KR20100052997A - Lead-free seal composition for dye-sensitized solar cell panel sealing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 염료 감응 태양전지 봉착재 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 Bi2O3(A) 30 내지 45몰%(mole%), ZnO(B) 13 내지 35몰%, B2O3(C) 15 내지 35몰%, Al2O3(D) 0.1 내지 3몰%, R2O(E) 0 내지 5몰%(상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O 및 Cs2O로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상), R′O(F) 0 내지 5몰%(상기 R′O는 MgO, BaO, CaO 및 SrO로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상)를 포함하되, 상기 A≥(B+C)/2이고 E+F≥0.1을 만족하는 모유리 60 내지 95중량%와 나머지 저팽창 세라믹 필러로 구성되며, 400℃ 이하의 Tg(유리전이온도)와 60 내지 95×10-7/℃ 범위의 열팽창 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지 패널 봉착재 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a dye-sensitized solar cell sealing material composition, more specifically, Bi 2 O 3 (A) 30 to 45 mol% (mole%), ZnO (B) 13 to 35 mol%, B 2 O 3 ( C) 15 to 35 mol%, Al 2 O 3 (D) 0.1 to 3 mol%, R 2 O (E) 0 to 5 mol% (The R 2 O is Li 2 O, Na 2 O, K 2 O and At least one selected from the group consisting of Cs 2 O), R'O (F) 0 to 5 mol% (The R'O is at least one selected from the group consisting of MgO, BaO, CaO and SrO), It consists of 60 to 95% by weight of the mother glass and the remaining low expansion ceramic filler satisfying E + F ≥ 0.1 and the A ≥ (B + C) / 2, and the Tg (glass transition temperature) of 400 ℃ or less and 60 to 95 It relates to a dye-sensitized solar cell panel sealing material composition characterized by having a coefficient of thermal expansion in the range of x10 -7 / ℃.
1991년에 스위스의 그라첼 (Gratzel)에 의해 고효율의 염료감응 태양전지가 발명된 이후 전 세계적으로 많은 연구가 행하여져 왔다. 염료감응 태양전지는 6% 이상의 광전변환 효율을 가질 수 있고 기존의 실리콘 태양전지에 비해 제조원가가 50%이내 수준이므로 차세대 태양전지로써 활발한 연구활동이 이루어지고 있다. 염 료감응 태양전지는 통상 상,하판으로 이루어진 한 쌍의 패널 사이에 염료가 흡착된 다공성의 나노 산화물 입자 박막이 코팅된 전극과, 촉매로써 백금 혹은 탄소가 코팅된 상대 전극 사이에 전해질을 주입, 밀봉하여 만들어진다. Since the invention of high-efficiency dye-sensitized solar cells in 1991 by Gratzel, Switzerland, much research has been done around the world. Dye-sensitized solar cells can have photoelectric conversion efficiency of more than 6% and manufacturing cost is less than 50% compared to conventional silicon solar cells. Dye-sensitized solar cells usually inject an electrolyte between an electrode coated with a thin film of porous nano oxide particles adsorbed with dye between a pair of upper and lower panels, and a counter electrode coated with platinum or carbon as a catalyst. It is made by sealing.
일반적인 염료 감응 태양전지의 패널은 레진계 접착제로 삽입하여 두 기판사이를 밀봉하는 구조로 이루어져 있으며, 예를 들어 봉착층은 30~50㎛ 높이와 1~3mm 내외의 선폭을 형성하고 있다. 봉착재료는 셀 내부의 전해질 및 염료, 나노입자 다공질 TiO2 등을 보호하고 상/하 유리기판을 봉지하는 접착제로서의 기능을 수행한다. 그런데 레진계 접착제는 높은 온도에서 안정성이 떨어져 전해질이 빠져 나가서 셀의 수명이 저하되는 문제점이 있다. 이에 따라 셀 내부를 기밀 봉지하기 위해서 비스무스계 유리조성물의 페이스트 상태의 봉착제로서 디스펜싱 된 후 일반적으로 400~500℃ 온도에서 소성시킨다.The panel of a general dye-sensitized solar cell is composed of a structure that seals between two substrates by inserting a resin-based adhesive, for example, the sealing layer has a height of 30 to 50㎛ and a line width of about 1 to 3mm. The sealing material serves as an adhesive to protect electrolytes and dyes in the cell, nanoparticle porous TiO 2 , and the like and to seal the upper and lower glass substrates. However, resin-based adhesives have a problem that the life of the cell is lowered due to poor stability at high temperatures. Accordingly, in order to hermetically seal the inside of the cell, it is dispensed as a paste in the form of a paste of a bismuth-based glass composition, and then generally fired at a temperature of 400 to 500 ° C.
