KR20070028579A - 페이스트 조성물 및 그것을 이용한 태양 전지 소자 - Google Patents

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Abstract

환경에 악영향을 주는 물질로서 유리 프릿을 포함시키지 않고도, 또는 환경에 악영향을 주는 물질로서 유리 프릿의 함유량을 저감해도 태양 전지의 이면 전극으로서 원하는 기능을 유지할 수 있는 것과 함께, 알루미늄 전극층과 p형 실리콘 반도체 기판의 결합을 강화하는 것이 가능한 페이스트 조성물과, 그 조성물을 이용하여 형성된 전극을 구비한 태양 전지 소자를 제공한다. 페이스트 조성물은 p형 실리콘 반도체 기판(1)의 위에 알루미늄 전극층(8)을 형성하기 위한 페이스트 조성물로서, 알루미늄 분말과, 유기질 비히클과, 금속 알콕시드를 포함한다. 태양 전지 소자는 상기의 특징을 갖는 페이스트 조성물을 p형 실리콘 반도체 기판(1)의 위에 도포한 후 소성함으로써 형성된 알루미늄 전극층(8)을 구비한다.
유리 프릿, 태양 전지, 알루미늄 전극층, p형 실리콘 반도체 기판, 페이스트 조성물, 알루미늄 분말, 유기질 비히클, 금속 알콕시드

Description

페이스트 조성물 및 그것을 이용한 태양 전지 소자{PASTE COMPOSITION AND SOLAR CELL ELEMENT EMPLOYING SAME}
본 발명은 일반적으로는 페이스트 조성물 및 그것을 이용한 태양 전지 소자에 관한 것으로, 특정적으로는 결정계 실리콘 태양 전지를 구성하는 p형 실리콘 반도체 기판상에 이면 알루미늄 전극을 형성할 때에 이용되는 페이스트 조성물 및 그것을 이용한 태양 전지 소자에 관한 것이다.
태양 전지는 안전하고, 또한 환경에 악영향을 주지 않는 클린 에너지원으로서 보다 광범위하게 실용화가 요망되고 있다.
도 1은 태양 전지 소자의 일반적인 단면 구조를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 두께가 300~600 ㎛인 p형 실리콘 반도체 기판(1)의 수광면측에는 두께가 0.3~0.5 ㎛인 n형 불순물층(2), 반사 방지막(3) 및 그리드 전극(4)이 차례로 형성되어 있다.
또한 p형 실리콘 반도체 기판(1)의 이면측에는 이면 전극으로서 알루미늄 전 극층(8)이 형성되어 있다. 알루미늄 전극층(8)은 알루미늄 소결층(5)과 알루미늄 실리콘 혼합층(6)으로 구성되고, 알루미늄 분말, 유리 프릿 및 유기질 비히클로 이루어지는 페이스트 조성물을 스크린 인쇄 등으로 도포하고, 건조한 후 660℃(알루미늄의 융점) 이상의 온도로 소성함으로써 형성된다. 이 소성 시에 알루미늄이 p형 실리콘 반도체 기판(1)의 내부에 확산되어 알루미늄 소결층(5)과 p형 실리콘 반도체 기판(1) 사이에 알루미늄 실리콘 혼합층(6)이 형성됨과 동시에 알루미늄 원자의 확산에 의한 확산층으로서 p＋층(또는 p＋＋층)(7)이 형성된다. 이 p＋층(7)의 존재에 의해 생성 캐리어의 수집 효율을 향상시키는 BSF(Back Surface Field) 효과를 얻을 수 있다. 실제의 이면 전극은 소성 후의 알루미늄 소결층(5), 알루미늄 실리콘 혼합층(6) 및 p＋층(7)의 세 층을 그대로 사용하는 경우와, 전기 저항을 저감시키기 위해 소성 후의 알루미늄 소결층(5), 또는 소성 후의 알루미늄 소결층(5)과 알루미늄 실리콘 혼합층(6)을 화학적 방법 등에 의하여 제거한 후, 그 표면상에 은이나 동으로 이루어지는 전극층을 형성하여 사용하는 경우가 있다. 어느 경우에 있어서도 p＋층(7)이 BSF효과를 발휘한다.
이면 전극으로서 알루미늄 전극층(8)을 형성하기 위해 이용되는 페이스트 조성물은 일반적으로 알루미늄 분말, 유리 프릿 및 유기질 비히클로 이루어진다.
알루미늄 분말은 알루미늄 소결층(5), 알루미늄 실리콘 혼합층(6) 및 알루미늄 원자의 확산에 의한 p＋층(7)을 형성할 목적으로 60~80 질량% 정도 첨가된다.
유리 프릿은 소성 시에 휘발하지 않고 용해되고 냉각 시에 재응고하는 작용을 이용하여 알루미늄 전극층(8)과 p형 실리콘 반도체 기판(1)의 결합을 강화할 목적으로 1~5 질량% 정도 첨가된다.
유기질 비히클은 페이스트 조성물을 스크린 인쇄 등으로 도포할 때의 도포성 및 인쇄성을 향상시킬 목적으로 15~40 중량% 정도 첨가된다.
태양 전지는 안전하고, 또한 환경에 악영향을 주지 않는 클린 에너지원으로서 주목받고 있기 때문에 환경에 악영향을 주는 물질을 태양 전지의 구성물로부터 제거 또는 저감하는 것이 광범위한 실용화를 향한 하나의 과제로 되어 있다.
그런데, 태양 전지의 이면 전극으로서 원하는 기능을 유지하면서 소성 시에 있어서의 p형 실리콘 반도체 기판의 휨 또는 균열의 발생을 방지하기 위해, 페이스트 조성물에 대하여 여러 가지로 검토되고 있다.
일본국 공개특허공보 제2000-90734호(특허문헌 1)에는, 태양 전지의 이면 전극으로서 원하는 기능을 유지하면서 소성 시에 있어서의 p형 실리콘 반도체 기판의 휨 또는 균열의 발생을 방지하기 위해, 알루미늄 전극층을 얇게 하는 것이 가능한 도전성 페이스트로서, 알루미늄 분말, 유리 프릿, 유기질 비히클에 추가하여 알루미늄 함유 유기 화합물을 더 함유하는 것이 개시되어 있다.
