KR101783735B1 - 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물 및 그것을 사용한 태양전지의 이면 반사층 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

내열성이나 각종 내구성이 뛰어나 태양전지의 변환율 및 장기 사용시의 신뢰성의 향상에 기여할 수 있고, 태양전지의 이면 반사층을 간편하고 저비용으로 형성할 수 있는 태양전지의 이면 반사층의 형성 방법 및 그것에 사용되는 조성물 및 상기 방법에 의해 형성된 이면 반사층을 갖는 태양전지가 개시되어 있다. 상기 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물은 유기용매, 상기 유기용매에 용해된 폴리이미드 수지, 및 상기 유기용매에 분산된 광반사성 입자를 포함한다.

Description

태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물 및 그것을 사용한 태양전지의 이면 반사층 형성 방법{POLYIMIDE RESIN COMPOSITION FOR USE IN FORMING REVERSE REFLECTING LAYER IN PHOTOVOLTAIC CELL AND METHOD OF FORMING REVERSE REFLECTING LAYER IN PHOTOVOLTAIC CELL USED THEREWITH}
본 발명은 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물 및 그것을 사용한 태양전지의 이면 반사층 형성 방법 그리고 상기 방법에 의해 형성된 이면 반사층을 갖는 태양전지에 관한 것이다.
단결정 실리콘 기판이나 다결정 실리콘 기판을 사용한 결정 실리콘 태양전지에 있어서 그 고효율화 및 저가격화는 중요한 과제가 되어 있다.
도 1은 현재 주로 사용되고 있는 결정 실리콘 태양전지의 구조를 나타내는 도면이다. 현재 주로 사용되고 있는 결정 실리콘 태양전지는 결정 실리콘 기판(1), 확산층(2), 표면 도전형의 불순물막(3), BSF(back surface field)층(4), 제 1 전극(5)(수광면측의 전극), 제 2 전극(6)(이면측의 전극)을 구비한다.
각 전극의 형성에 대해서 수광면측의 전극[도 1의 제 1 전극(5)]은 은(Ag) 페이스트를, 이면측의 전극[도 1의 제 2 전극(6)]은 알루미늄(Al) 페이스트를 도포하고, 소성함으로써 형성된다.
그러나, 현재 주로 사용되고 있는 결정 실리콘 태양전지는 특히 이면측에 있어서 실리콘과 알루미늄의 열팽창 계수의 차이로부터 소성 후에 기판이 휘어져 버리는 점, 캐리어의 재결합이 큰 점, 반사율이 작은 점과 같은 문제점을 안고 있다. 이들 문제점은 태양전지의 고효율화의 장해가 된다. 또한, 태양전지의 두께를 얇게 하려고 할 경우 이들 문제점은 태양전지의 고효율화의 보다 현저한 장해가 된다.
이들 문제점을 해결하는 방법으로서 결정 실리콘 태양전지의 이면측의 구조를 Al 페이스트에 의한 전체면 전극이 아니라 이면의 일부분에 전극을 형성하고, 그 이외의 부분을 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막(SiN막)과 같은 이면 패시베이션막(이면 반사층이라고도 칭해진다)으로 덮도록 한 구조의 백 컨택트 솔라 셀(back side contact solar cell structures)이 제안되어 있다(비특허문헌 1,2). 그러나, 비특허문헌 1 및 2에 있어서 제안되어 있는 방법에서는 이면에 실리콘 산화막이나 SiN막을 형성한 후 포토리소그래피와 에칭을 이용하여 막에 구멍을 냄으로써 컨택트가 형성되어 있기 때문에 비용의 관점에서는 바람직하지 않다. 또한, 컨택트를 형성하는 방법에 관해서 특허문헌 1에서는 다이싱 소(dicing saw)를 사용하는 방법이나, 레이저를 사용하는 방법이 제시되어 있다. 그러나, 막을 전체면에 퇴적시키고나서 컨택트의 구멍을 내는 방법에서는 제작 과정이 복잡해지는 문제가 있었다.
폴리이미드 수지로 대표되는 내열성 수지는 내열성 및 기계적 성질이 뛰어나기 때문에 일렉트로닉스의 분야에 있어서의 반도체 소자의 표면 보호막이나 층간 절연막으로서 이미 널리 사용되고 있다. 한편, 특허문헌 3 및 4에서 태양전지소의 표면에 형성하는 1차 패시베이션층, 2차 패시베이션층의 제조법이 상세하게 나타내어져 있다. 태양전지는 태양의 조사를 전기에너지로 변환하는 공지의 장치이다. 태양전지는 반도체 프로세스 기술을 사용하여 반도체 웨이퍼 상에 제조할 수 있다.
또한, 이면측의 반사율 향상은 이면 패시베이션막과 알루미늄이나 은으로 형성된 전극으로부터의 반사를 증가시킴으로써 행하여지고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는 이면측에 형성한 SiN막(특허문헌 1에 있어서의 「질화실리콘막」)의 막두께를 한정함으로써 이면에서의 반사를 증가시키고 있다. 그러나, 이면측에 사용하는 SiN막은 주로 화학기상퇴적법(CVD법)으로 제작되기 때문에 제작 비용이 높다는 문제가 있었다.
일본 특허공개 2008-172279호 공보 미국 특허 제 5,053,083호 명세서 미국 특허 제 4,927,770호 명세서 WO 00/41884
J.S.Brugler 외, "Integrated Electronics for a Reading Aid for the Blind", IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol.SC-4, No.6, p.304~312, December, 1969. P.K.Weimer 외 저 "Phototransistor Array of Simplified Design", p.135, IEEE Journal of Solid-State Circuits, June 1971
본 발명의 목적은 내열성이나 각종 내구성이 뛰어나 태양전지의 변환율 및 장기 사용시의 신뢰성의 향상에 기여할 수 있고, 태양전지의 이면 반사층을 간편하고 저비용으로 형성할 수 있는 태양전지의 이면 반사층의 형성 방법 및 그것에 사용되는 조성물 그리고 상기 방법에 의해 형성된 이면 반사층을 갖는 태양전지를 제공하는 것이다.
본원 발명자들은 예의 연구의 결과, 광반사성 입자가 분산된 용매 가용성 폴리이미드 수지 조성물로 태양전지의 이면 반사층을 형성함으로써 내열성이나 각종 내구성이 우수한 태양전지의 이면 반사층, 특히 태양전지의 이면 상에 전극이 부분적으로 형성되고, 또한 부분 컨택트홀을 갖는 부분 컨택트 구조 백 컨택트 솔라 셀(back side contact solar cell structures)의 이면 반사층을 간편하고 또한 저비용으로 형성할 수 있는 것을 찾아내 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.
(1) 유기용매, 상기 유기용매에 용해된 폴리이미드 수지, 및 상기 유기용매에 분산된 광반사성 입자를 포함하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물.
(2) 상기 광반사성 입자가 백색 안료 입자인 (1)에 기재된 조성물.
(3) 상기 백색 안료 입자가 실리카(SiO2), 지르코니아(ZrO2), 알루미나(Al2O3), 5산화탄탈(Ta2O5), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO2) 및 2산화바나듐(VO2)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속산화물인 (2)에 기재된 조성물.
(4) 상기 광반사성 입자의 함량이 상기 폴리이미드 수지 100중량부에 대하여 1~80중량부인 (1)~(3) 중 어느 하나에 기재된 조성물.
(5) 제 1 유기용매(A) 및 제 2 유기용매(B)의 혼합 용매에 가용인 내열성 폴리이미드 수지이고, 폴리이미드의 반복단위 중에 알킬기 및/또는 퍼플루오로알킬기를 포함하고, 틱소트로피성을 갖는 폴리이미드 수지를 상기 혼합 용매 중에 포함하는 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 조성물.
(6) 상기 알킬기 및/또는 퍼플루오로알킬기 중의 탄소원자수가 1~4인 (5)에 기재된 조성물.
(7) 상기 폴리이미드가 하기 일반식[I] :
Figure 112013025132630-pct00001
(식 중 Ar1은 임의의 4가의 유기기이고, Ar2는 임의인 2가의 유기기이며, Ar1 및 Ar2 중 적어도 어느 한쪽이 상기 알킬기 및/또는 퍼플루오로알킬기를 갖는다)
로 나타내어지는 반복단위를 포함하는 (5) 또는 (6)에 기재된 조성물.
(8) 상기 Ar1이 하기 일반식[II] :
Figure 112013025132630-pct00002
(식 중 T는 -C(CH3)2- 또는 -C(CF3)2-를 나타낸다)
로 나타내어지는 (7)에 기재된 조성물.