도 1은 염료 감응 태양전지의 패널 구조도이다. 도 1에서 볼 수 있는 것과 같이, 배면기판과 이기판 위에 상대전극, 전해질, 다공질 TiO2, 염료, 투명전극이 형성된 다층 구조로 이루어져 있고, 특히 봉착층은 1~3mm 내외의 선폭 30~50㎛ 높이를 이루고 있다. 봉착재료는 전면기판과 배면기판을 붙이는 접착제로서의 기능과 패널내부를 기밀봉지하는 기능을 갖고 페이스트상태의 봉착재는 디스펜싱 방법으로 제조되며, 상대전극 층의 위에 형성된다. 봉착 재료는 일반적으로 450 ~ 480℃에서 소성 가능한 납성분이 많은 프릿이 주로 사용되었다. 그러나 봉착공정의 Index time을 줄이기 위해서 400~500℃에서 소성가능한 납을 포함하지 않는 무연 봉착재를 요구하고 있다. 1 is a panel structure diagram of a dye-sensitized solar cell. As can be seen in FIG. 1, the counter electrode, the electrolyte, the porous TiO 2 , the dye, and the transparent electrode are formed on the rear substrate and the second substrate, and the sealing layer has a line width of about 30 to 50 μm in a range of about 1 to 3 mm. It is tall. The sealing material has a function of an adhesive for attaching the front substrate and the back substrate and a function of hermetically sealing the inside of the panel. The sealing material in a paste state is manufactured by a dispensing method and is formed on the counter electrode layer. As a sealing material, a frit-rich frit that is generally calcinable at 450 to 480 ° C is mainly used. However, in order to reduce the index time of the sealing process, lead-free sealing materials containing no lead that can be fired at 400 to 500 ° C are required.
그런데, 이러한 무연 봉착재는 일반적으로 연화점과 유리 전이온도가 납을 주성분으로 하는 봉착재에 비해 상당히 높기 때문에 공정온도가 높아야 하고, 조성물은 디스펜서법에 적합한 점도를 유지하기 위해 소량의 바인더 고분자를 사용하고 있어 점도 안정성에서 뒤떨어지며, 경시변화가 심한 것이 단점이다. 또한, 봉착 공정 후 기포가 다량 함유되어 봉합특성이 불량할 수 있는 가능성이 있다. 따라서, 저온봉착이 가능하도록 연화점 및 유리 전이온도가 낮은 봉착재 조성물의 개발이 요구되었다. However, these lead-free sealants generally require a higher process temperature because the softening point and glass transition temperature are significantly higher than those of lead-based sealants, and the composition uses a small amount of binder polymer to maintain a viscosity suitable for the dispenser method. It is inferior in viscosity stability and has a disadvantage of severe change over time. In addition, there is a possibility that a large amount of bubbles may be contained after the sealing step, and thus the sealing property may be poor. Therefore, it has been required to develop a sealing composition having a low softening point and a low glass transition temperature to enable low temperature sealing.
