KR102007860B1 - Electrode Paste For Solar Cell's Electrode And Solar Cell using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지 전극용 도전성 페이스트로서, 금속 분말, 유리 프릿, 및 유기 비히클을 포함하되, 상기 유리 프릿의 표면은 지방족 아민 화합물로 코팅 처리된 것을 특징으로 하는 태양전지 전극용 도전성 페이스트에 관한 것으로, 유리 프릿의 표면을 지방족 아민 화합물로 코팅하여 분산성을 향상시킴으로써, 이를 이용하여 형성된 태양전지 전극의 전기적 특성을 개선시켜 태양전지의 발전효율을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a conductive paste for a solar cell electrode, comprising a metal powder, a glass frit, and an organic vehicle, wherein the surface of the glass frit is coated with an aliphatic amine compound. By coating the surface of the glass frit with an aliphatic amine compound to improve dispersibility, the electrical characteristics of the solar cell electrode formed using the same may be improved to improve the power generation efficiency of the solar cell.
Description
본 발명은 태양전지의 전극 형성에 사용되는 도전성 페이스트 및 이를 이용하여 제조된 태양전지에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive paste used for forming an electrode of a solar cell and a solar cell manufactured using the same.
태양 전지(solar cell)는 태양에너지를 전기에너지로 변환시켜 주는 반도체 소자로서 일반적으로 p-n 접합 형태를 가지며 그 기본 구조는 다이오드와 동일하다. 도 1은 일반적인 태양전지 소자의 구조로서, 태양 전지 소자는 일반적으로 두께가 180~250㎛인 p형 실리콘 반도체 기판(10)을 이용하여 구성된다. 실리콘 반도체 기판의 수광면측에는, 두께가 0.3~0.6㎛인 n형 불순물층(20)과, 그 위에 반사 방지막(30)과 전면 전극(100)이 형성되어 있다. 또한, p형 실리콘 반도체 기판의 이면측에는 배면 전극(50)이 형성되어 있다. A solar cell is a semiconductor device that converts solar energy into electrical energy and generally has a p-n junction. The basic structure is the same as that of a diode. 1 is a structure of a general solar cell device, and the solar cell device is generally configured using a p-type
전면 전극(100)은 은을 주성분으로 하는 도전성 입자(silver powder), 유리 프릿(glass frit), 유기 비히클(organic vehicle), 및 첨가제 등을 혼합한 도전성 페이스트를 반사 방지막(30) 상에 도포한 후 소성하여 전극을 형성하고 있으며, 배면 전극(50)은 알루미늄 분말, 유리 프릿, 유기 비히클 및 첨가제로 이루어지는 알루미늄 페이스트 조성물을 스크린 인쇄 등에 의해 도포하고 건조한 후, 660℃(알루미늄의 융점) 이상의 온도에서 소성함으로써 형성되어 있다. 이 소성시에 알루미늄이 p형 실리콘 반도체 기판의 내부로 확산됨으로써, 배면 전극과 p형 실리콘 반도체 기판 사이에 Al-Si 합금층이 형성됨과 동시에, 알루미늄 원자의 확산에 의한 불순물층으로서 p+층(40)이 형성된다. 이러한 p+층의 존재에 의해 전자의 재결합을 방지하고, 생성 캐리어의 수집 효율을 향상시키는 BSF(Back Surface Field) 효과가 얻어진다. 배면 알루미늄 전극(50) 하부에는 배면 실버 전극(60)이 더 위치될 수 있다.The
한편, 유리 프릿은 실리콘 태양전지의 Ag/Si 접촉을 위해 필수적이다. 태양전지의 고효율 특성 구현 때문에, 접촉저항(Rc)이 우수한 유리 프릿의 사용이 불가피한 상황이다. 종래의 경우, 유리 프릿의 성분계, 입자 크기, 또는 함량을 조절함으로써 반사 방지막의 식각을 제어하였으나, 유리 프릿의 분산에 있어서 많은 문제점이 야기된다. 또한 소결 후 이미지 관찰 시 유리층의 두께가 균일하지 못하여 두꺼운 영역에서는 n층에 손상이 발생되고, 얇은 영역에서는 은 분말의 침투가 적어짐으로써 전류가 감소되거나 저항이 증가하는 문제가 발생한다.Glass frits, on the other hand, are essential for the Ag / Si contact of silicon solar cells. Due to the high efficiency of solar cells, the use of glass frits with excellent contact resistance (Rc) is inevitable. In the related art, although the etching of the antireflection film is controlled by adjusting the component system, particle size, or content of the glass frit, many problems are caused in the dispersion of the glass frit. In addition, when the image is observed after sintering, the thickness of the glass layer is not uniform, causing damage to the n layer in a thick region, and a decrease in the penetration of silver powder in a thin region, which causes a problem of decreasing current or increasing resistance.
본 발명은 태양전지 전극용 도전성 페이스트의 조성 중 유리 프릿의 표면을 지방족 아민 화합물로 코팅하여 분산성을 향상시킴으로써, 이를 이용하여 형성된 태양전지 전극의 전기적 특성을 개선시켜 태양전지의 발전효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.The present invention is to improve the dispersibility by coating the surface of the glass frit with the aliphatic amine compound in the composition of the conductive paste for solar cell electrode, thereby improving the electrical characteristics of the solar cell electrode formed using this to improve the power generation efficiency of the solar cell For the purpose of
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명은 금속 분말, 유리 프릿, 및 유기 비히클을 포함하되, 상기 유리 프릿의 표면은 지방족 아민 화합물로 코팅 처리된 것을 특징으로 하는 태양전지 전극용 도전성 페이스트를 제공한다. The present invention provides a conductive paste for a solar cell electrode comprising a metal powder, a glass frit, and an organic vehicle, wherein the surface of the glass frit is coated with an aliphatic amine compound.
또한 상기 지방족 아민 화합물은 탄소수 6 내지 24의 알킬아민계 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the aliphatic amine compound is characterized in that it comprises an alkylamine-based material having 6 to 24 carbon atoms.
또한 상기 알킬아민계 물질은 트리에틸아민(Triethylamine), 헵틸아민(Heptylamine), 옥타데실아민(Octadecylamine), 헥사데실아민(Hexadecylamine), 데실아민(Decylamine), 옥틸아민(Octylamine), 디데실아민(Didecylamine), 또는 트리옥틸아민(Trioctylamine)을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the alkylamine-based material is triethylamine (Triethylamine), heptylamine (Heptylamine), octadecylamine (Octadecylamine), hexadecylamine (Hexadecylamine), decylamine (Decylamine), octylamine (Octylamine), diddecylamine ( Didecylamine), or trioctylamine (Trioctylamine) is characterized in that it comprises.
