KR20120002974A - 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 그를 이용한 실리콘 태양전지 - Google Patents

전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 그를 이용한 실리콘 태양전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20120002974A
KR20120002974A KR1020110142821A KR20110142821A KR20120002974A KR 20120002974 A KR20120002974 A KR 20120002974A KR 1020110142821 A KR1020110142821 A KR 1020110142821A KR 20110142821 A KR20110142821 A KR 20110142821A KR 20120002974 A KR20120002974 A KR 20120002974A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal paste
electrode
paste composition
carbon
powder
Prior art date
Application number
KR1020110142821A
Other languages
English (en)
Inventor
황덕재
박종욱
김상호
김소원
이수희
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020110142821A priority Critical patent/KR20120002974A/ko
Publication of KR20120002974A publication Critical patent/KR20120002974A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0236Special surface textures
    • H01L31/02366Special surface textures of the substrate or of a layer on the substrate, e.g. textured ITO/glass substrate or superstrate, textured polymer layer on glass substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 그를 이용한 실리콘 태양전지에 관한 것이다. 본 발명의 전극형성용 금속 페이스트 조성물은, 유리 프릿 분말, 은 분말, 및 유기 바인더를 포함하는 전극형성용 금속 페이스트 조성물에 있어서, 탄소계 물질 분말을 더 포함하고, 상기 탄소계 물질 분말의 함량은 상기 은 분말 100 중량부에 대하여 20 중량부 이하인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 전극형성용 금속 페이스트 조성물은 은의 함유량을 줄여도 생성된 전극의 전기 전도도가 실질적으로 감소되지 않는다.

Description

전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 그를 이용한 실리콘 태양전지{Metal paste composition for forming electrode, Method of preparing the same and Silicon solar cell using the same}
본 발명은 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 그를 이용한 실리콘 태양전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경제적으로 각종 회로나 전자제품에서 전극의 형성에 사용될 수 있는 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 이를 이용하는 실리콘 태양전지에 관한 것이다.
최근 전자 산업이 발달함에 따라 전자제품 및 소자의 소형화 및 높은 신뢰성을 요구되고 있으며, 높은 집적도를 요구하는 현재 전자제품의 회로 패턴이나 전극 형성을 위해 다양한 방법들이 시도되고 있다. 그 중에서 도전성 금속 페이스트를 사용하는 것이 공정 중 부산물이나 오염물질의 생성이 적어 관심의 대상이 되고 있다.
일반적으로 사용되는 금속 페이스트는 도전성 금속, 유리 프릿, 유기 바인더를 포함하여 이루어지며, 도전성 금속으로는 은, 알루미늄 등이 사용되고, 그 중에서 은이 주로 사용된다. 현재 도전성 금속 페이스트가 주로 사용되는 제품으로는 하이브리드 IC, 반도체IC의 실장이나 각종 콘덴서 및 전극 등이 있으며, 최근 PCB, EL, 터치패널, RFID, LCD, PDP, 태양전지 등의 첨단 전자제품에도 널리 사용되는 등, 관련 산업이 확대 발전됨에 따라 그 수요도 더욱 증가하고 있는 실정이다.
일 예로 태양전지의 경우에는 최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 그 중에서도 태양전지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목 받고 있다.
태양전지에는 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 전지와, 반도체의 성질을 이용하여 태양빛(photons)을 전기에너지로 변환시키는 태양광 전지로 분류되는데, 태양전지라고 하면 일반적으로 태양광 전지(이하 태양전지라 한다)를 일컫는다.
태양전지는 원료 물질에 따라 크게 실리콘 태양전지(silicon solar cell), 화합물 반도체 태양전지(compound semiconductor solar cell) 및 적층형 태양전지(tandem solar cell)로 구분된다. 이러한 3가지 종류의 태양전지 중 태양전지 시장에서는 실리콘 태양전지가 주류를 이루고 있다.