그러나, 종래에 알려진 무연 봉착재의 경우 저온봉착이 가능한 수준의 조성을 갖는 경우 결정석출의 문제가 나타나거나 유동성이 나쁘고 신뢰성이 떨어지는 등의 문제가 나타나 염료감응형 태양전지 패널의 저온봉착에 요구되는 물성을 만족할 수 없어 실제 적용하기 힘든 측면이 있고, 지금까지 개발된 비스무트 모유리는 PDP, LCD용 BLU를 봉착하기 위해서 필요한 열팽창계수(70~80×10-7/℃)와 상이한 100내지 110×10-7/℃의 열팽창 계수를 가지므로 이러한 열팽창계수의 차이를 맞추기 위해 비스무트 유리에 저팽창 내화 세라믹분말을 필러로 혼합하여 사용된다. 본 발명자들은 저온봉착이 가능하면서도 결정석출 등의 문제가 없는 비스무트계 봉착재의 개발을 위해 연구를 거듭한 끝에 Bi2O3(A) 30 내지 45몰%(mole%), ZnO(B) 13 내지 35몰% 및 B2O3(C) 20 내지 35몰%를 주성분으로 하는 모유리 80 내지 95중 량%와 나머지 저팽창 세라믹 필러로 구성되며, 상기 모유리의 조성에 있어서 A≥(B+C)/2를 만족하는 평판 디스플레이 패널 봉착용 프릿 조성물에 관한 특허출원을 하여 특허등록한 바 있다(특허 제654308호).However, in the case of a conventionally known lead-free sealing material, when the composition has a level capable of low temperature sealing, problems such as crystal precipitation or poor fluidity and low reliability appear, resulting in physical properties required for low temperature sealing of a dye-sensitized solar cell panel. not satisfactory for practical application and the hard side, the development up to now bi-mode glass thermal expansion coefficient required for a sealing BLU for PDP, LCD (70 ~ 80 × 10 -7 / ℃) different from 100 to 110 × 10 - Since it has a coefficient of thermal expansion of 7 / ℃, it is used by mixing a low-expansion refractory ceramic powder into a bismuth glass as a filler to match the difference of this coefficient of thermal expansion. The inventors of the present invention have repeatedly studied for the development of a bismuth-based sealing material capable of low temperature sealing but without problems such as crystallization, and thus, Bi 2 O 3 (A) 30 to 45 mol% (mole%) and ZnO (B) 13 to 35 mol% and B 2 O 3 (C) consists of a base glass and the remaining percent by weight 80 to 95 as a main component from 20 to 35 mol% of low-expansion ceramic filler, in the composition of the parent glass A≥ (B + A patent application for a frit composition for sealing a flat panel display panel satisfying C) / 2 has been filed and patented (Patent No. 654308).
그러나, 염료 감응형 태양전지 기판을 밀봉하기 위해서 필요한 열팽창 계수는 60~95×10-7/℃ 정도로 열팽창계수의 차이를 맞추기 위해 PDP, LCD용 BLU등에 사용되는 저팽창 내화 세라믹 분말의 양보다 더 많은 저팽창 내화 세라믹 분말이 요구되어 이로 인해, 봉착시 유리 혼합물의 유동특성저하로 인해 접착되지 않거나 파손이 발생되는 문제점이 발생된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 조성물의 열특성을 유리전이온도(Tg) 300℃ ~ 400℃, 열팽창계수를 95×10-7/℃ 이하로 하여 저팽창 내화 세라믹 분말을 과량으로 사용하지 않아도 500℃이하 온도에서 충분히 봉착 가능한 무연 봉착재 조성물의 개발이 요구되고 있다.However, the coefficient of thermal expansion necessary to seal the dye-sensitized solar cell substrate is more than the amount of low-expansion refractory ceramic powder used in PDP, LCD BLU, etc. to match the difference in thermal expansion coefficient of 60-95 × 10 -7 / ℃. Many low-expansion refractory ceramic powders are required, which results in the problem of unbonding or breakage due to reduced flow characteristics of the glass mixture upon sealing. In order to solve this problem, the thermal properties of the composition are 300 ° C to 400 ° C in the glass transition temperature (Tg), and the thermal expansion coefficient is 95 × 10 -7 / ° C or less. There is a need for development of a lead-free sealing material composition that can be sufficiently sealed at temperature.