또한 상기 지방족 아민 화합물로 코팅 처리되어 형성된 코팅층의 두께는 0.1nm 내지 50nm인 것을 특징으로 한다.In addition, the coating layer formed by coating with the aliphatic amine compound is characterized in that the thickness of 0.1nm to 50nm.
또한 상기 유리 프릿은 제1 유리 프릿이고, 상기 도전성 페이스트는 제2 유리 프릿 더 포함하되, 상기 제2 유리 프릿의 표면은 코팅 처리되지 않거나, 지방산으로 코팅 처리된 것을 특징으로 한다.In addition, the glass frit is a first glass frit, the conductive paste further comprises a second glass frit, the surface of the second glass frit is characterized in that the coating is not coated or coated with fatty acids.
또한 상기 지방산은 라우르산, 올레익산, 스테아릭산, 팔미트산 또는 아세트산을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fatty acid is characterized in that it comprises lauric acid, oleic acid, stearic acid, palmitic acid or acetic acid.
또한 본 발명은 기재 상부에 전면 전극을 구비하고, 기재 하부에 배면 전극을 구비한 태양전지에 있어서, 상기 전면 전극은 상기 태양전지 전극용 도전성 페이스트를 도포한 후 건조 및 소성시켜 제조된 것을 특징으로 하는 태양전지를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a solar cell having a front electrode on an upper substrate and a back electrode on a lower substrate, wherein the front electrode is manufactured by applying a conductive paste for the solar cell electrode and then drying and firing the same. It provides a solar cell.
본 발명에 따른 도전성 페이스트는 분산성의 향상을 위해 지방족 아민 화합물로 코팅 처리된 유리 프릿을 포함하여, 전극 형성 시 유리 프릿의 균일한 도포가 가능할 수 있다. 이에 따라, 소성시 반응성이 우수해지고, 특히 고온에서 n층의 데미지를 최소화할 수 있으며 부착력이 개선되고 개방전압을 우수하게 할 수 있다. 또한, 소성시 금속 분말(예컨대, 은 분말)의 침투를 균일하게 하여 전극과 n층의 접촉 저항을 감소시킬 수 있다. 결과적으로 태양전지 전극의 전기적 특성이 개선되어 태양전지의 발전효율이 향상될 수 있다.The conductive paste according to the present invention may include a glass frit coated with an aliphatic amine compound to improve dispersibility, thereby enabling uniform application of the glass frit during electrode formation. Accordingly, the reactivity during firing is excellent, in particular, it is possible to minimize the damage of the n layer at a high temperature, it is possible to improve the adhesion and excellent open voltage. In addition, the penetration of the metal powder (eg, silver powder) may be uniform during firing to reduce the contact resistance between the electrode and the n layer. As a result, the electrical characteristics of the solar cell electrode may be improved, and thus the power generation efficiency of the solar cell may be improved.
도 1은 일반적인 태양전지 소자의 개략 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 유리 프릿의 분산성을 평가하기 위한 것으로서, 유리 프릿을 물에 넣고 교반한 직후와 24시간 방치시킨 후의 상태를 촬영한 이미지이다.
도 3a 및 도 3b는 제조예 1 내지 6에 따라 제조된 표면 코팅 유리 프릿들과 무코팅 유리 프릿에 대해 열중량분석을 수행한 결과를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 제조예 1 내지 6에 따라 제조된 표면 코팅 유리 프릿들과 무코팅 유리 프릿에 대해 DSC 분석을 수행한 결과를 나타낸다.
도 5는 실시예 1, 4 및 비교예 1에 따라 제조된 도전성 페이스트를 이용하여 제조된 태양전지 전극과 리본 사이의 부착력 측정 결과를 나타낸다.
도 6a 내지 도 6c는 도체 리본의 탈착 후 촬영한 전극의 표면 이미지들이다.1 is a schematic cross-sectional view of a general solar cell device.
FIG. 2 is for evaluating the dispersibility of the glass frit and is an image photographing the state immediately after the glass frit is put into water and stirred and left for 24 hours.
3A and 3B show the results of thermogravimetric analysis on the surface-coated glass frits and the uncoated glass frit prepared according to Preparation Examples 1 to 6.
4A and 4B show the results of DSC analysis on the surface coated glass frits and the uncoated glass frit prepared according to Preparation Examples 1-6.
Figure 5 shows the results of the adhesion measurement between the ribbon and the solar cell electrode prepared using the conductive paste prepared according to Examples 1, 4 and Comparative Example 1.
6a to 6c are surface images of the electrode taken after the conductor ribbon is detached.
이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.Prior to describing the present invention in detail below, it is understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the scope of the invention, which is limited only by the scope of the appended claims. shall. All technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise indicated.
본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.Throughout this specification and claims, unless otherwise indicated, the termcomprise, constitutes, and configure means to include the referenced article, step, or group of articles, and step, and any other article It is not intended to exclude a stage or group of things or groups of stages.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다.On the other hand, various embodiments of the present invention can be combined with any other embodiment unless clearly indicated to the contrary. Any feature indicated as particularly preferred or advantageous may be combined with any other feature and features indicated as preferred or advantageous. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention and the effects thereof.
본 발명의 일실시예에 따른 페이스트는 태양전지 전극 형성에 사용되기 적합한 페이스트로서, 지방족 아민 화합물로 코팅 처리된 유리 프릿(glass frit)을 포함하는 도전성 페이스트를 제공한다. 더욱 구체적으로 본 발명에 따른 도전성 페이스트는 금속 분말, 유리 프릿, 유기 비히클 및 기타 첨가제를 포함하여 이루어진다. The paste according to one embodiment of the present invention is a paste suitable for use in forming a solar cell electrode, and provides a conductive paste including a glass frit coated with an aliphatic amine compound. More specifically, the conductive paste according to the present invention comprises a metal powder, a glass frit, an organic vehicle and other additives.
상기 금속 분말로는 은 분말, 구리 분말, 니켈 분말, 알루미늄 분말 등이 사용될 수 있는데, 전면 전극용의 경우 은 분말이 주로 사용되며, 배면 전극용은 주로 알루미늄 분말이 사용된다. 금속 분말은 상술한 분말 중 하나가 단독으로 사용되거나, 상술한 금속의 합금이 사용되거나, 상술한 분말 중 적어도 두 개가 혼합된 혼합 분말로 사용될 수 있다. Silver powder, copper powder, nickel powder, aluminum powder, etc. may be used as the metal powder. For the front electrode, silver powder is mainly used, and for the back electrode, aluminum powder is mainly used. The metal powder may be one of the above-mentioned powders alone, an alloy of the above-described metals, or a mixed powder of at least two of the above-mentioned powders.
