KR101659118B1 - Composition for forming solar cell electrode and electrode prepared using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 은 분말; 은 코팅된 금속 입자(Ag coated X); 유리 프릿; 및 유기 비히클을 포함하고, 상기 금속 X는 은(Ag)과 공융점(eutectic point)이 형성되는 개시온도가 150 내지 900℃인 금속인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 소결 속도가 우수하고, 이로부터 제조된 전극은 직렬저항 값이 낮으며, 웨이퍼 표면과의 접촉성이 개선되어 우수한 Fill Factor 및 변환효율을 가질 수 있다.The present invention relates to silver powder; Silver coated metal particles (Ag coated X); Glass frit; And an organic vehicle, wherein the metal X is a metal having an initiation temperature of 150 to 900 DEG C at which an eutectic point is formed with silver (Ag), and more particularly, to a composition for forming a solar cell electrode, The composition for forming a solar cell electrode according to the present invention has a high sintering speed, an electrode manufactured from the electrode has a low series resistance and improved contact with the surface of the wafer, thereby having excellent fill factor and conversion efficiency.

Description

태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극{COMPOSITION FOR FORMING SOLAR CELL ELECTRODE AND ELECTRODE PREPARED USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a composition for forming a solar cell electrode, and an electrode made therefrom. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition for forming a solar cell electrode and an electrode made therefrom.

태양전지는 태양광의 포톤(photon)을 전기로 변환시키는 pn 접합의 광전 효과를 이용하여 전기 에너지를 발생시킨다. 태양전지는 pn 접합이 구성되는 반도체 웨이퍼 또는 기판 상·하면에 각각 전면 전극과 후면 전극이 형성되어 있다. 태양전지는 반도체 웨이퍼에 입사되는 태양광에 의해 pn 접합의 광전 효과가 유도되고, 이로부터 발생된 전자들이 전극을 통해 외부로 흐르는 전류를 제공한다. 이러한 태양전지의 전극은 전극 형성용 조성물의 도포, 패터닝 및 소성에 의해, 웨이퍼 표면에 형성될 수 있다.Solar cells generate electrical energy by using the photoelectric effect of pn junction that converts photon of sunlight into electricity. The solar cell is formed with a front electrode and a rear electrode on a semiconductor wafer or a substrate on which a pn junction is formed. The photovoltaic effect of the pn junction is induced in the solar cell by the sunlight incident on the semiconductor wafer, and the electrons generated from the pn junction provide a current flowing to the outside through the electrode. The electrode of such a solar cell can be formed on the surface of the wafer by applying, patterning and firing the composition for electrode formation.

최근 태양전지의 효율을 증가시키기 위해 에미터(emitter)의 두께가 지속적으로 얇아짐에 따라, 태양전지의 성능을 저하시킬 수 있는 션팅(shunting) 현상을 유발시킬 수 있다. 또한, 태양전지의 효율을 증가시키기 위해 태양전지의 면적을 점차 증가시키고 있는데, 이는 태양전지의 접촉저항을 높여 태양전지의 효율을 감소시킬 수 있다.Recently, as the thickness of the emitter is continuously thinned to increase the efficiency of the solar cell, the shunting phenomenon which can degrade the performance of the solar cell can be caused. Further, the area of the solar cell is gradually increased to increase the efficiency of the solar cell, which can reduce the efficiency of the solar cell by increasing the contact resistance of the solar cell.

또한, 다양한 면저항의 웨이퍼의 증가에 따라 소성 온도가 변동폭이 커지고 이에 따라 넓은 소성 온도에서도 열안정성을 확보할 수 있는 태양전지 전극 형성용 조성물에 대한 요구가 높아지고 있다.In addition, there is a growing demand for a composition for forming a solar cell electrode which can increase the variation range of firing temperature according to the increase of wafers of various sheet resistances, thereby ensuring thermal stability even at a wide firing temperature.

따라서, 다양한 면저항 하에서 pn 접합에 대한 피해를 최소화함으로써 pn 접합 안정성을 확보할 수 있고 태양전지 효율을 높일 수 있는 태양전지 전극 형성용 조성물을 개발할 필요가 있다.
Therefore, there is a need to develop a composition for forming a solar cell electrode that can secure pn junction stability by minimizing damage to the pn junction under various sheet resistances and can increase solar cell efficiency.

본 발명의 목적은 소결 속도가 우수한 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하기 위함이다.An object of the present invention is to provide a composition for forming a solar cell electrode having an excellent sintering speed.

본 발명의 다른 목적은 제조된 전극의 직렬저항을 낮추며, 웨이퍼 표면과의 접촉성을 향상시킬 수 있는 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하기 위함이다.Another object of the present invention is to provide a composition for forming a solar cell electrode capable of lowering a series resistance of a manufactured electrode and improving contact with a wafer surface.

본 발명의 또 다른 목적은 Fill Factor 및 변환효율이 우수한 태양전지 전극을 제공하기 위함이다.It is still another object of the present invention to provide a solar cell electrode having excellent fill factor and conversion efficiency.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.

본 발명의 하나의 관점은 은 분말; 은 코팅된 금속 입자(Ag coated X); 유리 프릿; 및 유기 비히클을 포함하고, 상기 금속 X는 은(Ag)과 공융점(eutectic point)이 형성되는 개시온도가 150 내지 900℃인 금속인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물에 관한 것이다.One aspect of the present invention relates to a silver powder; Silver coated metal particles (Ag coated X); Glass frit; And an organic vehicle, and the metal X is a metal having an initiation temperature of 150 to 900 占 폚 at which an eutectic point with silver (Ag) is formed.

상기 금속 X는 In, Sr, Ce, Zn, Te, Sn, Se, Eu, La, Sb, Pb, Na, Li, Pr, As 및 Bi로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속일 수 있다.The metal X may be at least one metal selected from the group consisting of In, Sr, Ce, Zn, Te, Sn, Se, Eu, La, Sb, Pb, Na, Li, Pr, As and Bi.

상기 은 코팅된 금속 입자는 평균입경(D50)이 0.1 내지 10㎛인 분말일 수 있다.The silver-coated metal particles may be powder having an average particle diameter (D50) of 0.1 to 10 mu m.

상기 은 코팅된 금속 입자는 조성물 전체 중량 대비 0.1 내지 40 중량%로 포함될 수 있다.The silver-coated metal particles may be contained in an amount of 0.1 to 40% by weight based on the total weight of the composition.

상기 은 코팅된 금속 입자(Ag coated X)는 코어가 금속 X, 쉘이 은(Ag)인 코어-쉘 구조이고, Ag : X의 원자비는 1 : 99 내지 1 : 0.03일 수 있다.The silver coated X particles may be a core-shell structure in which the core is a metal X and the shell is silver (Ag), and the atomic ratio of Ag: X is 1:99 to 1: 0.03.

