KR20150019404A - Composition for forming solar cell electrode and electrode prepared using the same - Google Patents

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KR20150019404A
KR20150019404A KR20130096220A KR20130096220A KR20150019404A KR 20150019404 A KR20150019404 A KR 20150019404A KR 20130096220 A KR20130096220 A KR 20130096220A KR 20130096220 A KR20130096220 A KR 20130096220A KR 20150019404 A KR20150019404 A KR 20150019404A
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박상희
구현진
김태준
송헌규
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제일모직주식회사
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Abstract

The present invention relates to a composition for forming a solar cell electrode, wherein the composition comprises: a silver (Ag) powder; a glass frit including neodymium oxide (Nd2O3) and tellurium oxide (TeO2); and an organic vehicle. The neodymium oxide and the tellurium oxide are included at a mole ratio of 1:3 to 1:100. The composition has improved contact with an electrode and a wafer by introducing neodymium oxide. A solar cell electrode produced using the composition has a low leakage current value, a high open voltage, and an excellent conversion effect.

Description

태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극{COMPOSITION FOR FORMING SOLAR CELL ELECTRODE AND ELECTRODE PREPARED USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a composition for forming a solar cell electrode, and an electrode made therefrom. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition for forming a solar cell electrode and an electrode made therefrom.

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 전극 형성용 조성물의 도포, 패터닝 및 소성에 의해, 웨이퍼 표면에 형성될 수 있다.Solar cells generate electrical energy by using the photoelectric effect of pn junction that converts photon of sunlight into electricity. The solar cell is formed with a front electrode and a rear electrode on a semiconductor wafer or a substrate on which a pn junction is formed. The photovoltaic effect of the pn junction is induced in the solar cell by the sunlight incident on the semiconductor wafer, and the electrons generated from the pn junction provide a current flowing to the outside through the electrode. The electrode of such a solar cell can be formed on the surface of the wafer by applying, patterning and firing the composition for electrode formation.

최근 태양전지의 효율을 증가시키기 위해 에미터(emitter)의 두께가 지속적으로 얇아짐에 따라, 태양전지의 성능을 저하시킬 수 있는 션팅(shunting) 현상을 유발시킬 수 있으며, 변환 효율을 증가시키기 위해 태양전지의 면적을 점차 증가시키고 있는데, 이는 태양전지의 접촉저항을 높여 태양전지의 효율을 감소시킬 수 있다.Recently, as the thickness of the emitter is continuously thinned to increase the efficiency of the solar cell, it is possible to cause a shunting phenomenon which may degrade the performance of the solar cell. In order to increase the conversion efficiency The area of the solar cell is gradually increasing, which can reduce the efficiency of the solar cell by increasing the contact resistance of the solar cell.

따라서, 웨이퍼와 접촉성을 향상시켜 변환 효율이 우수한 태양전지 전극을 제조할 수 있는 조성물의 개발이 시급히 요구되고 있다.
Accordingly, it is urgently required to develop a composition capable of producing a solar cell electrode having excellent conversion efficiency by improving the contact property with a wafer.

본 발명의 목적은 전극과 웨이퍼 표면의 접촉성이 우수한 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하기 위함이다.It is an object of the present invention to provide a composition for forming a solar cell electrode that is excellent in contact properties between an electrode and a wafer surface.

본 발명의 다른 목적은 누설전류를 최소화할 수 있는 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for forming a solar cell electrode capable of minimizing leakage current.

본 발명의 또 다른 목적은 개방전압 및 변환효율이 우수한 태양전지 전극을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a solar cell electrode having excellent open circuit voltage and conversion efficiency.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물로 제조된 태양전지 전극을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a solar cell electrode made of the above composition.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.