또한, 일본국 공개특허공보 제2003-223813호(특허문헌 2)에는, p형 실리콘 반도체 기판을 얇게 한 경우에도 도포량을 줄이지 않고 원하는 BSF효과를 충분히 달성할 수 있으며, 또한 소성 후의 p형 실리콘 반도체 기판의 변형을 억제하는 것이 가능한 페이스트 조성물로서, 알루미늄 분말, 유기질 비히클에 추가하여 열팽창 률이 알루미늄보다도 적고, 또한 용융 온도, 연화 온도 및 분해 온도의 어느 쪽이 알루미늄의 융점보다도 높은 무기 화합물을 더 포함하는 것이 개시되어 있다.
또한, 일본국 공개특허공보 제2004-134775호(특허문헌 3)에는, 태양 전지의 이면 전극으로서 원하는 기능을 유지하면서 소성 시에 있어서의 알루미늄 전극층의 수축을 작게 하여 휨 또는 균열의 발생을 방지하기 위한 도전성 페이스트 조성물로서, 알루미늄 분말, 유리 프릿, 유기질 비히클에 추가하여 해당 유기질 비히클에 난용해성 또는 불용해성인 유기 화합물 입자 및 탄소 입자 중의 적어도 1종류를 더 함유하는 것이 개시되어 있다.
그러나, 이들 공보에 개시된 페이스트 조성물에 있어서도 유리 프릿이 필수 성분으로 되어 있다. 종래부터 유리 프릿으로는 환경에 악영향을 주는 납 함유 유리가 이용되고 있다.
따라서, 환경에 악영향을 주지 않는다는 관점에서 SiO2-PbO계, SiO2-B2O3-PbO계 등의 납 함유 유리의 대체물로서, Bi2O3-SiO2-B2O3계, ZnO계 등의 납이 함유되지 않은 유리(lead-free glass)를 이용하는 것이 검토되고 있다.
그러나, 납을 함유하지 않은 유리는 융점이 높고, 균일하게 용해시키기 위해서는 소성 온도가 상승하며, 또한 소성 시간이 길어진다는 문제가 있다.
특허문헌 1: 일본국 공개특허공보 제2000-90734호
특허문헌 2: 일본국 공개특허공보 제2003-223813호
특허문헌 3: 일본국 공개특허공보 제2004-134775호
따라서, 본 발명의 목적은 상기의 문제를 해결하는 것으로서, 환경에 악영향을 주는 물질인 유리 프릿을 포함시키지 않거나 또는 환경에 악영향을 주는 물질인 유리 프릿의 함유량을 저감해도, 태양 전지의 이면 전극으로서 원하는 기능을 유지할 수 있고 알루미늄 전극층과 p형 실리콘 반도체 기판의 결합을 강화할 수 있는 페이스트 조성물과, 그 조성물을 이용하여 형성된 전극을 구비한 태양 전지 소자를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 특정한 조성을 갖는 페이스트 조성물을 사용함으로써 상기의 목적을 달성할 수 있다는 것을 발견했다. 이러한 발견에 기초한 본 발명에 따른 페이스트 조성물은 다음의 특징을 구비하고 있다.
본 발명의 일면에 따른 페이스트 조성물은, p형 실리콘 반도체 기판상에 전극을 형성하기 위한 페이스트 조성물로서, 알루미늄 분말과, 유기질 비히클과, 금속 알콕시드를 포함한다. 여기에서 “금속 알콕시드”란, “금속”으로서 금속, 반금속, 또는 반도체를 포함하는 알콕시드를 말한다.
본 발명의 하나의 국면에 따른 페이스트 조성물은, 알루미늄 분말을 60 질량% 이상 75 질량% 이하, 유기질 비히클을 10 질량% 이상 35 질량% 이하, 금속 알콕시드를 0.1 질량% 이상 20 질량% 이하 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 하나의 국면에 따른 페이스트 조성물은, p형 실리콘 반도체 기판상에 전극을 형성하기 위한 페이스트 조성물로서, 알루미늄 분말과, 유기질 비히클과, 금속 알콕시드를 가수 분해하여 중축합시킴으로써 얻어진 졸 및/또는 겔을 포함한다. 여기에서 “금속 알콕시드”란, “금속”으로서 금속, 반금속, 또는 반도체를 포함하는 알콕시드를 말한다.
본 발명의 또 하나의 국면에 따른 페이스트 조성물은, 알루미늄 분말을 60 질량% 이상 75 질량% 이하, 유기질 비히클을 10 질량% 이상 35 질량% 이하, 금속 알콕시드를 가수 분해하여 중축합시킴으로써 얻어진 졸 및/또는 겔을 0.1 질량% 이상 20 질량% 이하 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게는 본 발명의 하나의 국면에 따른 페이스트 조성물 또는 본 발명의 또 하나의 국면에 따른 페이스트 조성물에 있어서, 금속 알콕시드는 금속으로서 규소를 포함하는 금속 알콕시드이다.
또한, 바람직하게는 본 발명의 하나의 국면에 따른 페이스트 조성물 또는 본 발명의 또 하나의 국면에 따른 페이스트 조성물은, 무기 화합물 입자, 유기 화합물 입자 및 탄소 입자로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종류의 입자를 더 포함한다. 이 경우, 무기 화합물 입자 및/또는 유기 화합물 입자의 평균 입경은 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 탄소 입자의 평균 입경은 1 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 바람직하게는 본 발명의 하나의 국면에 따른 페이스트 조성물 또는 본 발명의 또 하나의 국면에 따른 페이스트 조성물은 유리 프릿을 더 포함한다.