(9) 상기 Ar2가 하기 일반식[III] :
Figure 112013025132630-pct00003
[식 중 R1, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 수소, 수산기, 탄소수 1~4의 알킬기, 페닐기, F, Cl 및 Br로부터 선택되는 것을 나타내고(단, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 1개는 탄소수 1~4의 알킬기), n 및 m은 서로 독립적으로 1~10의 정수를 나타낸다]
일반식[IV]:
Figure 112013025132630-pct00004
(식 중 W는 -C(CH3)2- 또는 -C(CF3)2-를 나타낸다),
또는
하기 일반식[V] :
Figure 112013025132630-pct00005
[식 중 X 및 Y는 서로 독립적으로 -C(=O)-, -SO2-, -O-, -S-, -(CH2)a-(a는 1~5의 정수를 나타낸다), -NHCO-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, -C(=O)O- 및 단결합으로 이루어지는 군으로부터 선택되고, R5, R6 및 R7은 서로 독립적으로 수소, 수산기, 탄소수 1~4의 알킬기, 페닐기, F, Cl 및 Br로부터 선택되는 것(단, R5, R6 및 R7 중 적어도 1개는 탄소수 1~4의 알킬기)을 나타내고, p1, p2 및 p3은 서로 독립적으로 1~4의 정수를 나타낸다]
로 나타내어지는 기인 (7) 또는 (8)에 기재된 조성물.
(10) 1,3-비스(3-아미노프로필)테트라메틸디실록산을 전체 디아민 성분량에 대하여 0~20mol% 함유하고, 유리전이온도가 150℃ 이상인 (5) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 조성물.
(11) 상기 유기용매(A)와 유기용매(B)에 증발 속도의 차이가 있고, 증발 속도가 느린 용제에 대하여 폴리이미드의 용해성이 낮은 (5) 내지 (10) 중 어느 하나에 기재된 조성물.
(12) 상기 유기용매(A)는 소수성 용매이고 실온에 있어서의 증기압이 1mmHg이하의 용제이고, 상기 유기용매(B)는 친수성 용매이고 실온에 있어서의 증기압이 1mmHg 이하의 용제인 (5) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 조성물.
(13) 전단속도 1~100s-1의 범위에 있어서의 점도가 20000~200000mPa·s인 (5) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 조성물.
(14) 틱소트로피 계수가 1.5~10.0인 (5) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재된 조성물.
(15) (1) 내지 (14) 중 어느 하나에 기재된 조성물을 태양전지 이면의 기층 상에 도포, 건조해서 폴리이미드막을 형성하는 것을 포함하는 태양전지의 이면 반사층의 형성 방법.
(16) 상기 폴리이미드막을 스크린 인쇄법, 잉크젯법 또는 디스펜스법에 의해 형성하는 (15)에 기재된 방법.
(17) 1회의 도포로 건조 후의 두께가 1㎛ 이상인 폴리이미드막을 형성하는 (15) 또는 (16)에 기재된 방법.
(18) 상기 태양전지가 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘으로 이루어지는 제 1 도전형의 결정 실리콘 기판과,
상기 결정 실리콘 기판의 수광면측에 형성된 제 2 도전형의 불순물 확산층과,
상기 결정 실리콘 기판의 수광면측의 불순물 확산층 표면에 형성된 제 1 전극과,
상기 결정 실리콘 기판의 이면측에 형성된 제 2 전극과,
상기 결정 실리콘 기판의 이면측 표면에 형성된 이면 반사층을 구비하고,
상기 제 2 전극이 상기 결정 실리콘 기판의 이면측 표면과 상기 폴리이미드 잉크의 복수의 개구부를 통하여 컨택트를 형성하고 있는 태양전지인 (14) 내지 (17) 중 어느 하나에 기재된 방법.
(19) 상기 태양전지가 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘으로 이루어지는 제 1 도전형의 결정 실리콘 기판과,
상기 결정 실리콘 기판의 수광면측에 형성된 제 2 도전형의 불순물 확산층과,
상기 결정 실리콘 기판의 수광면측의 불순물 확산층의 표면에 형성된 제 1 전극과,
상기 결정 실리콘 기판의 이면측에 형성된 제 2 전극과,
상기 결정 실리콘 기판의 이면측의 일부 또는 전부에 상기 결정 실리콘 기판보다 고농도로 불순물이 첨가된 제 1 도전형의 불순물 확산층과,
상기 제 1 도전형의 불순물 확산층의 표면에 형성된 이면 반사층을 구비하고,
상기 제 2 전극이 상기 결정 실리콘 기판의 이면측의 불순물 확산층 표면과 상기 복수의 개구부를 통하여 컨택트를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 태양전지인 (14) 내지 (17) 중 어느 하나에 기재된 방법.
(20) (14) 내지 (19) 중 어느 하나에 기재된 방법에 의해 형성된 이면 반사층을 포함하는 태양전지.
도 1은 종래의 태양전지의 구조를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 태양전지의 단면 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 태양전지의 단면 구조의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 폴리이미드 수지 조성물은 태양전지의 이면 반사층을 형성하기 위한 것이고, 유기용매, 상기 유기용매에 용해된 폴리이미드 수지, 및 상기 유기용매에 분산된 광반사성 입자를 포함한다. 용매 가용성 폴리이미드는, 예를 들면 특허문헌 4에 기재되어 있는 바와 같이 공지이고, 유기용매에 가용성인 폴리이미드라면 특별히 한정되지 않지만 바람직한 폴리이미드 및 유기용매에 대해서는 후술한다.
본 발명의 수지 조성물 중에는 유기용매에 분산된 광반사성 입자가 포함된다. 광반사성 입자로서는 백색 안료 입자가 바람직하고, 백색 안료 입자로서는 실리카(SiO2), 지르코니아(ZrO2), 알루미나(Al2O3), 5산화탄탈(Ta2O5), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO2) 및 2산화바나듐(VO2)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속산화물 입자를 바람직한 예로서 들 수 있다. 이들 중 백색성이나 비용의 관점에서 산화티탄이 특히 바람직하다.
광반사성 입자의 함량은 상기 폴리이미드 수지 100중량부에 대하여 1~80중량부인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10~50중량부이다.
본 발명의 수지 조성물로서는 제 1 유기용매(A) 및 제 2 유기용매(B)의 혼합 용매에 가용인 내열성 폴리이미드 수지이고, 폴리이미드의 반복단위 중에 알킬기 및/또는 퍼플루오로알킬기(바람직하게는 알킬기 및/또는 퍼플루오로알킬기 중의 탄소원자수가 1~4)를 포함하고, 틱소트로피성을 갖는 폴리이미드 수지를 상기 혼합 용매 중에 포함하는 것이 특히 바람직하다. 이 폴리이미드 수지 조성물의 경우 스크린 인쇄법 또는 디스펜스법에 의한 도포가 가능하고, 뛰어난 레올로지 특성을 가지며, 기판에 대하여 습윤성, 패턴 형상성 및 연속 인쇄성이 뛰어난 폴리이미드 수지 조성물이고, 상기 수지 조성물로부터 얻어지는 도막은 기판과의 밀착성이 뛰어나며, 전기적 특성, 내열성, 내약품성이 뛰어난 막이 된다는 현저한 효과가 얻어진다.
특히, 상기 각 효과의 관점으로부터 이하의 것이 바람직하다.
즉, 상기 폴리이미드가 하기 일반식[I] :
Figure 112013025132630-pct00006
(식 중 Ar1은 임의의 4가의 유기기이고, Ar2는 임의의 2가의 유기기이며, Ar1 및 Ar2 중 적어도 어느 한쪽이 상기 알킬기 및/또는 퍼플루오로알킬기를 갖는다)
로 나타내어지는 반복단위를 포함하는 것이 바람직하다.
일반식[I]로 나타내어지는 폴리이미드 중 특히 상기 Ar1이 하기 일반식[II] :
Figure 112013025132630-pct00007
(식 중 T는 -C(CH3)2- 또는 -C(CF3)2-를 나타낸다)
로 나타내어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 Ar2가 하기 일반식[III] :
Figure 112013025132630-pct00008
[식 중 R1, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 수소, 수산기, 탄소수 1~4의 알킬기, 페닐기, F, Cl 및 Br로부터 선택되는 것을 나타내고(단, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 1개는 탄소수 1~4의 알킬기), n 및 m은 서로 독립적으로 1~10의 정수를 나타낸다]
일반식[IV] :
Figure 112013025132630-pct00009
(식 중 W는 -C(CH3)2- 또는 -C(CF3)2-를 나타낸다),
또는
하기 일반식[V] :
Figure 112013025132630-pct00010
(식 중 X 및 Y는 서로 독립적으로 -C(=O)-, -SO2-, -O-, -S-, -(CH2)a-(a는 1~5의 정수를 나타낸다), -NHCO-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, -C(=O)O- 및 단결합으로 이루어지는 군으로부터 선택되고, R5, R6 및 R7은 서로 독립적으로 수소, 수산기, 탄소수 1~4의 알킬기, 페닐기, F, Cl 및 Br로부터 선택되는 것(단, R5, R6 및 R7 중 적어도 1개는 탄소수 1~4의 알킬기)을 나타내고, p1, p2 및 p3은 서로 독립적으로 1~4의 정수를 나타낸다)
로 나타내어지는 기인 것이 바람직하다.
구체적으로는, 상기 식[II]로 나타내어지는 구조를 포함하는 테트라카르복실산 2무수물의 바람직한 예로서 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)프로판2무수물 및 4,4'-(4,4'-이소프로필리덴디페녹시)비스프탈산 2무수물, 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판2무수물, 1,4-비스(3,4-디카르복시트리플루오로페녹시)테트라플루오로벤젠2무수물을 들 수 있다.