도 1은 실리콘 태양전지의 기본적인 구조를 보여주는 단면도이다. 도면을 참조하면, 실리콘 태양전지는 p형의 실리콘 반도체로 이루어진 기판(101)과 n형 실리콘 반도체로 이루어진 에미터층(102)을 포함하고, 기판(101)과 에미터층(102)의 계면에는 다이오드와 유사하게 p-n 접합이 형성되어 있다.
위와 같은 구조를 갖는 태양전지에 태양광이 입사되면, 광기전력효과(photovoltaic effect)에 의해 불순물이 도핑된 실리콘 반도체에서 전자와 정공이 발생한다. 참고로, n형 실리콘 반도체로 이루어진 에미터층(102)에서는 전자가 다수 캐리어로 발생되고, p형 실리콘 반도체로 이루어진 기판(101)에서는 정공이 다수 캐리어로 발생된다. 광기전력효과에 의해 발생된 전자와 전공은 각각 n형 실리콘 반도체 및 p형 실리콘 반도체 쪽으로 끌어 당겨져 각각 기판(101) 하부 및 에미터층(102) 상부와 접합된 전면전극(103) 및 후면전극(104)으로 이동하며, 이 전극(103, 104)들을 전선으로 연결하면 전류가 흐르게 된다.
태양전지에 사용되는 금속 페이스트는 전면전극 또는 후면전극의 제조를 위해 사용되며, 통상적으로 전면전극에 은을 포함하는 금속 페이스트가 사용된다. 하지만 은은 귀금속으로서 가격이 높아 전자제품의 상용화가 어려운 문제가 있다.
따라서, 금속 페이스트로 제조되는 회로 또는 전극의 전기전도도를 저하시키지 않으면서도 은의 사용량을 줄일 수 있는 기술 개발이 시급하다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 은의 함량이 낮아도 회로 또는 전극의 전기전도도를 저하시키지 않는 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 이를 포함하는 실리콘 태양전지를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 전극형성용 금속 페이스트 조성물은, 유리 프릿 분말, 은 분말, 및 유기 바인더를 포함하는 전극형성용 금속 페이스트 조성물에 있어서, 탄소계 물질 분말을 더 포함하고, 상기 탄소계 물질 분말의 함량은 상기 은 분말 100 중량부에 대하여 20 중량부 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 특정 함량 범위의 탄소계 물질을 사용함으로써, 은의 사용량을 줄이더라도 전기전도도가 저하되지 않는 회로 또는 전극을 형성할 수 있는 금속 페이스트를 제공한다.
전술한 본 발명의 탄소계 물질은 예를 들면, 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 덴카 블랙, 캐천 블랙, 활성 카본, 중다공성 카본, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 탄소나노혼, 탄소나노링, 탄소나노와이어, 플러렌(C60) 또는 수퍼P를 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 본 발명의 금속 페이스트 조성물은 실리콘 태양전지의 전면전극 형성에 사용될 수 있다.
본 발명의 전극형성용 금속 페이스트 조성물은 은의 함량이 종래보다 낮지만 그로부터 제조되는 회로 또는 전극의 전기전도도는 실질적으로 저하되지 않는다. 따라서, 본 발명의 금속 페이스트 조성물을 사용하면 고가의 은의 사용량을 줄일 수 있으므로 그로부터 제조되는 전기제품의 제조비용을 낮출 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래 기술에 따른 실리콘 태양전지의 개략적인 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 태양전지의 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1~5와 비교예 1에 따라 제조된 전극의 전도도를 측정하여 그 결과를 도시한 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 금속 페이스트 조성물은 종래 도전성 금속 페이스트가 사용되는 분야에서 사용될 수 있으며, 예를 들면 하이브리드 IC, 반도체IC의 실장이나 각종 콘덴서 및 전극 등에 사용될 수 있으며, 보다 상세하게는 PCB, EL, 터치패널, RFID, LCD, PDP, 태양전지, 발열유리용 전극재료 등에 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 금속 페이스트 조성물은 전술한 바와 같이, 유리 프릿 분말, 은 분말, 및 유기 바인더를 포함하며, 특히 탄소계 물질 분말을 특정 함량 범위로 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 탄소계 물질은 금속 페이스트 조성물에서 은(Ag)을 일부 대신하여 사용됨으로써 은의 함량 감소를 가능하게 하며, 이후 형성되는 회로 또는 전극의 전기전도도를 저하시키지 않는다.