본 발명의 일 관점인 태양전지 전극 형성용 조성물은 은(Ag) 분말; 산화네오듐(Nd2O3) 및 산화텔루륨(TeO2)을 포함하는 유리 프릿; 및 유기 비히클;을 포함하며, 상기 산화네오듐과 상기 산화텔루륨을 1:3 내지 1:100의 몰비로 포함할 수 있다.As one aspect of the present invention, a composition for forming a solar cell electrode comprises a silver (Ag) powder; Glass frit including neodymium oxide (Nd2O3) and tellurium oxide (TeO2); And an organic vehicle, wherein the neodymium oxide and the tellurium oxide may be contained in a molar ratio of 1: 3 to 1: 100.

상기 유리 프릿은 납(Pb), 비스무스(Bi), 텔루륨(Te), 인(P), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 세륨(Se), 철(Fe), 리튬(Li), 규소(Si), 아연(Zn), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 세슘(Ce), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 인듐(In), 바나듐(V), 루테늄(Ru), 바륨(Ba), 니켈(Ni), 구리(Cu), 나트륨(Na), 칼륨(K), 비소(As), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 망간(Mn) 및 알루미늄(Al)의 산화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The glass frit may be formed of at least one selected from the group consisting of lead (Pb), bismuth (Bi), tellurium (Te), phosphorus (P), germanium (Ge), gallium (Ga), cerium (Se) (Si), zinc (Zn), tungsten (W), magnesium (Mg), cesium (Ce), strontium (Sr), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tin (V), Ru, Ba, Ni, Cu, Na, K, As, Manganese (Mn), and aluminum (Al) oxides.

상기 유리 프릿은 유리프릿 전체 중량 대비 산화네오듐을 0.5 내지 30 중량% 포함할 수 있다.The glass frit may contain 0.5 to 30% by weight of neodymium oxide based on the total weight of the glass frit.

상기 태양전지 전극 형성용 조성물은 은(Ag) 분말 60 내지 95 중량%; 상기 산화네오듐 및 산화텔루륨을 포함하는 유리 프릿 0.1 내지 20 중량%; 및, 상기 유기 비히클 1 내지 30 중량%를 포함할 수 있다.Wherein the composition for forming the solar cell electrode comprises 60 to 95% by weight of silver (Ag) powder; 0.1 to 20% by weight of glass frit comprising neodymium oxide and tellurium oxide; And 1 to 30% by weight of the organic vehicle.

상기 유리 프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛ 내지 10㎛일 수 있다.The glass frit may have an average particle diameter (D50) of 0.1 占 퐉 to 10 占 퐉.

상기 조성물은 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수 있다.The composition may further include at least one additive selected from the group consisting of a dispersant, a thixotropic agent, a plasticizer, a viscosity stabilizer, a defoamer, a pigment, a UV stabilizer, an antioxidant and a coupling agent.

본 발명의 다른 관점인 태양전지 전극은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물로부터 형성될 수 있다.
A solar cell electrode, which is another aspect of the present invention, may be formed from the composition for forming the solar cell electrode.

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 산화네오듐을 도입하여 전극과 웨이퍼와 접촉성을 개선하였으며, 상기 조성물로 제조된 태양전지 전극은 누설전류값이 낮고, 개방전압이 높으며, 변환효율이 우수하다.
The composition for forming a solar cell electrode of the present invention improves the contact between the electrode and the wafer by introducing neodymium oxide. The solar cell electrode made of the composition has low leakage current, high open circuit voltage, high conversion efficiency Do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 구조를 간략히 도시한 개략도이다.1 is a schematic view briefly showing a structure of a solar cell according to an embodiment of the present invention.

태양전지 전극 형성용 조성물Composition for forming solar cell electrode

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 은(Ag) 분말(A); 유리 프릿(B); 및 유기 비히클(D)을 포함한다. 이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
The composition for forming a solar cell electrode of the present invention comprises silver (Ag) powder (A); Glass frit (B); And an organic vehicle (D). Hereinafter, the present invention will be described in detail.