상기 식[III] 중의 R1~R4는 탄소수 1~10, 바람직하게는 탄소수 1~4의 치환 또는 비치환의 1가의 탄화수소기이고, 지방족 탄화수소기, 지환식 탄화수소기, 방향족 탄화수소기 중 어느 것이라도 좋다. 또한, 이들은 동일하여도 달라도 된다. R1~R4의 구체예는 지방족 탄화수소기로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기 등의 알킬기; 비닐기, 알릴기, 프로페닐기, 이소프로페닐기, 부테닐기, 이소부테닐기, 헥세닐기 등의 알케닐기 등을 들 수 있다. 지환식 탄화수소기로서는 시클로헥실기, 시클로펜틸기 등의 시클로알킬기; 시클로헥세닐기 등의 시클로알케닐기 등을 들 수 있다. 방향족 탄화수소기로서는 페닐기, 톨릴기, 크실릴기 등의 아릴기; 벤질기, 에틸페닐기, 프로필페닐기 등의 아랄킬기 등을 들 수 있다. 또한 R1~R4는 탄소수 1~4의 알콕시기, 알켄옥시기, 또는 시클로알킬기이어도 되고, 구체적으로는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소프로폭시기, 부톡시기, 이소부톡시기, tert-부톡시기, 헥실옥시기, 시클로헥실옥시기, 옥톡시기, 비닐옥시기, 알릴옥시기, 프로페닐옥시기, 이소프로페닐옥시기 등을 들 수 있다. 이들 중에서 보다 바람직한 R1~R4는 메틸기 및 페닐기이다.
상기 식[IV]로 나타내어지는 구조를 포함하는 디아민의 바람직한 예로서 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]헥사플루오로프로판, α,α-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]-1,3-디이소프로필벤젠, α,α-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]-1,4-디이소프로필벤젠을 들 수 있다.
상기 식[V]로 나타내어지는 구조를 포함하는 디아민의 바람직한 예로서 α,α-비스(4-아미노페닐)-1,3-디이소프로필벤젠, α,α-비스(4-아미노페닐)-1,3-디헥사플루오로이소프로필리덴벤젠, α,α-비스(4-아미노페닐)-1,4-디이소프로필벤젠, α,α-비스(4-아미노페닐)-1,4-디헥사플루오로이소프로필리덴벤젠을 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 폴리이미드를 구성하는 테트라카르복실산 2무수물 및 디아민으로서는 통상 상기한 알킬기 및/또는 퍼플루오로알킬기를 갖는 테트라카르복실산 2무수물 및/또는 디아민과 함께 내열성, 전기적 특성, 막물성, 밀착성 등 여러 가지 기능성을 부여하기 위해서 다른 테트라카르복실산 2무수물 및/또는 디아민이 병용된다.
이러한 테트라카르복실산 2무수물로서는 피로멜리트산 2무수물, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산 2무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)에테르 2무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 2무수물, 3,3',4,4'-비페닐술폰테트라카르복실산 2무수물, 비시클로[2.2.2]옥토-7-엔-2,3,5,6-테트라카르복실산 2무수물 등을 들 수 있고, 특히 용해성의 문제로부터 비스(3,4-디카르복시페닐)에테르 2무수물, 3,3', 4,4'-비페닐술폰테트라카르복실산 2무수물을 적합하게 사용할 수 있다. 이들 테트라카르복실산 2무수물은 단독 또는 2종류 이상을 조합해서 사용된다.
디아민으로서는 2,4-디아미노톨루엔, 4,4'-디아미노-2,2'-디메틸-1,1'-비페닐, 4,4'-디아미노-2,2'-디트리플루오로메틸-1,1'-비페닐, 4,4'-디아미노-3,3'-디트리플루오로메틸-1,1'-비페닐, m-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노-3,3'-디히드록시-1,1'-비페닐, 4,4'-디아미노-3,3'-디메틸-1,1'-비페닐, 9,9'-비스(3-메틸-4-아미노페닐)플루오렌, 3,7-디아미노-디메틸디벤조티오펜5,5-디옥사이드, 비스(3-카르복시-4-아미노페닐)메틸렌, 2,2-비스(3-히드록시-4-아미노페닐)프로판, 2,2-비스(4-아미노페닐)프로판, 2,2-비스(3-메틸-4-아미노페닐)프로판, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 3,3'-디아미노디페닐술폰, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 4,4'-디아미노디페닐술파이드, 3,5-디아미노벤조산, 2,6-디아미노피리딘, 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)디아닐린, 2,2-비스(3-아미노-4-히드록시페닐)헥사플루오로프로판, 2,2-비스(3-아미노-4-메틸페닐)헥사플루오로프로판, 4,4'-(9-플루오레닐리덴)디아닐린, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(3-히드록시-4-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 2,2-비스(3-히드록시-4-아미노페닐)벤젠, 2,2-비스(3-메틸-4-아미노페닐)벤젠 등을 들 수 있다. 이들 디아민은 단독 또는 2종류 이상을 조합하여 사용된다.
본 발명에서 사용되는 폴리이미드는 상기한 알킬기 및/또는 퍼플루오로알킬기를 갖는 테트라카르복실산 2무수물 및/또는 디아민 그리고 통상 이것들 이외의 상기한 테트라카르복실산 2무수물 및/또는 디아민을 조합하여 얻어진다. 폴리이미드를 구성하는 테트라카르복실산 2무수물 성분 및 디아민 성분 중 알킬기 및/또는 퍼플루오로알킬기를 갖는 성분의 비율은 통상 10~80mol%, 바람직하게는 20~60mol%이다. 알킬기 및/또는 퍼플루오로알킬기를 갖는 성분의 비율이 이 범위 내에 있으면 뛰어난 파인 패턴 형성성, 밀착성이 발휘된다.
또한, 기판이 질화막 등과 같은 경우 방향족 폴리이미드와 기판의 밀착성이 저하되는 경향이 있기 때문에 디아민 성분의 하나로서 1,3-비스(3-아미노프로필)테트라메틸디실록산을 사용하는 것이 적합하다. 이 디아민은 신에츠카가쿠코교(주)의 제품명 PAM-E, 토레이 다우코닝(주)의 제품명 BY16-871로서 시판되고 있기 때문에 가장 바람직하다. 첨가량은 전체 아민량에 대하여 바람직하게는 1~20mol%, 더욱 바람직하게는 3~15mol%이다. 20mol% 이상이 되면 폴리이미드 수지의 유리전이온도가 지나치게 낮아지는 경향이 있고, 반도체 기판의 고온에서의 연속 가동에 있어서 문제가 발생하는 경우가 있다.
또한, 내약품성의 향상을 위하여 폴리이미드의 말단 부분에 반응성 기를 도입할 수 있다. 예를 들면, 폴리이미드의 말단이 산무수물이 되도록 테트라카르복실산의 양을 약간 많이 첨가, 합성하고, 이어서 3-에티닐아닐린이나 4-에티닐아닐린으로 대표되는 아민 화합물을 첨가함으로써 폴리머 말단에 아세틸기를 도입할 수 있다. 또한, 아민 말단이 되도록 디아민 화합물량을 약간 많이 첨가하고, 합성, 이어서 무수 말레산이나 무수 에티닐프탈산이나 무수 페닐에티닐프탈산으로 대표되는 산무수물을 첨가함으로써도 마찬가지로 반응성 기를 도입할 수 있다. 이들 말단기끼리는 150℃ 이상의 가열에 의해 반응하고, 폴리머 주쇄가 가교한다.
본 발명의 폴리이미드 수지 조성물에 포함되는 폴리이미드는 테트라카르복실산 2무수물과 디아민을 유기용매에 용해시키고, 산촉매의 존재 하에서 직접 이미드화하는 공지의 합성법에 의해 제조할 수 있고, 또한 테트라카르복실산 2무수물과 디아민을 유기용매 중에서 용해 반응시키고, 계속해서 테트라카르복실산 2무수물 및 디아민 중 적어도 한쪽을 첨가해서 이미드화함으로써도 제조할 수 있다. 테트라카르복실산 2무수물과 디아민의 혼합비는 산 2무수물의 합계량 1mol%에 대하여 디아민의 합계량 0.9~1.1mol%로 하는 것이 바람직하다. 여기에서, 산촉매로서는 무수아세트산/트리에틸아민계, 발레로락톤/피리딘계 등의 촉매를 사용한 화학적 이미드화를 적합하게 사용할 수 있다. 반응 온도는 80~250℃로 하는 것이 바람직하고, 반응 시간은 배치의 규모, 채용되는 반응 조건 등에 따라 적당하게 선택할 수 있다. 또한, 이미드화 반응을 2단계 이상으로 나누어서 행하고, 또한 각 단계에 있어서 상이한 테트라카르복실산 2무수물 및/또는 디아민을 반응시킴으로써 얻어지는 블록공중합 폴리이미드를 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 용제 가용성 블록공중합 폴리이미드의 제조 방법 자체는, 예를 들면 특허문헌 7에 기재된 바와 같이 공지이고, 본 발명에 적합하게 사용되는 폴리이미드는 상기한 테트라카르복실산 2무수물 및/또는 디아민을 이용하여 공지의 방법에 의해 합성할 수 있다.