이러한 탄소계 물질은 전도성을 띠는 탄소계 물질이면 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 덴카 블랙, 캐천 블랙, 활성 카본, 중다공성 카본, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 탄소나노혼, 탄소나노링, 탄소나노와이어, 플러렌(C60) 또는 수퍼P 등이 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 금속 페이스트 조성물에 있어서 탄소계 물질의 함량은 상기 은 분말 100 중량부에 대하여 20 중량부 이하인 것이 바람직하다. 20 중량부를 초과하면 형성된 전극의 비저항이 지나치게 높아져 전극으로서의 역할을 할 수 없게 된다. 그리고, 본 발명에 따른 탄소계 물질이 금속 페이스트에 포함되기만 하면 본 발명에서 목적하는 효과를 얻을 수 있으므로 상기 함량의 하한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 은 분말 100 중량부에 대하여 0.01 중량부, 바람직하게는 0.001 중량부 일 수 있으나, 이는 예시적일 뿐 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 금속 페이스트 조성물에 있어서, 선택적으로 당분야에서 통상적으로 사용되는 도전성 금속 성분을 더 첨가할 수 있다. 예를 들면, 구리, 알루미늄, 또는 이들의 산화물 등이 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 요구되는 특성을 더 부여할 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 유리 프릿 분말은 당분야에서 사용되는 유리 프릿이 제한없이 사용될 수 있다. 이러한 유리 프릿 분말의 예를 들면, 납산화물 및/또는 비스무트 산화물을 포함할 수 있다. 구체적으로는 SiO2-PbO계, SiO2-PbO-B2O3계 또는 Bi2O3-B2O3-SiO2계 분말 등이 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 은 분말, 탄소계 물질, 유리 프릿 분말 및 선택적인 도전성 금속 성분의 혼합물을 페이스트 상으로 제조하기 위해 유기 바인더를 더 첨가한다. 본 발명에서 사용되는 유기 바인더는 금속 페이스트 조성물을 제조하기 위해 당분야에서 사용되는 유기 바인더라면 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 셀룰로오스(Celluose), 부틸카르비톨(Butyl carbitol) 또는 터피네올(terpineol) 등이 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 금속 페이스트 조성물에 있어서 유리 프릿 분말과 유기 바인더는 금속 페이스트 조성물의 구체적인 용도에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들면, 유리 프릿 분말의 함량은 상기 은 분말 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 또한, 상기 유기 바인더는 상기 은 분말 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부가 포함될 수 있다.
상기 함량 범위에서 전극 형성이 용이하고, 스크린 프린팅에 매우 용이한 점도를 가질 수 있을 뿐만 아니라 스크린프린팅 후 페이스트가 흘러내리는 것을 방지하여 적합한 종횡비(Aspect ratio)를 나타낼 수 있다.
상기 혼합물이 균일하게 분산되도록 다양한 방법으로 혼합시키면 본 발명의 금속 페이스트 조성물을 얻을 수 있다.
이하에서는 본 발명의 금속 페이스트 조성물을 사용하는 실리콘 태양전지를 일 실시예로서 도 2를 참조하여 설명한다. 그러나, 전술한 바와 같이 본 발명의 금속 페이스트 조성물은 다른 각종 전기재료나 전자소자 및 전자제품에도 사용될 수 있음은 자명하다. 또한, 이하 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 태양전지의 구조를 개략적인 단면도가 나타나 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 실리콘 태양전지는, 실리콘 반도체 기판(201), 상기 기판(201)의 상부에 형성되는 에미터층(202), 상기 에미터층(202) 상에 형성된 반사방지막(203), 상기 반사방지막(203)을 관통하여 에미터층(202)의 상부 표면과 접속된 전면 전극(204), 및 상기 기판(201)의 배면에 접속된 후면 전극(205)을 포함한다.
