KR101716549B1

KR101716549B1 - 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극

Info

Publication number: KR101716549B1
Application number: KR1020140161957A
Authority: KR
Inventors: 박형석; 김은경; 남희인; 문성일; 이영실
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2017-03-15
Also published as: US9741877B2; TWI587318B; US20160141433A1; TW201619979A; CN105609160A; CN105609160B; KR20160060262A

Abstract

본 발명은 은(Ag) 분말, 유리프릿, 유기 바인더 및 용매를 포함하고, 상기 유기 바인더는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 화합물을 포함하는 것인 태양전지 전극 형성용 조성물에 관한 것이다. 상기 태양전지 전극 형성용 조성물은 분산성 및 저장안정성이 우수하며, 미세패턴의 형성이 가능하고 인쇄성이 우수하다.
[화학식 1]

상기 화학식 1에서 R1은 Na⁺, K⁺, NH₄ ⁺　또는 PH₃ ⁺　이고, R2는 수소 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기이며, n은 1 내지 3,500 의 정수이다.

Description

태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극{COMPOSITION FOR FORMING SOLAR CELL ELECTRODE AND ELECTRODE PREPARED USING THE SAME}

본 발명은 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극에 관한 것이다.

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 태양전지 전극 형성용 조성물의 도포, 패터닝 및 소성에 의해, 웨이퍼 표면에 형성될 수 있다.

태양전지 전극의 변환효율을 향상시키기 위하여 웨이퍼와 접촉성을 향상하여 접촉저항(Rc)과 직렬저항(Rs)을 최소화시키거나 유기물로 스크린 마스크(Screen mask)의 패턴 선폭을 작게 조절함으로써 미세 선폭(Fine line)을 형성하여 단락전류(Isc)를 높임으로써 효율을 개선하는 태양전지 전극 형성용 조성물에 관한 종래 기술이 존재하나, 스크린 마스크를 이용하여 전극 선폭을 감소시키는 방법은 직렬저항(Rs)의 상승을 유발할 수 있고, 미세 패턴의 연속 인쇄성을 저하시킬 수 있다는 문제점이 존재한다.

태양전지 전극 형성용 조성물은 인쇄에 적합한 점도 및 유변학적 특성을 부여하기 위하여 유기 비히클을 사용하는데, 상기 유기 비히클은 통상적으로 유기 바인더와 용제 등을 포함할 수 있다. 유기 바인더로는 셀룰로오스계 및 아크릴계 바인더 수지가 사용되고 있으며, 특히 에틸 셀룰로오스 수지를 사용하고 있다. 그러나, 유기 바인더는 용매의 용해성을 고려하여야 한다는 점에서 유기 바인더 선택에 한계가 있다.

분산성과 저장안정성을 높이기 위한 방안으로 유기 바인더의 함량을 높이거나, 고분자량의 유기 바인더를 사용할 수 있다.

유기 바인더의 함량을 높이는 경우에는 전극 형성시 저항이 높아질 수 있으며, 고분자량의 유기 바인더를 사용하는 경우에는 고전단속도(high shear rate)에서도 점도가 높아져 테일링(tailing) 현상 및 인쇄 불량이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

특히, 분산성과 저장안정성을 높이기 위하여 첨가제를 사용할 수 있으나, 폴리비닐피롤리돈(poly vinyl pyrrolidone)과 같은 분산제는 유기 용매와 용해성이 저하되는 문제가 있으며, 가소제 등과 같은 저분자량의 첨가제들은 장기 저장시 페이스트(paste)상과 상분리가 일어나 페이스트의 저장 안정성에 치명적이라는 문제점이 있다.

따라서, 별도의 첨가제 사용 없이도 분산성과 저장안정성을 높일 수 있고 용매와의 용해성을 충분히 확보할 수 있는 유기 바인더에 대한 연구개발이 절실히 필요한 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는　분산성 및 저장안정성이 우수한 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하기 위함이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 미세패턴의 형성이 가능하고 인쇄성이 우수한 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하기 위함이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는　상기 조성물로 제조된 전극을 제공하기 위함이다.

본 발명의 일 관점은　은(Ag) 분말, 유리프릿, 유기 바인더 및 용매를 포함하고, 상기 유기 바인더는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물에 관한 것이다:

[화학식 1]

상기 유기 바인더는 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 화합물을 포함할 수 있다:

[화학식 2]

상기 화학식 2에서 R1은 Na⁺, K⁺, NH₄ ⁺　또는 PH₃ ⁺　이고, R2는 수소, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 하이드록시 프로필기 또는 하이드록시 에틸기이고, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 2의 알킬기이며, m1 및 m2는 각각 1 내지 3,000의 정수이다.