본 발명에 따른 태양 전지 소자는 상기 어느 쪽의 특징을 갖는 페이스트 조성물을 p형 실리콘 반도체 기판상에 도포한 후 소성시켜서 형성된 전극을 구비한다. 이 경우 p형 실리콘 반도체 기판과 전극의 사이에는 금속 알콕시드에 포함되어 있던 금속 화합물이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
발명의 효과
이상과 같이, 본 발명에 따르면 금속 알콕시드 또는 금속 알콕시드를 가수 분해하여 중축합시킴으로써 얻어진 졸 및/또는 겔을 포함하는 페이스트 조성물을 도포한 p형 실리콘 반도체 기판을 소성함으로써, 환경에 악영향을 주는 물질인 유리 프릿을 포함시키지 않거나 환경에 악영향을 주는 물질인 유리 프릿의 함유량을 저감해도, 태양 전지의 이면 전극으로서 원하는 BSF효과와 태양 전지의 원하는 에너지 변환 효율을 유지하면서, 알루미늄 전극층과 p형 실리콘 반도체 기판의 결합을 강화할 수 있는 페이스트 조성물, 및 그 조성물을 이용하여 형성된 전극을 구비한 태양 전지 소자를 얻을 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최적의 형태
본 발명의 페이스트 조성물은 알루미늄 분말, 유기질 비히클에 더하여 금속 알콕시드, 또는 금속 알콕시드를 가수 분해하여 중축합시킴으로써 얻어진 졸 및/또는 겔을 더 함유하는 것을 특징으로 하고 있다. 금속 알콕시드는 금속 유기 화합물의 일종이며, 적어도 하나의 M-O-C(M: 금속, 반금속, 또는 반도체)결합을 갖는 화합물이다. 금속 알콕시드에는 금속 원소의 종류와 그 가수(valence)의 차이, 알콕시기의 종류와 그 조합의 차이에 의해 다른 화합물로 되는 것, 또한 두 종류의 금속으로 이루어지는 더블 알콕시드나 다른 유기기로 일부 치환된 것도 포함하여 많은 종류의 화합물이 존재한다.
본 발명의 페이스트 조성물에 있어서는, 상태(常態) 외에 가수 분해하여 중축합시킴으로써 얻어진 졸 및/또는 겔의 상태로 금속 알콕시드를 포함시켜도 된다. 예를 들면, 테트라메톡시실란, 물, 메탄올 및 암모니아를 1:10:2.2:3.7×10－4의 몰비로 혼합하여 가수 분해해서 중축합시킴으로써 실록산을 생성하여, 그 졸 상태의 물질이 얻어지며, 더욱 반응이 진행되면 겔 상태의 물질이 얻어진다.
금속 알콕시드를 함유하는 페이스트 조성물을 p형 실리콘 반도체 기판에 도포하여 소성해서 냉각할 때에 형성되는 알루미늄 전극층과 p형 실리콘 반도체 기판의 사이에는, 금속 알콕시드가 열분해하여 생성된 금속 산화물 등의 금속 화합물이 치밀하게 형성되어 알루미늄 전극층과 p형 실리콘 반도체 기판의 결합을 강화할 수 있다.
따라서, 종래 소성 후의 알루미늄 전극층과 p형 실리콘 반도체 기판의 결합을 강화하기 위해서는, 페이스트 조성물 속에 유리 프릿을 첨가하는 것 이외에 실질적으로 유효한 수단은 없었지만, 본 발명의 페이스트 조성물을 이용하면 유리 프릿을 포함시키는 일 없이, 또는 유리 프릿을 포함시켰다고 해도 유리 프릿의 함유량을 저감시켜서 상기의 결합을 강화할 수 있다.
최근, 태양 전지 소자의 박형화 요구에 따라 실리콘 반도체 기판을 얇게 하면서 도전성 페이스트를 박막으로 도포하면, 평균 입경이 1~2 ㎛ 정도의 통상 사용되고 있는 유리 프릿에서는 페이스트 조성물 속에 유리 프릿이 점재하고 있기 때문에 도 1에 나타내는 소결 후의 알루미늄 전극층(8)과 p형 실리콘 반도체 기판(1)의 결합이 약한 부분이 발생하여 결합력이 불균일해진다는 문제도 발생하고 있다. 그 결과 알루미늄 전극층(8)이 박리될 염려가 있다.
또한, 환경에 악영향을 주지 않도록 하기 위해 유리 프릿으로서 융점이 높은 납 프리 유리를 사용하면 입자상 유리의 용해와 재응고가 더욱 불균일하게 되어 알루미늄 전극층(8)이 박리될 염려가 커진다. 또한, 납 프리 유리 프릿은 융점이 높기 때문에 입자상 유리의 용해와 재응고를 균일하게 하기 위해서는 소성 온도를 높게 하고, 소성 시간을 길게 할 필요가 있다. 이로 인해 알루미늄 소결층(5)의 소결이 과도하게 진행되고, 또한 알루미늄 실리콘 혼합층(6)이 과도하게 형성되기 때문에 p형 실리콘 반도체 기판(1)의 휨 등의 변형량이 증대되거나, 알루미늄 소결층(5)이 팽창하거나(블리스터), 표면에 알루미늄 볼(ball)이 발생하는 등의 현상이 일어나고, 결과적으로 태양 전지 소자로서 사용할 수 없게 된다.
본 발명의 페이스트 조성물에서는 소성 후의 알루미늄 전극층과 p형 실리콘 반도체 기판의 결합을 강화하기 위해 유리 프릿을 포함시킬 필요가 없고, 또는 소성 후의 알루미늄 전극층과 p형 실리콘 반도체 기판의 결합을 강화하기 위해 기여하는 유리 프릿의 함유량을 저감시킬 수 있기 때문에, 환경에 악영향을 주는 물질을 사용할 가능성을 없앨 수 있으며, 또는 환경에 악영향을 주는 물질로서 유리 프릿을 포함시켰다고 해도 환경에 악영향을 주는 물질의 함유량을 저감시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 페이스트 조성물에는 융점이 높은 납 프리 유리를 사용할 필요가 없고, 또는 납 프리 유리를 포함시켰다고 해도 납 프리 유리의 함유량을 저감시킬 수 있기 때문에, 알루미늄 전극층이 박리되는 일이 없으며, 소성 후의 알루미늄 전극층과 p형 실리콘 반도체 기판의 밀착성을 높일 수 있고, 납 프리 유리를 사용하는 경우에 비하여 p형 실리콘 반도체 기판의 휨 등의 변형을 억제할 수 있다.
