KR20130062192A - 태양전지 전극용 페이스트 조성물, 이를 포함하는 전극 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지 - Google Patents

태양전지 전극용 페이스트 조성물, 이를 포함하는 전극 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20130062192A
KR20130062192A KR1020110128664A KR20110128664A KR20130062192A KR 20130062192 A KR20130062192 A KR 20130062192A KR 1020110128664 A KR1020110128664 A KR 1020110128664A KR 20110128664 A KR20110128664 A KR 20110128664A KR 20130062192 A KR20130062192 A KR 20130062192A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass frit
solar cell
paste composition
electrode
zno
Prior art date
Application number
KR1020110128664A
Other languages
English (en)
Inventor
최영욱
김은경
양상현
Original Assignee
제일모직주식회사
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 제일모직주식회사 filed Critical 제일모직주식회사
Priority to KR1020110128664A priority Critical patent/KR20130062192A/ko
Publication of KR20130062192A publication Critical patent/KR20130062192A/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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • 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
    • 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

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 태양전지 전극용 페이스트 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 유리 프릿 중 PbO와 ZnO를 특정 중량비로 포함하는 태양전지 전극용 페이스트 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지에 관한 것이다. 본 발명은 태양전지의 pn 접합에 대한 피해를 최소화하고, 고 면저항용 태양전지에 적합하도록 하였다.

Description

태양전지 전극용 페이스트 조성물, 이를 포함하는 전극 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지{Paste composition for electrode of solar cell, electrode comprising the same and solar cell using the same}
본 발명은 태양전지 전극용 페이스트 조성물, 이를 포함하는 전극 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 유리 프릿 중 PbO와 ZnO를 특정 중량비로 포함하는 태양전지 전극용 페이스트 조성물, 이를 포함하는 전극 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지에 관한 것이다. 본 발명은 고 면저항 하에서 pn 접합(pn junction)에 대한 피해를 최소화함으로써 pn 접합 안정성을 확보할 수 있고 고온의 소성 조건에서 우수한 열 안정성을 가질 수 있다.
석유나 석탄과 같은 화석 연료 에너지 자원의 고갈에 따라, 새로운 대체 에너지원으로 태양광을 활용하는 태양전지가 주목받고 있다. 태양전지는 태양광의 포톤(photon)을 전기로 변환시키는 pn 접합의 광전 효과를 이용하여 전기 에너지를 발생시킨다. 태양전지는 pn 접합이 구성되는 반도체 웨이퍼 또는 기판 상·하면에 각각 전면 전극과 후면 전극이 형성되어 있다. 태양전지는 반도체 웨이퍼에 입사되는 태양광에 의해 pn 접합의 광전 효과가 유도되고, 이로부터 발생된 전자들이 전극을 통해 외부로 흐르는 전류를 제공한다. 이러한 태양전지의 전극은 전극용 페이스트 조성물의 도포, 패터닝 및 소성에 의해, 웨이퍼 표면에 형성될 수 있다.
최근 태양전지의 효율을 증가시키기 위해 에미터(emitter)의 두께가 지속적으로 얇아짐에 따라, 태양전지의 성능을 저하시킬 수 있는 션팅(shunting) 현상을 유발시킬 수 있다. 또한, 태양전지의 효율을 증가시키기 위해 태양전지의 면적을 점차 증가시키고 있는데, 이는 태양전지의 면저항을 높여 태양전지의 효율을 감소시킬 수 있다.
또한, 소성 온도가 올라가면서 고온의 소성 온도에서도 열안정성을 확보할 수 있는 페이스트 조성물에 대한 요구가 높아지고 있다.
따라서, 고 면저항 하에서 pn 접합에 대한 피해를 최소화함으로써 pn 접합 안정성을 확보할 수 있고 태양전지 효율을 높일 수 있으며 우수한 열안정성을 가진 전극용 페이스트 조성물을 개발할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 고면저항 하에서도 pn 접합에 영향을 주지 않는 태양전지 전극용 페이스트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고온 하에서도 pn 접합 안정성을 확보할 수 있는 태양전지 전극용 페이스트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 우수한 열안정성을 갖는 태양전지 전극용 페이스트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 페이스트 조성물로 형성된 전극을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 전극을 포함하는 태양전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점인 태양전지 전극용 페이스트 조성물은 도전성 분말, 유리 프릿 및 유기 비히클을 포함하고, 상기 유리 프릿은 PbO와 ZnO를 PbO:ZnO = 4:1 내지 16:1의 중량비로 포함할 수 있다.