이렇게 하여 얻어진 폴리이미드 수지의 수평균 분자량은 6000~60000인 것이 바람직하고, 7000~40000인 것이 보다 바람직하다. 수평균 분자량이 6000 미만이면 파단 강도 등의 막물성이 저하되는 경향이 있고, 60000을 초과하면 점도가 높아져 실끌림의 문제가 발생하고, 인쇄, 도포에 적합한 바니시를 얻기 어려워진다. 여기에서, 수평균 분자량은 겔투과 크로마토그래피(GPC) 장치에 의해 표준 폴리스티렌을 이용하여 작성한 검량선을 기초로 한 폴리스티렌 환산값이다.
본 발명의 조성물에 포함되는 용매는 제 1 유기용매(A) 및 제 2 유기용매(B) 로 이루어지는 혼합 용매이다. 양 용매간에서 증발 속도에 차이가 있고, 또한 증발 속도가 느린 용제에 대한 쪽이 폴리이미드의 용해성이 낮은 것이 가장 바람직하다. 이렇게 함으로써 건조시의 패턴 처짐없이 도포 직후의 패턴을 유지할 수 있다. 또한, 폴리이미드의 조성에 의해 각종 용제와의 용해성이 다르기 때문에 유기용매(A)와 유기용매(B)는 어느 쪽의 증기압이 낮은지에 대해서는 한정되지 않는다. 또한, 용매의 증발 속도는 시판의 시차열·열중량 동시 측정 장치를 사용하여 감소한 중량을 관찰함으로써 측정할 수 있다. 또한, 하기 실시예에서는 MAC. Science Co., Ltd.제 TG-DTA 2000S를 사용하고, N2 유량 150ml/min, 온도 40도, 샘플량 20㎕를 개구부가 5mmφ인 컵에 적하한 조건으로 측정을 행하고 있다.
제 1 유기용매(A)는 소수성 용매(즉, 물에 난용인 용매)인 것이 바람직하고,또한 실온에 있어서의 증기압이 1mmHg 이하의 용제인 것이 바람직하다. 구체적으로는 벤조산 메틸, 벤조산 에틸 등의 벤조산 에스테르류나 벤질아세테이트, 부틸카르비톨아세테이트 등의 아세트산 에스테르류나 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 에테르류를 들 수 있다. 물에 난용인 용매를 사용함으로써 특히 스크린 인쇄에 있어서 흡습에 의해 백화(폴리이미드의 석출 현상)나 점도 변화를 일으키기 어렵게 할 수 있다. 또한, 실온에 있어서의 증기압이 1mmHg 이상이 되면 스크린 인쇄에 있어서 판이 마르거나 하는 일이 일어나기 쉬워져 연속 인쇄성이 떨어지는 경향이 있다.
제 2 유기용매(B)는 친수성 용매(즉, 물과 혼화 가능한 용매)인 것이 바람직하고, 또한 실온에 있어서의 증기압이 1mmHg 이하의 용제인 것이 바람직하다. 구체적으로는 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 아세트산 에스테르류나 트리글라임, 테트라글라임 등의 글라임류나 트리프로필렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르에테르 등의 에테르류, 술포란 등을 들 수 있다. 또한, 물에 혼화 가능하다는 기재는 제 1 유기용매(A)와 다른 증기압, 성질을 갖고 있는 용제를 병용한다는 것을 명확하게 나타내기 위해서이고, 반드시 물과 혼화되어야만 한다는 것은 아니다. 단, 사용하는 각종 원료, 합성한 폴리이미드 조성에 따라 각각 양용매는 상이하기 때문에 물에 난용인 유기용매(A)와 조합되는 것은 물에 혼화될 수 있는 용매인 쪽이 선택지가 넓어진다는 점에서 바람직하다. 또한, 실온에 있어서의 증기압이 1mmHg 이하인 이유는 제 1 유기용매(A)때와 같은 이유이다.
제 1 유기용매(A)와 제 2 유기용매(B)의 혼합 비율은 혼합 용매 전체에 대하여 제 1 유기용매(A)가 30중량%~80중량%인 것이 바람직하다. 유기용매(A)의 비율이 30중량% 미만이 되면 용제의 소수성이 충분하게 발휘되지 않고, 스크린 인쇄시의 백화나 점도 변화를 야기하는 원인이 되기 쉽다.
또한, 증발 속도의 조정을 위해서나 수지 조성물 제작시의 점도 조정을 위하여 희석제로서 γ-부틸올락톤과 같은 락톤계 용제, 시클로헥사논과 같은 케톤계 용제, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트와 같은 카보네이트계 용제를 사용할 수도 있다. 특히 형성하는 패턴이 충분히 클 때나 연속 인쇄성이 그다지 필요하지 않을 경우에는 폴리이미드의 용해성이 증가하고, 보존 안정성이 향상된다는 점에서 유효한 방법이다. 가장 추천되는 용제는 γ-부틸올락톤이고, 폴리이미드 합성시에도 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물 중의 폴리이미드 수지 고형분의 비율은 15~60중량%인 것이 바람직하고, 25~50중량%인 것이 더욱 바람직하다. 15중량% 미만이면 1회의 인쇄, 도포로 생성할 수 있는 막두께가 얇아져 복수회의 인쇄, 도포가 필요해지는 경향이 있고, 60중량%를 초과하면 수지 조성물의 점도가 지나치게 높아져 버리는 경향이 있다.
본 발명의 수지 조성물은 후술하는 바와 같이 틱소트로피성을 갖는다. 틱소트로피성은 무기 필러를 첨가함으로써 부여할 수 있으므로 본 발명의 수지 조성물에 무기 필러를 함유시키는 것도 유효한 수단이다. 틱소트로피성을 부여하기 위한 무기 필러로서는 실리카, 알루미나, 티타니아 중 적어도 1종류로 이루어지는 무기 필러를 들 수 있다. 구체적으로는 0.01~0.03㎛의 무정형 실리카 및/또는 입경 0.1~0.3㎛의 구상 실리카 또는 알루미나 또는 티타니아를 들 수 있다. 또한, 보존 안정성 등을 높이는 목적으로 트리메틸실릴화제 등에 의해 표면 처리된 무기 필러를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 조성물 중의 무기 필러의 함유량은 통상 0~50중량%, 바람직하게는 2~30중량%이다. 무기 필러의 함유량이 이 범위에 있으면 적절한 틱소트로피성이 부여된다.
또한, 본 발명의 폴리이미드 수지 조성물에는 광을 반사시키는 효과를 갖는 백색 안료로서 금속산화물 필러를 첨가할 수 있다. 사용하는 산화물로서는 실리카(SiO2), 지르코니아(ZrO2), 알루미나(Al2O3), 5산화탄탈(Ta2O5), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO2), 2산화바나듐(VO2) 등을 들 수 있다. 구체적으로는 0.01~0.3㎛ 입경의 금속산화물을 들 수 있다. 또한, 분산성, 보존 안정성 등을 높이는 목적으로 트리메틸실릴화제 등에 의해 표면 처리된 무기금속산화물 필러를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 조성물 중의 무기 필러의 함유량은 통상 2~100중량%, 바람직하게는 10~50중량%이다. 무기 필러의 함유량이 이 범위에 있으면 적절한 광을 반사시키는 효과가 부여된다.
또한, 본 발명의 폴리이미드 수지 조성물에는 제품에 영향이 없다면 필요에 따라서 착색제, 소포제, 레벨링제, 밀착성 부여제 등의 첨가제를 첨가할 수 있다. 착색제로서는 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 아이오딘 그린, 디스아조 옐로, 크리스탈 바이올렛, 산화티탄, 카본 블랙, 나프탈렌 블랙 등을 들 수 있다. 소포제는 인쇄, 도포시 및 경화시에 발생하는 거품을 없애기 위해서 사용되고, 아크릴계, 실리콘계 등의 계면활성제가 적당하게 사용된다. 구체적으로는 BYK Chemi사의 BYK-A501, 다우코닝사의 DC-1400, 실리콘계 소포제로서 니폰유니카사의 SAG-30, FZ-328, FZ-2191, FZ-5609 등을 들 수 있다. 레벨링제는 인쇄, 도포시에 발생하는 피막 표면의 요철을 없애기 위해서 사용된다. 구체적으로는 약 100ppm~약 2중량%의 계면활성제 성분을 함유시키는 것이 바람직하고, 아크릴계, 실리콘계 등의 레벨링제에 의해 발포를 억제함과 아울러 도막을 평활하게 할 수 있다. 바람직하게는 이온성 불순물을 포함하지 않는 비이온성의 것이다. 적당한 계면활성제로서는, 예를 들면 3M사의 FC-430, BYK Chemi사의 BYK-051, 니폰유니카사의 Y-5187, A-1310, SS-2801~2805를 들 수 있다. 밀착성 부여제로서는 이미다졸계 화합물, 티아졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 유기알루미늄 화합물, 유기티탄 화합물, 실란커플링제 등을 들 수 있다. 이들 상기 첨가제는 폴리이미드 수지 성분 100중량부에 대하여 10중량부 이하의 배합량으로 하는 것이 바람직하다. 상기 첨가제의 배합량이 10중량부를 초과하면 얻어지는 도막물성이 저하되는 경향이 있음과 아울러 휘발 성분에 의한 오염의 문제도 발생하게 된다. 이 때문에, 상기 첨가제를 첨가하지 않는 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 폴리이미드 수지 조성물의 25℃에 있어서의 점도는 3500~30000mPa·s가 바람직하고, 4000mPa·s~20000mPa·s가 보다 바람직하며, 6000~18000mPa·s가 특히 바람직하다. 이것은 3500mPa·s 미만이 되면 처짐 등이 일어나기 쉬워져 충분한 막두께와 해상도를 얻을 수 없고, 40000mPa·s를 초과하면 전사성, 인쇄 작업성이 떨어지는 경향이 있다. 또한, 본 발명의 점도 수치는 레오미터를 이용하여 회전수 333rad/s의 조건으로 얻어지는 겉보기 점도로 나타내는 것으로 한다.