상기 조성물은 은(Ag) 분말 60 내지 95 중량%; 유리프릿 0.5 내지 20 중량%; 유기 바인더 1 내지 30 중량%; 및 용매 1 내지 30 중량%를 포함할 수 있다.

상기 유리프릿은 납(Pb), 텔루륨(Te), 비스무스(Bi) 리튬(Li), 인(P), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 세륨(Ce), 철(Fe), 규소(Si), 아연(Zn), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 세슘(Cs), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 인듐(In), 바나듐(V), 바륨(Ba), 니켈(Ni), 구리(Cu), 나트륨(Na), 칼륨(K), 비소(As), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 망간(Mn) 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 원소를 포함할 수 있다.

상기 용매는 메틸 셀로솔브(Methyl Cellosolve), 에틸 셀로솔브(Ethyl Cellosolve), 부틸 셀로솔브(Butyl Cellosolve), 지방족 알코올(Alcohol), α-터피네올(Terpineol), β-터피네올, 다이하이드로 터피네올(Dihydro-terpineol), 에틸렌 글리콜(Ethylene Grycol), 에틸렌 글리콜 모노 부틸에테르(Ethylene glycol mono butyl ether), 부틸셀로솔브 아세테이트(Butyl Cellosolve acetate) 및 텍사놀(Texanol)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

상기 유리프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛ 내지 10㎛일 수 있다.

상기 조성물은 요변제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 관점은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조된 태양전지 전극에 관한 것이다.

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 분산성 및 저장안정성이 우수하며, 미세패턴의 형성이 가능하고 인쇄성이 우수하다.

도 1은　본 발명의 일 구체예에 따른 태양전지의 구조를 간략히 도시한 개략도이다.

태양전지 전극 형성용 조성물

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 　은(Ag) 분말; 유리프릿; 　유기 바인더; 및 용매를 포함할 수 있다. 이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

(A) 은 분말

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, 2 이상의 서로 다른 사이즈를 갖는 은 분말을 혼합하여 사용할 수도 있다.

은 분말은 입자 형상이 구형, 판상, 무정형 형상을 가질 수 있다

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, 접촉저항과 선 저항이 낮아지는 효과를 가질 수 있다.

은 분말은 조성물 전체 중량 대비 60 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 저항의 증가로 변환 효율이 낮아지는 것을 막을 수 있고, 유기비히클 양의 상대적인 감소로 페이스트화가 어려워지는 것을 막을 수 있다. 바람직하게는 70 내지 90 중량%로 포함될 수 있다.

(B) 유리프릿

유리프릿(glass frit)은 태양전지 전극 형성용 조성물의 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.

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 유리프릿을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 유리 프릿은 통상적으로 태양전지 전극 형성용 조성물에 사용되는 유연 유리 프릿 또는 무연 유리 프릿 중 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

유리 프릿은 통상의 방법을 사용하여 상기 기술된 금속 원소의 산화물로부터 유래된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 기술된 금속 원소의 산화물을 특정 조성으로 혼합한다. 혼합은 볼 밀(ball mill) 또는 플라네터리 밀(planetary mill)을 사용하여 혼합할 수 있다. 혼합된 조성물을 700℃ 내지 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.

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 구형이어도 부정형상이어도 무방하다. 구체예에서는, 전이점이 상이한 2종의 유리 프릿을 사용할 수도 있다.　예를 들면, 전이점이 200℃ 이상 350 ℃ 이하인 제1 유리 프릿과 전이점이 350℃ 초과 550℃ 이하인 제2 유리 프릿을 1 : 0.2 내지 1 : 1의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.

(C) 유기 바인더

본 발명의 유기 바인더는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 화합물일 수 있다.

[화학식 1]

본 발명의 일 구체예에 따른 유기 바인더는 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 아크릴계 화합물을 포함할 수 있다.