상기 은 코팅된 금속 입자(Ag coated X)에서, X가 Eu 또는 Bi인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.03이고, X가 Li, Pr, As, Sb, Te, Sr, Ce 또는 Zn인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.05이고, X가 La 또는 Pb인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.03이고, X가 Na인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.08이고, X가 Sn인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.09이고, X가 Se인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.11이며, X가 In인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.12일 수 있다.In the silver-coated metal particles (Ag coated X), when X is Eu or Bi, the atomic ratio of Ag: X is 1:99 to 1: 0.03, and X is Li, Pr, As, Sb, Te, Sr , Ce or Zn, the atomic ratio of Ag: X is 1:99 to 1: 0.05, and when X is La or Pb, the atomic ratio of Ag: X is 1:99 to 1: , The atomic ratio of Ag: X is 1:99 to 1: 0.08, and when X is Sn, the atomic ratio of Ag: X is 1:99 to 1: Is 1:99 to 1: 0.11, and when X is In, the atomic ratio of Ag: X may be 1:99 to 1: 0.12.

상기 조성물은 상기 은 분말 55 내지 95 중량%; 상기 은 코팅된 금속 입자 0.1 내지 40 중량%; 상기 유리 프릿 0.5 내지 20 중량%; 및 상기 유기 비히클 1 내지 30 중량%를 포함할 수 있다.Said composition comprising 55 to 95 wt% of said silver powder; 0.1 to 40% by weight of the silver-coated metal particles; 0.5 to 20% by weight of the glass frit; And 1 to 30% by weight of the organic vehicle.

상기 유리 프릿은 산화아연-산화규소계(ZnO-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소계(ZnO-B2O3-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산비스무스계(Bi2O3), 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), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화납계(PbO), 산화납-산화텔루륨계(PbO-TeO2), 산화납-산화텔루륨-산화규소계(PbO-TeO2-SiO2), 산화납-산화텔루륨-산화리튬계(PbO-TeO2-Li2O) 산화비스무스-산화텔루륨계(Bi2O3-TeO2), 산화비스무스-산화텔루륨-산화규소계(Bi2O3-TeO2-SiO2), 산화비스무스-산화텔루륨-산화리튬계(Bi2O3-TeO2-Li2O), 산화텔루륨계(TeO2), 및 산화텔루륨-산화아연계(TeO2 -ZnO) 유리 프릿로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유리 프릿을 포함할 수 있다.The glass frit may be at least one selected from the group consisting of zinc oxide-silicon oxide system (ZnO-SiO 2 ), zinc oxide-boron oxide-silicon oxide system (ZnO-B 2 O 3 -SiO 2 ), zinc oxide-boron oxide- (ZnO-B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O 3), bismuth acid-based (Bi 2 O 3), bismuth oxide - silicon oxide (Bi 2 O 3 -SiO 2) , bismuth oxide - boron oxide - (Bi 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O 3 ), silicon oxide (Bi 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2 ), bismuth oxide-boron oxide-silicon oxide- (Bi 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -SiO 2 ), bismuth oxide-zinc oxide-boron oxide-silicon oxide-aluminum oxide system (Bi 2 O 3 -ZnO -B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O 3), lead-based oxide (PbO), lead oxide-oxide telru ryumgye (PbO-TeO 2), lead oxide-tellurium oxide - silicon oxide (PbO-TeO 2 - (Bi 2 O 3 -TeO 2 ), bismuth oxide-tellurium oxide-silicon oxide (SiO 2 ), lead oxide-tellurium oxide-lithium oxide (PbO-TeO 2 -Li 2 O) (Bi 2 O 3 -TeO 2 -SiO 2 ), bismuth oxide-tellurium oxide-lithium oxide (Bi 2 O 3 -TeO 2 -Li 2 O), tellurium oxide (TeO 2 ), and tellurium oxide- (TeO 2 - ZnO) glass frit.

상기 유리 프릿은 전이점이 상이한 2종의 유리 프릿을 포함할 수 있다.The glass frit may include two kinds of glass frit having different transition points.

상기 유리 프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛ 내지 10㎛일 수 있다.The glass frit may have an average particle diameter (D50) of 0.1 占 퐉 to 10 占 퐉.

상기 조성물은 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수 있다.The composition may further include at least one additive selected from the group consisting of a dispersant, a thixotropic agent, a plasticizer, a viscosity stabilizer, a defoamer, a pigment, a UV stabilizer, an antioxidant and a coupling agent.

본 발명의 또 다른 관점인 태양전지 전극은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물로부터 형성될 수 있다.
A solar cell electrode, which is another aspect of the present invention, may be formed from the composition for forming the solar cell electrode.

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 소결 속도가 우수하고, 이로부터 제조된 전극은 직렬저항 값이 낮으며, 웨이퍼 표면과의 접촉성이 개선되어 우수한 Fill Factor 및 변환효율을 가질 수 있다.
The composition for forming a solar cell electrode of the present invention has a high sintering speed, an electrode manufactured from the electrode has a low series resistance and improved contact with the surface of the wafer, thereby having excellent fill factor and conversion efficiency.

도 1은 은(Ag)과 인듐(In) 합금의 상평형도를 나타낸 것이다.
도 2는 은(Ag)과 텔루륨(Te) 합금의 상평형도를 나타낸 것이다.
도 3은 은(Ag)과 주석(Sn) 합금의 상평형도를 나타낸 것이다.
도 4는 은(Ag)과 비스무스(Bi) 합금의 상평형도를 나타낸 것이다.
도 5는 은(Ag)과 아연(Zn) 합금의 상평형도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 구조를 간략히 도시한 개략도이다.
Fig. 1 shows the phase equilibrium diagram of silver (Ag) and indium (In) alloys.
Fig. 2 shows the phase equilibrium diagrams of silver (Ag) and tellurium (Te) alloys.
Fig. 3 shows a phase balance diagram of silver (Ag) and tin (Sn) alloys.
Fig. 4 shows a phase balance diagram of silver (Ag) and bismuth (Bi) alloys.
Fig. 5 shows the phase equilibrium diagrams of silver (Ag) and zinc (Zn) alloys.
6 is a schematic view briefly showing a structure of a solar cell according to an embodiment of the present invention.