일 구체예에서, PbO:ZnO는 4.5:1 내지 16:1이 될 수 있다.
일 구체예에서, 유리 프릿 중 PbO는 60-80중량%, ZnO는 5-15중량%로 포함될 수 있다.
일 구체예에서, 유리 프릿은 SiO2, Al2O3, Ta2O5, P2O5, ZrO2, Bi2O3, B2O3, Fe2O3, Cr2O3, Co2O3, Li2O, Li2CO3, MgO 및 MnO2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 유리 프릿은 PbO, ZnO, SiO2, Al2O3, Ta2O5 및 P2O5를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 유리 프릿은 PbO 60-80중량%, ZnO 5-15중량%, SiO2 1 -15중량%, Al2O3 1-5중량%, Ta2O5 0.1-2중량% 및 P2O5 0.1-6중량%를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 조성물은 도전성 분말 60-90중량%, 유리 프릿 1-10중량% 및 유기 비히클 5-30중량%를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 조성물은 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점인 전극은 상기 태양전지 전극용 페이스트 조성물로 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점인 태양전지는 상기 전극을 포함할 수 있다.
본 발명은 고면저항 하에서 pn 접합에 영향을 주지 않는 태양전지 전극용 페이스트 조성물을 제공하였다. 또한, 본 발명은 고온 하에서 pn 접합에 영향을 주지 않으며 우수한 열안정성을 갖는 태양전지 전극용 페이스트 조성물을 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페이스트를 이용하여 제조되는 태양전지의 구조를 간략히 도시한 개략도이다.
본 발명의 일 관점인 태양전지 전극용 페이스트 조성물은 도전성 분말, 유기 비히클 및 유리 프릿을 포함하고, 상기 유리 프릿은 PbO와 ZnO를 PbO:ZnO = 4:1 내지 16:1의 중량비로 포함할 수 있다.
(A)도전성 분말
도전성 분말은 도전성을 가지는 유기물 또는 무기물 분말이 모두 사용될 수 있다. 예를 들면, 도전성 분말은 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Cu), 크롬(Cr), 코발트(Co), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 납(Pb), 아연(Zn), 철(Fe), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 로듐(Rh), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 니켈(Nickel) 또는 ITO(인듐틴옥사이드) 등의 금속 분말을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 은 분말을 사용할 수 있다.
도전성 분말은 입자 형상이 구형, 판상, 무정형 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 도전성 분말을 구형으로 함으로써, 충진율, 소결 밀도 및 자외선 투과도를 보다 향상시킬 수 있다.
도전성 분말은 서로 다른 입자 형상을 갖는 도전성 분말의 혼합물을 사용할 수도 있다.
도전성 분말은 평균입경(D50)이 0.1㎛-3㎛일 수 있다. 상기 평균입경은 이소프로필알코올(IPA)에 도전성 분말을 초음파로 25℃에서 3분 동안 분산시킨 후 CILAS社에서 제작한 1064LD 모델을 사용하여 측정된 것이다. 상기 범위 내에서, 접촉 저항과 선 저항이 낮아지는 효과를 가질 수 있다. 바람직하게는 0.5㎛-2㎛가 될 수 있다.
도전성 분말은 서로 다른 평균입경(D50)을 갖는 도전성 분말의 혼합물을 사용할 수도 있다.
도전성 분말은 페이스트 조성물 중 60-90중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 저항의 증가로 변환 효율이 낮아지는 것을 막을 수 있고, 유기 비히클 양의 상대적인 감소로 페이스트화가 어려워지는 것을 막을 수 있다. 바람직하게는 70-90중량%로 포함될 수 있다.