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 납성분을 함유하지 않아 환경오염의 염려가 없으면서도, 경제성이 우수하며 저온봉착이 가능하도록 연화점 및 유리전이온도가 낮으면서 유동성이 우수하고, 저온소성에서도 결정석출 등의 문제가 없어 봉착 후의 신뢰성과 내구성이 우수한 패널을 제조할 수 있으며, 또한 저온소성으로 봉착층의 형성이 가능하여 상하판 유리를 밀봉하는 봉착공정의 온도조건과 시간을 저감시켜 생산성을 향상하고, 제조원가를 감소시킬 수 있는 염료 감응형 태양전이용 패널 봉착재 조성물을 제공하는데 있다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is that it contains no lead, so there is no fear of environmental pollution, and it is economical and has low softening point and low glass transition temperature so that low temperature sealing is possible. It is possible to manufacture panels with excellent reliability and durability after sealing because there is no problem such as precipitation, and also it is possible to form sealing layer by low-temperature firing and to improve productivity by reducing the temperature condition and time of sealing process for sealing upper and lower glass. In addition, to provide a dye-sensitized solar panel panel sealant composition that can reduce the manufacturing cost.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 염료 감응형 태양전지 패널 봉착재 조성물에 있어서, 상기 조성물은 Bi2O3(A) 30 내지 45몰%(mole%), ZnO(B) 13 내지 35몰%, B2O3(C) 15 내지 35몰%, Al2O3(D) 0.1 내지 3몰%, R2O(E) 0 내지 5몰%(상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O 및 Cs2O로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상), R′O(F) 0 내지 5몰%(상기 R′O는 MgO, BaO, CaO 및 SrO로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상)를 포함하되, 상기 A≥(B+C)/2이고 E+F≥0.1을 만족하는 모유리 60 내지 95중량%와 나머지 저팽창 세라믹 필러로 구성되며, 400℃ 이하의 Tg(유리전이온도)와 60 내지 95×10-7/℃ 범위의 열팽창 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 염료 감응형 태양전지 패널 봉착재 조성물을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a dye-sensitized solar cell panel sealant composition, wherein the composition is Bi 2 O 3 (A) 30 to 45 mol% (mole%), ZnO (B) 13 to 35 mol %, B 2 O 3 (C) 15 to 35 mol%, Al 2 O 3 (D) 0.1 to 3 mol%, R 2 O (E) 0 to 5 mol% (The R 2 O is Li 2 O, Na At least one selected from the group consisting of 2 O, K 2 O, and Cs 2 O), and 0 to 5 mol% of R′O (F) (wherein R′O is 1 selected from the group consisting of MgO, BaO, CaO, and SrO). Species), consisting of 60 to 95% by weight of the mother glass satisfying A≥ (B + C) / 2 and satisfying E + F≥0.1 and the remaining low-expansion ceramic filler, Tg (glass of up to 400 ° C) Transition temperature) and a thermal expansion coefficient in the range of 60 to 95 × 10 −7 / ° C. to provide a dye-sensitized solar cell panel encapsulant composition.
또한, 본 발명은 상기 저팽창 세라믹 필러가 알루미나, 지르코니아, 산화아연, TiO2, 지르코늄포스페이트, 코디어라이트(cordierite),티탄산 비스무트, 비정질 실리카(fused silca), 유크립타이트(eucryptite), 티탄산 알루미나(aluminum titanate), 지르콘(zircon), 스포듀민(spodumene), 윌레마이트(willemite) 및 뮬라이트(mulite)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 패널 봉착재 조성물을 제공한다.In addition, the present invention, the low-expansion ceramic filler is alumina, zirconia, zinc oxide, TiO 2 , zirconium phosphate, cordierite (cordierite), bismuth titanate, fused silca, eucryptite (eucryptite), alumina titanate (Aluminum titanate), zircon (zircon), spodumene (spodumene), willemite (willemite) and mullite (mulite) is provided at least one member of the panel-encapsulation material of the dye-sensitized solar cell, characterized in that do.