본 발명의 페이스트 조성물에 포함되는 금속 알콕시드로는, 알루미늄부톡시드, 또는 티탄프로폭시드 등 외에, 보론메톡시드 등의 어느 재료도 적합하게 사용할 수 있다. 특히, 테트라에톡시실란 등의 규소를 포함하는 금속 알콕시드를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 금속 알콕시드를 가수 분해하여 중축합시킴으로써 얻어진 졸 및/또는 겔의 상태로서 금속 알콕시드를 본 발명의 페이스트 조성물에 포함시켜도 된다. 예를 들면, 테트라에톡시실란을 가수 분해하여 중축합시킴으로써 실록산이 생성되고, 그 졸 상태의 것이 얻어지며, 더욱 반응이 진행되면 겔의 상태의 것이 얻어진다.
본 발명의 페이스트 조성물에 포함되는 금속 알콕시드의 함유량, 또는 금속 알콕시드를 가수 분해하여 중축합시킴으로써 얻어진 졸 및/또는 겔의 함유량은 0.1 질량% 이상 20 질량% 이하인 것이 바람직하다. 금속 알콕시드의 함유량, 금속 알콕시드를 가수 분해하여 중축합시킴으로써 얻어진 졸 및/또는 겔의 함유량이 0.1 질량% 미만이면 소성 후의 알루미늄 전극층과 p형 실리콘 반도체 기판의 결합을 강화할 정도의 충분한 첨가 효과를 얻을 수 없다. 금속 알콕시드의 함유량, 금속 알콕시드를 가수 분해하여 중축합시킴으로써 얻어진 졸 및/또는 겔의 함유량이 20 질량%를 넘으면 소성 후에 생성되는 금속 화합물에 의하여 알루미늄 소결층의 전기 저항이 높아져서 태양 전지 소자의 특성이 저하된다.
또한, 본 발명의 페이스트 조성물에 포함되는 금속 알콕시드, 또는 금속 알콕시드를 가수 분해하여 중축합시킴으로써 얻어진 졸 및/또는 겔은 그 알콕시기의 성질을 이용하여 일부 유기질 비히클의 대체로서도 이용할 수 있다.
본 발명의 페이스트 조성물에 포함되는 알루미늄 분말은 평균 입경이 10㎛ 이하인 것이 바람직하다. 평균 입경이 10㎛를 넘으면 페이스트 조성물의 도포 시에 있어서 알루미늄 분말과 실리콘 반도체 기판의 접촉점이 적어져서 소성 후에 균일한 알루미늄 실리콘 합금층이 얻어지지 않는 경우가 있다.
또한, 본 발명의 페이스트 조성물에 포함되는 알루미늄 분말의 함유량은 60 질량% 이상 75 질량% 이하인 것이 바람직하다. 알루미늄 분말의 함유량이 60 질량% 미만이면 소성 후의 알루미늄 전극층의 표면 저항이 증대되어 에너지 변환 효율의 저하가 초래될 염려가 있다. 알루미늄 분말의 함유량이 75 질량%를 넘으면 스크린 인쇄시에 페이스트의 도포성이 저하된다.
본 발명의 페이스트 조성물에 포함되는 유기질 비히클로서는, 용제에 필요에 따라서 각종 첨가제 및 수지를 용해한 것이 사용된다.
용제로서는 공지의 것이 사용 가능하며, 구체적으로는, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르 등이 있다.
각종 첨가제로서는, 예를 들면 산화 방지제, 부식 억제제, 소포제, 증점제, 가소제, 분산제, 점착부여제(tackifier), 커플링제, 정전 부여제, 중합 금지제, 틱소트로피제(thixotropy agent), 침강 방지제 등을 사용할 수 있다.
구체적으로는, 예를 들면 폴리에틸렌글리콜에스테르 화합물, 폴리에틸렌글리콜에테르 화합물, 폴리옥시에틸렌솔비탄에스테르 화합물, 솔비탄알킬에스테르 화합물, 지방족 다가 카본산 화합물, 인산에스테르 화합물, 폴리에스테르산의 아마이드아민염, 산화폴리에틸렌계 화합물, 지방산 아마이드 왁스 등을 사용할 수 있다.
수지로서는 공지의 것이 사용 가능하고, 에틸렌셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 폴리비닐부틸알, 페놀 수지, 멜라닌 수지, 요소 수지, 자일렌 수지, 알키드 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 푸란 수지, 우레탄 수지, 이소시아네이트 화합물이나 시아네이트 화합물 등의 열경화 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, ABS 수지, 폴리메타크릴산메틸, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리아세트산비닐, 폴리비닐알콜, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리설폰, 폴리이미드, 폴리에테르설폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리4불화 에틸렌, 실리콘 수지 등의 1종류 또는 2종류 이상을 조합할 수 있다. 또한, 본 발명의 페이스트 조성물에 포함되는 유기질 비히클은 수지를 용해하지 않는 것도 포함된다.
유기질 비히클의 함유량은 10 질량% 이상 35 질량% 이하인 것이 바람직하다. 유기질 비히클의 함유량이 10 질량% 미만이면, 또는 35 질량%를 넘으면 페이스트의 인쇄성이 저하된다.
또한, 본 발명의 페이스트 조성물은 알루미늄 전극층과 p형 실리콘 반도체 기판의 결합을 더욱 강화하기 위해 유리 프릿을 포함해도 된다. 유리 프릿의 함유량은 5 질량% 이하인 것이 바람직하다. 유리 프릿의 함유량이 5 질량%를 넘으면 유리의 편석이 발생할 염려가 있다. 또한, 이 경우 유리 프릿으로서는, 환경에 악영향을 주지 않는 납 프리 유리를 이용하는 것이 가장 바람직한데, 납 프리 유리 프릿의 융점이 높은 것에 의한 상기 문제를 가능한 한 완화하기 위해 납 함유 유리를 이용해도 된다. 유리 프릿으로서 납 함유 유리를 이용했다고 해도 본 발명의 페이스트 조성물에는 종래에 비하여 상기 결합에 기여하는 납 함유 유리의 함유량을 저감시킬 수 있기 때문에 환경에 악영향을 주는 물질의 함유량을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 페이스트 조성물은 알루미늄 전극층과 p형 실리콘 반도체 기판의 열팽창 계수의 차이에 의한 소성 후 태양 전지 소자의 휨 등의 변형을 방지하기 위해, 무기 화합물 입자, 유기 화합물 입자 및 탄소 입자의 어느 1종류 이상을 더 포함해도 된다. 무기 화합물 입자, 유기 화합물 입자 및 탄소 입자의 어느 1종류 이상의 함유량은 총량으로 0.1 질량% 이상 10 질량% 이하인 것이 바람직하다. 무기 화합물 입자, 유기 화합물 입자 및 탄소 입자의 어느 1종류 이상의 함유량이 총량으로 0.1 질량% 미만이면 휨을 방지할 정도의 충분한 첨가 효과를 얻을 수 없다. 또한, 10 질량%를 넘으면 알루미늄 전극층의 전기 저항값이 증대되어 페이스트의 소결성이 저해될 가능성이 있다.