기판(201)에는 p형 불순물로서 3족 원소인 B, Ga, In 등이 불순물로 도핑될 수 있고, 에미터층(202)에는 n형 불순물로서 5족 원소인 P, As, Sb 등이 불순물로 도핑될 수 있다. 이처럼 기판(201)과 에미터층(202)에 반대 도전형의 불순물이 도핑되면, 기판(201)과 에미터층(202)의 계면에는 p-n 접합이 형성된다. 한편 p-n 접합은 기판(201)에 n형 불순물을 도핑하고 에미터층(202)에 p형 불순물을 도핑하여 형성해도 무방하다.
상기 반사방지막(203)은 에미터층(202)의 표면 또는 벌크 내에 존재하는 결함(예컨대, 댕글링 본드)을 부동화하고 기판(201)의 전면으로 입사되는 태양광의 반사율을 감소시킨다. 에미터층(202)에 존재하는 결함이 부동화되면 소수 캐리어의 재결합 사이트가 제거되어 태양전지의 개방전압이 증가한다. 그리고 태양광의 반사율이 감소되면 p-n 접합까지 도달되는 빛의 량이 증대되어 태양전지의 단락전류가 증가한다. 이처럼 반사방지막(203)에 의해 태양전지의 개방전압과 단락전류가 증가되면 그 만큼 태양전지의 변환효율이 향상된다.
상기 반사방지막(203)은 예를 들면 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화질화막, MgF2, ZnS, MgF2, TiO2 및 CeO2 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 물질막이 조합된 다중막 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 상기 반사방지막(203)은 진공 증착법, 화학 기상 증착법, 스핀 코팅, 스크린 인쇄 또는 스프레이 코팅에 의해 형성될 수 있다. 하지만 본 발명에 따른 상기 반사방지막(203)의 형성방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전면 전극(204)과 후면 전극(205)은 각각 은과 알루미늄으로 이루어진 금속 전극이다. 상기 전면 전극(204)는 본 발명의 금속 페이스트 조성물로 제조된다. 은 전극은 전기 전도성이 우수하고, 알루미늄 전극은 전기 전도성이 우수할 뿐만 아니라 실리콘 반도체로 이루어진 기판(201)과의 친화력이 우수하여 접합이 잘 되는 장점이 있다.
상기 전면 전극(204)과 후면 전극(205)은 공지된 여러 가지 기술에 의해 제조 가능하지만, 바람직하게는 스크린 인쇄법에 의해 형성된 것이다. 즉, 전면 전극(204)은 전술한 바와 같이 본 발명의 금속 페이스트 조성물을 전면 전극 형성 지점에 스크린 인쇄한 후 열처리를 시행하여 형성한다. 열처리가 시행되면 펀치 스루(punch through) 현상에 의해 전면 전극이 반사방지막(203)을 뚫고 에미터층(202)과 접속된다.
이와 유사하게, 후면 전극(205)은 알루미늄, 석영 실리카, 바인더 등이 첨가된 후면 전극용 페이스트를 기판(201)의 배면에 인쇄한 후 열처리를 시행하여 형성한다. 후면 전극의 열처리 시에는 전극 구성 물질인 알루미늄이 기판(201)의 배면을 통해 확산됨으로써 후면 전극(205)과 기판(201)의 경계면에 후면 전계(Back Surface field: 미도시)층이 형성될 수도 있다. 후면 전계층이 형성되면 캐리어가 기판(201)의 배면으로 이동하여 재결합되는 것을 방지할 수 있다. 캐리어의 재결합이 방지되면 개방전압과 충실도가 상승하여 태양전지의 변환효율이 향상된다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예 1~5
하기 표 1에 나타낸 함량에 따라, 은 분말, Bi2O3계 유리 프릿 분말, 카본블랙을 혼합하여 균일하게 교반한 후, 셀룰로오스, 부틸카르비톨 및 터피네올이 2:5:5의 중량비로 혼합된 유기 바인더를 첨가하고 교반하여 금속 페이스트 조성물을 제조했다.