금속 분말의 함량은 인쇄 시 형성되는 전극 두께 및 전극의 선저항을 고려할 때 도전성 페이스트 조성물 총 중량을 기준으로 40 내지 95 중량%가 바람직하다. 40 중량% 미만인 경우 형성된 전극의 비저항이 높을 수 있으며, 95 중량% 초과인 경우 다른 성분의 함량이 충분하지 않아 금속 분말이 균일하게 분산되지 않는 문제점이 있다. 더욱 바람직하게는 70 내지 90 중량%로 포함되는 것이 좋다.The content of the metal powder is preferably 40 to 95% by weight based on the total weight of the conductive paste composition in consideration of the electrode thickness formed during printing and the wire resistance of the electrode. If less than 40% by weight may be a high specific resistance of the electrode formed, when more than 95% by weight there is a problem that the metal powder is not uniformly dispersed due to insufficient content of other components. More preferably included in 70 to 90% by weight.
태양전지의 전면 전극 형성을 위하여 도전성 페이스트가 은 분말을 포함하는 경우 은 분말은 순은 분말이 바람직하며, 이외에 적어도 표면이 은 층(silver layer)으로 이루어지는 은 피복 복합 분말이나, 은을 주성분으로 하는 합금(alloy) 등을 사용할 수 있다. 또한, 다른 금속 분말을 혼합하여 사용할 수도 있다. 예를 들면 알루미늄, 금, 팔라듐, 동, 니켈 등을 들 수 있다.In the case where the conductive paste contains silver powder for forming the front electrode of the solar cell, the silver powder is preferably pure silver powder. In addition, a silver-coated composite powder having at least a surface of a silver layer or an alloy containing silver as a main component alloys may be used. In addition, other metal powders may be mixed and used. For example, aluminum, gold, palladium, copper, nickel, etc. are mentioned.
금속 분말의 평균 입경(D50)은 0.1 내지 10㎛ 일 수 있으며, 페이스트화 용이성 및 소성시 치밀도를 고려할 때 0.5 내지 5㎛가 바람직하며, 그 형상이 구상, 침상, 판상 그리고 무정상 중 적어도 1종 이상일 수 있다. 금속 분말은 평균 입자지름이나 입도 분포, 형상 등이 다른 2종 이상의 분말을 혼합하여 이용해도 좋다. The average particle diameter (D50) of the metal powder may be 0.1 to 10 μm, and 0.5 to 5 μm is preferable in consideration of the ease of pasting and the density at the time of baking, and the shape is at least 1 of spherical, needle, plate and amorphous. It may be more than one species. The metal powder may be used by mixing two or more kinds of powders having different average particle diameters, particle size distributions, shapes, and the like.
상기 유리 프릿은 분산성의 향상을 위해 지방족 아민 화합물로 코팅 처리될 수 있다. 바람직하게, 지방족 아민 화합물은 탄소수 6 내지 24의 알킬아민계 물질을 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 유리 프릿의 표면은 탄소수 10 내지 20의 알킬아민계 물질로 코팅 처리될 수 있다. 예를 들어, 상기 알킬아민계 물질은 트리에틸아민(Triethylamine), 헵틸아민(Heptylamine), 옥타데실아민(Octadecylamine), 헥사데실아민(Hexadecylamine), 데실아민(Decylamine), 옥틸아민(Octylamine), 디데실아민(Didecylamine), 또는 트리옥틸아민(Trioctylamine)을 포함할 수 있다. The glass frit may be coated with an aliphatic amine compound to improve dispersibility. Preferably, the aliphatic amine compound may include an alkylamine-based material having 6 to 24 carbon atoms. More preferably, the surface of the glass frit may be coated with an alkylamine-based material having 10 to 20 carbon atoms. For example, the alkylamine-based material may be triethylamine, heptylamine, octadecylamine, octadecylamine, hexadecylamine, decylamine, octylamine, octylamine, didideamine. Didecylamine, or trioctylamine may be included.
상기 지방족 아민 화합물은 유리 프릿의 표면에 0.5nm 내지 50nm의 두께로 코팅되는 것이 바람직하다. 지방족 아민 화합물의 코팅은 지방족 아민 화합물이 녹아있는 유기 용매 또는 수용액에 유리 프릿을 넣고 일정시간 교반한 후 여과하는 방법으로 진행될 수 있다. 상기 지방족 아민 화합물의 코팅 처리에 의해 형성된 코팅층의 두께가 0.5nm 보다 작은 경우 유리 프릿의 분산성 향상 효과가 감소되고, 코팅층의 두께가 50nm 보다 큰 경우 이를 포함하는 도전성 페이스트로 형성된 태양전지의 전극의 전기적 특성이 저하될 수 있다. 상기 코팅층의 두께는 코팅 처리시 사용되는 지방족 아민 화합물의 함량을 통해 조절될 수 있다. The aliphatic amine compound is preferably coated with a thickness of 0.5nm to 50nm on the surface of the glass frit. Coating of the aliphatic amine compound may be performed by adding a glass frit to an organic solvent or an aqueous solution in which the aliphatic amine compound is dissolved, stirring the mixture for a predetermined time, and then filtering. When the thickness of the coating layer formed by coating the aliphatic amine compound is less than 0.5 nm, the effect of improving the dispersibility of the glass frit is reduced, and when the thickness of the coating layer is greater than 50 nm, the electrode of the solar cell formed of the conductive paste including the same. Electrical characteristics may be degraded. The thickness of the coating layer may be controlled through the content of the aliphatic amine compound used in the coating treatment.