이 점도 수치는 도포 직후의 형상 유지성과 아울러 스크린 인쇄시에 스퀴지에 의해 용이하게 변형하고 유동한다는 유동성에 대해서도 중요한 인자이다. 스크린 인쇄에 있어서는 점도가 높아지면 수지 조성물의 롤링이 나빠지기 때문에 스크레이퍼에 의한 코팅이 불충분해지고, 도포 불균일 또는 붕괴 등이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.
또한, 잉크에 있어서 스크린 인쇄 등으로 원하는 패턴 형상으로 도포한 직후에 인쇄된 형상을 유지하려고 하는 형상 유지성이 없으면 패턴 외주부에 번짐이나 처짐이 발생하기 때문에 해상도 좋게 두꺼운 막을 얻을 수 없다. 단순히 점도를 높게 하면 처짐 등은 억제되지만 스크린 인쇄에 있어서 판 분리의 문제나 도포막의 평탄성 문제가 발생해 버린다. 따라서, 번짐이나 처짐이 발생하지 않도록 하기 위해서는 틱소트로피 계수가 중요하다. 통상, 레오미터에 의한 측정에서는 히스테리시스 곡선(점도의 회전수 의존성의 측정)에 의해 얻어진 면적으로부터 정량화 및 평가가 가능하지만 보다 일반적인 점도계를 사용한 TI값으로 평가하는 방법이 가장 간편하다. 본 발명에 있어서 틱소트로피 계수는 전단 속도가 33(rad/s)과 333(rad/s)에 있어서의 수지 조성물의 겉보기 점도, η33과 η333의 비 η33/η333으로서 나타내는 것으로 한다.
주파수 33rad/s로 측정한 수지 바니시의 복소 점도로서는 14000~120000mPa·s인 것이 바람직하다. 120000mPa·s를 초과하면 스크린 인쇄했을 경우에 판의 메쉬 부분에 페이스트가 남아버려 판 분리가 나빠지는 경향이 있다.
따라서, 본 발명의 폴리이미드 수지 조성물은 25℃에 있어서의 틱소트로피 계수(η33/η333)가 1.5~4.0의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하고, 1.8~3.5가 보다 바람직하며, 2.5~3.2가 특히 바람직하다. 틱소트로피 계수가 1.5 이상이면 스크린 인쇄에 의해 충분한 해상성이 얻어지기 쉽고, 한편 4.0 이하이면 인쇄시의 작업성이 향상되기 때문이다.
본 발명의 폴리이미드 수지 조성물은 실리콘 웨이퍼, 세라믹 기판, 유리 기판, 유리에폭시 기판, Ni, Cu, Al 기판을 대표로 하는 금속 기판, PI 코팅 기판과의 습윤성이 높은 것이 바람직하다. 즉, 실리콘, SiO2막, 폴리이미드계 수지, 세라믹, 금속표면 상 중 어디에 있어서나 실온에서의 접촉각이 20~90°인 것이 바람직하다. 90° 이하이면 포밍(foaming), 시싱(cissing), 핀홀이 없어 균일한 도막이 얻어진다. 90°를 초과하면 기판 상에서 수지 페이스트가 튕겨져 버려 핀홀, 패터닝 불량 등이 발생한다. 반대로, 20° 이하가 되면 도포 후의 레벨링시에 처짐이 발생해 버려 패턴 정밀도가 저하되는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 상기 접촉 각도는 내열성 수지 페이스트의 액적을 각종 기판 상에 떨어뜨렸을 때 액적과 기판의 접점으로부터 접선을 긋고, 이 접선과 기판의 각도를 접촉각으로 한다. 또한 「실온」이란 주로 25℃ 전후의 온도를 가리킨다. 또한, 조성물의 접촉각은 폴리이미드 수지 조성, 용제, 계면활성제, 소포제, 레벨링제에 의해 조정할 수 있다.
상기 본 발명의 폴리이미드 조성물을 태양전지의 이면에 도포, 건조함으로써 태양전지의 이면 반사층을 형성할 수 있다. 본 발명의 폴리이미드 수지 조성물의 도포 방법은 스크린 인쇄법, 디스펜스법, 잉크젯법이 적합하고, 특히 대면적을 단시간에 도포할 수 있다는 점에서 스크린 인쇄법이 최적이다. 1회의 도포로 건조 후의 두께가 1㎛ 이상, 바람직하게는 2㎛ 이상인 막을 안정적으로 형성할 수 있다. 절연 신뢰성을 고려하면 1회의 도포로 적어도 5㎛ 두께를 얻는 것이 바람직하기 때문에, 스크린 인쇄법에 있어서는 선지름 50㎛ 이하 또한 420메쉬 이상의 메쉬판 및 고무 경도 70도 이상 90도 이하의 수지제 스퀴지를 이용하여 스크린 인쇄하는 것이 바람직하다. 메쉬 지름, 메쉬 수 등의 스크린판의 사양은 원하는 막두께, 패턴 사이즈에 따라 적당하게 선택할 수 있다. 또한, 디스펜스법으로 세선 묘사가 가능하고, 도포 직후의 선폭과 비교해서 웨트 도막의 선폭이 1일 실온 방치해도 +20% 이내인 것을 달성할 수 있다. 또한, 잉크젯법으로 세선 묘사가 가능하고, 도포 직후의 선폭과 비교해서 웨트 도막의 선폭이 1일 실온 방치해도 +100% 이내인 것을 달성할 수 있다.
상기 폴리이미드 수지 조성물은 인쇄 후에 레벨링, 진공 건조, 최종의 큐어 프로세스를 행함으로써 전기적 특성, 내열성, 내약품성이 뛰어난 절연막, 보호막을 얻을 수 있다. 레벨링은 10분 이상 행하는 것이 바람직하다. 진공 건조는 도막의 마무리가 좋아지기 때문에 행하는 것이 바람직하지만, 레벨링제나 소포제를 첨가하고 있을 경우에는 반드시는 필요로 하지 않는 경우가 있다. 최종의 큐어 온도나 시간은 폴리이미드 수지 조성물의 용제나 도포한 막두께에 따라 적당하게 선택할 수 있다.
상기 본 발명의 방법을 적용하는 태양전지는 이면 반사층을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 방법에 의하면 스크린 인쇄법, 잉크젯법 또는 디스펜스법에 의해 패턴화 폴리이미드막을 간편하게 형성할 수 있다는 본 발명의 이점을 살리기 위해서는 태양전지의 이면 상에 전극이 부분적으로 형성되고, 또한 부분 컨택트홀을 갖는 부분 컨택트 구조 백 컨택트 솔라 셀에 적용하는 것이 특히 유리하다.
즉, 태양전지로서는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘으로 이루어지는 제 1 도전형의 결정 실리콘 기판과,
상기 결정 실리콘 기판의 수광면측에 형성된 제 2 도전형의 불순물 확산층과,
상기 결정 실리콘 기판의 수광면측의 불순물 확산층 표면에 형성된 제 1 전극과,
상기 결정 실리콘 기판의 이면측에 형성된 제 2 전극과,
상기 결정 실리콘 기판의 이면측 표면에 형성된 이면 반사층을 구비하고, 상기 제 2 전극이 상기 결정 실리콘 기판의 이면측 표면과 상기 폴리이미드 잉크의 복수의 개구부를 통하여 컨택트를 형성하고 있는 태양전지가 바람직하다.
또한, 태양전지로서는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘으로 이루어지는 제 1 도전형의 결정 실리콘 기판과,
상기 결정 실리콘 기판의 수광면측에 형성된 제 2 도전형의 불순물 확산층과,
상기 결정 실리콘 기판의 수광면측의 불순물 확산층의 표면에 형성된 제 1전극과,
상기 결정 실리콘 기판의 이면측에 형성된 제 2 전극과,
상기 결정 실리콘 기판의 이면측의 일부 또는 전부에 상기 결정 실리콘 기판보다 고농도로 불순물이 첨가된 제 1 도전형의 불순물 확산층과,
상기 제 1 도전형의 불순물 확산층의 표면에 형성된 이면 반사층을 구비하고, 상기 제 2 전극이 상기 결정 실리콘 기판의 이면측의 불순물 확산층 표면과 상기 복수의 개구부를 통해서 컨택트를 형성하고 있는 태양전지도 바람직하다. 이하, 바람직한 태양전지에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
바람직한 태양전지의 구조에 대해서 도 2, 3을 기초로 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시형태(이하, 「본 실시형태」라고 표기한다)에 있어서의 태양전지의 단면 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.