[화학식 2]

상기 화학식 2의 아크릴계 화합물은 제1 단량체로서 상기 화학식 1의 아크릴계 화합물과 제2 단량체로서 메타크릴산(methacrylic acid), 메틸 메타크릴레이트(methyl (meth)acrylate), 하이드록시에틸 메타크릴레이트(hydroxyethyl methacrylate, HEMA), 하이드록시 메타크릴레이트(hydroxy methacrylate), 프로필 메타크릴레이트(propyl methacrylate), 하이드록시 프로필 메타크릴레이트(hydroxy propyl methacrylate) 및 부틸 메타크릴레이트(butyl 　methacrylate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 단량체를 이종 중합하여 제조될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 유기 바인더는 고온에서 산소 음이온(O^-)과 1가 양이온(R1)의 이온결합이 재배열됨으로써 페이스트(paste)가 뭉개지면서 폭(width)이 넓어지는 현상을 줄여 고종횡비의 미세패턴 구현이 가능하다. 또한, 산소(O)와 은(Ag) 입자의 표면 전하의 전기적 결합을 유도하여 은(Ag) 입자의 분산성을 극대화할 수 있고 저장안정성을 향상시킬 수 있으며, 종국적으로는 향상된 분산성에 기인하여 우수한 전기 비저항 특성을 얻을 수 있다.

상기 유기 바인더의 중량평균분자량(Mw)은 5,000 내지 200,000 g/mol일 수 있다.

상기 유기 바인더는 태양전지 전극 형성용 조성물　전체 중량 대비 1 내지 30　중량%로, 바람직하게는 5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 유기 바인더의 함량이 1중량% 미만인 경우, 조성물 제조 후 점도가 너무 낮아지거나 기판과의 접착력이 저하될 수 있고, 유기 바인더의 함량이 20 중량%를 초과하면, 유기 바인더가 과다하게 존재하여 소성　시 유기 바인더의 분해가 원활히 이뤄지지 않아 저항이 높아질 수 있고, 소성　시 전극의 갈라짐, 오픈, 핀홀 발생 등의 문제점이 발생할 수 있다.

(D) 용매

상기 용매로는 100℃ 이상의 비점을 갖는 것으로, 메틸 셀로솔브(Methyl Cellosolve), 에틸 셀로솔브(Ethyl Cellosolve), 부틸 셀로솔브(Butyl Cellosolve), 지방족 알코올(Alcohol), α-터피네올(Terpineol), β-터피네올, 다이하이드로 터피네올(Dihydro-terpineol), 에틸렌 글리콜(Ethylene Grycol), 에틸렌 글리콜 모노 부틸에테르(Ethylene glycol mono butyl ether), 부틸셀로솔브 아세테이트(Butyl Cellosolve acetate), 또는 텍사놀(Texanol) 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 유기용매는 태양전지 전극 형성용 조성물　전체 중량 대비 1 내지 30　중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 충분한 접착강도와 우수한 인쇄성을 확보할 수 있다.　

(E) 첨가제

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 상기에서 기술한 구성 요소 외에 유동 특성, 공정 특성 및 안정성을 향상시키기 위하여 필요에 따라 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 요변제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링제 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이들은 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 대비 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있지만 필요에 따라 함량을 변경할 수 있다.

태양전지 전극 및 이를 포함하는 태양전지

본 발명의 다른 관점은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물로부터 형성된 전극 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 태양전지의 구조를 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, p층(또는 n층)(101) 및 에미터로서의 n층(또는 p층)(102)을 포함하는 웨이퍼(100) 또는 기판 상에, 전극 형성용 조성물을 인쇄하고 소성하여 후면 전극(210) 및 전면 전극(230)을 형성할 수 있다. 예컨대, 전극 형성용 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 전극 형성용 조성물을 인쇄한 후 건조하여 전면 전극을 위한 사전 준비단계를 수행할 수 있다. 이후에, 400℃ 내지 980℃, 바람직하게는 700℃ 내지 980℃에서 약 30초 내지 210초 소성하는 소성 과정을 수행하여 전면 전극 및 후면 전극을 형성할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

합성예 1　

질소 분위기의 콘덴서가 설치된 둥근 바닥 플라스크에 아크릴산 나트륨(sodium acrylate)과 증류수를 1 : 2의 중량비로 투입한 후 온도를 60℃로 승온하면서 교반하였다. 상기 교반이 완료된 혼합용액에 상기 아크릴산 나트륨 전체 몰수 대비 0.1 몰%의 황산칼륨(potassium sulfate)을 개시제로 투입하고 완전히 용해시켰다. 적하병(dropping funnel)을 이용하여 별도의 플라스크에 천천히 적하하여 적하가 완료되면, 60℃, 질소 분위기 하에서 24시간 동안 라디칼 중합반응을 진행하였다. 반응이 완료된 후, 생성물을 메탄올에 수 회 재침전시킨 후 필터링하여 반응 용매, 미반응물 및 올리고머를 제거한 후 백색 분말상인 하기 화학식 3으로 표시되는 아크릴계 화합물(SPA-1)을 수득하였다.

