄된 그리드 전극을 삽입하거나, TCO층에 갈음하여 유리기판 등의 투명기판에 은을 함유한 도전성 페이스트를 인쇄하여 투명전극을 형성시키거나 도금 후 패터닝함으로써, 전자 및 홀의 이동 개선과 확산 이동의 최소화에 의한 손실 감소를 통해 박막 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

도 1은 종래의 박막 태양전지의 요부발췌 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실버프린팅이 적용된 투명전극층 형성 단계의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 태양전지의 제 1실시예의 요부발췌 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 태양전지의 제 1실시예의 요부분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 태양전지의 제 2실시예의 요부발췌 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 태양전지의 제 2실시예의 요부분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 태양전지의 제 3실시예의 요부발췌 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 태양전지의 제 3실시예의 요부분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 태양전지의 제 4실시예의 요부발췌 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 태양전지의 제 5실시예의 요부발췌 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실버프린팅 단계의 순서도이다.
도 12는 본 발명의 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 태양전지의 제 1 및 제 2 실시예의 제조방법의 순서도이다.
도 13은 본 발명의 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 태양전지의 제 3실시예의 제조방법의 순서도이다.

본 발명은 박막형 태양전지의 투명전극에 관한 것으로서, 특히 태양전지의 TCO(투명전도성 산화물)층 상부 또는 하부에 그리드전극을 실버프린팅 함으로써 투명전극을 구성하는 방법과, 또는 태양전지의 투명전극으로 TCO층에 갈음하여 실버프린팅을 적용한 투명기판으로 투명전극을 구성하는 방법에 관한 것이다. 이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 도 1은 종래의 박막 태양전지의 요부발췌 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실버프린팅이 적용된 투명전극층 형성방법들의 순서도이다.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 다음과 같은 태양전지에서의 투명전극의 제조방법을 제공한다.

제 1 실시예로서, 은을 함유한 도전성 페이스트를 준비하는 단계(s100); 버퍼층(400) 위에 상기 도전성 페이스트로 그리드전극(510)을 실버프린팅하는 단계(s110); 상기 그리드전극(510)이 실버프린팅된 버퍼층(400) 위에 TCO층(500)을 증착시키는 단계(s120);를 포함하는 실버프린팅을 적용한 투명전극의 제조방법을 제공하며 이를 적용한 태양전지는 도 3와 도 4에 도시되어 있다.

또한 제 2 실시예로서, 버퍼층(400) 위에 TCO층(500)을 증착시키는 단계(s200); 은을 함유한 도전성 페이스트를 준비하는 단계(s210); 상기 TCO층(500) 위에 상기 도전성 페이스트로 그리드전극(510)을 실버프린팅하는 단계(s220);를 포함하는 실버프린팅을 적용한 투명전극의 제조방법을 제공하며 이를 적용한 태양전지는 도 5와 도 6에 도시되어 있다.

또한 제 3 실시예로서, 투명기판(1000)을 준비하는 단계(s300); 은을 함유한 도전성 페이스트를 준비하는 단계(s310); 상기 투명기판(1000) 아래에 상기 도전성 페이스트로 그리드전극(1100)을 실버프린팅하는 단계(s320);를 포함하는 실버프린팅을 적용한 투명전극의 제조방법을 제공하며 이를 적용한 태양전지는 도 7와 도 8에 도시되어 있다.

상기의 제조 단계에 있어서, 추가적으로 제 4 실시예로서, 상기 투명기판(1000) 아래에 TCO층(1200)을 증착시키는 단계(s305); 또는, 제 5 실시예로서, 상기 그리드전극(1100)이 실버프린팅된 투명기판(1000) 아래에 TCO층(1200)을 증착시키는 단계(s325);를 포함하는 실버프린팅을 적용한 투명전극의 제조방법을 제공하며 이를 적용한 태양전지는 각각 도 9와 도 10에 도시되어 있다.