본 발명에서 사용하는 결정 실리콘 기판(1)은 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 중 어느 것을 사용해도 좋다. 또한, 본 발명에서 사용하는 결정 실리콘 기판(1)은 도전형이 p형인 결정 실리콘, 또는 도전형이 n형인 결정 실리콘 중 어느 것을 사용해도 좋다. 이하, 본 실시형태에 있어서의 결정 실리콘 기판(1)은 p형 단결정 실리콘을 사용한 예에 대하여 설명한다. 또한, 상기 결정 실리콘 기판(1)에 사용하는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘은 임의의 것이면 좋지만, 저항율이 0.5-10Ω·cm인 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘이 바람직하다.
ｐ형 결정 실리콘 기판(1)의 수광면측에 인 등의 V족의 원소를 도핑한 n형 확산층(2)이 형성된다. 그리고, 결정 실리콘 기판(1)과 확산층(2) 사이에서 pn 접합이 형성된다. 확산층(2)의 표면에는 SiN막 등의 표면 반사 방지막(3)(패시베이션막이라고도 칭해진다) 및 Ag 등을 사용한 제 1 전극(5)(수광면측의 전극)이 형성된다.
또한, 본 발명은 표면 반사 방지막(3)의 유무에 관계없이 적용할 수 있다. 또한, 태양전지의 수광면은 표면에서의 반사율을 저감하기 위해서 요철 구조(텍스처 구조)가 형성되는 것이 바람직하지만 본 발명은 텍스처 구조의 유무에 관계없이 적용할 수 있다.
한편, 결정 실리콘 기판(1)의 이면측에는 알루미늄이나 보론 등의 III족의 원소를 도핑한 층인 BSF층(4)이 형성된다. 단, 본 발명은 BSF층(4)의 유무에 관계없이 적용할 수 있다.
이 결정 실리콘 기판(1)의 이면측에는 BSF층(4)[BSF층이 없는 경우에는 결정 실리콘 기판(1)의 이면측 표면)과 컨택트를 채용하기 때문에 알루미늄 등으로 이루어지는 제 2 전극(6)(이면측의 전극)이 형성되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는 BSF층(4)[BSF층이 없는 경우에는 결정 실리콘 기판(1)의 이면측 표면]과 제 2 전극(6)의 컨택트 영역을 제외한 부분에 폴리이미드 또는 폴리아미드이미드의 이면 반사층(7)이 형성되어 있다. 수광면측으로부터 입사한 광은 이 이면 반사층(7)에서 반사되기 때문에 도 1의 셀에 비하여 보다 많은 소수 캐리어를 기판 내에 가둘 수 있다. 이 때문에, 단락 전류가 증가하고, 효율이 향상되는 것이 기대된다.
또한, 본 발명의 도 2에 나타내는 태양전지 구조의 다른 형태로서 도 3에 나타내는 바와 같이 BSF층(4)이 제 2 전극(6)과의 컨택트 영역을 포함하는 이면측의 일부에만 형성되고, 이면 전체면에 형성이 되어 있지 않은 태양전지에 있어서도 마찬가지의 효과가 얻어진다. 도 3에 나타내어지는 태양전지는 BSF층(4)의 고농도층의 영역이 적기 때문에 도 2에 나타내어지는 태양전지보다 높은 효율을 얻을 수 있다.
또한, 도 2, 3에서는 이면전극(6)은 컨택트 영역과 이면 반사층(7) 상의 전체면에 형성되어 있지만 컨택트 영역에만 또는 컨택트 영역과 폴리이미드층 상의 일부에만 이면전극(6)이 형성되어 있는 태양전지구조이어도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
이어서, 상기 구성을 갖는 본 발명의 태양전지에 대해서 그 제작 방법의 일례에 대해서 서술한다. 단, 본 발명은 이하에 서술하는 방법으로 제작한 태양전지에 한정되는 것은 아니다.
우선, 결정 실리콘 기판(1)[이하, 「기판(1)」이라고도 표기한다]의 표면에 텍스처 구조를 형성한다. 텍스처 구조의 형성은 기판(1)의 양면에 형성해도 되고, 편면(수광면측)에만 형성해도 상관없다. 텍스처 구조를 형성하기 위해서 우선 기판(1)을 가열한 수산화칼륨 또는 수산화나트륨 용액에 담그고, 기판(1)의 데미지층을 제거한다. 그 후, 수산화칼륨/이소프로필알코올을 주성분으로 하는 용액에 담금 으로써 기판(1)의 양면 또는 편면(수광면측)에 텍스처 구조를 형성한다. 또한, 상술한 바와 같이 본 발명은 상기 텍스처 구조의 유무에 관계없이 적용할 수 있기 때문에 본 공정은 생략해도 된다.
계속해서, 상기 기판(1)을 염산·불산 등의 용액으로 세정 후 결정 실리콘 기판(1)에 POCl3 등의 열확산에 의해 인 확산층(n+층)[확산층(2)]을 형성한다. 인 확산층은 인을 포함한 용액을 도포하고, 열처리를 함으로써도 형성할 수 있다. 주지의 방법으로 임의로 이 인 확산층을 형성해도 좋지만 인 확산층의 깊이를 0.2-0.5㎛의 범위로, 시트 저항을 40-100Ω/□(ohm/square)의 범위로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 기판(1)의 양면 또는 편면(수광면측)에 텍스처 구조를 형성하지 않을 경우 본 실시형태의 태양전지의 제작은 상기 기판(1)을 가열한 수산화칼륨 또는 수산화나트륨 용액에 담그고, 기판(1)의 데미지층을 제거한 후 상기 인 확산층(n+층)[확산층(2)]을 형성하는 것부터 개시한다.
그 후, 확산층(2) 상에 표면 반사 방지막(3)인 질화실리콘막을 형성한다. 주지의 방법으로 임의로 표면 반사 방지막(3)을 형성해도 되지만 두께를 60-100㎚의 범위로, 굴절률을 1.9-2.2의 범위로 형성하는 것이 바람직하다. 표면 반사 방지막(3)은 질화실리콘막에 한정되지 않고, 산화실리콘, 산화알루미늄, 산화티탄 등이 사용된다. 질화실리콘막은 플라즈마CVD, 열CVD 등의 방법으로 제작할 수 있지만 350-500℃의 온도 범위에서 형성할 수 있는 플라즈마CVD로 제작하는 것이 바람직하다. 또한, 상술한 바와 같이 본 발명은 표면 반사 방지막(3)의 유무에 관계없이 적용이 가능하기 때문에 본 공정은 생략해도 좋다.
그 후, 기판(1)의 이면측에 알루미늄을 주성분으로 하는 페이스트 등의 용액을 도포하고, 열처리를 행함으로써 이면측의 BSF층(4)을 형성한다. 도포에는 스크린 인쇄, 잉크젯, 디스펜스, 스핀코트 등의 방법을 사용할 수 있다. 열처리 후 이면에 형성된 알루미늄층을 염산 등에 의해 제거함으로써 BSF층(4)이 형성된다. 주지의 방법으로 임의로 상기 BSF층(4)을 형성해도 되지만, 바람직하게는 농도의 범위가 1018-1022㎝-3인 알루미늄을 사용하고, 도트 형상 또는 라인 형상으로 BSF층(4)을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상술한 바와 같이 본 발명은 BSF층(4)의 유무에 관계없이 적용할 수 있기 때문에 본 공정은 생략해도 좋다.
이어서, 수광면측의 전극인 제 1 전극(5)을 형성한다. 제 1 전극(5)은 표면 반사 방지막(3) 상에 은을 주성분으로 하는 페이스트를 스크린 인쇄에 의해 형성하고, 열처리[파이어 스루(fire-through)]를 행함으로써 형성된다. 상기 제 1 전극(5)의 형상은 임의의 형상이면 되고, 예를 들면 핑거 전극과 버스바 전극으로 이루어지는 주지의 형상이면 된다. 또한, BSF층(4)과 제 1 전극(5)의 제작에 있어서의 열처리를 동시에 행해도 된다. 이 경우, 상기 열처리 후에 이면에 형성된 알루미늄층을 염산 등에 의해 제거한다.
그 후, 이면 반사층(7)을 형성한다. 이면 반사층(7)은, 예를 들면 이면에 형성된 산화막을 불산으로 제거 후 청구항 1~7에 기재된 폴리이미드 조성물을 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 잉크젯에 의한 인쇄, 또는 디스펜서에 의한 인쇄 등의 인쇄법에 의해 컨택트용의 구멍을 포함한 소정의 패턴으로 도포함으로써 형성된다. 또한 청구항 1~9에 기재된 폴리이미드 조성물을 도포 후 100-400℃의 범위에서 어닐링하고, 용매를 증발시키는 것이 바람직하다. 또한, 청구항 1~9에 기재된 폴리이미드 조성물에는 산화티탄, 산화알루미늄, 산화아연, 산화지르코늄, 산화칼슘, 산화규소, 황산바륨 등의 광을 반사시키는 효과를 갖는 백색 안료를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 컨택트용 구멍의 형상은 BSF층(4)의 형상과 같은 것이 바람직하다.