또한, 본 발명은 상기 모유리가 MnO2, Fe2O3, Co3O4, CoO 및 V2O5로 구성된 군 으로부터 선택된 1종 이상을 0.1 내지 5몰%를 더 포함한 것을 특징으로 하는 염료감응형 태양전지의 패널 봉착재 조성물을 제공한다.In addition, the present invention is a dye-sensitized, characterized in that the mother glass further comprises 0.1 to 5 mol% of one or more selected from the group consisting of MnO 2 , Fe 2 O 3 , Co 3 O 4 , CoO and V 2 O 5 . Provided is a panel encapsulant composition of a solar cell.
본 발명에 의하면, 납성분을 포함하지 않아 환경오염의 문제가 없으면서도, 점도 안정성이 우수하고 소성후 봉착(seal)층 내부 표면에 기포가 적고 밀봉특성이 우수한 패널을 제공할 수 있으며, 또한 저온소성으로 봉착층의 형성이 가능하여 상하판 유리를 밀봉하는 봉착공정의 온도조건과 시간을 저감시켜 생산성을 향상하고, 제조원가를 감소할 수 있는 염료 감응형 태양전지의 패널 봉착재 조성물을 제공한다. According to the present invention, it is possible to provide a panel that does not contain lead components and has excellent viscosity stability, low bubbles on the inner surface of the sealing layer after firing, and excellent sealing properties without any problem of environmental pollution. The present invention provides a panel sealing material composition of a dye-sensitized solar cell capable of forming a sealing layer by reducing the temperature and time of the sealing process for sealing the upper and lower plates of glass, thereby improving productivity and reducing manufacturing costs.
이하에서 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 염료감응형 태양전지의 패널 봉착재 조성물은 납(Pb)성분을 실질적으로 포함하지 않고 Bi2O3(A) 30 내지 45몰%(mole%), ZnO(B) 13 내지 35몰%, B2O3(C) 15 내지 35몰%, Al2O3(D) 0.1 내지 3몰%, R2O(E) 0 내지 5몰%(상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O 및 Cs2O로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상), R′O(F) 0 내지 5몰%(상기 R′O는 MgO, BaO, CaO 및 SrO로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상)를 포함하되, 상기 A≥(B+C)/2이고 E+F≥0.1을 만족하는 모유리 60 내지 95중량%와 나머지 저팽창 세라믹 필러로 구성된다. 상기와 같은 본 발명의 염료 감응형 태양전지의 봉착재 조성물의 모유리 조성은 종래의 문헌에 개시된 비스무스계 무연 프 릿의 조성과 일부 중복되기는 하지만, 본 발명자들의 연구와 시험에 따르면 저온봉착을 하더라도 결정석출 등의 문제가 발생하지 않는 봉착재는 모유리의 조성 범위가 상기 조성 범위에 한정되며 또한 상기 주성분간에 A≥(B+C)/2, 즉 전체 모유리 중 Bi2O3의 양(몰수 기준)이 ZnO와 B2O3의 양을 합한 것의 반 이상이 되어야만 되어야 함을 알게 되었다. 확실한 것은 아니지만, 본 발명자들은 모유리의 제조과정중 각 산화물의 중심원자들이 상호 결합을 하는 과정에서 원소간의 결합수의 차이로 인해 유리되는 산화물 성분의 비율에 따라 결정석출이 발생하는 것으로 생각하고 있으며, 본 발명과 같은 비스무스계 모유리의 경우 산화비스무스(A)의 몰수가 산화아연(B)과 산화붕소(C)의 몰수를 합한 양의 반 이상이 되어야 결정 석출이 억제할 수 있는 것으로 생각된다.The panel encapsulant composition of the dye-sensitized solar cell of the present invention is substantially free of lead (Pb) components and contains 30 to 45 mol% (mole%) of Bi 2 O 3 (A) and 13 to 35 mol of ZnO (B). %, B 2 O 3 (C) 15 to 35 mol%, Al 2 O 3 (D) 0.1 to 3 mol%, R 2 O (E) 0 to 5 mol% (The R 2 O is Li 2 O, Na At least one selected from the group consisting of 2 O, K 2 O, and Cs 2 O), and 0 to 5 mol% of R′O (F) (wherein R′O is 1 selected from the group consisting of MgO, BaO, CaO, and SrO). At least 60-95% by weight of the mother glass satisfying E + F ≧ 0.1 and the remaining low-expansion ceramic filler. Although the mother glass composition of the encapsulant