(B)유리 프릿
유리 프릿은 페이스트의 소성 공정 중 반사 방지막을 에칭하고, 도전성 입자를 용융시켜 저항이 낮아질 수 있도록 에미터 영역에 도전성 입자의 결정을 생성시키고 도전성 분말이 웨이퍼 또는 기판에 강하게 접착할 수 있도록 하는 역할을 한다.
본 발명에서 유리 프릿은 PbO와 ZnO를 PbO:ZnO = 4:1 내지 16:1의 중량비로 포함할 수 있다. ZnO 함량에 대한 PbO의 함량의 비가 4 미만이면, 소성 후 생성되는 큰 입경의 도전성 분말 예를 들면 은 결정자(crystallite)의 생성으로 인해 pn 접합이 손상되는 문제점이 있을 수 있다. ZnO 함량에 대한 PbO의 함량의 비가 16 초과이면, 유리 프릿의 결정성이 커져 안정성이 저해되고 유리 프릿의 투명도가 저하되는 문제점이 있을 수 있다. 바람직하게는 PbO:ZnO는 4.5:1 내지 16:1, 더 바람직하게는 4.5:1 내지 7:1 이 될 수 있다.
유리 프릿에서 PbO와 ZnO의 합은 유리 프릿 중 70-95중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 고 면저항 하에서 pn 접합 안정성을 확보할 수 있고 태양전지 효율을 높일 수 있다. 바람직하게는 PbO와 ZnO의 합은 유리 프릿 중 75-85중량%로 포함될 수 있다.
유리 프릿 중 PbO는 60-80중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 고 면저항 하에서 pn 접합 안정성을 확보할 수 있고 태양전지 효율을 높일 수 있다. 바람직하게는 PbO는 68-80중량%로 포함될 수 있다.
유리 프릿에서 ZnO는 5-15중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, -고 면저항 하에서 pn 접합 안정성을 확보할 수 있고 태양전지 효율을 높일 수 있다. 바람직하게는 ZnO는 11-15중량%로 포함될 수 있다.
유리 프릿은 PbO와 ZnO 이외에, SiO2, Al2O3, Ta2O5, P2O5, ZrO2, Bi2O3, B2O3, Fe2O3, Cr2O3, Co2O3, Li2O, Li2CO3, MgO 및 MnO2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 유리 프릿에 포함되는 각 성분의 조성은 전극의 효율 또는 고온에서의 pn 접합의 안정성을 고려하여 조절할 수 있다. 바람직하게는, 유리 프릿은 PbO, ZnO, SiO2, Al2O3, Ta2O5 및 P2O5를 포함할 수 있다.
유리 프릿에서 각 성분의 함량은 전극의 효율 또는 고온에서의 pn 접합의 안정성에 따라 조절할 수 있다. 예를 들면, 유리 프릿은 PbO 60-80중량%, ZnO 5-15중량%, SiO2 1-15중량%, Al2O3 1-5중량%, Ta2O5 0.1-2중량% 및 P2O5 0.1-6중량%를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는 유리 프릿은 PbO 68-80중량%, ZnO 6-11중량%, SiO2 6-13중량%, Al2O3 2-5중량%, Ta2O5 0.1-1중량% 및 P2O5 2-6중량%를 포함할 수 있다.
유리 프릿은 페이스트 조성물 중 1-10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 전도성 분말의 소결성, 부착력 및 저항이 높아져 변환효율이 저하되는 것을 막을 수 있고, 소성 후 남아 있는 유리 프릿의 양이 과다하게 분포되어 저항 상승 및 납땜성을 저하시킬 수 있는 가능성을 막을 수 있다. 바람직하게는 1-7중량%로 포함될 수 있다.
유리 프릿은 결정화 유리 프릿 또는 비결정화 유리 프릿을 사용할 수 있고, 유연 유리 프릿, 무연 유리 프릿 또는 이들의 혼합물 중 어느 것도 사용가능 하다.