태양전지 전극 형성용 조성물Composition for forming solar cell electrode

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 은 분말; 은 코팅된 금속 입자(Ag coated X); 유리 프릿; 및 유기 비히클을 포함한다. 상기 금속 X는 은(Ag)과 공융점(eutectic point)이 형성되는 개시온도가 900℃ 이하로서 보다 낮은 온도에서 은과 얼로이(alloy)를 형성하여 태양전지 전극의 형성 물질로 사용될 수 있다.
The composition for forming a solar cell electrode of the present invention comprises silver powder; Silver coated metal particles (Ag coated X); Glass frit; And organic vehicles. The metal X may be used as a material for forming a solar cell electrode by forming silver and an alloy at a lower temperature at an onset temperature of 900 ° C or lower at which an eutectic point with silver (Ag) is formed.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

(A) 은 분말 (A) is powder

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 도전성 분말로서 은(Ag) 분말을 사용한다. 상기 은 분말은 나노 사이즈 또는 마이크로 사이즈의 입경을 갖는 분말일 수 있는데, 예를 들어 수십 내지 수백 나노미터 크기의 은 분말, 수 내지 수십 마이크로미터의 은 분말일 수 있으며, 2이상의 서로 다른 사이즈를 갖는 은 분말을 혼합하여 사용할 수도 있다.The composition for forming a solar cell electrode of the present invention uses silver (Ag) powder as the conductive powder. The silver powder may be a nano-sized or micro-sized powder, for example, a silver powder having a size of several tens to several hundreds of nanometers, a silver powder of several to several tens of micrometers, Silver powder may be mixed and used.

은 분말은 입자 형상이 구형, 판상, 무정형 형상을 가질 수 있다The silver powder may have a spherical shape, a plate shape, and an amorphous shape as the particle shape

은 분말은 평균입경(D50)은 바람직하게는 0.1㎛ 내지 10㎛이며, 더 바람직하게는 0.5㎛ 내지 5㎛이 될 수 있다. 상기 평균입경은 이소프로필알코올(IPA)에 도전성 분말을 초음파로 25℃에서 3분 동안 분산시킨 후 CILAS社에서 제작한 1064LD 모델을 사용하여 측정된 것이다. 상기 범위 내에서, 접촉 저항과 선 저항이 낮아지는 효과를 가질 수 있다. The average particle diameter (D50) of the silver powder is preferably 0.1 to 10 mu m, more preferably 0.5 to 5 mu m. The average particle diameter was measured using a 1064 LD model manufactured by CILAS after distributing the conductive powder to isopropyl alcohol (IPA) by ultrasonication at 25 캜 for 3 minutes. Within this range, the contact resistance and line resistance can be lowered.

상기 은 분말은 조성물 전체 중량 대비 55 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 저항의 증가로 변환 효율이 낮아지는 것을 막을 수 있고, 유기 비히클 양의 상대적인 감소로 페이스트화가 어려워지는 것을 막을 수 있다. 바람직하게는 70 내지 90 중량% 로 포함될 수 있다.
The silver powder may be contained in an amount of 55 to 95% by weight based on the total weight of the composition. In this range, it is possible to prevent the conversion efficiency from being lowered by increasing the resistance, and to prevent the paste from becoming difficult due to the relative reduction in the amount of the organic vehicle. Preferably 70 to 90% by weight.

(B) 은 코팅된 금속 입자 (B) is a coated metal particle

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 은 코팅된 금속 입자를 포함한다. 상기 은 코팅된 금속 입자는 코어-쉘 구조의 입자로서 코어(core)에 해당하는 금속 X를 은(Ag)으로 코팅하여 쉘(shell) 층이 형성된 구조를 갖는다. 본 발명에서 상기 은 코팅된 금속 입자는 Ag coated X로 표시하기로 한다. 상기 X는 은(Ag)과 공융점(eutectic point)을 갖는 금속 물질로서, 상기 X는 은(Ag)과 공융점이 형성되는 개시 온도(initial temperature)가 150 내지 900℃인 금속일 수 있다. The composition for forming a solar cell electrode of the present invention comprises silver coated metal particles. The silver-coated metal particles have a structure in which a shell layer is formed by coating a metal X corresponding to a core with silver (Ag) as particles of a core-shell structure. In the present invention, the silver-coated metal particles are represented by Ag coated X. X is a metal material having an eutectic point with silver (Ag), and X may be a metal having an initial temperature of 150 to 900 DEG C at which a eutectic point with silver (Ag) is formed.

공융점이라 함은, 두 성분계의 고체상-액체상 곡선에서 두 성분이 고용체를 만들지 않고 액체 상태에서 완전히 녹아 섞이는 점을 말한다. The term "eutectic point" refers to a point where two components in a solid-liquid phase curve of two components completely melt and mix in a liquid state without forming a solid solution.

도 1 내지 도 5는 은(Ag)과 금속 X가 혼합된 물질의 상평형도(phase diagram)들이다. 각각의 상평형도에서 x축은 각 성분들의 원자 퍼센트(atomic percent) 또는 몰비를 나타내며, y축은 섭씨온도를 나타낸다. FIGS. 1 to 5 are phase diagrams of a material in which silver (Ag) and metal X are mixed. In each phase diagram, the x axis represents the atomic percent or mole ratio of each component, and the y axis represents the Celsius temperature.

도 1은 은(Ag) 분말과 상기 은(Ag)과 얼로이를 형성하는 인듐(In)이 혼합된 물질의 상평형도이고, 도 2는 은(Ag) 분말과 상기 은(Ag)과 얼로이를 형성하는 텔루륨(Te)이 혼합된 물질의 상평형도이며, 도 3은 은(Ag) 분말과 상기 은(Ag)과 얼로이를 형성하는 주석(Sn)이 혼합된 물질의 상평형도이다. 상기 도 1 내지 도 3의 상평형도에서 공융점이 형성되는 개시온도는 Ag-In계에서는 약 156℃이고, Ag-Te계에서는 약 351℃이고, Ag-Sn계에서는 약 231℃인 것을 알 수 있다.FIG. 1 is a phase diagram of a mixture of silver (Ag) powder and indium (In) forming the silver and the alloy. FIG. 2 is a graph showing the phase equilibrium of the silver (Ag) FIG. 3 is a phase diagram of a mixed material of silver (Ag) powder and tin (Sn) forming the alloy with silver (Ag). FIG. The starting temperature at which the eutectic point is formed in the phase equilibrium diagrams of Figs. 1 to 3 is about 156 占 폚 for the Ag-In system, about 351 占 폚 for the Ag-Te system, and about 231 占 폚 for the Ag- have.