무기 화합물 입자로서는, 열팽창률이 알루미늄보다도 작고, 또한 용융 온도, 연화 온도 및 분해 온도의 어느 쪽이 알루미늄의 융점보다도 높은 무기 화합물 분말이면 어떠한 재료도 적합하게 사용할 수 있다. 무기 화합물 입자의 평균 입경은 10㎛ 이하, 바람직하게는 5㎛ 이하이다.
유기 화합물 입자로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아크릴 수지, 에폭시 수지 등이 있다. 유기 화합물 입자의 평균 입경은 10㎛ 이하, 바람직하게는 5㎛ 이하이다.
탄소 분말로서는, 특히 카본블랙 등 이외에, 탄소 섬유, 유리상 탄소 등의 평균 입경이 1㎛ 이하, 바람직하게는 0.5㎛ 이하인 미세 분말이라면 어느 재료도 보다 적합하게 사용할 수 있다.
도 1은 하나의 실시 형태로서 본 발명이 적용되는 태양 전지 소자의 일반적인 단면 구조를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예와 종래예에 있어서, 알루미늄 전극층을 형성한 소성 후의 p형 실리콘 반도체 기판의 변형량을 측정하는 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다.
＊부호의 설명＊
1: p형 실리콘 반도체 기판 2: n형 불순물층
3: 반사 방지막 4: 그리드 전극
5: 알루미늄 소결층 6: 알루미늄 실리콘 혼합층
7: p＋층 8: 알루미늄 전극층
이하, 본 발명의 하나의 실시예에 대하여 설명한다.
우선, 유기질 비히클에 알루미늄 분말을 70 질량%, 금속 알콕시드, 첨가 입자 및 유리 프릿을 표 1에 나타내는 비율로 함유시킨 각종 페이스트 조성물을 제작했다.
구체적으로는, 글리콜에테르계 유기 용제를 이용한 유기질 비히클에 각종 금속 알콕시드를 추가하고, 알루미늄 분말, 첨가 입자 및 유리 프릿을 표 1에 나타내는 비율로 추가하고, 주지의 혼합기로 혼합하여 페이스트 조성물을 얻었다.
여기에서, 알루미늄 분말은 p형 실리콘 반도체 기판과의 반응성 확보, 도포성 및 도포막의 균일성을 위하여 평균 입경 0.5~10 ㎛의 구형, 또는 구형에 가까운 형상을 갖는 입자로 이루어지는 분말을 이용했다.
또한, 입자를 첨가하는 경우는 평균 입경 0.025㎛의 탄소 입자 또는 평균 입경 0.3㎛의 산화 규소를 사용했다.
또한, 유리 프릿을 첨가하는 경우는 납 프리 유리로서 평균 입경 1.5㎛의 Bi2O3-SiO2-B2O3계 유리를 사용했다.
상기의 각종 페이스트 조성물을 크기가 2인치(50.8㎜)×2인치(50.8㎜)이고, 두께가 280㎛인 p형 실리콘 반도체 기판에 180메시의 스크린 인쇄판을 이용하여 도포ㆍ인쇄했다. 도포량은 소성 후의 알루미늄 전극층의 두께가 40~50 ㎛로 되도록 설정했다.
페이스트가 인쇄된 p형 실리콘 반도체 기판을 건조한 후, 적외선 소성로에서 공기 분위기에서 400℃/분의 승온 속도로 가열하고, 온도 700℃에서 30초간 유지하는 조건으로 소성했다. 소성 후 냉각하여 도 1에 나타내는 바와 같이, p형 실리콘 반도체 기판(1)에 이면 전극으로 이루어지는 알루미늄 전극층(8)을 형성한 각 시료를 얻었다.
각 시료의 특성을 다음과 같이 평가하여, 표 1에 나타냈다.
(밀착성)
알루미늄 전극층을 형성한 소성 후의 알루미늄 전극층과 p형 실리콘 반도체 기판의 밀착성은 셀로판테이프에 의한 박리 테스트에 의하여 다음과 같이 평가했다.
○: 박리 없음, △: 약간 박리, ×: 크게 박리.
(외관)
알루미늄 전극층을 형성한 소성 후의 알루미늄 전극층의 외관은 육안에 의하여 다음과 같이 평가했다.
○: 기포 또는 균열 없음, △: 기포 또는 균열이 약간 있음, ×: 기포 또는 균열이 현저히 있음.
(변형량)
알루미늄 전극층을 형성한 소성 후의 p형 실리콘 반도체 기판의 변형량은 소성, 냉각 후에 도 2에 나타내는 바와 같이, 알루미늄 전극층을 위로 하여 기판의 네모서리의 일단을 화살표로 나타내는 바와 같이 누르고, 그 대각에 위치하는 일단 의 들뜸량(기판의 두께를 포함한다)(x)을 측정함으로써 평가했다. 그 들뜸량(x)을 “변형량(㎜)”으로 나타낸다.
(알루미늄 전극층 표면 저항)
태양 전지 소자로 했을 때의 에너지 변환 효율의 지표로서, 알루미늄 전극층의 표면 저항을 4단자식 표면저항 측정기(넵슨사제 RG-5형 시트 저항 측정기)로 측정했다. 측정 조건은 전압을 4㎷, 전류를 100㎃, 표면에 주어지는 하중을 200grf(1.96N)로 했다. 그 측정값을 전극층 표면 저항(mΩ/□)으로 나타낸다.