상기 유리 프릿의 조성이나 입경, 형상에 있어서 특별히 제한을 두지 않는다. 유연 유리 프릿뿐만 아니라 무연 유리 프릿도 사용 가능하다. 바람직하기로는 유리 프릿의 성분 및 함량으로서, 산화물 환산 기준으로 PbO는 5 ~ 29 mol%, TeO2는 20 ~ 34 mol%, Bi2O3는 3 ~ 20 mol%, SiO2 20 mol% 이하, B2O3 10 mol% 이하, 알칼리 금속(Li, Na, K 등) 및 알칼리 토금속(Ca, Mg 등)은 10 ~ 20 mol%를 함유하는 것이 좋다. 상기 각 성분의 유기적 함량 조합에 의해 전극 선폭 증가를 막고 고면저항에서 접촉 저항을 우수하게 할 수 있으며, 단락전류 특성을 우수하게 할 수 있다. There is no restriction | limiting in particular in the composition, particle diameter, and shape of the said glass frit. Lead-free glass frits can be used as well as leaded glass frits. Preferably, as a component and content of the glass frit, PbO is 5 to 29 mol%, TeO 2 is 20 to 34 mol%, Bi 2 O 3 is 3 to 20 mol%,
유리 프릿의 평균 입경은 제한되지 않으나 0.5 내지 10㎛ 범위 내의 입경을 가질 수 있으며, 평균 입경이 다른 다종이 입자를 혼합하여 사용할 수도 있다. 바람직하기로는 적어도 1종의 유리 프릿은 평균 입경(D50)이 2㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 것을 사용하는 것이 좋다. The average particle diameter of the glass frit is not limited, but may have a particle diameter within the range of 0.5 to 10 μm, and may be used by mixing multi-sheet particles having different average particle diameters. Preferably, at least 1 type of glass frit uses that whose average particle diameter (D50) is 2 micrometers or more and 10 micrometers or less.
유리 프릿의 함량은 도전성 페이스트 조성물 총중량을 기준으로 1 내지 10 중량%가 바람직한데, 1 중량% 미만이면 불완전 소성이 이루어져 전기 비저항이 높아질 우려가 있고, 10 중량% 초과하면 금속 분말의 소성체 내에 유리 성분이 너무 많아져 전기 비저항이 역시 높아질 우려가 있다.The content of the glass frit is preferably 1 to 10% by weight based on the total weight of the conductive paste composition. If the content is less than 1% by weight, incomplete firing may occur to increase the electrical resistivity. There are too many components, and there exists a possibility that an electrical resistivity may also become high.
상술한 바와 같이 유리 프릿의 표면이 지방족 아민 화합물의 코팅 처리됨에 따라 분산성이 향상되어, 전극 형성 시 유리 프릿의 균일한 도포가 가능할 수 있다. 그 결과, 소성시 반응성이 우수해지고, 특히 고온에서 n층의 데미지를 최소화할 수 있으며 부착력이 개선되고 개방전압(Voc)을 우수하게 할 수 있다. 또한, 소성시 금속 분말(예컨대, 은 분말)의 침투를 균일하게 하여 전극과 n층의 접촉 저항을 감소시킬 수 있다. 이와 같은 효과의 제공은, 유리 프릿의 조성, 입경 또는 형상의 조절을 더욱 용이하게 하는 추가적인 효과를 제공할 수 있다.As described above, as the surface of the glass frit is coated with the aliphatic amine compound, dispersibility may be improved, so that uniform application of the glass frit may be possible at the time of forming the electrode. As a result, the reactivity during firing becomes excellent, in particular, it is possible to minimize the damage of the n-layer at high temperatures, the adhesion is improved and the open-circuit (Voc) can be excellent. In addition, the penetration of the metal powder (eg, silver powder) may be uniform during firing to reduce the contact resistance between the electrode and the n layer. Providing such effects can provide additional effects that make it easier to control the composition, particle diameter or shape of the glass frit.
본 발명의 다른 실시예로서, 유리 프릿은 탄소수 6 내지 24의 알킬아민계 물질로 코팅 처리된 제1 유리 프릿, 및 지방산으로 코팅 처리된 제2 유리 프릿을 포함할 수 있다. 제1 유리 프릿 및 제2 유리 프릿의 각각은 상술한 유연 유리 프릿 또는 무연 유리 프릿을 포함할 수 있다. 또한 알킬아민계 물질은 트리에틸아민(Triethylamine), 헵틸아민(Heptylamine), 옥타데실아민(Octadecylamine), 헥사데실아민(Hexadecylamine), 데실아민(Decylamine), 옥틸아민(Octylamine), 디데실아민(Didecylamine), 또는 트리옥틸아민(Trioctylamine)을 포함하고, 지방산은 라우르산, 올레익산, 스테아릭산, 팔미트산 또는 아세트산을 포함할 수 있다. 유리 프릿으로서 서로 다른 계열의 물질로 코팅된 제1 유리 프릿 및 제2 유리 프릿을 혼합하여 사용함에 따라, 도전성 페이스트 내 유리 프릿의 분산성을 다양하게 조절할 수 있다. As another embodiment of the present invention, the glass frit may include a first glass frit coated with an alkylamine-based material having 6 to 24 carbon atoms, and a second glass frit coated with a fatty acid. Each of the first glass frit and the second glass frit may comprise the above-mentioned leaded glass frit or lead-free glass frit. In addition, the alkylamine-based materials include triethylamine, heptylamine, octadecylamine, octadecylamine, hexadecylamine, decylamine, octylamine, octylamine, and didecylamine. ), Or trioctylamine, and the fatty acid may comprise lauric acid, oleic acid, stearic acid, palmitic acid or acetic acid. As the glass frit is used by mixing the first glass frit and the second glass frit coated with different materials, the dispersibility of the glass frit in the conductive paste can be variously controlled.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 상기 제1 유리 프릿은 상기 알킬아민계 물질로 코팅 처리된 유리 프릿이 사용되고, 상기 제2 유리 프릿은 코팅 처리되지 않은 유리 프릿이 사용될 수 있다. In another embodiment of the present invention, the first glass frit may be a glass frit coated with the alkylamine-based material, and the second glass frit may be an uncoated glass frit.
상기 유기 비히클로는 제한되지 않으나 유기 바인더와 용제 등이 포함될 수 있다. 때로는 용제가 생략될 수 있다. 유기 비히클은 제한되지 않으나 도전성 페이스트 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%가 바람직하다.The organic vehicle is not limited, but an organic binder and a solvent may be included. Sometimes the solvent can be omitted. The organic vehicle is not limited but is preferably 1 to 30% by weight based on the total weight of the conductive paste composition.
유기 비히클은 금속 분말과 유리 프릿 등이 균일하게 혼합된 상태를 유지하는 특성이 요구되며, 예를 들면 스크린 인쇄에 의해 도전성 페이스트가 기재에 도포될 때에, 도전성 페이스트를 균질하게 하여, 인쇄 패턴의 흐려짐 및 흐름을 억제하고, 또한 스크린판으로부터의 도전성 페이스트의 토출성 및 판분리성을 향상시키는 특성이 요구된다. The organic vehicle is required to maintain a uniformly mixed state of the metal powder and the glass frit. For example, when the conductive paste is applied to the substrate by screen printing, the conductive paste is made homogeneous and the print pattern is blurred. And properties for suppressing flow and improving the dischargeability and plate separation property of the conductive paste from the screen plate.