도 4를 참고하면, 은(Ag) 분말과 상기 은(Ag)과 얼로이를 형성하는 비스무스(Bi)를 혼합한 물질의 상평형도를 나타낸 것이다. 상기 상평형도에서 보는 바와 같이 Ag-Bi계의 공융점이 형성되는 개시온도는 약 545℃이고, 공융점 형성되는 Ag와 Bi의 몰비는 약 0.05/0.95 인 것을 알 수 있다. 즉, 상기 Ag에 혼용되는 물질로서 Bi를 혼합하면, 혼합물질인 Ag-Bi계의 공융점은 약 545℃가 되므로, 상기 Ag 고유의 녹는점인 961.93℃보다 더욱 낮은 온도에서 Ag를 용융시킬 수 있다. 따라서, 종래에 Ag를 700 내지 850℃ 정도의 온도에서 소성시키는 것과 달리, 본 발명에서는 그 보다 낮은 온도에서 상기 Ag와 금속 X를 포함하는 은 코팅된 금속 입자를 전극으로 제조할 수 있다. Referring to FIG. 4, there is shown a phase balance diagram of a material obtained by mixing silver (Ag) powder with bismuth (Bi) that forms silver and silver (Ag). As can be seen from the phase diagram, the starting temperature at which the eutectic point of the Ag-Bi system is formed is about 545 ° C, and the molar ratio of Ag and Bi formed at the eutectic point is about 0.05 / 0.95. That is, when Bi is mixed as a material to be mixed with Ag, the eutectic point of the Ag-Bi system as a mixed material becomes about 545 ° C, so that Ag can be melted at a temperature lower than 961.93 ° C, have. Therefore, in the present invention, silver-coated metal particles including the Ag and the metal X can be produced as an electrode at a temperature lower than that of conventionally firing Ag at a temperature of about 700 to 850 ° C.

상기 금속 X는 In, Sr, Ce, Zn, Te, Sn, Se, Eu, La, Sb, Pb, Na, Li, Pr, As 및 Bi로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 일 수 있으나, 반드시 이에 제한되지 않으며, Ag와 공융점을 형성하는 개시온도가 900℃ 이하인 금속이라면 본 발명에서 정의된 금속 X의 범주에 포함될 수 있다. The metal X may be at least one metal selected from the group consisting of In, Sr, Ce, Zn, Te, Sn, Se, Eu, La, Sb, Pb, Na, Li, Pr, As and Bi. And the metal having an onset temperature for forming a eutectic point with Ag of 900 占 폚 or lower may be included in the category of the metal X defined in the present invention.

은 코팅된 금속 입자를 도전성 분말인 은(Ag)을 별도로 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물에 사용하는 경우, 금속 X가 얼로이되기 전에 산화되는 것을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 은과 금속 X의 공융온도가 낮아짐에 따라 소결속도가 빨라지므로 제조된 전극의 직렬저항을 최소화시킬 수 있으며, 은의 액상소결이 가능해지므로 웨이퍼 표면과의 접촉저항을 낮출 수 있다. When used for a composition for forming a solar cell electrode containing silver (Ag) which is a conductive powder separately, it is possible to prevent the metal X from being oxidized before it is frosted, The sintering speed becomes faster as the eutectic temperature is lowered, so that the series resistance of the manufactured electrode can be minimized, and the liquid phase sintering of silver can be performed, so that the contact resistance with the wafer surface can be lowered.

일 예로서, 상기 은 코팅된 금속 입자는 Ag coated In, Ag coated Sr, Ag coated Sn, Ag coated Bi, Ag coated Te 등일 수 있다. 상기 은 코팅된 금속 입자는 기계적, 전기적 특성이 우수하여 전극으로 사용될 수 있으며, 특히, 전면 전극으로 사용되는 것이 바람직하다. As an example, the silver coated metal particles may be Ag coated In, Ag coated Sr, Ag coated Sn, Ag coated Bi, Ag coated Te, or the like. The silver-coated metal particles are excellent in mechanical and electrical properties and can be used as electrodes. In particular, they are preferably used as front electrodes.

상기 은 코팅된 금속 입자는 파우더 또는 분말 형태로 사용하는 것이 반응 비표면적을 넓힐 수 있다는 점에서 바람직하다. 상기 은 코팅된 금속 입자는 평균입경은 0.1 내지 10㎛ 인 분말상일 수 있다. The silver-coated metal particles are preferably used in powder or powder form in that they can broaden the reaction specific surface area. The silver-coated metal particles may be in powder form having an average particle size of 0.1 to 10 mu m.

상기 은 코팅된 금속 입자는 코어-쉘 구조를 가지며, 코어를 형성하는 금속 X와 쉘 층을 형성하는 은(Ag)의 구조로서, 은(Ag) : 금속 X의 원자비는 1:99 내지 1:0.03일 수 있다. 상기 범위에서 공융점을 잘 형성하여 접촉저항을 낮춤으로써 태양전지 전극의 변환 효율을 향상시킬 수 있다.The silver-coated metal particles have a core-shell structure, a structure of silver (Ag) forming a shell layer with a metal X forming a core, and an atomic ratio of silver (Ag) : 0.03. By forming the eutectic point well within the above range and lowering the contact resistance, the conversion efficiency of the solar cell electrode can be improved.

구체적으로는 상기 은 코팅된 금속 입자(Ag coated X)에서, 금속 X가 유로퓸(Eu) 또는 비스무스(Bi)인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.03일 수 있고, X가 리튬(Li), 프라세오디뮴(Pr), 비소(As), 안티몬(Sb), 텔루륨(Te), 스트론튬(Sr), 세륨(Ce), 또는 아연(Zn)인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.05일 수 있고, X가 란탄(La) 또는 납(Pb)인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.03일 수 있고, X가 나트륨(Na)인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.08일 수 있고, X가 주석(Sn)인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.09일 수 있고, X가 셀레늄(Se)인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.11일 수 있으며, X가 인듐(In)인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.12일 수 있다.Specifically, when the metal X is europium (Eu) or bismuth (Bi) in the silver coated metal particles (Ag coated X), the atomic ratio of Ag: X may be 1:99 to 1: In the case of lithium (Li), praseodymium (Pr), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te), strontium (Sr), cerium (Ce) The atomic ratio of Ag: X can be from 1:99 to 1: 0.03, and when X is lanthanum (La) or lead (Pb) ), The atomic ratio of Ag: X can be from 1:99 to 1: 0.08, and when X is tin (Sn), the atomic ratio of Ag: The atomic ratio of Ag: X may be 1:99 to 1: 0.11 when X is indium (In), and the atomic ratio of Ag: .

상기 은 코팅된 금속 입자는 조성물 전체 중량 대비 0.1 내지 40 중량%로 포함될 수 있으며, 예를 들면 0.5 내지 25 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 태양전지 전극의 변환 효율을 향상시킬 수 있다. 은이 코팅된 금속입자는 코어-쉘 물질에 전기 도금으로 코팅함으로써 만들어질 수 있다.
The silver-coated metal particles may be contained in an amount of 0.1 to 40% by weight, for example, 0.5 to 25% by weight based on the total weight of the composition. The conversion efficiency of the solar cell electrode can be improved in the above range. Silver coated metal particles can be made by electroplating the core-shell material.