(p＋층 표면 저항)
그 후, 상기 알루미늄 전극층을 형성한 p형 실리콘 반도체 기판을 염산 수용액에 침지함으로써 알루미늄 전극층(8)을 용해 제거한 후 BSF효과의 지표로서 p＋층(7)이 형성된 p형 실리콘 반도체 기판(1)의 표면 저항을 4단자식 표면 저항 측정기로 측정했다. 그 측정값을 p＋층 표면 저항(Ω/□)으로 나타낸다.
금속 알콕시드 유리 프릿 (질량%) 첨가 입자 [종류] (질량%) 특성
에틸 실리케이트 (질량%) 알루 미늄 부톡 시드 (질량%) 에틸 실리케이트 가수 분해 겔액 알루미늄 전극층 표면 저항 (mΩ/□) p＋층 표면 저항 (Ω/□) 밀착성 외 관 변형량 (㎜)
종래예 1 - - - 4 - 6.7 16.9 △ ○ 1.2
종래예 2 - - - 2 - 5.9 17.2 × ○ 1.1
실시예 1 10 - - - - 3.0 16.3 ○ ○ 0.5
실시예 2 5 - - - - 5.5 20.5 ○ ○ 0.5
실시예 3 1 - - - - 4.5 19.2 ○ ○ 0.6
실시예 4 10 - - 1 - 4.9 16.7 ○ ○ 0.5
실시예 5 5 - - 2 - 5.4 17.6 ○ ○ 0.6
실시예 6 1 - - 3 - 5.9 15.5 ○ ○ 0.7
실시예 7 - 17 - - - 4.4 19.2 ○ ○ 0.5
실시예 8 - 5 - - - 4.9 23.1 ○ ○ 0.6
실시예 9 - 1 - 2 - 5.5 18.3 ○ ○ 0.8
실시예 10 - - 14 - - 3.7 20.7 ○ ○ 0.6
실시예 11 - - 8 - - 5.9 22.4 ○ ○ 0.5
실시예 12 - - 2 - 5.4 18.9 ○ ○ 0.7
실시예 13 - - 2 2 - 6.3 23.7 ○ ○ 0.7
실시예 14 1 - - - [탄소] 0.02 5.0 20.4 ○ ○ 0.8
실시예 15 1 - - - [탄소] 0.1 5.0 19.3 ○ ○ 0.6
실시예 16 1 - - - [탄소] 0.3 5.0 22.2 ○ ○ 0.6
실시예 17 1 - - - [탄소] 0.5 6.5 22.7 ○ ○ 0.5
실시예 18 1 - - - [산화 규소] 3 7.2 16.9 ○ ○ 0.8
실시예 19 1 - - - [산화 규소] 8 6.7 19.2 ○ ○ 0.7
종래예 1과 2의 시료의 밀착성을 개선하기 위해 온도 750℃에서 30초간 유지하는 조건으로 소성한 시료를 작성하여 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[표 2]
유리 프릿 (질량%) 특성
알루미늄 전극층 표면 저항 (mΩ/□) p＋층 표면 저항 (Ω/□) 밀착성 외관 변형량 (㎜)
종래예 3 4 7.7 19.7 ○ × 1.5
종래예 4 2 8.2 22.1 ○ △ 1.6
표 1 및 2의 결과로부터 실시예에서는 종래예에 비하여 알루미늄 전극층 표면 저항과 p＋층 표면 저항을 대략 동일 정도로 유지한 후에 알루미늄 전극층의 밀착성을 개선할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한 실시예에서는 종래예에 비하여 소결 후의 p형 실리콘 반도체 기판의 변형량도 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
이상으로 개시된 실시 형태나 실시예는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 이상의 실시 형태나 실시예가 아닌 특허 청구 범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 수정이나 변형을 포함하는 것이다.
본 발명의 페이스트 조성물은 결정계 실리콘 태양 전지를 구성하는 p형 실리콘 반도체 기판상에 이면 알루미늄 전극을 형성할 때에 이용되고, 환경에 악영향을 주는 물질로서 유리 프릿을 포함시키지 않거나 또는 환경에 악영향을 주는 물질로서 유리 프릿의 함유량을 저감해도, 태양 전지의 이면 전극으로서 원하는 BSF효과와 태양 전지의 원하는 에너지 변환 효율을 유지함과 동시에 태양 전지 소자에 있어서 알루미늄 전극층과 p형 실리콘 반도체 기판의 결합을 강화할 수 있다.

Claims (18)

  1. p형 실리콘 반도체 기판(1)상에 전극(8)을 형성하기 위한 페이스트 조성물로서, 알루미늄 분말, 유기질 비히클, 및 금속 알콕시드를 포함하는 페이스트 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    알루미늄 분말을 60 질량% 이상 75 질량% 이하, 유기질 비히클을 10 질량% 이상 35 질량% 이하, 금속 알콕시드를 0.1 질량% 이상 20 질량% 이하 포함하는
    페이스트 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 알콕시드는 금속으로서 규소를 포함하는 금속 알콕시드인
    페이스트 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    무기 화합물 입자, 유기 화합물 입자 및 탄소 입자로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종류의 입자를 더 포함하는
    페이스트 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 무기 화합물 입자 및/또는 상기 유기 화합물 입자의 평균 입경이 10㎛ 이하인
    페이스트 조성물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 탄소 입자의 평균 입경이 1㎛ 이하인
    페이스트 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    유리 프릿을 더 포함하는
    페이스트 조성물.
  8. p형 실리콘 반도체 기판(1)상에 전극(8)을 형성하기 위한 페이스트 조성물로서, 알루미늄 분말, 유기질 비히클, 및 금속 알콕시드를 가수 분해하여 중축합시킴으로써 얻어진 졸 및/또는 겔을 포함하는 페이스트 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    알루미늄 분말을 60 질량% 이상 75 질량% 이하, 유기질 비히클을 10 질량% 이상 35 질량% 이하, 금속 알콕시드를 가수 분해하여 중축합시킴으로써 얻어진 졸 및/또는 겔을 0.1 질량% 이상 20 질량% 이하 포함하는
    페이스트 조성물.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 금속 알콕시드는 금속으로서 규소를 포함하는 금속 알콕시드인
    페이스트 조성물.