유기 비히클에 포함되는 유기 바인더는 제한되지 않으나 셀룰로오스 에스테르계 화합물로 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 등을 예로 들 수 있으며, 셀룰로오스 에테르 화합물로는 에틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 플로필 셀룰로오스, 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸 메틸 셀룰로오스 등을 예로 들 수 있으며, 아크릴계 화합물로는 폴리 아크릴아미드, 폴리 메타 아크릴레이트, 폴리 메틸 메타 아크릴레이트, 폴리 에틸 메타 아크릴레이트 등을 예로 들 수 있으며, 비닐계로는 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 아세테이트 그리고 폴리비닐 알코올 등을 예로 들 수 있다. 상기 유기 바인더들은 적어도 1종 이상 선택되어 사용될 수 있다. The organic binder included in the organic vehicle is not limited, but examples of the cellulose ester-based compound include cellulose acetate, cellulose acetate butylate, and the like, and cellulose ether compounds include ethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxy flophyll cellulose, and hydroxy ethyl. Cellulose, hydroxy propyl methyl cellulose, hydroxy ethyl methyl cellulose, and the like. Examples of the acryl-based compound include poly acrylamide, poly methacrylate, poly methyl methacrylate, and poly ethyl methacrylate. Examples of the vinyl type include polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, and polyvinyl alcohol. At least one organic binder may be selected and used.
조성물의 희석을 위해 사용되는 용제로서는 알파-터피네올, 텍사놀, 디옥틸 프탈레이트, 디부틸 프탈레이트, 시클로헥산, 헥산, 톨루엔, 벤질알코올, 디옥산, 디에틸렌글리콜, 에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르 아세테이트 등으로 이루어진 화합물 중에서 적어도 1종 이상 선택되어 사용되는 것이 좋다.Solvents used for dilution of the composition include alpha-terpineol, texanol, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, cyclohexane, hexane, toluene, benzyl alcohol, dioxane, diethylene glycol, ethylene glycol mono butyl ether, ethylene At least one compound selected from the group consisting of glycol mono butyl ether acetate, diethylene glycol mono butyl ether, diethylene glycol mono butyl ether acetate and the like is preferably used.
본 발명에 의한 도전성 페이스트 조성물은 필요에 따라 통상적으로 알려져 있는 첨가제, 예를 들면, 분산제, 가소제, 점도 조정제, 계면활성제, 산화제, 금속 산화물, 금속 유기 화합물 등을 더 포함할 수 있다.The conductive paste composition according to the present invention may further include additives commonly known as necessary, for example, a dispersant, a plasticizer, a viscosity modifier, a surfactant, an oxidant, a metal oxide, a metal organic compound, and the like.
상술한 태양전지 전극용 도전성 페이스트 조성물은 금속 분말, 코팅 처리된 유리 프릿, 유기 비히클 및 첨가제 등을 혼합 및 분산한 다음 여과 및 탈포하여 제조될 수 있다. The above-mentioned conductive paste composition for solar cell electrodes may be prepared by mixing and dispersing metal powder, coated glass frit, organic vehicle and additives, and then filtering and defoaming.
본 발명은 또한 상기 도전성 페이스트를 기재 위에 도포하고, 건조 및 소성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 전극 형성 방법 및 상기 방법에 의하여 제조된 태양전지 전극을 제공한다. 본 발명의 태양전지 전극 형성 방법에서 상기와 같이 코팅 처리된 유리 프릿을 포함하는 도전성 페이스트를 사용하는 것을 제외하고, 기재, 인쇄, 건조 및 소성은 통상적으로 태양전지의 제조에 사용되는 방법들이 사용될 수 있음은 물론이다. 일 예로 상기 기재는 실리콘 웨이퍼일 수 있다.The present invention also provides a method for forming an electrode of a solar cell and a solar cell electrode produced by the method, wherein the conductive paste is coated on a substrate, dried and baked. Except for using a conductive paste containing a glass frit coated as described above in the method of forming a solar cell electrode of the present invention, the substrate, printing, drying and firing can be used the methods commonly used in the manufacture of solar cells Of course. For example, the substrate may be a silicon wafer.
한편, 상기와 같이 형성된 태양전지 전극을 포함하는 단위 태양전지 셀은 그 기전력이 작기 때문에 다수의 단위 태양전지 셀을 연결하여 적정 기전력을 갖는 태양전지모듈(Photovoltaic Module)을 구성하여 사용하게 되는데, 이 때 각 단위 태양전지 셀들은 납이 피복된 일정 길이의 도체 리본들에 의해 연결된다.On the other hand, since the unit photovoltaic cell including the solar cell electrode formed as described above is small in electromotive force, a plurality of unit photovoltaic cells are connected to form a photovoltaic module having a suitable electromotive force. Each unit solar cell is then connected by a length of conductor ribbon coated with lead.
또한 본 발명에 따른 도전성 페이스트는 결정질 태양전지(P-type, N-type), PESC(Passivated Emitter Solar Cell), PERC(Passivated Emitter and Rear Cell), PERL(Passivated Emitter Real Locally Diffused) 등의 구조 및 더블 프린팅(Double printing), 듀얼 프린팅(Dual printing) 등 변경된 인쇄 공정에도 모두 적용이 가능하다.In addition, the conductive paste according to the present invention has a structure such as crystalline solar cells (P-type, N-type), PSC (Passivated Emitter Solar Cell), PERC (Passivated Emitter and Rear Cell), PERL (Passivated Emitter Real Locally Diffused) It can be applied to all of the changed printing processes such as double printing and dual printing.
제조예 1Preparation Example 1
옥타데실아민(octadecylamine; ODA)을 에탄올에 용해시켜 제조한 0.3% 농도의 유기 용액에 Pb-Te-Bi 타입의 유리 프릿을 첨가한 후 상온에서 볼 밀(Ball-mill) 80rpm으로 24시간 진행되었다, 이 후 50℃의 오븐(oven)에서 1시간 동안 건조 작업을 수행하여 옥타데실아민으로 코팅 처리된 유리 프릿을 수득하였다. Pb-Te-Bi type glass frit was added to a 0.3% organic solution prepared by dissolving octadecylamine (ODA) in ethanol, and then proceeded to a ball mill at 80 rpm for 24 hours. Then, drying was performed for 1 hour in an oven at 50 ° C. to obtain a glass frit coated with octadecylamine.