마지막으로, 이면측의 전극인 제 2 전극(6)을 형성한다. 제 2 전극(6)은 알루미늄, 은 등을 스크린 인쇄, 디스펜스, 증착함으로써 형성할 수 있지만 100-350℃의 저온에서 소성할 수 있는 알루미늄 또는 은을 주성분으로 한 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 전극(6)의 형상은 BSF층(4)의 형상과 같거나, 이면 전체면, 빗 형상, 격자 형상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 설명에서는 결정 실리콘 기판(1)에 p형 결정 실리콘을 사용한 구조예 및 제작예를 나타냈지만 결정 실리콘 기판(1)에는 n형 결정 실리콘 기판도 사용할 수 있다. 이 경우에는, 확산층(2)은 보론 등의 III족의 원소를 도핑한 층으로 형성되고, BSF층(4)은 인 등의 V족을 도핑한 층으로 형성된다.
또한, 상기 설명에서는 결정 실리콘 기판(1)에 단결정 실리콘을 사용한 구조예 및 제작예를 나타냈지만 결정 실리콘 기판(1)에는 다결정 실리콘을 사용할 수 있다. 이 경우에 있어서의 변경점은 특별히 없다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의거해 보다 구체적으로 설명한다. 무엇보다, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
1. 폴리이미드의 합성
합성 실시예 1
스테인리스제의 닻형 교반기를 부착한 2리터의 세퍼러블 3구 플라스크에 수분 분리 트랩을 구비한 구슬을 가진 냉각관을 부착했다. 비스-(3,4-디카르복시페닐)에테르2무수물(ODPA) 148.91g(480밀리몰), 1,3-비스(3-아미노프로필)테트라메틸디실록산(PAM-E) 23.86g(96밀리몰), 4,4'-(1,3-페닐렌디이소프로필리덴)비스아닐린(Bisaniline-M) 70.28g(204밀리몰), 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판(BAPP) 73.89g(180밀리몰), γ-발레로락톤 4.8g, 피리딘 7.6g, 벤조산 메틸(BAME) 385g, 테트라글라임 385g, 톨루엔 100g을 주입했다. 실온, 질소 분위기 하, 180rpm으로 30분 교반한 후 180℃로 승온시켜서 5시간 교반했다. 반응 중 톨루엔-물의 공비분을 제거했다. 환류물을 계 외로 제거함으로써 28% 농도의 폴리이미드 용액을 얻었다.
합성 실시예 2
합성 실시예 1과 마찬가지의 장치를 사용했다. ODPA 148.91g(480밀리몰), PAM-E 29.82g(120밀리몰), Bisaniline-M 74.41g(216밀리몰), BAPP 59.11g(144밀리몰), γ-발레로락톤 4.8g, 피리딘 7.6g, 벤조산 에틸(BAEE) 303g, 테트라글라임 455g, 톨루엔 100g을 주입했다. 실온, 질소분위기 하 180rpm으로 30분 교반한 후 180℃로 승온시켜서 5시간 교반했다. 반응 중 톨루엔-물의 공비분을 제거했다. 환류물을 계 외로 제거함으로써 28% 농도의 폴리이미드 용액을 얻었다.
합성 실시예 3
합성 실시예 1과 마찬가지의 장치를 사용했다. 3,3',4,4'-비페닐술폰테트라카르복실산2무수물(DSDA) 71.66g(200밀리몰), PAM-E 24.85g(100밀리몰), BAME 65g, 테트라글라임 98g, γ-발레로락톤 4.0g, 피리딘 6.3g, 톨루엔 50g을 주입했다. 실온, 질소분위기 하 180rpm으로 30분 교반한 후 180℃로 승온시켜서 1시간 교반했다. 반응 중 톨루엔-물의 공비분을 제거했다. 이어서, 실온으로 냉각해 DSDA 71.66g(200밀리몰), 4,4'-디아미노-2,2'-디트리플루오로메틸-1,1'-비페닐(TFMB) 48.04g(150밀리몰), BAPP : 61.58g(150밀리몰), BAME 130g, 테트라글라임 196g, 톨루엔 50g을 첨가하고, 180℃, 180rpm으로 교반하면서 4시간 반응시켰다. 환류물을 계 외로 제거함으로써 35% 농도의 폴리이미드 용액을 얻었다.
2. 폴리이미드 잉크 조성물의 조제
상기와 같이 얻어진 각 폴리이미드를 각각 포함하는 조성물을 조제했다. 상기의 방법으로 합성한 공중합체 폴리이미드[합성예 1~3의 용액(28중량%)의 용액을 50g 취하고(이 경우의 공중합체 폴리이미드 수지 성분은 14g이다), 산화티탄(테이카가부시키가이샤 SJR-600M)을 (폴리이미드 수지에 대하여 15중량%)첨가하고, 이것에 유기용매(A)로서는 메틸(에틸)벤조에이트, 유기용매(B)로서는 테트라글라임을 첨가했다. 유기용매(A) 및 유기용매(B)의 실온에서의 증기압은 각각 0.38mmHg(25℃), 0.01mmHg 이하(20℃)이다. 증발 속도는 각각 2256.3mg/(min·㎡) 및 71.6mg/(min·㎡)이다. 또한, 본 발명에 있어서의 폴리이미드의 용해도는 유기용매(A)>유기용매(B)이다. 따라서, 증발 속도가 느린 용제에 대하여 폴리이미드의 용해성이 낮기 때문에 적합하다. 혼련 방법으로서는 토쿠슈키카코교사제 TK Hivis Disper Mix 3D-5형을 사용해 혼련을 행했다. 산화티탄의 첨가량은 폴리이미드 수지부 100부에 대하여 40부, 벤조산 메틸 19.3부, 테트라글라임 23.6부를 사용했다. 조제한 조성물의 구체적인 조성을 이하에 나타낸다.
Figure 112013025132630-pct00011
3. 성막
상기 조성물을 이용하여 기판 상에 성막했다. 기판은 실리콘 웨이퍼이고, 스크린 인쇄법에 의해 각 조성물을 도포했다. 구체적인 도포 조건은 폴리에스테르 메쉬 #420을 사용하고, 스퀴지 경도 80도, 어택각 70도, 클리어런스 2.5㎜, 실인압 0.15㎫, 인쇄 속도 260㎜/sec로 인쇄를 행했다. 이어서, 도포막을 건조시켜서 폴리이미드막을 형성했다. 건조 조건은 10분 레벨링을 행하고, 140℃에서 10분, 그대로 승온시켜서 250℃에서 30분을 질소 분위기 하에서 행했다. 건조 후의 막두께는 5㎛이었다.
4. 평가
상기한 폴리이미드, 조성물 또는 형성한 막의 성질을 평가했다. 평가는 다음과 같이 행했다.
(a) 분자량 : 변성 폴리이미드 수지의 수평균 분자량(Mn)은 겔투과 크로마토그래피(GPC)(토소사제, HLC-8220GPC)에 의해 측정했다. 컬럼은 토소사제 TSKgel GMHHR-H를 사용하고, 캐리어 용매로서는 DMF에 LiBr을 0.1N의 농도로 용해한 것을 사용했다. 분자량은 표준 폴리스티렌(TSK 표준 폴리스티렌)을 이용하여 계산한 환산값이다.
(b) 열특성 : 폴리이미드 수지의 열분해 개시 온도는 듀퐁 951 열중량 측정 장치로 측정했다.
(c) 기계 특성 : 폴리이미드 수지의 기계 물성은 후루카와서킷호일(주)제의 동박 F2-WS(18㎛) 상에 건조 후에 두께 15±2㎛의 필름이 되도록 스크린 인쇄로 도포하고, 그 박막을 120℃에서 10분, 이어서 180℃에서 30분간 건조 및 열처리하고, 동박을 에칭하고 제거함으로써 제작했다. 그 폴리이미드 수지 필름에 대해서 만능형 인장 시험기(오리엔테크사제, 텐시론 UTM-11-20)로 파단 강도, 신장률, 초기 탄성률을 측정했다.
(d) 점도, 틱소트로피 계수는 Thermo Haake사제 레오미터 RS300을 사용해 측정했다. 구체적으로는 이하와 같이 행했다. 플레이트(고정 부분)를 25±0.1℃로 조정 후 시료량 1.0~2.0g을 적재한다. 콘(가동 부분)을 소정의 위치까지 이동시키고, 수지 용액이 플레이트와 콘에 끼인 상태에서 온도가 25±0.1℃가 될 때까지 유지한다. 콘의 회전을 시작으로 10초간에서 전단 속도가 33rad/s가 되도록 회전 속도를 서서히 올리고, 그 속도를 유지, 1분 후의 점도를 판독한다. 이어서, 전단 속도가 333rad/s로 10초간에서 도달하도록 회전 속도를 올리고, 333rad/s시의 점도를 판독했다. 이렇게 하여 얻어진 33rad/s시의 수치를 점도, 323rad/s시의 수치의 비를 틱소트로피 계수라고 했다.