유리 프릿은 통상의 방법을 사용하여 상기 기술된 PbO, ZnO 등의 금속 산화물로부터 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 기술된 PbO, ZnO 등을 상기 함량 범위로 혼합한다. 혼합은 볼 밀(ball mill) 또는 플라네터리 밀(planetary mill)을 사용하여 혼합할 수 있다. 혼합된 조성물을 110℃ 조건에서 건조시킨 후에 900℃-1300℃의 조건에서 소성시키고, 25℃에서 켄칭(quenching)한다. 얻은 결과물을 디스크 밀(disk mill), 플라네터리 밀 등에 의해 분쇄하여 유리 프릿을 얻을 수 있다.
유리 프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛-5㎛, 바람직하게는 0.5㎛-3㎛가 될 수 있다. 상기 범위 내에서 UV 파장의 심부 경화를 방해하지 않으며, 전극형성시 현상공정에서 핀홀 불량을 유발하지 않을 수 있다. 평균입경(D50)은 이소프로필알코올(IPA)에 유리 프릿을 초음파로 25℃에서 3분 분산 후 CILAS 社 에서 제작한 1064LD 모델을 사용하여 측정된 것이다.
(C)유기 비히클
본 발명의 페이스트 조성물에서 유기 비히클(vehicle)은 페이스트에 액상 특성을 부여하는 것으로, 유기 바인더(binder) 및 용매를 포함할 수 있다.
유기 바인더로는 에틸셀룰로오즈, 히드록시에틸셀룰로오즈, 히드록시프로필셀룰로오즈 또는 히드록시에틸히드록시프로필셀룰로오즈 등의 셀룰로오즈계 고분자, 카르복실기 등의 친수성을 가지는 아크릴 단량체로 공중합시킨 아크릴계 공중합체, 폴리비닐계 수지 등 이들 각각 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
용매로는 120℃ 이상의 비점을 갖는 유기 용매가 사용될 수 있다. 구체적으로는, 카비톨 용매, 지방족 알코올류, 에스테르계, 셀로솔브 용매, 탄화수소 용매 등 전극 제조에 통상적으로 사용하는 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 용매는 부틸 카비톨, 부틸 카비톨 아세테이트, 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 부틸 셀로솔브, 지방족 알코올, 터핀올(terpineol), 에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르, 부틸셀로솔브 아세테이트, 텍사놀(texanol) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 유기 비히클이 유기바인더 및 용매를 포함하는 경우, 유기 바인더 5-40중량%와 용매 60-95중량%를 포함할 수 있다. 바람직하게는 유기 바인더 6-30중량%와 용매 70-94중량%를 포함할 수 있다.
유기 비히클은 페이스트 조성물 중 5-30중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 분산이 원활히 되지 않거나 페이스트 제조 후 점도가 너무 높아져 인쇄가 불가능하게 되는 것을 막을 수 있고, 저항이 높아지고 소성 공정시 발생할 수 있는 문제점을 차단할 수 있다. 바람직하게는 10-25중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 태양전지 전극용 페이스트 조성물은 상기한 구성 요소 외에 유동 특성, 공정 특성 및 안정성을 향상시키기 위하여 필요에 따라 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링제 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이들은 페이스트 조성물 중 0.1-5중량%로 첨가되지만 필요에 따라 변경할 수 있다.
본 발명의 조성물은 Brookfield 점도계(Brookfield Co., DV-II+ PRO viscometer)를 사용하여 25℃에서 측정된 점도가 200-4,000cps가 될 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 태양전지 전극용 페이스트로부터 형성된 전극 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 태양전지의 구조를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, p층(101) 및 에미터로서의 n층(102)을 포함하는 웨이퍼(100) 또는 기판 상에, 상기 페이스트들을 인쇄하고 소성하여 후면 전극(210) 및 전면 전극(230)을 형성할 수 있다. 예컨대, 페이스트를 웨이퍼의 후면에 인쇄 도포한 후, 대략 200℃ 내지 400℃ 온도로 대략 10 내지 60초 정도 건조하여 후면 전극을 위한 사전 준비 단계를 수행할 수 있다. 또한, 웨이퍼의 전면에 페이스트를 인쇄한 후 건조하여 전면 전극을 위한 사전 준비단계를 수행할 수 있다. 이후에, 400℃ 내지 950℃, 바람직하게는 850℃ 내지 950℃에서 30초 내지 50초 정도 소성하는 소성 과정을 수행하여 전면 전극 및 후면 전극을 형성할 수 있다.