[화학식 3]

상기 화학식 3에서 ℓ=2,000이다.

합성예 2

질소 분위기의 콘덴서가 설치된 둥근 바닥 플라스크에 아크릴계 단량체와 메틸셀루솔브를 1 : 2의 중량비로 투입하였다. 상기 아크릴계 단량체는 아크릴산 나트륨(sodium acrylate) 5 당량(eq), 아크릴산 80 당량, 및 메틸메타크릴레이트 15 당량을 포함한다. 투입된 아크릴계 단량체와 메틸셀루솔브를 온도 60℃로 승온하면서 교반하였다. 교반이 완료된 혼합용액에 상기 아크릴계 단량체 전체 몰수 대비 0.1 몰%의 아조이소비스부티로니트릴(AIBN)을 개시제로 투입하고 완전히 용해시켰다. 적하병(dropping funnel)을 이용하여 별도의 플라스크에 천천히 적하하여 적하가 완료되면, 60℃, 질소 분위기 하에서 24시간 동안 라디칼 중합반응을 진행하였다. 반응이 완료된 후, 생성물을 에틸 아세테이트에 수 회 재침전시킨 후 필터링하여 반응 용매, 미반응물 및 올리고머를 제거한 후 백색 분말상인 하기 화학식 4로 표시되는 아크릴계 화합물(SPA-2)을 수득하였다.

[화학식 4]

상기 화학식 4에서 x=37, y=601, z=112 이다.

합성예 3

아크릴계 단량체의 조성이 아크릴산 나트륨(sodium acrylate) 5 당량, 아크릴산 80 당량 및 벤질메타크릴레이트 15 당량인 것을 제외하고는 합성예　2와　동일한 방법으로　백색 분말상인 하기 화학식 5로 표시되는 아크릴계 화합물(SPA-3)를 수득하였다.

[화학식 5]

상기 화학식 5에서 x=32, y=522, z=98 이다.

실시예 1-3 및 비교예 1

실시예 1

유기 바인더로서 상기 합성예 1로부터 제조된 SPA-1 3.0 중량%를 용매인 부틸 카비톨 (Butyl Carbitol) 6.5　중량%에 60℃에서 충분히 용해한 후 평균입경이 2.0㎛인 구형의 은 분말(Dowa Hightech CO. LTD, 5-11F) 87.0 중량%, 평균 입경이 1.0 ㎛이고 전이점이 341℃인 저융점 유연 유리 분말(유연 Glass, (주)파티클로지, CI-124) 3　중량%, 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 준비하였다.

실시예 2 - 3

하기 표 1의 조성으로 제조된 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 준비하였다.

비교예 1

유기 바인더로서 SPA-1 대신 벤질메타크릴레이트(Sigma-Aldrich 社)(BEMA)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 준비하였다.

물성 평가 방법

(1) 저장　안정성(%) : 하기 식 1에 의거하여 제조된 전극형성 조성물의 보관 전후의 점도 변화율로 저장 안정성을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

[식 1]

(F₀: 전극 형성용 조성물을 25℃, 50±5% 상대 습도 조건에서 1일 보관 후,

　　　　상온에서 측정한 점도 값

　F₁: 전극 형성용 조성물을 25℃, 50±5% 상대 습도 상태에서 30일 보관　후,

　　　　상온에서 측정한 점도 값)

※ 점도 측정:　Brookfield社의 점도계(HBDV-2+pro)를 사용하여 SC4-14 스핀들과 SC4-6RP 챔버를 장착하여 25℃에서 10rpm으로 30초간 preshear를 가한 뒤 그 값을 측정 하였다.