  11. 제8항에 있어서,
    무기 화합물 입자, 유기 화합물 입자 및 탄소 입자로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종류의 입자를 더 포함하는
    페이스트 조성물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 무기 화합물 입자 및/또는 상기 유기 화합물 입자의 평균 입경이 10㎛ 이하인
    페이스트 조성물.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 탄소 입자의 평균 입경이 1㎛ 이하인
    페이스트 조성물.
  14. 제8항에 있어서,
    유리 프릿을 더 포함하는
    페이스트 조성물.
  15. p형 실리콘 반도체 기판(1)상에 전극(8)을 형성하기 위한 페이스트 조성물로서, 알루미늄 분말, 유기질 비히클, 및 금속 알콕시드를 포함하는 페이스트 조성물을 p형 실리콘 반도체 기판상에 도포한 후 소성함으로써 형성된 전극(8)을 구비한 태양 전지 소자.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 p형 실리콘 반도체 기판(1)과 상기 전극(8)의 사이에는 상기 금속 알콕시드에 포함된 금속 화합물이 형성되어 있는
    태양 전지 소자.
  17. p형 실리콘 반도체 기판(1)상에 전극(8)을 형성하기 위한 페이스트 조성물로서, 알루미늄 분말, 유기질 비히클, 및 금속 알콕시드를 가수 분해하여 중축합시킴으로써 얻어진 졸 및/또는 겔을 포함하는 페이스트 조성물을 p형 실리콘 반도체 기판상에 도포한 후 소성함으로써 형성된 전극(8)을 구비한 태양 전지 소자.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 p형 실리콘 반도체 기판(1)과 상기 전극(8)의 사이에는 상기 금속 알콕시드에 포함된 금속 화합물이 형성되어 있는
    태양 전지 소자.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009061984A2 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Technic, Inc. Method of metallizing solar cell conductors by electroplating with minimal attack on underlying materials of construction
WO2010143794A1 (ko) * 2009-06-08 2010-12-16 제일모직 주식회사 도핑 기능을 갖는 에칭 페이스트 및 이를 이용한 태양전지의 선택적 에미터 형성방법
WO2011028058A3 (en) * 2009-09-04 2011-07-14 Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd. Aluminum paste for a back electrode of solar cell
KR20150036363A (ko) * 2012-07-19 2015-04-07 히타치가세이가부시끼가이샤 패시베이션층 형성용 조성물, 패시베이션층이 형성된 반도체 기판, 패시베이션층이 형성된 반도체 기판의 제조 방법, 태양 전지 소자, 태양 전지 소자의 제조 방법 및 태양 전지
KR20160045716A (ko) * 2013-08-23 2016-04-27 도요 알루미늄 가부시키가이샤 페이스트 조성물 및 태양 전지 소자

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7494607B2 (en) * 2005-04-14 2009-02-24 E.I. Du Pont De Nemours And Company Electroconductive thick film composition(s), electrode(s), and semiconductor device(s) formed therefrom
JP4975338B2 (ja) * 2006-03-01 2012-07-11 三菱電機株式会社 太陽電池及びその製造方法
WO2007125879A1 (ja) * 2006-04-25 2007-11-08 Sharp Corporation 太陽電池電極用導電性ペースト
WO2008047580A1 (fr) * 2006-09-28 2008-04-24 Kyocera Corporation Élément de batterie solaire et procédé de fabrication associé
JP4697194B2 (ja) * 2006-10-13 2011-06-08 日立化成工業株式会社 太陽電池セルの接続方法及び太陽電池モジュール
JP2008160018A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Toyo Aluminium Kk ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子
DE102007012277A1 (de) 2007-03-08 2008-09-11 Gebr. Schmid Gmbh & Co. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle sowie damit hergestellte Solarzelle
EP2149155B9 (en) * 2007-05-07 2012-04-25 Georgia Tech Research Corporation Formation of high quality back contact with screen-printed local back surface field
JP2008306023A (ja) * 2007-06-08 2008-12-18 Toyo Aluminium Kk ペースト組成物と太陽電池素子
GB2451497A (en) * 2007-07-31 2009-02-04 Renewable Energy Corp Asa Contact for solar cell
CN101861656B (zh) * 2007-11-15 2012-07-11 日立化成工业株式会社 太阳能电池单体
JP2009129600A (ja) * 2007-11-21 2009-06-11 Toyo Aluminium Kk ペースト組成物と太陽電池素子
US7833808B2 (en) * 2008-03-24 2010-11-16 Palo Alto Research Center Incorporated Methods for forming multiple-layer electrode structures for silicon photovoltaic cells
JP2009290105A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Sharp Corp 太陽電池、太陽電池の製造方法および太陽電池モジュール
US20120064291A1 (en) * 2009-03-06 2012-03-15 Gaochao Lai Electrically conductive paste composition and electrically conductive film formed by using the same
US8906269B2 (en) * 2009-04-07 2014-12-09 Lg Innotek Co., Ltd. Paste and solar cell using the same
US20100294353A1 (en) * 2009-05-21 2010-11-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Conductive paste for solar cell electrode
DE102009044038A1 (de) 2009-09-17 2011-03-31 Schott Solar Ag Verfahren zur Herstellung eines Kontaktbereichs eines elektronischen Bauteils
WO2011046365A2 (ko) * 2009-10-13 2011-04-21 주식회사 엘지화학 은 페이스트 조성물 및 이를 이용한 태양전지
US20110180138A1 (en) * 2010-01-25 2011-07-28 Hitachi Chemical Company, Ltd. Paste composition for electrode and photovoltaic cell
US20110180137A1 (en) * 2010-01-25 2011-07-28 Hitachi Chemical Company, Ltd. Paste composition for electrode and photovoltaic cell
US9390829B2 (en) 2010-01-25 2016-07-12 Hitachi Chemical Company, Ltd. Paste composition for electrode and photovoltaic cell
US20110180139A1 (en) * 2010-01-25 2011-07-28 Hitachi Chemical Company, Ltd. Paste composition for electrode and photovoltaic cell
CN102142467B (zh) * 2010-01-29 2013-07-03 比亚迪股份有限公司 一种太阳电池背电场铝浆及其制备方法
FR2959870B1 (fr) * 2010-05-06 2012-05-18 Commissariat Energie Atomique Cellule photovoltaique comportant une zone suspendue par un motif conducteur et procede de realisation.