제조예 2Preparation Example 2
상기 제조예 1에서, Duomeen TDO(관용명 : N-(Tallow alkyl)-1,3-propanediamine oleates)을 에탄올에 용해시켜 0.3% 농도의 유기 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 TDO로 코팅 처리된 유리 프릿을 수득하였다.In Preparation Example 1, except that Duomeen TDO (common name: N- (Tallow alkyl) -1,3-propanediamine oleates) was dissolved in ethanol to prepare an organic solution having a concentration of 0.3%, the same method as Preparation Example 1 To give a glass frit coated with TDO.
제조예 3Preparation Example 3
상기 제조예 1에서, 스테아릭산(stearic acid)을 에탄올에 용해시켜 0.3% 농도의 유기 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 스테아릭산으로 코팅 처리된 유리 프릿을 수득하였다.In Preparation Example 1, stearic acid was dissolved in ethanol to prepare a glass frit coated with stearic acid in the same manner as in Preparation Example 1 except that 0.3% concentration of an organic solution was prepared.
제조예 4Preparation Example 4
상기 제조예 1에서, 올레익산(oleic acid)을 에탄올에 용해시켜 0.3% 농도의 유기 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 올레익산으로 코팅 처리된 유리 프릿을 수득하였다.In Preparation Example 1, a glass frit coated with oleic acid was obtained in the same manner as in Preparation Example 1, except that an oleic acid was dissolved in ethanol to prepare an organic solution having a concentration of 0.3%.
제조예 5Preparation Example 5
상기 제조예 1에서, 옥타데실아민을 에탄올에 용해시켜 0.1% 농도의 유기 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 옥타데실아민으로 코팅 처리된 유리 프릿을 수득하였다.In Preparation Example 1, a glass frit coated with octadecylamine was obtained in the same manner as in Preparation Example 1, except that the octadecylamine was dissolved in ethanol to prepare an organic solution having a concentration of 0.1%.
제조예 6Preparation Example 6
상기 제조예 1에서, 옥타데실아민을 에탄올에 용해시켜 0.5% 농도의 유기 용액을 제조한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 옥타데실아민으로 코팅 처리된 유리 프릿을 수득하였다.In Preparation Example 1, a glass frit coated with octadecylamine was obtained in the same manner as in Preparation Example 1, except that the octadecylamine was dissolved in ethanol to prepare an organic solution having a concentration of 0.5%.
실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성(예컨대, 중량%)으로, 코팅 처리된 유리 프릿, 유기 바인더, 용매 및 분산제를 넣고 혼합믹서를 사용하여 분산한 후, 실버 파우더(구상, 평균 입경 1㎛)를 혼합하고 또한 삼본밀을 사용하여 분산하였다. 그 뒤 감압 탈포하고 도전성 페이스트를 제조하였다. 실시예 1 내지 6은 각각 제조예 1 내지 제조예 6에 따라 수득된 유리 프릿을 사용하였고, 비교예 1은 코팅 처리되지 않은 Pb-Te-Bi 타입의 유리 프릿을 사용하였다.To the composition as shown in Table 1 (for example, by weight%), the coated glass frit, the organic binder, the solvent and the dispersant were added and dispersed using a mixing mixer, and then silver powder (spherical,
(texanol)menstruum
(texanol)
Glass frit
실험예Experimental Example
(1) 유리 프릿의 코팅성 평가(1) Evaluation of coating property of glass frit
상기 제조예 1 내지 6에 따라 제조된 표면 코팅 유리 프릿들과 무코팅 유리 프릿을 물에 넣고 교반 및 방치하여 코팅성을 비교 평가하였다. 코팅성의 비교 평가는 유리 프릿이 첨가된 용액을 교반 후 24시간 동안 방치시켜 코팅성을 육안으로 관찰하여 진행하였다. 도 2는 유리 프릿의 코팅성을 평가하기 위한 것으로서, 유리 프릿을 물에 넣고 교반한 직후와 24시간 방치시킨 후의 상태를 촬영한 이미지이다. 도 2를 참조하면, 지방족 아민 화합물로 코팅된 유리 프릿들(제조예 1, 2, 5 및 6)과 지방산으로 코팅된 유리 프릿들(제조예 3 및 4)은 코팅이 잘 된 것이 확인된다. 이 때, 지방족 아민 화합물로 코팅된 유리 프릿들(제조예 1, 5 및 6)은 분산성이 향상되어 무코팅 유리 프릿의 경우보다 부피가 커지는 반면, 지방산으로 코팅된 유리 프릿들(제조예 3 및 4)은 응집이 다량 발생하는 것을 알 수 있다. Surface-coated glass frits and non-coated glass frits prepared according to Preparation Examples 1 to 6 were placed in water, stirred and left to compare and evaluate coating properties. The comparative evaluation of the coating property was performed by observing the coating property by visually leaving the solution to which the glass frit was added for 24 hours after stirring. FIG. 2 is for evaluating the coating property of the glass frit, and is an image photographing a state immediately after the glass frit is put into water and stirred and left for 24 hours. Referring to FIG. 2, it is confirmed that the glass frits coated with the aliphatic amine compound (Preparation Examples 1, 2, 5 and 6) and the glass frits coated with fatty acids (Preparation Examples 3 and 4) are well coated. At this time, the glass frits coated with the aliphatic amine compound (Preparation Examples 1, 5 and 6) have improved dispersibility and are bulkier than those of the uncoated glass frit, while the glass frits coated with fatty acid (Preparation Example 3 And 4) it can be seen that a large amount of aggregation occurs.