composition of the dye-sensitized solar cell of the present invention as described above partially overlaps with the composition of the bismuth-free lead-free frit disclosed in the prior art, according to the researches and tests of the present inventors, The sealing material which does not cause problems such as crystallization, the composition range of the mother glass is limited to the composition range, and A≥ (B + C) / 2, i.e., the amount of Bi 2 O 3 in the whole mother glass (moles) Criteria) must be at least half of the sum of ZnO and B 2 O 3 . Although it is not certain, the present inventors believe that the precipitation of crystals occurs depending on the ratio of oxide components released due to the difference in the number of bonds between elements in the process of bonding the central atoms of the respective oxides in the manufacturing process of the mother glass. In the case of the bismuth-based mother glass such as the present invention, it is thought that the precipitation of crystals can be suppressed when the number of moles of bismuth oxide (A) is at least half the sum of the number of moles of zinc oxide (B) and boron oxide (C). .
상기 모유리 중 Bi2O3의 함량은 전체 모유리를 기준으로 30 내지 45몰% 범위인 것이 바람직하다. 상기 Bi2O3의 함량이 30몰% 미만이면 모유리의 연화온도가 500℃ 이상으로 되어 봉착재료의 역할을 할 수 없으며, 반면 45몰%를 초과하는 경우 열팽창계수가 높아져 봉착이 곤란해진다. The content of Bi 2 O 3 in the mother glass is preferably in the range of 30 to 45 mol% based on the entire mother glass. When the content of Bi 2 O 3 is less than 30 mol%, the softening temperature of the mother glass becomes 500 ° C. or more, and thus cannot serve as a sealing material. On the other hand, when the content of Bi 2 O 3 exceeds 45 mol%, the thermal expansion coefficient becomes high, making sealing difficult.
또한, 상기 모유리 중 ZnO의 함량은 전체 모유리를 기준으로 13 내지 35몰% 범위인 것이 바람직하다. 상기 ZnO의 함량이 13몰% 미만이면 열팽창계수가 높아져 봉착이 곤란해지며, 반면 35몰%를 초과하는 경우에는 결정상이 석출되어 봉착이 어려워지고 염료 감응형 태양전지의 패널의 신뢰성과 내구성이 저하되기 때문이다. In addition, the content of ZnO in the mother glass is preferably in the range of 13 to 35 mol% based on the entire mother glass. When the ZnO content is less than 13 mol%, the thermal expansion coefficient becomes high, and thus, the sealing becomes difficult. On the other hand, when the ZnO content exceeds 35 mol%, the crystal phase precipitates, making the sealing difficult, and the reliability and durability of the panel of the dye-sensitized solar cell are deteriorated. Because it becomes.
또한, 상기 모유리 중 B2O3의 함량은 전체 모유리를 기준으로 15 내지 35몰% 범위인 것이 바람직하다. 상기 B2O3의 함량이 20몰% 미만이면 결정상이 석출되며, 반면 35몰%를 초과하게 되면 연화온도가 500℃를 초과하게 되어 저온봉착이 어려워지기 때문이다. In addition, the content of B 2 O 3 in the mother glass is preferably in the range of 15 to 35 mol% based on the entire mother glass. If the content of the B 2 O 3 is less than 20 mol% precipitates the crystal phase, whereas if it exceeds 35 mol% softening temperature exceeds 500 ℃ because it is difficult to seal at low temperatures.