(A) 은 분말 (A) is powder

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 제1 금속 분말로서 도전성 분말인 은(Ag) 분말을 사용한다. 상기 은 분말은 나노 사이즈 또는 마이크로 사이즈의 입경을 갖는 분말일 수 있는데, 예를 들어 수십 내지 수백 나노미터 크기의 은 분말, 수 내지 수십 마이크로미터의 은 분말일 수 있으며, 2 이상의 서로 다른 사이즈를 갖는 은 분말을 혼합하여 사용할 수도 있다.The composition for forming a solar cell electrode of the present invention uses silver (Ag) powder which is a conductive powder as a first metal powder. The silver powder may be a nano-sized or micro-sized powder, for example, a silver powder having a size of several tens to several hundreds of nanometers, a silver powder of several to several tens of micrometers, Silver powder may be mixed and used.

은 분말은 입자 형상이 구형, 판상, 무정형 형상을 가질 수 있다The silver powder may have a spherical shape, a plate shape, and an amorphous shape as the particle shape

은 분말은 평균입경(D50)은 바람직하게는 0.1㎛ 내지 10㎛이며, 더욱 바람직하게는 0.5㎛ 내지 5㎛이 될 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, 접촉저항과 선 저항이 낮아지는 효과를 가질 수 있다.The average particle diameter (D50) of the silver powder is preferably 0.1 to 10 mu m, more preferably 0.5 to 5 mu m. The average particle diameter was measured using a 1064 LD model manufactured by CILAS after dispersing the conductive powder in isopropyl alcohol (IPA) by ultrasonication at 25 캜 for 3 minutes. Within this range, the contact resistance and line resistance can be lowered.

은 분말은 조성물 전체 중량 대비 60 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 저항의 증가로 변환 효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 바람직하게는 70 내지 90 중량%로 포함될 수 있다.
The silver powder may be included in an amount of 60 to 95% by weight based on the total weight of the composition. In the above range, it is possible to prevent the conversion efficiency from being lowered by increasing the resistance. Preferably 70 to 90% by weight.

(B) 유리 (B) Glass 프릿Frit

유리 프릿(glass frit)은 태양 전지 전극 형성용 조성물의 소성 공정 중 반사 방지막을 에칭(etching)하고, 은 입자를 용융시켜 저항이 낮아질 수 있도록 에미터 영역에 은 결정 입자를 생성시키고, 전도성 분말과 웨이퍼 사이의 접착력을 향상시키고 소결시에 연화하여 소성 온도를 보다 낮추는 효과를 유도한다.The glass frit is produced by etching an antireflection film during a sintering process of a composition for forming a solar cell electrode, melting silver particles to produce silver crystal grains in the emitter region so that resistance can be lowered, The adhesion between the wafers is improved and softening at the time of sintering induces an effect of lowering the firing temperature.

태양전지의 효율을 증가시키기 위하여 태양전지의 면적을 증가시키면 태양전지의 접촉저항이 높아질 수 있으므로 pn 접합(pn junction)에 대한 피해를 최소화함과 동시에 직렬저항을 최소화시켜야 한다. 또한, 다양한 면저항의 웨이퍼의 증가에 따라 소성 온도가 변동폭이 커지므로 넓은 소성 온도에서도 열안정성을 충분히 확보될 수 있는 유리 프릿을 사용하는 것이 바람직하다. Increasing the area of the solar cell in order to increase the efficiency of the solar cell may increase the contact resistance of the solar cell. Therefore, the damage to the pn junction should be minimized and the series resistance should be minimized. In addition, it is preferable to use a glass frit which can sufficiently secure thermal stability even at a wide firing temperature because the range of variation in firing temperature becomes large as wafers of various sheet resistances increase.