실시예 6~10
카본블랙 대신 흑연을 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 금속 페이스트 조성물을 제조했다.
비교예 1~2
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 카본블랙을 본 발명의 범위를 벗어나도록 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 금속 페이스트 조성물을 제조했다.
비교예 4~6
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 흑연을 본 발명의 범위를 벗어나도록 첨가한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 금속 페이스트 조성물을 제조했다.
탄소계 물질 유리 프릿 유기 바인더
실시예 1 100 카본블랙 0.5 10 20
실시예 2 100 1.0 10 20
실시예 3 100 5.0 10 20
실시예 4 100 10.0 10 20
실시예 5 100 20.0 10 20
실시예 6 100 흑연 0.5 10 20
실시예 7 100 1.0 10 20
실시예 8 100 5.0 10 20
실시예 9 100 10.0 10 20
실시예 10 100 20.0 10 20
비교예 1 100 카본블랙 25.0 10 20
비교예 2 100 30.0 10 20
비교예 3 100 흑연 25.0 10 20
비교예 4 100 30.0 10 20
* 단위는 g
실험예 : 전도도 측정
상기 실시예 1~5, 비교예 1의 금속 페이스트 조성물로 각각 전극을 형성시킨 후, 그 전도도를 평가 하였다.
전극은 제조된 금속 페이스트 조성물을 유리 기판위에 스크린 프린팅 방식을 이용하여 인쇄 후, 650℃에서 5분 간 소성하여 형성하였다. 소성이 완료된 전극은 4-point probe를 이용하여 비저항을 측정하였으며, 그 결과를 도 3에 도시하였다.
도 3에 나타난 바와 같이, 은 100 중량부에 대하여 25.0 중량부 이상의 카본블랙이 첨가되는 경우, 비저항이 급격히 증가하는 것을 알 수 있다.
201: 기판 202: 에미터층
203: 반사방지막
204: 전면 전극 205: 후면 전극

Claims (7)

  1. 유리 프릿 분말, 은 분말, 및 유기 바인더를 포함하는 전극형성용 금속 페이스트 조성물에 있어서,
    탄소계 물질 분말을 더 포함하고, 상기 탄소계 물질 분말의 함량은 상기 은 분말 100 중량부에 대하여 20 중량부 이하인 것을 특징으로 하는 전극형성용 금속 페이스트 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄소계 물질은 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 덴카 블랙, 캐천 블랙, 활성 카본, 중다공성 카본, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 탄소나노혼, 탄소나노링, 탄소나노와이어, 플러렌(C60) 및 수퍼P로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전극형성용 금속 페이스트 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유리 프릿 분말은 납 산화물 또는 비스무트 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극형성용 금속 페이스트 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유리 프릿 분말의 함량은 은 분말 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부인 것을 특징으로 하는 전극형성용 금속 페이스트 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유기 바인더는 셀룰로오스, 부틸카르비톨 및 터피네올로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전극형성용 금속 페이스트 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유기 바인더의 함량은 은 분말 100 중량부에 대해서 5 내지 30 중량부인 것을 특징으로 하는 전극형성용 금속 페이스트 조성물.
  7. 실리콘 반도체 기판; 상기 기판 상부에 형성되는 에미터층; 상기 에미터층 상에 형성된 반사방지막; 상기 반사방지막을 관통하여 상기 에미터층에 접속된 전면 전극; 및 상기 기판의 배면에 접속된 후면 전극을 포함하는 실리콘 태양전지에 있어서,
    상기 전면 전극은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 금속 페이스트 조성물을 상기 반사방지막 상에 소정의 패턴으로 도포하고 소성시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 실리콘 태양전지.