(C) 유리 (C) Glass 프릿Frit

유리 프릿(glass frit)은 전극 제조를 위한 소성 공정 중 반사 방지막을 에칭(etching)하고, 은 입자를 용융시켜 저항이 낮아질 수 있도록 에미터 영역에 은 결정 입자를 생성시키고, 전도성 분말과 웨이퍼 사이의 접착력을 향상시키고 소결시에 연화하여 소성 온도를 보다 낮추는 효과를 유도한다.The glass frit is formed by etching an antireflection film during a firing process for manufacturing an electrode, melting the silver particles to produce silver crystal grains in the emitter region so that the resistance can be lowered, Thereby improving the adhesion and softening at the time of sintering, thereby lowering the firing temperature.

태양전지의 효율을 증가시키기 위하여 태양전지의 면적을 증가시키면 태양전지의 접촉저항이 높아질 수 있으므로 pn 접합(pn junction)에 대한 피해를 최소화함과 동시에 직렬저항을 최소화시켜야 한다. 또한, 다양한 면저항의 웨이퍼의 증가에 따라 소성 온도가 변동폭이 커지므로 넓은 소성 온도에서도 열안정성을 충분히 확보될 수 있는 유리 프릿을 사용하는 것이 바람직하다. Increasing the area of the solar cell in order to increase the efficiency of the solar cell may increase the contact resistance of the solar cell. Therefore, the damage to the pn junction should be minimized and the series resistance should be minimized. In addition, it is preferable to use a glass frit which can sufficiently secure thermal stability even at a wide firing temperature because the range of variation in firing temperature becomes large as wafers of various sheet resistances increase.

상기 유리 프릿은 통상적으로 전극 형성용 조성물에 사용되는 유연 유리 프릿 또는 무연 유리 프릿 중 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.The glass frit may be typically at least one of a flexible glass frit or a lead-free glass frit used in an electrode forming composition.

일 구체예로서, 상기 유리 프릿은 산화납, 산화규소, 산화텔루륨, 산화비스무스, 산화아연, 산화붕소, 산화알루미늄, 산화텅스텐, 나트륨산화물 등의 금속 산화물을 단독으로 또는 이들 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유리 프릿은 산화아연-산화규소계(ZnO-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소계(ZnO-B2O3-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산비스무스계(Bi2O3), 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), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화납계(PbO), 산화납-산화텔루륨계(PbO-TeO2), 산화납-산화텔루륨-산화규소계(PbO-TeO2-SiO2), 산화납-산화텔루륨-산화리튬계(PbO-TeO2-Li2O) 산화비스무스-산화텔루륨계(Bi2O3-TeO2), 산화비스무스-산화텔루륨-산화규소계(Bi2O3-TeO2-SiO2), 산화비스무스-산화텔루륨-산화리튬계(Bi2O3-TeO2-Li2O), 산화텔루륨계(TeO2), 및 산화텔루륨-산화아연계(TeO2 -ZnO) 유리 프릿로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유리 프릿을 포함할 수 있다.In one embodiment, the glass frit may include a metal oxide such as lead oxide, silicon oxide, tellurium oxide, bismuth oxide, zinc oxide, boron oxide, aluminum oxide, tungsten oxide, and sodium oxide, have. For example, the glass frit may be formed of at least one selected from the group consisting of zinc oxide-silicon oxide system (ZnO-SiO 2 ), zinc oxide-boron oxide-silicon oxide system (ZnO-B 2 O 3 -SiO 2 ), zinc oxide- (Bi 2 O 3 ), bismuth oxide (Bi 2 O 3 -SiO 2 ), bismuth oxide-based oxide (ZnO-B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O 3 ) (Bi 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2 ), bismuth oxide-boron oxide-silicon oxide-aluminum oxide (Bi 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O 3), bismuth oxide - zinc oxide - boron oxide - silicon oxide (Bi 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -SiO 2), bismuth oxide-aluminum oxide-based (Bi 2 - zinc oxide - boron oxide - silicon oxide O 3 -ZnO-B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O 3 ), lead oxide (PbO), lead oxide-tellurium oxide (PbO-TeO 2 ), lead oxide-tellurium oxide- -TeO 2 -SiO 2), lead oxide-oxide tellurium-based lithium oxide (PbO-TeO 2 -Li 2 O ) bismuth oxide-oxide telru ryumgye (Bi 2 O 3 -TeO 2) , bismuth-tellurium oxide -mountain Silicon-based (Bi 2 O 3 -TeO 2 -SiO 2), bismuth oxide-oxide tellurium-lithium oxide-based (Bi 2 O 3 -TeO 2 -Li 2 O), telru ryumgye oxide (TeO 2), and oxide Tel (TeO 2 - ZnO) glass frit. The glass frit may be in the form of a glass frit.

유리 프릿은 통상의 방법을 사용하여 상기 기술된 금속 산화물로부터 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 기술된 금속산화물의 조성으로 혼합한다. 혼합은 볼 밀(ball mill) 또는 플라네터리 밀(planetary mill)을 사용하여 혼합할 수 있다. 혼합된 조성물을 900℃-1300℃의 조건에서 용융시키고, 25℃에서 ??칭(quenching)한다. 얻은 결과물을 디스크 밀(disk mill), 플라네터리 밀 등에 의해 분쇄하여 유리 프릿을 얻을 수 있다. The glass frit can be prepared from the metal oxides described above using conventional methods. For example, in the composition of the metal oxide described above. The blend can be mixed using a ball mill or a planetary mill. The mixed composition is melted at a temperature of 900 ° C to 1300 ° C and quenched at 25 ° C. The resulting product is pulverized by a disk mill, a planetary mill or the like to obtain a glass frit.

상기 유리 프릿은 평균입경(D50)이 0.1 내지 10㎛인 것이 사용될 수 있으며, 조성물 전체 중량 대비 0.5 내지 20 중량% 포함될 수 있다. 상기 유리 프릿의 형상은 구형이거나 부정형상이어도 무방하다. 구체예에서는, 전이점이 상이한 2종의 유리 프릿을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 전이점이 200℃ 이상 420℃ 이하인 제1 유리프릿과 전이점이 420℃ 초과 550℃ 이하인 제2 유리프릿를 1 : 0.2 내지 1 : 1의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다. The glass frit may have an average particle diameter (D50) of 0.1 to 10 mu m and may be contained in an amount of 0.5 to 20 wt% based on the total weight of the composition. The shape of the glass frit may be spherical or irregular. In a specific example, two kinds of glass frit having different transition points may be used. For example, a first glass frit having a transition temperature of 200 ° C or higher and 420 ° C or lower and a second glass frit having a transition temperature of 420 ° C or higher and 550 ° C or lower may be mixed at a weight ratio of 1: 0.2 to 1: 1.