(f) 인쇄성은 뉴롱세이미츠코교가부시키가이샤제 인쇄기 LS-34TVA 및 NBC 가부시키가이샤제 스크린판 폴리에스테르 메쉬 #420-27, L-Screen을 이용하여 인쇄를 행했다. 6인치 실리콘 웨이퍼 전체면에 인쇄를 행하고, 육안으로 시싱의 수를 조사했다.
(g) 연속 인쇄성은 (f)에서 사용한 장치를 이용하여 인쇄를 행하고, 3회 인쇄 후에 20분간 인쇄를 멈춘다. 다시 인쇄를 행하고, 3회까지에서 막두께가 멈추기 전과 같게 된 것을 ○로 했다.
(h) 기판과의 밀착성은 JIS K5600-5-6 크로스컷법에 근거해 평가를 행했다.
Figure 112013025132630-pct00012
이하, 본 발명의 폴리이미드 수지 조성물을 태양전지 중의 막 형성에 적용 한 태양전지에의 적용예를 설명한다.
태양전지의 제조
보론을 도판트로 한 다결정 실리콘 기판[결정 실리콘 기판(1)]을 사용하여 도 2의 구조의 다결정 실리콘 태양전지를 제작했다. 기판 표면을 텍스처 처리한 후 POCl3를 사용한 인 확산층[확산층(2)]을 형성했다. 이어서, 반사 방지막[표면 반사 방지막(3)]으로서 플라즈마CVD로 제작한 SiN막을 형성했다. Ag 페이스트에 의한 패턴을 SiN막 상에, 알루미늄 페이스트에 의한 패턴을 이면측에 스크린 인쇄하고, 소성을 행하여 수광면측의 전극[제 1 전극(5)]을 형성했다. 그리고, 이면측의 금속층을 염산에 의해 제거하고, 이면 BSF층[BSF층(4)]만을 남겼다. 그 후, 상기 기재의 폴리이미드 조성물 실시예 1~3을 스크린 인쇄에 의해 소정의 패턴으로 도포하고, 이면 패시베이션막[이면 반사층(7)]을 형성했다. 이면측의 전극[제 2 전극(6)]은 알루미늄을 증착함으로써 형성했다.
비교를 위하여 상기 제작 공정 중 폴리이미드의 인쇄를 행하지 않고, 이면 BSF층 상에 알루미늄을 전체면에 증착한 샘플을 제작했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure 112013025132630-pct00013
이면 반사층의 효과를 나타내는 단락 전류를 비교하면 폴리이미드층이 있는 것에 의해 0.5mA/㎠ 증가하고 있어, 본 발명의 효과가 나타내어져 있다.
1 : 결정 실리콘 기판 2 : 확산층
3 : 표면 반사 방지막 4 : BSF층
5 : 제 1 전극 6 : 제 2 전극
7 : 이면 반사층

Claims (20)

  1. 유기용매, 상기 유기용매에 용해된 폴리이미드 수지, 및 상기 유기용매에 분산된 광반사성 입자를 포함하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물로서,
    제 1 유기용매(A) 및 제 2 유기용매(B)의 혼합 용매에 가용인 내열성 폴리이미드 수지이고, 폴리이미드의 반복단위 중에 알킬기 및/또는 퍼플루오로알킬기를 포함하고, 틱소트로피성을 갖는 폴리이미드 수지를 상기 혼합 용매 중에 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광반사성 입자는 백색 안료 입자인 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 백색 안료 입자는 실리카(SiO2), 지르코니아(ZrO2), 알루미나(Al2O3), 5산화탄탈(Ta2O5), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO2) 및 2산화바나듐(VO2)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속산화물인 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광반사성 입자의 함량은 상기 폴리이미드 수지 100중량부에 대하여 1~80중량부인 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 알킬기 및/또는 퍼플루오로알킬기 중의 탄소원자수가 1~4인 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리이미드가 하기 일반식[I] :
    Figure 112017055117203-pct00014

    (식 중 Ar1은 임의의 4가의 유기기이고, Ar2는 임의의 2가의 유기기이며, Ar1 및 Ar2 중 적어도 어느 한쪽이 상기 알킬기 및/또는 퍼플루오로알킬기를 갖는다)
    로 나타내어지는 반복단위를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 Ar1이 하기 일반식[II] :
    Figure 112013025132630-pct00015

    (식 중 T는 -C(CH3)2- 또는 -C(CF3)2-를 나타낸다)
    로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 Ar2가 하기 일반식[III] :
    Figure 112017055117203-pct00016

    [식 중 R1, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 수소, 수산기, 탄소수 1~4의 알킬기, 페닐기, F, Cl 및 Br로부터 선택되는 것을 나타내고(단, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 1개는 탄소수 1~4의 알킬기), n 및 m은 서로 독립적으로 1~10의 정수를 나타낸다],
    일반식[IV] :
    Figure 112017055117203-pct00017

    (식 중 W는 -C(CH3)2- 또는 -C(CF3)2-를 나타낸다),
    또는
    하기 일반식[V] :
    Figure 112017055117203-pct00018

    [식 중 X 및 Y는 서로 독립적으로 -C(=O)-, -SO2-, -O-, -S-, -(CH2)a-(a는 1~5의 정수를 나타낸다), -NHCO-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, -C(=O)O- 및 단결합으로 이루어지는 군으로부터 선택되고, R5, R6 및 R7은 서로 독립적으로 수소, 수산기, 탄소수 1~4의 알킬기, 페닐기, F, Cl 및 Br로부터 선택되는 것(단, R5, R6 및 R7 중 적어도 1개는 탄소수 1~4의 알킬기)을 나타내고, p1, p2 및 p3은 서로 독립적으로 1~4의 정수를 나타낸다]
    로 나타내어지는 기인 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    1,3-비스(3-아미노프로필)테트라메틸디실록산을 전체 디아민 성분량에 대하여 0~20몰% 함유하고, 유리전이온도가 150℃ 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기용매(A)와 유기용매(B)에 증발 속도의 차이가 있고, 증발 속도가 느린 용제에 대하여 폴리이미드의 용해성이 낮은 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기용매(A)는 소수성 용매이고 실온에 있어서의 증기압이 1mmHg 이하의 용제이고, 상기 유기용매(B)는 친수성 용매이고 실온에 있어서의 증기압이 1mmHg 이하의 용제인 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물.
  13. 제 1 항에 있어서,
    전단 속도 1~100s-1의 범위에 있어서의 점도는 20000~200000mPa·s인 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물.
  14. 제 1 항에 있어서,
    틱소트로피 계수는 1.5~10.0인 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물.
  15. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 태양전지의 이면 반사층 형성용 폴리이미드 수지 조성물을 태양전지 이면의 기층 상에 도포, 건조해서 폴리이미드막을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층의 형성 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 폴리이미드막을 스크린 인쇄법, 잉크젯법 또는 디스펜스법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층의 형성 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    1회의 도포로 건조 후의 두께가 1㎛ 이상인 폴리이미드막을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층의 형성 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 태양전지는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘으로 이루어지는 제 1 도전형의 결정 실리콘 기판과,
    상기 결정 실리콘 기판의 수광면측에 형성된 제 2 도전형의 불순물 확산층과,
    상기 결정 실리콘 기판의 수광면측의 불순물 확산층 표면에 형성된 제 1 전극과,
    상기 결정 실리콘 기판의 이면측에 형성된 제 2 전극과,
    상기 결정 실리콘 기판의 이면측 표면에 형성된 이면 반사층을 구비하고,
    상기 제 2 전극이 상기 결정 실리콘 기판의 이면측 표면과 상기 폴리이미드막의 복수의 개구부를 통하여 컨택트를 형성하고 있는 태양전지인 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층의 형성 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 태양전지는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘으로 이루어지는 제 1 도전형의 결정 실리콘 기판과,
    상기 결정 실리콘 기판의 수광면측에 형성된 제 2 도전형의 불순물 확산층과,
    상기 결정 실리콘 기판의 수광면측의 불순물 확산층의 표면에 형성된 제 1 전극과,
    상기 결정 실리콘 기판의 이면측에 형성된 제 2 전극과,
    상기 결정 실리콘 기판의 이면측의 일부 또는 전부에 상기 결정 실리콘 기판보다 고농도로 불순물이 첨가된 제 1 도전형의 불순물 확산층과,
    상기 제 1 도전형의 불순물 확산층의 표면에 형성된 이면 반사층을 구비하고,
    상기 제 2 전극이 상기 결정 실리콘 기판의 이면측의 불순물 확산층 표면과 복수의 개구부를 통해서 컨택트를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 태양전지인 것을 특징으로 하는 태양전지의 이면 반사층의 형성 방법.
  20. 제 15 항에 기재된 태양전지의 이면 반사층의 형성 방법에 의해 형성된 이면 반사층을 포함하는 태양전지.
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