상기 은을 함유한 도전성 페이스트는 은 분말, 용매, 분산제 및 고분자 결합제를 포함되도록 구성하는 것이 바람직하다. 상기 도전성 페이스트의 은 분말은 직경 10-20nm 범위의 나노실버파티클(nano-silver particle)을 적용하며, 이때 은 분말의 중량비는 페이스트 전체 중량비의 10-20%인 것이 바람직하다, 또한, 상기 도전성 페이스트의 용매는 메탄올(methanol)을 적용하며 전체 중량의 55-65%인 것이 바람직하다. 상기 도전성 페이스트에 첨가되는 고분자 결합제는, CMC(carboxyl methyl cellulose), PVDF , 폴리스티렌-co-부타디엔, 폴리스티렌-co-아크릴로니트릴, 개질 아크릴계 중합체, 폴리비닐아세테이트, 스티렌-알키드 수지, 소야(soya)-알킬 수지, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리카보네이트, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트류, 폴리메타크릴레이트류, 스티렌 중합체, 폴리비닐부티랄, 알키드 수지, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리에테르, 폴리케톤, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리실록산, 폴리(히드록시에테르) 수지, 폴리히드록시스티렌 수지, 노볼락, 폴리(페닐글리시딜에테르)-co-디시클로펜타디엔, 상기한 중합체에 사용된 단량체의 공중합체 및 그 조합물 중에서 하나 이상 선택되어 적용되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 도 11에 도시된 바와 같이, 실버프린팅을 적용한 투명전극의 제조방법에 있어서, 은을 함유한 도전성 페이스트를 준비하는 단계(s100,s210,s310)는, 은 분말과 용매 및 분산제를 혼합하는 혼합단계(s10); 분산제가 혼합된 페이스트를 교반기로 상온에서 1-3시간 교반하는 교반단계(s20); 60-70 중량%의 용매에 5-15 중량%의 고분자 결합제를 첨가하여 볼밀, 고에너지볼밀, 초음파, 그라인더, V-믹서(V-mixer)를 포함하는 기계적 또는 기계화학적 방법에 의해 90-120분 동안 분산시켜 카본 페이스트의 점도를 35,000-85,000cps로 만드는 분산단계(s30);를 포함하고, 그리드전극(510,1100)을 실버프린팅하는 단계(s110,s220,s320)는, 상온에서 10-15분 간의 레벨링단계(s40); 80-100℃ 온도로 10-20분 동안 건조시키는 건조단계(s50);를 포함하는 그리드전극(510,1100)을 실버프린팅하는 방법을 제공한다.

상기 도전성 페이스트로 상기 그리드전극(510,1100)을 실버프린팅하는 단계(s110,s220,s320)는, 닥터블레이드법, 스크린프린팅법, 스프레이법, 스핀코팅법, 페인팅법, 잉크젯법 중 선택된 적어도 어느 하나의 방법으로 인쇄하는 것이 바람직하며, 인쇄되는 그리드전극의 폭는 5-25㎛, 높이는 15-100㎛인 종횡비(aspect ratio)를 갖도록 형성되는 것이 바람직한데 이것은 상기와 같은 종횡비가 큰 구조적 특성으로 인해 3차원 입체 네트워크(network) 구조를 박막으로 구현할 수 있는 장점이 있으며 높은 전도성을 가져 전극으로서의 역할을 수행하게 되기 때문이다.

또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기의 그리드전극(510,1100)을 실버프린팅하는 단계(s110,s220,s320)는, 은을 함유한 도전성 페이스트를 인쇄하는 방법에 갈음하여, 은(Ag)을 전해도금방식, 침지 은도금법 중 하나의 방법으로 도금한 후, 패터닝(patterning)하여 그리드전극(510,1100)을 형성시키는 방법을 적용할 수 있다. 상기 패터닝 방법으로는 포토레지스트(photoresist), 레이저스크라이빙(laser scribing) 등의 공법을 적용할 수 있다. 그러나 상기의 방법으로 형성된 그리드전극(510,1100)은 종횡비(aspect ratio)가 낮은 문제점이 있다.