일 구체예로서, 상기 유리 프릿은 산화네오듐(Nd2O3) 및 산화텔루륨(TeO2)을 포함하며, 상기 산화네오듐과 상기 산화텔루륨을 1:3 내지 1:100의 몰비로 포함한다. 상기 몰비의 범위에서 태양전지 전극 형성용 조성물의 소성시 은 입자의 운동성을 충분히 확보할 수 있으며, 이로써 누설전류(leakage current, Jo2)를 최소화시켜 개방전압(Voc)을 향상시킬 수 있고 우수한 변환효율을 얻을 수 있다.In one embodiment, the glass frit comprises neodymium oxide (Nd2O3) and tellurium oxide (TeO2), wherein the neodymium oxide and tellurium oxide are present in a molar ratio of 1: 3 to 1: 100. It is possible to sufficiently secure the mobility of the silver particles upon firing the composition for forming a solar cell electrode within the range of the mole ratio, thereby minimizing the leakage current (Jo2), thereby improving the open-circuit voltage (Voc) Can be obtained.

또한, 상기 유리 프릿은 유리프릿 전체 중량 대비 산화네오듐을 0.5 내지 30 중량%로 포함할 수 있다. The glass frit may contain 0.5 to 30% by weight of neodymium oxide based on the total weight of the glass frit.

또 다른 구체예로서. 상기 유리 프릿은 납(Pb), 비스무스(Bi), 텔루륨(Te), 인(P), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 세륨(Se), 철(Fe), 리튬(Li), 규소(Si), 아연(Zn), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 세슘(Ce), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 인듐(In), 바나듐(V), 루테늄(Ru), 바륨(Ba), 니켈(Ni), 구리(Cu), 나트륨(Na), 칼륨(K), 비소(As), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 망간(Mn) 및 알루미늄(Al)의 산화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.As yet another embodiment. The glass frit may be formed of at least one selected from the group consisting of lead (Pb), bismuth (Bi), tellurium (Te), phosphorus (P), germanium (Ge), gallium (Ga), cerium (Se) (Si), zinc (Zn), tungsten (W), magnesium (Mg), cesium (Ce), strontium (Sr), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tin (V), Ru, Ba, Ni, Cu, Na, K, As, Manganese (Mn), and aluminum (Al) oxides.

상기 유리 프릿은 유연 유리 프릿 또는 무연 유리 프릿 중 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 유연 유리 프릿일 수 있다.The glass frit may be at least one of a flexible glass frit or a lead-free glass frit, but may be preferably a flexible glass frit.

상기 유리 프릿은 통상의 방법을 사용하여 상기 기술된 금속 산화물로부터 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 기술된 금속산화물의 조성으로 혼합한다. 혼합은 볼 밀(ball mill) 또는 플라네터리 밀(planetary mill)을 사용하여 혼합할 수 있다. 혼합된 조성물을 700℃ 내지 1300℃의 조건에서 용융시키고, 25℃에서 ?칭(quenching)한다. 얻은 결과물을 디스크 밀(disk mill), 플라네터리 밀 등에 의해 분쇄하여 유리 프릿을 얻을 수 있다. The glass frit can be prepared from the metal oxides described above using conventional methods. For example, in the composition of the metal oxide described above. The blend can be mixed using a ball mill or a planetary mill. The mixed composition is melted at 700 ° C to 1300 ° C and quenched at 25 ° C. The resulting product is pulverized by a disk mill, a planetary mill or the like to obtain a glass frit.

상기 유리 프릿은 평균입경(D50)이 0.1 내지 10㎛인 것이 사용될 수 있으며, 조성물 전체 중량 대비 0.5 내지 20 중량% 포함될 수 있다. The glass frit may have an average particle diameter (D50) of 0.1 to 10 mu m and may be contained in an amount of 0.5 to 20 wt% based on the total weight of the composition.