(2) 열중량 분석(Thermogravimetric analysis; TGA)(2) Thermogravimetric analysis (TGA)
상기 제조예 1 내지 6에 따라 제조된 표면 코팅 유리 프릿들과 무코팅 유리 프릿에 대해 열중량분석을 수행하였다. 도 3a 및 도 3b는 제조예 1 내지 6에 따라 제조된 표면 코팅 유리 프릿들과 무코팅 유리 프릿에 대해 열중량분석을 수행한 결과를 나타낸다. 도 3a를 참조하면, 지방산으로 코팅된 경우, 코팅 물질의 증발 시간이 지방족 아민 화합물로 코팅된 경우보다 길어지는 것을 알 수 있다. 도 3b를 참조하면, 지방족 아민 화합물(즉, 옥타데실아민)이 함량에 따라 무게 감소폭이 커지는 것이 확인이 되며, 이를 통해 균일하게 코팅된 것을 알 수 있다.Thermogravimetric analysis was performed on the surface coated glass frits and the uncoated glass frits prepared according to Preparation Examples 1 to 6 above. 3A and 3B show the results of thermogravimetric analysis on the surface-coated glass frits and the uncoated glass frit prepared according to Preparation Examples 1 to 6. Referring to Figure 3a, it can be seen that when coated with a fatty acid, the evaporation time of the coating material is longer than when coated with an aliphatic amine compound. Referring to Figure 3b, it is confirmed that the weight reduction width of the aliphatic amine compound (that is, octadecylamine) increases depending on the content, it can be seen that uniform coating through this.
(3) DSC 분석 (3) DSC analysis
상기 제조예 1 내지 6에 따라 제조된 표면 코팅 유리 프릿들과 무코팅 유리 프릿에 대해 DSC 분석을 수행하였다. 도 4a 및 도 4b는 제조예 1 내지 6에 따라 제조된 표면 코팅 유리 프릿들과 무코팅 유리 프릿에 대해 DSC 분석을 수행한 결과를 나타낸다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 제조예 1 내지 6에 따라 제조된 표면 코팅 유리 프릿들은 무코팅된 유리 프릿과 동일하게 발열반응이 나타나지만 제조예 6의 경우 유리(glass)의 결정화를 변경시킨 것을 알 수 있다. DSC analyzes were performed on the surface coated glass frits and the uncoated glass frits prepared according to Preparation Examples 1-6 above. 4A and 4B show the results of DSC analysis on the surface coated glass frits and the uncoated glass frit prepared according to Preparation Examples 1-6. 4A and 4B, the surface-coated glass frits prepared according to Preparation Examples 1 to 6 exhibit exothermic reactions in the same manner as the uncoated glass frit, but in the case of Preparation Example 6, the crystallization of glass was changed. It can be seen that.
(4) 변환효율 및 저항 측정(4) Conversion efficiency and resistance measurement
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에 따라 제조된 도전성 페이스트를 wafer의 전면에 40㎛ 메쉬의 스크린 프린팅 기법으로 패턴 인쇄하고, 벨트형 건조로를 사용하여 200~350 ℃에서 20초에서 30초 동안 건조시켰다. 이후 Wafer의 후면에 Al paste를 인쇄한 후 동일한 방법으로 건조하였다. 상기 과정으로 형성된 Cell을 벨트형 소성로를 사용하여 500 내지 900 ℃사이로 20초에서 30초간 소성을 행하여 태양전지 Cell을 제작하였다.The conductive paste prepared according to Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 was pattern printed on the front surface of the wafer by a screen printing technique of 40 μm mesh, and the belt-type drying furnace was used for 20 to 30 seconds at 200 to 350 ° C. Dried. After printing the Al paste on the back of the wafer and dried in the same way. The cell formed by the above process was calcined for 20 seconds to 30 seconds between 500 to 900 ° C. using a belt type kiln to manufacture solar cells.
상기 제조된 Cell은 태양전지 효율측정장비(Halm社, cetisPV-Celltest 3)를 사용하여, 단락전류(Isc), 개방전압(Voc), 변환효율(Eff), 곡선인자(FF), 직렬저항(Rs) 및 선저항(Rline)을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.The manufactured cell is a solar cell efficiency measurement equipment (Halm, cetisPV-Celltest 3), using a short circuit current (Isc), open voltage (Voc), conversion efficiency (Eff), curve factor (FF), series resistance ( Rs) and line resistance (Rline) were measured and shown in Table 2 below.
(A)Isc
(A)
(V)Voc
(V)
(%)Eff
(%)
(%)FF
(%)
(mΩ)Rs
(mΩ)
(Ω)Rline-1
(Ω)
(Ω)Rline-2
(Ω)
상기 표 2에 나타나는 것과 같이, 지방산 아민 화합물로 코팅 처리된 유리 프릿을 포함하는 도전성 페이스트(예컨대, 실시예 1, 2, 및 5)로 제조된 전극을 포함하는 태양전지의 경우, 코팅 처리되지 않거나 지방산으로 코팅된 유리 프릿을 포함하는 도전성 페이스트(비교예 1 또는 실시예 3 및 4)로 제조된 전극을 포함하는 태양전지보다 개방전압이 증가하고, 직렬저항이 감소된 것을 알 수 있으며, 또한 변환 효율이 높아 태양전지의 발전 효율이 개선된 것을 알 수 있다. As shown in Table 2, in the case of a solar cell including an electrode made of a conductive paste (eg, Examples 1, 2, and 5) including a glass frit coated with a fatty acid amine compound, It can be seen that the open circuit voltage is increased and the series resistance is reduced compared to the solar cell including the electrode made of the conductive paste (Comparative Examples 1 or 3 and 4) containing the glass frit coated with fatty acid, and also the conversion It can be seen that the efficiency of the solar cell is improved due to its high efficiency.
아울러, 실시예 1, 5 및 6에 따른 경우를 비교하면, 적은 함량으로 유리 프릿의 표면을 코팅한 경우(실시예 5)가 변환 효율이 크게 증가한 것을 알 수 있다. 이를 통해, 코팅 처리시 사용되는 지방족 아민 화합물의 함량(달리 얘기하면, 코팅층의 두께)에 따라 유리 프릿의 분산성 및 태양전지 전극의 전기적 특성이 달라지는 것을 확인할 수 있다. In addition, when comparing the case according to Examples 1, 5 and 6, it can be seen that the conversion efficiency is greatly increased when the surface of the glass frit is coated with a small amount (Example 5). Through this, it can be seen that the dispersibility of the glass frit and the electrical characteristics of the solar cell electrode vary depending on the content of the aliphatic amine compound used in the coating process (in other words, the thickness of the coating layer).