그리드전극(510)이 실버프린팅된 버퍼층(400) 위에 TCO층(500)을 증착시키는 단계(s120) 또는 버퍼층(400) 위에 TCO층(500)을 증착시키는 단계(s200) 또는 투명기판(1000) 아래에 TCO층(1200)을 증착시키는 단계(s305,s325)에서, 상기 TCO층(500,1200)은 AZO(Al doped Zinc Oxide), BZO(B doped Zinc Oxide), GZO(Ga doped Zinc Oxide), ZnO, ITO(Indium Tin Oxide), In₂O₃, FTO(F doped Tin Oxide), 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화납, 산화구리, 산화티탄, 산화철, 이산화주석 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성하고, RF 마그네트론 스퍼터링, DC 마그네트론 스퍼터링, MF 마그네트론 스퍼터링, 열증발법, 전자빔증발법, 열분무법 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 방법에 의해 증착되는 것이 바람직하다. 이때, 그리드전극(510)이 실버프린팅된 버퍼층(400) 위에 TCO층(500)을 증착시키는 단계(s120) 또는 버퍼층(400) 위에 TCO층(500)을 증착시키는 단계(s200)에 있어서 상기 TCO층(500)의 두께는 100nm 이하로 증착시키는 것이 바람직하며, 투명기판(1000) 아래에 TCO층(1200)을 증착시키는 단계(s305,s325)에 있어서 TCO층(1200)의 두께는 30-70nm로 증착시키는 것이 바람직하다.

본 발명은 이에 나아가, 도 12에 도시된 바와 같이, 기판(100)을 준비하는 단계(s1000); 상기 기판(100) 위에 후면전극층(200)을 형성하는 단계(s1100); 상기 후면전극층(200) 위에 광흡수층(300)을 형성하는 단계(s1200); 상기 광흡수층(300) 위에 버퍼층(400)을 형성하는 단계(s1300); 은을 함유한 도전성 페이스트로 실버프린팅된 그리드전극(510)과 TCO층(500)을 포함하는 투명전극을 형성하는 단계(s1400);를 포함하는 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 은을 함유한 도전성 페이스트로 실버프린팅된 그리드전극(510)과 TCO층(500)을 포함하는 투명전극을 형성하는 단계(s1400)는, 은을 함유한 도전성 페이스트를 준비하는 단계(s1410)와 상기 은을 함유한 도전성 페이스트로 그리드전극(510)을 실버프린팅하는 단계(s1420)를 포함하는 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 태양전지의 제조방법을 제공한다.

또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 태양전지의 제조방법에 있어서, 투명기판(1000)을 준비하는 단계(s2000); 은을 함유한 도전성 페이스트를 준비하는 단계(s2100); 상기 투명기판(1000) 아래에 상기 은을 함유한 도전성 페이스트로 그리드전극(1100)을 실버프린팅하는 단계(s2200); 상기 실버프린팅된 그리드전극(1100)이 형성된 면에 버퍼층(2000)을 형성시키는 단계(s2300); 상기 버퍼층(2000)의 노출면에 광흡수층(3000)을 형성시키는 단계(s2400); 상기 광흡수층(3000)의 노출면에 후면전극층(4000)을 형성시키는 단계(s2500);를 포함하는 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 태양전지의 제조방법을 제공한다.

또한, 필요에 따라, 반사방지막(600,5000)이 추가될 수 있다.

본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.

100. 기판
200. 후면전극층
300. 광흡수층
400. 버퍼층
500. TCO층
510. 그리드전극
600. 반사방지막
1000. 투명기판
1100. 그리드전극
1200. TCO층
2000. 버퍼층
3000. 광흡수층
4000. 후면전극층
5000. 반사방지막