본 발명의 전극은 고 면저항에서 pn 접합 안정성을 확보할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다:
(A)도전성 분말로 평균입경(D50)이 2㎛인 구형의 은 분말(Dowa Hightech社, AG-4-8)을 사용하였다.
(B)유리 프릿으로 PbO, ZnO, SiO2, Al2O3, Ta2O5, P2O5로부터 제조된 유리 프릿을 사용하였다.
(C)유기 비히클로 에틸셀룰로오스(Dow Chemical社, STD4)와 부틸 카비톨을 사용하였다.
실시예 1-4 및 비교예 1-2
PbO, ZnO, SiO2, Al2O3, Ta2O5 및 P2O5를 하기 표 1(단위:중량%)에 기재된 조성 비율로 혼합하고 110℃에서 건조시킨 후에 1000℃에서 소성시키고, 25℃에서 켄칭하였다. 얻은 결과물을 디스크 밀로 분쇄하여 평균입경(D50)이 2㎛인 유리 프릿을 얻었다.
얻은 유리 프릿 5 중량부에 도전성 분말 84중량부, 및 에틸셀룰로오스 1 중량부를 부틸 카비톨 10중량부에 넣고 60℃에서 용해시킨 유기 비히클 11중량부를 투입하여 믹싱한 후, 3롤 혼련기로 혼합 분산시켜, 태양전지 전극용 페이스트를 제조하였다.
PbO ZnO SiO2 Al2O3 Ta2O5 P2O5
실시예 1 77 6 10 3 0.5 3.5
실시예 2 72 11 10 3 0.5 3.5
실시예 3 68 15 10 3 0.5 3.5
실시예 4 78 5 10 3 0.5 3.5
비교예 1 65 18 10 3 0.5 3.5
비교예 2 80 3 10 3 0.5 3.5
실험예
상기 실시예와 비교예에서 제조한 페이스트 조성물을 스크린 인쇄판 위에서 스크래퍼로 롤링하여 도포시켰다. 스퀴즈로 스크린 인쇄판의 화선부로 토출시키면서 평균 면저항 65Ω의 단결정(momocrystalline) 형태의 웨이퍼에 인쇄하였다. 소성로의 소성 온도와 벨트 속도의 조합을 하기 표 2와 같이 9개로 나누어 소성하였다. 소성 후 dark-IV 측정 방법을 통해 데이타를 얻은 후 single diode model을 사용하여 이상 계수(ideality factor) n1과 n2를 구하였다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.
소성 온도(℃)
벨트 속도(ipm) 890 910 930
220 1개 1개 1개
235 1개 1개 1개
250 1개 1개 1개
n1 n2 n2-n1
실시예 1 4.50 6.00 1.50
실시예 2 3.10 5.40 2.20
실시예 3 2.80 5.40 2.50
실시예 4 4.70 5.80 1.10
비교예 1 5.10 5.80 0.70
비교예 2 측정 불가 측정 불가 측정 불가
상기 표 3에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 페이스트 조성물로 형성된 전극은 n1과 n2 값이 낮고 n2-n1 값이 높아 pn 접합 안정성을 확보할 수 있었다. 반면에, ZnO 함량에 대한 PbO의 함량의 비가 4 미만인 유리 프릿을 포함한 비교예 1은 n2-n1이 매우 낮아 pn 접합이 손상되었다. 또한, ZnO 함량에 대한 PbO의 함량의 비가 16 초과인 유리 프릿을 포함한 비교예 2는 유리 프릿이 비유리화되어 전극을 형성할 수 없었다.