상기 모유리는 상기 주성분 외에 알루미나 0.1 내지 3몰%를 더 포함할 수 있다. 상기 알루미나는 화학적 내구성을 높여주며 상기 알루미나의 함량이 모유리 전체를 기준으로 0.3몰% 미만이면 첨가 효과가 극히 미미하고, 반면 3몰%를 초과하는 경우에는 유리가 불안정하게 된다.The mother glass may further include 0.1 to 3 mol% of alumina in addition to the main component. The alumina increases the chemical durability and the addition effect is very small when the content of the alumina is less than 0.3 mol% based on the entire mother glass, while the glass becomes unstable when it exceeds 3 mol%.
또한, 상기 모유리는 R2O(E) 0 내지 5몰%(상기 R2O는 Li2O, Na2O, K2O 및 Cs2O로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상), R′O(F) 0 내지 5몰%(상기 R′O는 MgO, BaO, CaO 및 SrO로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상)를 포함한다. 상기 알칼리 및 알칼리토 금속의 산화물은 연화점을 내리고 유리의 안정성을 향상시키는 역할을 수행한다. 또한, 상기 E+F≥0.1을 만족하는 것이 바람직하다. 상기 알칼리금속 산화물 및/또는 알칼리토 금속 산화물의 함량이 모유리 전체를 기준으로 0.1몰% 미만이면 첨가효과가 미미하여 연화점이 높아지는 문제가 있고, 반면 5몰%를 초과하는 경우에는 결정상이 석출되어 바람직하지 않다. In addition, the mother glass is R 2 O (E) 0 to 5 mol% (The R 2 O is at least one selected from the group consisting of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O and Cs 2 O), R ' O (F) 0 to 5 mol% (wherein R′O is one or more selected from the group consisting of MgO, BaO, CaO and SrO). Oxides of the alkali and alkaline earth metals serve to lower the softening point and improve the stability of the glass. In addition, it is preferable that E + F ≧ 0.1 is satisfied. If the content of the alkali metal oxide and / or alkaline earth metal oxide is less than 0.1 mol% based on the entire mother glass, there is a problem in that the softening point is increased due to the insignificant effect of addition, whereas in the case of more than 5 mol%, the crystalline phase is precipitated, which is preferable. Not.
또한, 상기 모유리는 MnO2, Fe2O3, Co3O4, CoO 및 V2O5로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상을 0.1 내지 5몰%를 더 포함할 수 있다.In addition, the mother glass may further include 0.1 to 5 mol% of one or more selected from the group consisting of MnO 2 , Fe 2 O 3 , Co 3 O 4 , CoO, and V 2 O 5 .
또한, 본 발명의 염료 감응형 태양전지 패널 봉착재 조성물은 저팽창 세라믹 필러를 포함한다. 상기 '저팽창 세라믹 필러'는 일반적으로 봉착재 조성물에 사용 되는 필러 중 상대적으로 팽창성이 낮은 필러를 지칭하는 것으로 본 명세서에서는 상온 내지 300℃에서의 -60(마이너스 60) 내지 40×10-7/℃ 범위의 평균열팽창률을 갖는 필러를 의미한다. 상기 저팽창 세라믹 필러의 바람직한 예로는 코디어라이트(cordierite), 유크립타이트(eucryptite), 티탄산 알루미나(aluminum titanate),티탄산 비스무트, 지르콘(zircon), 스포듀민(spodumene), 윌레마이트(willemite) 및 뮬라이트(mulite) 중에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다. In addition, the dye-sensitized solar cell panel sealing material composition of the present invention contains a low-expansion ceramic filler. The 'low-expansion ceramic filler' generally refers to a filler having a relatively low expandability among the fillers used in the encapsulant composition. In the present specification, -60 (minus 60) to 40 × 10 −7 / It means a filler having an average thermal expansion coefficient in the range of ℃. Preferred examples of the low expansion ceramic filler include cordierite, eucryptite, alumina titanate, bismuth titanate, zircon, spodumene, willemite and It is preferable that it is at least one selected from mullite.