Claims

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CIGS 태양전지의 제조방법에 있어서,
A') 투명기판(1000)을 준비하는 단계(s2000);
B') 은을 함유한 도전성 페이스트를 준비하는 단계(s2100);
C') CIGS태양전지의 투명전극으로 투명전도성 산화물(TCO)에 갈음하여 상기 투명기판(1000) 아래에 상기 은을 함유한 도전성 페이스트로 그리드전극(1100)을 실버프린팅하는 단계(s2200);
D') 상기 실버프린팅된 그리드전극(1100)이 형성된 면에 버퍼층(2000)을 형성시키는 단계(s2300);
E') 상기 버퍼층(2000)의 노출면에 광흡수층(3000)을 형성시키는 단계(s2400);
F') 상기 광흡수층(3000)의 노출면에 후면전극층(4000)을 형성시키는 단계(s2500);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 CIGS 태양전지의 제조방법.
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제 21항에 있어서,
상기 은을 함유한 도전성 페이스트는, 은 분말, 용매, 분산제 및 고분자 결합제를 포함하는 것을 특징으로 하는 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 CIGS 태양전지의 제조방법.
제 26항에 있어서,
상기 은을 함유한 도전성 페이스트의 은 분말은 나노실버파티클(nano-silver particle)인 것을 특징으로 하는 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 CIGS 태양전지의 제조방법.
제 26항에 있어서,
상기 은을 함유한 도전성 페이스트의 은 분말의 중량비는 전체 페이스트 중량의 10-20%인 것을 특징으로 하는 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 CIGS 태양전지의 제조방법.
제 26항에 있어서,
상기 은을 함유한 도전성 페이스트의 용매는 메탄올(methanol)이며 전체 중량의 55-65%인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 CIGS 태양전지의 제조방법.
제 26항에 있어서,
상기 은을 함유한 도전성 페이스트에 첨가되는 고분자 결합제는,
CMC(carboxyl methyl cellulose), PVDF , 폴리스티렌-co-부타디엔, 폴리스티렌-co-아크릴로니트릴, 개질 아크릴계 중합체, 폴리비닐아세테이트, 스티렌-알키드 수지, 소야(soya)-알킬 수지, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리카보네이트, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트류, 폴리메타크릴레이트류, 스티렌 중합체, 폴리비닐부티랄, 알키드 수지, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리에테르, 폴리케톤, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리실록산, 폴리(히드록시에테르) 수지, 폴리히드록시스티렌 수지, 노볼락, 폴리(페닐글리시딜에테르)-co-디시클로펜타디엔, 상기한 중합체에 사용된 단량체의 공중합체 및 그 조합물 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 적용되는 것을 특징으로 하는 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 CIGS 태양전지의 제조방법.
제 21항에 있어서,
은을 함유한 도전성 페이스트를 준비하는 단계(s2100)는
Ⅰ) 은 분말과 용매 및 분산제를 혼합하는 혼합단계(s2110);
Ⅱ) 분산제가 혼합된 페이스트를 교반기로 상온에서 1-3시간 교반하는 교반단계(s2120);
Ⅲ) 60-70 중량%의 용매에 5-15 중량%의 고분자 결합제를 첨가하여 볼밀, 고에너지볼밀, 초음파, 그라인더, V-믹서(V-mixer)를 포함하는 기계적 또는 기계화학적 방법에 의해 90-120분 동안 분산시켜 카본 페이스트의 점도를 35,000-85,000cps로 만드는 분산단계(s2130);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 CIGS 태양전지의 제조방법.
제 21항에 있어서,
그리드전극(1100)을 실버프린팅하는 단계(s2200)는,
Ⅳ) 상온에서 10-15분 간의 레벨링단계(s2210);
Ⅴ) 80-100℃ 온도로 10-20분 동안 건조시키는 건조단계(s2220);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 CIGS 태양전지의 제조방법.
제 21항에 있어서,
상기 은을 함유한 도전성 페이스트로 그리드전극(1100)을 실버프린팅하는 단계(s2200)에서,
상기 실버프린팅하는 방법은 닥터블레이드법, 스크린프린팅법, 스프레이법, 스핀코팅법, 페인팅법, 잉크젯법 중 선택된 적어도 어느 하나의 방법으로 인쇄하는 것을 특징으로 하는 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 CIGS 태양전지의 제조방법.
제 21항에 있어서,
상기 인쇄되는 그리드전극(1100)의 폭은 5-25㎛이며, 높이는 15-100㎛인 종횡비(aspect ratio)를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 CIGS 태양전지의 제조방법.
제 21항에 있어서,
상기 은을 함유한 도전성 페이스트로 그리드전극(1100)을 실버프린팅하는 단계(s2200)에서,
상기 실버프린팅 방법은 은(Ag)을 전해도금방식, 침지 은도금법 중 하나의 방법으로 도금한 후, 패터닝(patterning)하여 그리드전극(1100)을 형성시키는 것을 특징으로 하는 실버프린팅이 적용된 투명전극을 이용한 CIGS 태양전지의 제조방법.
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