Claims (11)

  1. 도전성 분말, 유리 프릿 및 유기 비히클을 포함하고,
    상기 유리 프릿은 PbO와 ZnO를 PbO:ZnO = 4:1 내지 16:1의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극용 페이스트 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유리 프릿 중 PbO는 60-80중량%, ZnO는 5-15중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극용 페이스트 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유리 프릿은 SiO2, Al2O3, Ta2O5, P2O5, ZrO2, Bi2O3, B2O3, Fe2O3, Cr2O3, Co2O3, Li2O, Li2CO3, MgO 및 MnO2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극용 페이스트 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유리 프릿은 PbO, ZnO, SiO2, Al2O3, Ta2O5, 및 P2O5를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극용 페이스트 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유리 프릿은 PbO 60-80중량%, ZnO 5-15중량%, SiO2 1-15중량%, Al2O3 1-5중량%, Ta2O5 0.1-2중량% 및 P2O5 0.1-6중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극용 페이스트 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유리 프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛-5㎛인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극용 페이스트 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 도전성 분말은 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Cu), 크롬(Cr), 코발트(Co), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 납(Pb), 아연(Zn), 철(Fe), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 로듐(Rh), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 니켈(Nickel) 및 ITO(인듐틴옥사이드)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극용 페이스트 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 도전성 분말 60-90중량%, 유리 프릿 1-10중량% 및 유기 비히클 5-30중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극용 페이스트 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극용 페이스트 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 태양전지 전극용 페이스트 조성물로 형성된 전극.
  11. 제10항의 전극을 포함하는 태양 전지.
KR1020110128664A 2011-12-02 2011-12-02 태양전지 전극용 페이스트 조성물, 이를 포함하는 전극 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지 KR20130062192A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110128664A KR20130062192A (ko) 2011-12-02 2011-12-02 태양전지 전극용 페이스트 조성물, 이를 포함하는 전극 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110128664A KR20130062192A (ko) 2011-12-02 2011-12-02 태양전지 전극용 페이스트 조성물, 이를 포함하는 전극 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130062192A true KR20130062192A (ko) 2013-06-12

Family

ID=48860032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110128664A KR20130062192A (ko) 2011-12-02 2011-12-02 태양전지 전극용 페이스트 조성물, 이를 포함하는 전극 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130062192A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150054598A (ko) * 2013-11-12 2015-05-20 제일모직주식회사 유리 프릿, 이를 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
CN110407467A (zh) * 2019-07-25 2019-11-05 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 太阳能晶体硅电池正银浆料用电子玻璃粉及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150054598A (ko) * 2013-11-12 2015-05-20 제일모직주식회사 유리 프릿, 이를 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
CN110407467A (zh) * 2019-07-25 2019-11-05 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 太阳能晶体硅电池正银浆料用电子玻璃粉及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101600652B1 (ko) 태양전지 전극용 페이스트 및 이로부터 제조된 전극
KR101374359B1 (ko) 태양전지 전극용 페이스트 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지
KR101518500B1 (ko) 유리프릿, 이를 포함하는 태양전지 전극용 페이스트 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR101246686B1 (ko) 태양전지 전극용 페이스트 및 이를 이용한 태양전지
US8974704B2 (en) Paste composition for solar cell electrode, electrode prepared using the same, and solar cell comprising the same
KR101587683B1 (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR20130064659A (ko) 태양전지 전극용 페이스트 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR101437143B1 (ko) 태양전지 전극용 페이스트 조성물, 이를 이용하여 형성된 전극 및 이를 포함하는 태양전지
KR101447271B1 (ko) 태양전지 전극용 페이스트 조성물, 이를 이용하여 형성된 전극 및 이를 포함하는 태양전지
KR101882525B1 (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
US8562872B2 (en) Paste for solar cell electrode and solar cell prepared using the same
KR20150054597A (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR101648245B1 (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR20160014503A (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물, 이로부터 제조된 전극 및 태양전지
KR20160057583A (ko) 태양전지 전극용 페이스트 및 이로부터 제조된 전극
KR101593754B1 (ko) 유리 프릿, 이를 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR20130062192A (ko) 태양전지 전극용 페이스트 조성물, 이를 포함하는 전극 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지
KR101845102B1 (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR20140123205A (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR101566071B1 (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR20170064570A (ko) 태양전지용 전극 페이스트 및 이를 사용하여 제조된 태양전지
KR20160075422A (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR101590226B1 (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극
KR20170066716A (ko) 태양전지용 전극 페이스트 및 이를 사용하여 제조된 태양전지
KR20160121474A (ko) 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20140919

Effective date: 20151023