상기 유리 프릿은 전체 조성물 중량 대비 0.5 내지 20 중량%, 예를 들면 3 내지 15 중량% 로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 우수한 옴 접촉(ohmic contact)이 이루어 질 수 있다.
The glass frit may be contained in an amount of 0.5 to 20% by weight, for example, 3 to 15% by weight based on the total weight of the composition. Excellent ohmic contact can be achieved in this range.

(D) 유기 (D) Organic 비히클Vehicle

유기 비히클은 태양전지 전극 형성용 조성물의 무기성분과 기계적 혼합을 통하여 조성물을 인쇄에 적합한 점도 및 유변학적 특성을 부여한다.The organic vehicle imparts viscosity and rheological properties suitable for printing the composition through mechanical mixing with inorganic components of the composition for forming a solar cell electrode.

상기 유기 비히클은 통상적으로 태양전지 전극 형성용 조성물에 사용되는 유기 비히클이 사용될 수 있는데, 통상 바인더 수지와 용매 등을 포함할 수 있다.The organic vehicle may be an organic vehicle usually used in a composition for forming a solar cell electrode, and may generally include a binder resin, a solvent, and the like.

상기 바인더 수지로는 아크릴레이트계 또는 셀룰로오스계 수지 등을 사용할 수 있으며 에틸 셀룰로오스가 일반적으로 사용되는 수지이다. 그러나, 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스와 페놀 수지의 혼합물, 알키드 수지, 페놀계 수지, 아크릴산 에스테르계 수지, 크실렌계 수지, 폴리부텐계 수지, 폴리에스테르계 수지, 요소계 수지, 멜라민계 수지, 초산비닐계 수지, 목재 로진(rosin) 또는 알콜의 폴리메타크릴레이트 등을 사용할 수도 있다.As the binder resin, an acrylate-based or cellulose-based resin can be used, and ethylcellulose is generally used. However, it is preferable to use a mixture of ethylhydroxyethylcellulose, nitrocellulose, a mixture of ethylcellulose and phenol resin, an alkyd resin, a phenol resin, an acrylic ester resin, a xylene resin, a polybutene resin, a polyester resin, Based resin, a rosin of wood, or a polymethacrylate of alcohol may be used.

상기 용매로는 예를 들어, 헥산, 톨루엔, 에틸셀로솔브, 시클로헥사논, 부틸센로솔브, 부틸 카비톨(디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르), 디부틸 카비톨(디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르), 부틸 카비톨 아세테이트(디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 헥실렌 글리콜, 터핀올(Terpineol), 메틸에틸케톤, 벤질알콜, 감마부티로락톤 또는 에틸락테이트 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. Examples of the solvent include hexane, toluene, ethyl cellosolve, cyclohexanone, butyl cellosolve, butyl carbitol (diethylene glycol monobutyl ether), dibutyl carbitol (diethylene glycol dibutyl ether) , Butyl carbitol acetate (diethylene glycol monobutyl ether acetate), propylene glycol monomethyl ether, hexylene glycol, terpineol, methyl ethyl ketone, benzyl alcohol, gamma butyrolactone or ethyl lactate, Two or more of them may be used in combination.

상기 유기 비히클은 조성물 전체 중량 대비 1 내지 30 중량%일 수 있다. 상기 범위에서 충분한 접착강도와 우수한 인쇄성을 확보할 수 있다.
The organic vehicle may be 1 to 30% by weight based on the total weight of the composition. Within this range, sufficient adhesive strength and excellent printability can be ensured.

(E) 첨가제(E) Additive

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 상기한 구성 요소 외에 유동 특성, 공정 특성 및 안정성을 향상시키기 위하여 필요에 따라 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링제 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이들은 조성물 전체 중량 대비 0.1 내지 5 중량%로 첨가되지만 필요에 따라 변경할 수 있다.
The composition for forming a solar cell electrode of the present invention may further include conventional additives as necessary in order to improve flow characteristics, process characteristics, and stability in addition to the above-described components. The additive may be used alone or as a mixture of two or more of a dispersing agent, a thixotropic agent, a plasticizer, a viscosity stabilizer, a defoaming agent, a pigment, an ultraviolet stabilizer, an antioxidant and a coupling agent. They are added in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the composition, but they can be changed as needed.

태양전지 전극 및 이를 포함하는 태양전지Solar cell electrode and solar cell comprising same

본 발명의 다른 관점은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물로부터 형성된 전극 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것이다. 도 6은 본 발명의 일 구체예에 따른 태양전지의 구조를 나타낸 것이다.Another aspect of the present invention relates to an electrode formed from the composition for forming a solar cell electrode and a solar cell including the same. 6 shows a structure of a solar cell according to one embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, p층(또는 n층)(101) 및 에미터로서의 n층(또는 p층)(102)을 포함하는 웨이퍼(100) 또는 기판 상에, 상기 조성물을 인쇄하고 소성하여 후면 전극(210) 및 전면 전극(230)을 형성할 수 있다. 예컨대, 상기 조성물을 웨이퍼의 후면에 인쇄 도포한 후, 대략 200℃ 내지 400℃ 온도로 대략 10 내지 60초 정도 건조하여 후면 전극을 위한 사전 준비 단계를 수행할 수 있다. 또한, 웨이퍼의 전면에 조성물을 인쇄한 후 건조하여 전면 전극을 위한 사전 준비단계를 수행할 수 있다. 이후에, 400℃ 내지 950℃, 바람직하게는 850℃ 내지 950℃에서 30초 내지 50초 정도 소성하는 소성 과정을 수행하여 전면 전극 및 후면 전극을 형성할 수 있다.
6, the composition is printed and fired on a wafer 100 or substrate including a p-layer (or n-layer) 101 and an n-layer (or p-layer) The electrode 210 and the front electrode 230 may be formed. For example, the composition may be applied to the backside of the wafer by printing and then dried at a temperature of about 200 ° C to 400 ° C for about 10 to 60 seconds to perform a preliminary step for the backside electrode. In addition, the composition may be printed on the entire surface of the wafer and then dried to perform a preliminary preparation step for the front electrode. Thereafter, the front electrode and the rear electrode can be formed by performing a sintering process in which sintering is performed at 400 ° C to 950 ° C, preferably 850 ° C to 950 ° C, for 30 seconds to 50 seconds.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but these examples are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the present invention.