KR1020110142821A 2011-12-26 2011-12-26 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 그를 이용한 실리콘 태양전지 KR20120002974A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110142821A KR20120002974A (ko) 2011-12-26 2011-12-26 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 그를 이용한 실리콘 태양전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110142821A KR20120002974A (ko) 2011-12-26 2011-12-26 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 그를 이용한 실리콘 태양전지

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080052501A Division KR101278976B1 (ko) 2008-06-04 2008-06-04 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 그를이용한 실리콘 태양전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120002974A true KR20120002974A (ko) 2012-01-09

Family

ID=45610121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110142821A KR20120002974A (ko) 2011-12-26 2011-12-26 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 그를 이용한 실리콘 태양전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120002974A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106601328A (zh) * 2016-12-21 2017-04-26 北京市合众创能光电技术有限公司 晶体硅太阳能电池叠层印刷的正银浆料及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106601328A (zh) * 2016-12-21 2017-04-26 北京市合众创能光电技术有限公司 晶体硅太阳能电池叠层印刷的正银浆料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120000523A1 (en) Metal paste composition for forming electrode and silver-carbon composite electrode and silicon solar cell using the same
TWI489492B (zh) 用於形成電極之銀膠組成物及其製備方法
JP2012502503A (ja) 太陽電池電極
JP5438113B2 (ja) アルミニウムペーストおよびシリコン太陽電池の製造におけるアルミニウムペーストの使用
TWI450405B (zh) 電極用膠組成物及太陽電池
KR101156122B1 (ko) 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 이를 이용한 은-탄소 복합체 전극과 실리콘 태양전지
KR20110040713A (ko) 은 페이스트 조성물 및 이를 이용한 태양전지
KR101322149B1 (ko) 규소 웨이퍼의 전면 상에 그리드 전극을 형성하는 방법
JP2011054313A (ja) 導電性ペースト、半導体装置用電極、半導体装置および半導体装置の製造方法
KR101278976B1 (ko) 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 그를이용한 실리콘 태양전지
KR101323199B1 (ko) 태양전지용 전극 페이스트 및 이를 이용한 태양전지 제조방법
KR101595035B1 (ko) 전극형성용 은 페이스트 조성물 및 이를 이용한 실리콘 태양전지
TW201830714A (zh) 用於太陽能電池的前電極和包括其的太陽能電池
US20130160835A1 (en) Back-side electrode of p-type solar cell and method for forming the same
KR20140048465A (ko) 전극형성용 페이스트 조성물, 이를 이용한 실리콘 태양전지
KR101930284B1 (ko) 태양전지 전극용 도전성 페이스트 및 이를 사용하여 제조된 태양전지
KR20120002974A (ko) 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 그 제조 방법과 그를 이용한 실리콘 태양전지
KR20140048464A (ko) 전극형성용 페이스트 조성물, 이를 이용한 실리콘 태양전지
KR101416335B1 (ko) 전극형성용 금속 페이스트 조성물
KR20090090843A (ko) 실리콘 태양전지 제조용 납 프리 유리 프릿 분말 및 그제조방법과 이를 포함하는 금속 페이스트 조성물 및 실리콘태양전지
KR20130067693A (ko) 전극형성용 은 페이스트 조성물, 이를 이용한 실리콘 태양전지
KR101094197B1 (ko) 태양전지 전극용 전도성 은 페이스트 및 그 제조방법
KR20130063266A (ko) 전극형성용 은 페이스트 조성물, 이를 이용한 실리콘 태양전지
KR101648918B1 (ko) 은 페이스트 조성물을 이용한 후면 전극의 제조방법 및 실리콘 태양전지의 제조방법
KR20130063264A (ko) 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 이를 이용한 실리콘 태양전지

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application