본 발명의 염료감응형 태양 전지 패널 봉착재 조성물은 상기 조성을 갖는 모유리 60 내지 95중량%와 나머지 저팽창 세라믹 필러로 구성된다. 모유리의 함량이 전체 봉착재 조성물의 총중량을 기준으로 60중량% 미만이면 흐름성이 저하되어 봉착이 곤란해지고, 반면 모유리의 함량이 95중량%를 초과하는 경우에는 열팽창률이 높아져 문제가 있기 때문이다. 본 발명의 패널 봉착재 조성물은 400℃ 이하의 Tg(유리전이온도)와 상기 봉착재 조성물의 소성 후의 실온 내지 300℃ 범위에서의 평균 열팽창계수가 60 내지 95×10-7/℃ 범위인 것을 특징으로 한다. 상기 열팽창계수의 범위는 패널의 전, 후면 유리의 열팽창계수와 유사한 것으로 봉착재의 열팽창계수가 평판 디스플레이 패널을 구성하는 유리와의 열팽창계수와 비슷한 수치를 나타내는 경우 봉착을 비롯한 염료 감응형 태양전지 패널의 제조시 또는 패널 작동시 발생하는 응력을 최소화할 수 있기 때문에 내구성 및 신뢰성을 높일 수 있다.The dye-sensitized solar panel encapsulant composition of the present invention comprises 60 to 95% by weight of the mother glass having the above composition and the remaining low-expansion ceramic filler. If the content of the mother glass is less than 60% by weight based on the total weight of the entire encapsulant composition, the flowability decreases, so that the sealing becomes difficult. On the other hand, if the content of the mother glass exceeds 95% by weight, the thermal expansion rate increases, which is problematic. Because. The panel encapsulant composition of the present invention has a Tg (glass transition temperature) of 400 deg. C or less and an average coefficient of thermal expansion in the range of room temperature to 300 deg. C after firing of the encapsulant composition is in the range of 60 to 95 x 10 -7 / deg. It is done. The thermal expansion coefficient is in a range similar to that of the front and rear glass of the panel. When the thermal expansion coefficient of the encapsulant exhibits a value similar to that of the glass constituting the flat panel display panel, the dye-sensitized solar cell panel including the sealing Since the stress generated during manufacturing or panel operation can be minimized, durability and reliability can be increased.
본 발명의 봉착재 조성물은 페이스트 조성물의 형태로 사용될 수 있다. 페이스트 조성물에 관한 상세한 내용는 전술한 본 출원인의 특허 제654308호에 기재 된 바와 같을 수 있다. The sealant composition of the present invention can be used in the form of a paste composition. Details regarding the paste composition may be as described in applicant's patent 654308 described above.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예로만 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. However, the following examples are merely to help the understanding of the present invention, the scope of the present invention is not limited only to the following examples.
(제조)실시예 및 비교예(봉착재 조성물 제조)(Manufacture) Example and comparative example (sealing material composition production)
하기 표 1에 기재한 것과 같은 조성을 갖는 모유리 원료를 미리 정량하여 호퍼에 투입하여 혼합한 후 이송스크류를 통해 용융로에 이송하여 용융로에서 용융, 청징 등의 과정을 거쳐 모유리를 제조하고, 이를 분쇄하였다. 그 후, 미리 정량하여 분쇄한 저팽창성 세라믹 필러를 혼합하여 봉착재 조성물을 제조하였다. The mother glass raw material having a composition as described in Table 1 below was pre-quantified, mixed in a hopper, and then transferred to a melting furnace through a transfer screw to prepare mother glass through melting, clarification, and the like in a melting furnace, and pulverizing it. It was. Thereafter, the low-expansion ceramic filler quantified and pulverized in advance was mixed to prepare a sealing material composition.
앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.One embodiment of the present invention described above should not be construed as limiting the technical spirit of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.
도 1은 염료감응 태양전지 셀의 구조를 설명하기 위한 단면구조도1 is a cross-sectional structure diagram for explaining the structure of a dye-sensitized solar cell
Claims (3)
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Legal Events
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