실시예Example

실시예Example 1 One

유기 바인더로서 에틸셀룰로오스 (Dow chemical company, STD4) 4 중량%를 용매인 부틸 카비톨 (Butyl Carbitol) 7.5 중량%에 60℃에서 충분히 용해한 후 평균입경이 2.0㎛인 구형의 은 분말(Dowa Hightech CO. LTD, AG-4-8) 83 중량%, 평균 입경이 2.0㎛인 은 코팅된 금속 입자로서 은 코팅된 인듐 입자(Ag coated In)(Dowa Hightech CO. LTD) (1.0) 중량%, 평균 입경이 1.0 ㎛이고 전이점이 415℃인 저융점 유연 유리 프릿-Ⅰ(유연 Glass, (주)파티클로지, CI-1090) 4.0 중량%, 평균 입경이 1.0 ㎛이고 전이점이 430℃인 저융점 유연 유리 프릿-Ⅱ(유연 Glass, (주)파티클로지, CI-5008) 1.0 중량%, 및 첨가제로서 분산제 BYK102(BYK-chemie) 0.2 중량% 및 요변제 Thixatrol ST (Elementis co.) 0.3 중량% 투입하여 골고루 믹싱 후 3롤 혼련기로 혼합 분산시켜 태양전지 전극 형성용 조성물을 제조하였다.4 wt% of ethyl cellulose (STD4) as an organic binder was sufficiently dissolved in 7.5 wt% of butylcarbitol as a solvent at 60 캜, and spherical silver powder having an average particle diameter of 2.0 탆 (Dowa Highech CO. (Dowa Hightech CO. LTD.) (1.0 weight%) as silver-coated metal particles having an average particle size of 2.0 탆 as silver-coated metal particles, 4.0% by weight of a low-melting-point flexible glass frit-I (flexible glass, particle size: CI-1090) having a diameter of 1.0 탆 and a transition point of 415 캜, 1.0% by weight of a dispersant BYK 102 (BYK-chemie) as an additive and 0.3% by weight of a thixotropic agent Thixatrol ST (Elementis co.) Were added and mixed evenly 3 roll mixer to prepare a composition for forming a solar cell electrode.

상기 태양전지 전극 형성용 조성물을 웨이퍼(Wafer) 전면에 일정한 패턴으로 스크린 프린팅 하여 인쇄하고, 적외선 건조로를 사용하여 건조시켰다. 이후 웨이퍼의 후면에 알루미늄 페이스트를 후면 인쇄한 후 동일한 방법으로 건조하였다. 상기 과정으로 형성된 Cell을 벨트형 소성로를 사용하여 400 내지 900 ℃사이로 30초에서 180초간 소성을 행하였으며, 이렇게 제조 완료된 Cell은 태양전지효율 측정장비 (Pasan社, CT-801)를 사용하여 태양전지의 Fill Factor (FF, %) 및 변환효율(%)을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
The composition for forming a solar cell electrode was screen-printed on the entire surface of a wafer in a predetermined pattern, and dried using an infrared drying furnace. Thereafter, aluminum paste was printed on the rear surface of the wafer on the back side and dried in the same manner. The cells thus formed were fired at 400 to 900 ° C. for 30 seconds to 180 seconds using a belt-type firing furnace. The cells thus manufactured were subjected to a solar cell efficiency measurement (Pasan Co., CT-801) Fill Factor (FF,%) and conversion efficiency (%) were measured and shown in Table 1 below.

실시예Example 2-6 및  2-6 and 비교예Comparative Example 1-2 1-2

실시예 2-6은 은 코팅된 금속 입자로서 Ag coated Sr(Dowa Hightech CO. LTD), Ag coated Sn(Dowa Hightech CO. LTD), Ag coated Bi(Dowa Hightech CO. LTD), Ag coated Te(Dowa Hightech CO. LTD), Ag coated Ce(Dowa Hightech CO. LTD)를 각각 사용하고, 비교예 1은 은 코팅된 금속 입자를 사용하지 않고, 비교예 2는 은 코팅된 금속 입자로서 Ag coated Pd(Dowa Hightech CO. LTD)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 제조하였으며, 물성 측정 후 결과 값을 하기 표 1에 나타내었다.Example 2-6 was prepared in the same manner as Example 2 except that Ag coated Sr (Dowa Hightech Co., LTD), Ag coated Sn (Dowa Hightech CO. LTD), Ag coated Bi Ltd.) and Ag coated Ce (Dowa Hightech Co., LTD) were used, respectively. In Comparative Example 1, silver-coated metal particles were not used. In Comparative Example 2, silver coated Pd (Dowa Hightech CO. LTD.) Was used in place of the above-prepared composition, and the results are shown in Table 1 below.

[표 1][Table 1]

Figure 112013026671493-pat00001
Figure 112013026671493-pat00001

[단위 : 중량%]                                              [Unit:% by weight]

상기 표 1의 결과 값에서 확인할 수 있듯이, 은 분말과 공융점(eutectic point)이 형성되는 개시온도가 150 내지 900℃에 속하는 금속 X를 은 코팅된 금속 입자 형태로 사용한 실시예 1 내지 6의 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조된 태양전지 전극이은 코팅된 금속 입자를 사용하지 않은 비교예 1 또는 은 분말과 공융점이 형성되는 개시온도가 900℃를 초과하는 은 코팅입자를 사용한 비교예 2에 비하여 직렬저항이 낮아지고 접촉성이 개선됨에 따라 Fill Factor값과 변환 효율이 우수한 것을 알 수 있다.
As can be seen from the results of Table 1, in the cases of Examples 1 to 6 in which metal X having a starting temperature of forming an eutectic point with silver powder at 150 to 900 ° C was used in the form of silver coated metal particles The solar cell electrode made of the composition for forming the battery electrode had a higher resistance than that of Comparative Example 1 in which the coated metal particles were not used or in Comparative Example 2 in which silver- As the resistance is lowered and the contactability is improved, it can be seen that the fill factor and conversion efficiency are excellent.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (12)