CN101882636B (zh) * 2010-05-12 2011-10-19 中国科学院半导体研究所 背光面为广谱吸收层的硅基太阳能电池结构及其制作方法
KR101181190B1 (ko) * 2010-07-30 2012-09-18 엘지이노텍 주식회사 태양 전지 및 이의 후면 전극용 페이스트 조성물
DE102010037319B4 (de) * 2010-09-03 2013-11-14 Hanwha Q.CELLS GmbH Solarzelle mit verbesserter Rückseitenmetallisierungsschicht
US20120152343A1 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aluminum paste compositions comprising siloxanes and their use in manufacturing solar cells
US8778231B2 (en) 2010-12-16 2014-07-15 E I Du Pont De Nemours And Company Aluminum pastes comprising boron nitride and their use in manufacturing solar cells
US9224517B2 (en) 2011-04-07 2015-12-29 Hitachi Chemical Company, Ltd. Paste composition for electrode and photovoltaic cell
JP2012226830A (ja) * 2011-04-14 2012-11-15 Sony Corp 色素増感太陽電池および色素増感太陽電池の製造方法
US9337363B2 (en) 2011-05-11 2016-05-10 International Business Machines Corporation Low resistance, low reflection, and low cost contact grids for photovoltaic cells
CN102243901B (zh) * 2011-06-28 2013-07-17 陈晓东 不含无机粘接剂硅太阳能电池铝背场用浆料及其制备方法
CN102324266B (zh) * 2011-08-18 2012-10-03 江苏泓源光电科技有限公司 无玻璃粉晶体硅太阳能电池铝浆及其制备方法
US8927428B2 (en) * 2011-11-04 2015-01-06 E I Du Pont De Nemours And Company Process of forming an aluminum p-doped surface region of an n-doped semiconductor substrate
US9076919B2 (en) * 2011-11-04 2015-07-07 E I Du Pont De Nemours And Company Process of forming an aluminum p-doped surface region of a semiconductor substrate
DE102011086302A1 (de) * 2011-11-14 2013-05-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung einer metallischen Kontaktierungsstruktur auf einer Oberfläche einer Halbleiterstruktur und photovoltaische Solarzelle
KR101350706B1 (ko) 2011-11-24 2014-01-17 한국화학연구원 졸―겔 공정을 이용한 나노사이즈 글래스 프릿의 제조 방법 및 이를 포함하는 태양전지 전극 형성 방법
JP5134722B1 (ja) * 2011-12-02 2013-01-30 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 太陽電池とこれに用いるペースト材料
CN103426496A (zh) * 2012-05-25 2013-12-04 比亚迪股份有限公司 太阳能电池用铝背场浆料及其制备方法、太阳能电池片的制备方法以及太阳能电池片
JP2015170548A (ja) * 2014-03-10 2015-09-28 東京応化工業株式会社 電極形成用ペースト組成物並びにこれを用いた電極の製造方法及び太陽電池
US11565973B2 (en) 2016-04-06 2023-01-31 Ceramicoat International Limited Sprayable silicate-based coatings and methods for making and applying same
US20190135681A1 (en) * 2016-04-06 2019-05-09 Ceramicoat International Limited Sprayable alumino-silicate coatings, resins, their compositions and products
CN110289121B (zh) * 2019-06-19 2021-10-26 南通天盛新能源股份有限公司 一种用于perc太阳能电池背面的合金铝浆

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5413689A (en) * 1992-06-12 1995-05-09 Moltech Invent S.A. Carbon containing body or mass useful as cell component
JP3510761B2 (ja) * 1997-03-26 2004-03-29 太陽インキ製造株式会社 アルカリ現像型光硬化性導電性ペースト組成物及びそれを用いて電極形成したプラズマディスプレイパネル
TW434577B (en) * 1998-06-18 2001-05-16 Futaba Denshi Kogyo Kk Aluminum paste for fluorescent display device, fluorescent display device using aluminum paste and method for manufacturing the same
JP2000090734A (ja) * 1998-09-16 2000-03-31 Murata Mfg Co Ltd 導電性ペースト及びそれを用いた太陽電池
DE19910816A1 (de) * 1999-03-11 2000-10-05 Merck Patent Gmbh Dotierpasten zur Erzeugung von p,p+ und n,n+ Bereichen in Halbleitern
JP4726354B2 (ja) * 2001-08-22 2011-07-20 東洋アルミニウム株式会社 ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池
CN1316509C (zh) * 2001-09-06 2007-05-16 诺利塔克股份有限公司 导体组合物及其制造方法
JP3910072B2 (ja) 2002-01-30 2007-04-25 東洋アルミニウム株式会社 ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池
US20040055635A1 (en) 2002-09-19 2004-03-25 Hiroshi Nagakubo Conductive paste, method for manufacturing solar battery, and solar battery

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009061984A2 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Technic, Inc. Method of metallizing solar cell conductors by electroplating with minimal attack on underlying materials of construction
WO2009061984A3 (en) * 2007-11-09 2009-08-06 Technic Method of metallizing solar cell conductors by electroplating with minimal attack on underlying materials of construction
WO2010143794A1 (ko) * 2009-06-08 2010-12-16 제일모직 주식회사 도핑 기능을 갖는 에칭 페이스트 및 이를 이용한 태양전지의 선택적 에미터 형성방법
WO2011028058A3 (en) * 2009-09-04 2011-07-14 Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd. Aluminum paste for a back electrode of solar cell
KR20150036363A (ko) * 2012-07-19 2015-04-07 히타치가세이가부시끼가이샤 패시베이션층 형성용 조성물, 패시베이션층이 형성된 반도체 기판, 패시베이션층이 형성된 반도체 기판의 제조 방법, 태양 전지 소자, 태양 전지 소자의 제조 방법 및 태양 전지
KR20160045716A (ko) * 2013-08-23 2016-04-27 도요 알루미늄 가부시키가이샤 페이스트 조성물 및 태양 전지 소자

Also Published As

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JP2012074653A (ja) 導電性組成物及びそれを用いた太陽電池の製造方法並びに太陽電池

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