(2) 미세패턴 평가　: 준비된 태양전지 전극 형성용 조성물을 면 저항 90Ω인 폴리 P 타입 실리콘 웨이퍼(Wafer) 전면에 스크린 마스크를 이용하여 각각 스크린 프린팅하여 전극 패턴(finger bar)을 인쇄하고, 적외선 건조로를 사용하여 건조시켰다. 이후 웨이퍼의 후면에 알루미늄을 포함하는 전극 형성용 조성물을　후면 인쇄한 후 동일한 방법으로 건조하였다. 상기 과정으로 형성된 Cell을 벨트형 소성로를 사용하여 400 내지 950 ℃사이로 30 초에서 50 초간 소성을 행하였으며, 제조된 전극(finger bar)의 단선 여부를 확인하기 위하여 EL tester(MV tech　社)를 이용하여 Line open 개수를 측정하였으며,　전극 라인의 선폭 및 두께는 VK 장비(KEYENCE社 VK9710)를 이용하여 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.　　

* 스크린 마스크 : SUS325 type / Emulsion 두께 15㎛　/ 핑거바 선폭 45㎛, 핑거바 개수 80개

		실시예1	실시예2	실시예3	비교예1
조성 　 (wt%)	은 분말	87	87	87	87
	유리 프릿	2	2	2	2
	유기 바인더	3 (SPA-1)	3 (SPA-2)	3 (SPA-3)	3 (BEMA)
	유기용매	4	4	4	4
	첨가제	4	4	4	4
물성	저장안정성 (%)	2	2.7	2.3	5
	인쇄 후 선폭 L1 (㎛)	53	56	57	63
	건조 후 선폭 L2 (㎛)	60	62	62	75
	소성 후 선폭 L3 (㎛)	68	67	68	93
	소성 후 두께 D1 (㎛)	20	19	19	15
	선폭△ (L1-L2) (㎛)	-7	-6	-5	-12
	종횡비 (D1/L3)	0.294	0.283	0.279	0.16

상기 표 1의 결과값에서 보듯이, 유기 바인더로서 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용한 실시예 1-3의 태양전지 전극 형성용 조성물은 비교예 1 대비 저장안정성이 우수하고 종횡비가 우수하여 미세선폭의 구현이 가능한 것을 알 수 있다.

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.

Claims

은(Ag) 분말, 유리프릿, 유기 바인더 및 용매를 포함하고,
상기 유기 바인더는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 화합물을 포함하는 것인 태양전지 전극 형성용 조성물:
[화학식 1]

상기 화학식 1에서 R1은 Na⁺, K⁺, NH₄ ⁺　또는 PH₃ ⁺　이고, R2는 수소 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기이며, 　n은 1 내지 3,500 의 정수이다.
　
제1항에 있어서,
상기 유기 바인더는 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 화합물을 포함하는 것인 태양전지 전극 형성용 조성물:
[화학식 2]

상기 화학식 2에서 R1은 Na⁺, K⁺, NH₄ ⁺　또는 PH₃ ⁺　이고, R2는 수소, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 하이드록시 프로필기 또는 하이드록시 에틸기이고, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 2의 알킬기이며, m1 및 m2는 각각 1 내지 3,000의 정수이다.
　
제1항에 있어서,
상기 은(Ag) 분말 60 내지 95 중량%;
상기 유리프릿 0.5 내지 20 중량%;
상기 유기 바인더 1 내지 30 중량%; 및
상기 용매 1 내지 30 중량%를 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
　
제1항에 있어서,
상기 유리프릿은 납(Pb), 텔루륨(Te), 비스무스(Bi) 리튬(Li), 인(P), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 세륨(Ce), 철(Fe), 규소(Si), 아연(Zn), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 세슘(Cs), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 인듐(In), 바나듐(V), 바륨(Ba), 니켈(Ni), 구리(Cu), 나트륨(Na), 칼륨(K), 비소(As), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 망간(Mn) 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
　
제1항에 있어서,
상기 용매는 메틸 셀로솔브(Methyl Cellosolve), 에틸 셀로솔브(Ethyl Cellosolve), 부틸 셀로솔브(Butyl Cellosolve), 지방족 알코올(Alcohol), α-터피네올(Terpineol), β-터피네올, 다이하이드로 터피네올(Dihydro-terpineol), 에틸렌 글리콜(Ethylene Grycol), 에틸렌 글리콜 모노 부틸에테르(Ethylene glycol mono butyl ether), 부틸셀로솔브 아세테이트(Butyl Cellosolve acetate) 및 텍사놀(Texanol)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
　
제1항에 있어서,
상기 유리프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛ 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
　
제1항에 있어서,
상기 조성물은 요변제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
　
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조된 태양전지 전극.