은 분말;
은(Ag)과 공융점(eutectic point)이 형성되는 개시온도가 150 내지 900℃인 금속 X로 이루어진 코어 및 은(Ag)으로 이루어진 쉘을 포함하는 은 코팅된 금속 입자(Ag coated X);
유리 프릿; 및
유기 비히클을 포함하고,
상기 금속(X)는 In, Sr, Bi, Te, Ce 및 Se으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
Silver powder;
Silver-coated metal particles (Ag coated X) comprising a shell of silver (Ag) and a core of metal X with an initiation temperature of 150 to 900 占 폚 at which an eutectic point is formed and a shell of silver (Ag);
Glass frit; And
An organic vehicle,
Wherein the metal (X) is a metal selected from the group consisting of In, Sr, Bi, Te, Ce and Se.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 은 코팅된 금속 입자는 평균입경(D50)이 0.1 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the silver-coated metal particles have an average particle diameter (D50) of 0.1 to 10 mu m.
제1항에 있어서,
상기 은 코팅된 금속 입자는 조성물 전체 중량 대비 0.1 내지 40 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the silver-coated metal particles are contained in an amount of 0.1 to 40% by weight based on the total weight of the composition.
제1항에 있어서,
상기 은(Ag) : 금속 X의 원자비가 1 : 99 내지 1 : 0.03인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the silver (Ag): metal X atomic ratio is 1: 99 to 1: 0.03.
제5항에 있어서,
상기 X가 Bi인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.03이고,
상기 X가 Te, Sr 또는 Ce인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.05이고,
상기 X가 Se인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.11이며,
상기 X가 In인 경우, Ag : X의 원자비는 1:99 내지 1:0.12인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
6. The method of claim 5,
When X is Bi, the atomic ratio of Ag: X is 1: 99 to 1: 0.03,
When X is Te, Sr or Ce, the atomic ratio of Ag: X is from 1:99 to 1: 0.05,
When X is Se, the atomic ratio of Ag: X is 1:99 to 1: 0.11,
Wherein when X is In, the atomic ratio of Ag: X is 1:99 to 1: 0.12.
제1항에 있어서,
상기 조성물은
상기 은 분말 55 내지 95 중량%;
상기 은 코팅된 금속 입자 0.1 내지 40 중량%;
상기 유리 프릿 0.5 내지 20 중량%; 및
상기 유기 비히클 1 내지 30 중량%를 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
The composition
55 to 95 wt% of the silver powder;
0.1 to 40% by weight of the silver-coated metal particles;
0.5 to 20% by weight of the glass frit; And
And 1 to 30% by weight of the organic vehicle.
제1항에 있어서,
상기 유리 프릿은 산화아연-산화규소계(ZnO-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소계(ZnO-B2O3-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산비스무스계(Bi2O3), 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), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화납계(PbO), 산화납-산화텔루륨계(PbO-TeO2), 산화납-산화텔루륨-산화규소계(PbO-TeO2-SiO2), 산화납-산화텔루륨-산화리튬계(PbO-TeO2-Li2O) 산화비스무스-산화텔루륨계(Bi2O3-TeO2), 산화비스무스-산화텔루륨-산화규소계(Bi2O3-TeO2-SiO2), 산화비스무스-산화텔루륨-산화리튬계(Bi2O3-TeO2-Li2O), 산화텔루륨계(TeO2), 및 산화텔루륨-산화아연계(TeO2 -ZnO) 유리 프릿로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유리 프릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
The glass frit may be at least one selected from the group consisting of zinc oxide-silicon oxide system (ZnO-SiO 2 ), zinc oxide-boron oxide-silicon oxide system (ZnO-B 2 O 3 -SiO 2 ), zinc oxide-boron oxide- (ZnO-B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O 3), bismuth acid-based (Bi 2 O 3), bismuth oxide - silicon oxide (Bi 2 O 3 -SiO 2) , bismuth oxide - boron oxide - (Bi 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O 3 ), silicon oxide (Bi 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2 ), bismuth oxide-boron oxide-silicon oxide- (Bi 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -SiO 2 ), bismuth oxide-zinc oxide-boron oxide-silicon oxide-aluminum oxide system (Bi 2 O 3 -ZnO -B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O 3), lead-based oxide (PbO), lead oxide-oxide telru ryumgye (PbO-TeO 2), lead oxide-tellurium oxide - silicon oxide (PbO-TeO 2 - (Bi 2 O 3 -TeO 2 ), bismuth oxide-tellurium oxide-silicon oxide (SiO 2 ), lead oxide-tellurium oxide-lithium oxide (PbO-TeO 2 -Li 2 O) (Bi 2 O 3 -TeO 2 -SiO 2 ), bismuth oxide-tellurium oxide-lithium oxide (Bi 2 O 3 -TeO 2 -Li 2 O), tellurium oxide (TeO 2 ), and tellurium oxide- (TeO 2 - ZnO) glass frit. The composition for forming a solar cell electrode according to claim 1, wherein the glass frit is a glass frit.
제1항에 있어서,
상기 유리 프릿은 전이점이 상이한 2종의 유리 프릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the glass frit comprises two kinds of glass frit having different transition points.
제1항에 있어서,
상기 유리 프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛ 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물
The method according to claim 1,
Wherein the glass frit has an average particle diameter (D50) of 0.1 占 퐉 to 10 占 퐉.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물
The method according to claim 1,
Wherein the composition further comprises at least one additive selected from the group consisting of dispersing agents, thixotropic agents, plasticizers, viscosity stabilizers, defoamers, pigments, ultraviolet stabilizers, antioxidants and coupling agents
제1항, 제3항 내지 제11항 중 어느 한 항의 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조된 태양전지 전극.12. A solar cell electrode made of the composition for forming a solar cell electrode according to any one of claims 1 to 11.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6666723B2 (en) * 2015-03-31 2020-03-18 Dowaエレクトロニクス株式会社 Silver-coated tellurium powder, method for producing the same, and conductive paste
WO2017135619A1 (en) * 2016-02-02 2017-08-10 주식회사 테라메탈 Silver coated glass frit, method for preparing same, and silver paste composition using silver coated glass frit for solar cell)
JP6236557B1 (en) * 2016-03-18 2017-11-22 Dowaエレクトロニクス株式会社 Silver tellurium-coated glass powder and method for producing the same, and conductive paste and method for producing the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008078374A1 (en) 2006-12-25 2008-07-03 Namics Corporation Conductive paste for solar cell
WO2012099877A1 (en) 2011-01-18 2012-07-26 Heraeus Precious Metals North America Conshohocken Llc Electroconductive paste compositions and solar cell electrodes and contacts made therefrom

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003025954A1 (en) * 2001-09-20 2003-03-27 E. I. Du Pont De Nemours And Company Silver conductor composition
KR20120078109A (en) * 2010-12-31 2012-07-10 엘지이노텍 주식회사 Paste compisition for electrode of solar cell, and solar cell including the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008078374A1 (en) 2006-12-25 2008-07-03 Namics Corporation Conductive paste for solar cell
WO2012099877A1 (en) 2011-01-18 2012-07-26 Heraeus Precious Metals North America Conshohocken Llc Electroconductive paste compositions and solar cell electrodes and contacts made therefrom

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