(5) 부착력 평가 1(5)
상기 실시예 1, 4 및 비교예 1에 따라 제조된 도전성 페이스트를 이용하여 상기와 같은 방법으로 태양전지 셀들을 제조한 후, 각 셀들의 전극에 태빙 공정(tabbing process)을 통해 도체 리본(ribbon)을 부착시켰다. 사용된 리본은 60Sn40Pb(kosbon社) 제품이고, 인두기를 이용하여 350℃에서 부착이 진행되었다. 이 후, 태양전지 전극과 리본 사이의 부착력을 측정하였다. 부착력 측정 장비는 LS1(Lloyd社) 제품으로, 180도 방향으로 250mm/min의 속도로 부착력 측정이 진행되었다. 도 5는 실시예 1, 4 및 비교예 1에 따라 제조된 도전성 페이스트를 이용하여 제조된 태양전지 전극과 리본 사이의 부착력 측정 결과를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 지방산 아민 화합물(예컨대, 옥타데실아민)로 코팅된 유리 프릿(제조예 1)은 부착력이 균일한 반면, 지방산(예컨대, 올레익산)으로 코팅된 유리 프릿(제조예 4)은 부착력이 불균일 한 것을 알 수 있다. 이를 통해, 지방족 아민 화합물로 코팅된 유리 프릿은 분산성이 향상되는 반면, 지방산으로 코팅된 유리 프릿은 분산성이 저하된 것을 유추할 수 있다. After manufacturing solar cells using the conductive pastes prepared according to Examples 1, 4 and Comparative Example 1 in the same manner as described above, a conductor ribbon (ribbon) through a tabbing process on the electrode of each cell Was attached. The ribbon used was a product of 60Sn40Pb (kosbon Co., Ltd.), and adhesion was performed at 350 ° C using a soldering iron. Then, the adhesive force between the solar cell electrode and the ribbon was measured. The adhesive force measuring device was manufactured by LS1 (Lloyd), and the adhesive force measurement was performed at a speed of 250 mm / min in a 180 degree direction. Figure 5 shows the results of the adhesion measurement between the ribbon and the solar cell electrode prepared using the conductive paste prepared according to Examples 1, 4 and Comparative Example 1. Referring to FIG. 5, the glass frit coated with a fatty acid amine compound (eg octadecylamine) (Preparation Example 1) has a uniform adhesion, while the glass frit coated with fatty acid (eg oleic acid) (Preparation Example 4) It can be seen that the adhesion is uneven. Through this, it is possible to infer that the glass frit coated with the aliphatic amine compound is improved in dispersibility, while the glass frit coated with fatty acid is inferior in dispersibility.
(6) 부착력 평가 2(6) adhesion evaluation 2
상기 실시예 1, 4 및 비교예 1에 따라 제조된 도전성 페이스트를 이용하여 상기와 같은 방법으로 태양전지 셀들을 제조한 후, 각 셀들의 전극에 상술한 태빙 공정(tabbing process)을 통해 도체 리본을 부착시켰다. 이 후, 도체 리본을 탈착하고 계면 이미지들을 측정하였다. 도 6a 내지 도 6c는 도체 리본의 탈착 후 촬영한 전극의 표면 이미지들이다. 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 실시예 1의 도전성 페이스트로 제조된 전극의 경우 비교예 1 및 실시예 4의 도전성 페이스트로 제조된 전극의 경우보다 리본 탈착 후의 계면이 균일한 것을 알 수 있다. 이를 통해, 지방족 아민 화합물로 코팅 처리된 유리 프릿은 분산성이 향상되는 반면, 지방산으로 코팅 처리된 유리 프릿은 분산성이 저하되는 것을 유추할 수 있다.After manufacturing solar cells in the same manner as described above using the conductive paste prepared according to Examples 1, 4 and Comparative Example 1, the conductor ribbon was applied to the electrodes of the cells through the above-described tabbing process. Attached. Thereafter, the conductor ribbon was detached and the interface images were measured. 6a to 6c are surface images of the electrode photographed after the detachment of the conductor ribbon. 6A to 6C, it can be seen that the electrode made of the conductive paste of Example 1 has a more uniform interface after ribbon detachment than that of the electrode made of the conductive paste of Comparative Examples 1 and 4. Through this, it is possible to infer that the glass frit coated with the aliphatic amine compound is improved in dispersibility while the glass frit coated with fatty acid is inferior in dispersibility.
전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, and the like illustrated in the above-described embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, contents related to such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the present invention.
10 : P형 실리콘 반도체 기판
20 : N형 불순물층
30 : 반사 방지막
40 : P+층(BSF : back surface field)
50 : 배면 알루미늄 전극
60 : 배면 실버 전극
100 : 전면 전극 10: P-type silicon semiconductor substrate
20: N-type impurity layer
30: antireflection film
40: P + layer (BSF: back surface field)
50: back aluminum electrode
60: back silver electrode
100: front electrode
Claims (7)
상기 유리 프릿은 Pb, Te 및 Bi 성분을 포함하고,
상기 유리 프릿은 지방산을 포함하지 않고 옥타데실아민(Octadecylamine)을 포함하는 지방족 아민 화합물을 알코올에 0.1 내지 0.5% 농도로 용해시켜 제조한 유기 용액을 이용하여 코팅 처리되어 0.1nm 내지 50nm 두께의 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지의 전면 전극 형성용 도전성 페이스트.
Metal powder, glass frit, and organic vehicle,
The glass frit comprises Pb, Te and Bi components,
The glass frit is coated with an organic solution prepared by dissolving an aliphatic amine compound including octadecylamine (Octadecylamine) in alcohol at a concentration of 0.1 to 0.5% in a concentration of 0.1 nm to 50 nm. A conductive paste for forming a front electrode of a solar cell, characterized in that formed.
상기 유리 프릿은 제1 유리 프릿이고,
상기 도전성 페이스트는 제2 유리 프릿 더 포함하되,
상기 제2 유리 프릿의 표면은 코팅 처리되지 않거나, 지방산으로 코팅 처리된 것을 특징으로 하는 태양전지의 전면 전극 형성용 도전성 페이스트.
The method of claim 1,
The glass frit is a first glass frit,
The conductive paste further includes a second glass frit,
The surface of the second glass frit is not coated or coated with a fatty acid conductive paste for forming a front electrode of a solar cell.
상기 지방산은 라우르산, 올레익산, 스테아릭산, 팔미트산 또는 아세트산을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 전면 전극 형성용 도전성 페이스트.
The method of claim 5,
The fatty acid includes lauric acid, oleic acid, stearic acid, palmitic acid or acetic acid, the conductive paste for forming a front electrode of a solar cell.
상기 전면 전극은, 제1항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항의 태양전지의 전면 전극 형성용 도전성 페이스트를 도포한 후 건조 및 소성시켜 제조된 것을 특징으로 하는 태양전지.In a solar cell having a front electrode on the upper substrate, and a back electrode on the lower substrate,
The front electrode is manufactured by applying a conductive paste for forming the front electrode of the solar cell of any one of claims 1, 5 and 6, drying and baking.
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