상기 유리 프릿의 형상은 구형이어도 부정형상이어도 무방하다. 구체예에서는, 전이점이 상이한 2종의 유리 프릿을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 전이점이 200℃ 이상 350 ℃ 이하인 제1 유리 프릿과 전이점이 350℃ 초과 550℃ 이하인 제2 유리 프릿을 1 : 0.2 내지 1 : 1의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.
The shape of the glass frit may be spherical or irregular. In a specific example, two kinds of glass frit having different transition points may be used. For example, a first glass frit having a transition temperature of 200 ° C or higher and 350 ° C or lower and a second glass frit having a transition point of 350 ° C or higher and 550 ° C or lower may be mixed at a weight ratio of 1: 0.2 to 1: 1.

(C) 유기 (C) Organic 비히클Vehicle

유기 비히클은 무기성분과 기계적 혼합을 통하여 태양전지 전극 형성용 조성물에 인쇄에 적합한 점도 및 유변학적 특성을 부여한다.The organic vehicle imparts viscosity and rheological properties suitable for printing to a composition for forming a solar cell electrode through mechanical mixing with an inorganic component.

상기 유기 비히클은 통상적으로 태양전지 전극 형성용 조성물에 사용되는 유기 비히클이 사용될 수 있는데, 통상 바인더 수지와 용매 등을 포함할 수 있다.The organic vehicle may be an organic vehicle commonly used in a composition for forming a solar cell electrode, and may generally include a binder resin, a solvent, and the like.

상기 바인더 수지로는 아크릴레이트계 또는 셀룰로오스계 수지 등을 사용할 수 있으며 에틸 셀룰로오스가 일반적으로 사용되는 수지이다. 그러나, 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스와 페놀 수지의 혼합물, 알키드 수지, 페놀계 수지, 아크릴산 에스테르계 수지, 크실렌계 수지, 폴리부텐계 수지, 폴리에스테르계 수지, 요소계 수지, 멜라민계 수지, 초산비닐계 수지, 목재 로진(rosin) 또는 알콜의 폴리메타크릴레이트 등을 사용할 수도 있다.As the binder resin, an acrylate-based or cellulose-based resin can be used, and ethylcellulose is generally used. However, it is preferable to use a mixture of ethylhydroxyethylcellulose, nitrocellulose, a mixture of ethylcellulose and phenol resin, an alkyd resin, a phenol resin, an acrylic ester resin, a xylene resin, a polybutene resin, a polyester resin, Based resin, a rosin of wood, or a polymethacrylate of alcohol may be used.

상기 용매로는 예를 들어, 헥산, 톨루엔, 에틸셀로솔브, 시클로헥사논, 부틸센로솔브, 부틸 카비톨(디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르), 디부틸 카비톨(디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르), 부틸 카비톨 아세테이트(디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 헥실렌 글리콜, 터핀올(Terpineol), 메틸에틸케톤, 벤질알콜, 감마부티로락톤 또는 에틸락테이트 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. Examples of the solvent include hexane, toluene, ethyl cellosolve, cyclohexanone, butyl cellosolve, butyl carbitol (diethylene glycol monobutyl ether), dibutyl carbitol (diethylene glycol dibutyl ether) , Butyl carbitol acetate (diethylene glycol monobutyl ether acetate), propylene glycol monomethyl ether, hexylene glycol, terpineol, methyl ethyl ketone, benzyl alcohol, gamma butyrolactone or ethyl lactate, Two or more of them may be used in combination.

상기 유기 비히클의 배합량은 조성물 전체 중량 대비 1 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 충분한 접착강도와 우수한 인쇄성을 확보할 수 있다.
The blending amount of the organic vehicle may be 1 to 30% by weight based on the total weight of the composition. Within this range, sufficient adhesive strength and excellent printability can be ensured.

(D) 첨가제(D) Additive

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 상기에서 기술한 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 조성물 전체 중량 대비 0.1 내지 5 중량%로 첨가될 수 있으며, 필요에 따라 변경할 수 있다.
The composition for forming a solar cell electrode of the present invention may further include conventional additives as needed in order to improve flow characteristics, process characteristics, and stability in addition to the above-described components. The additive may be used alone or as a mixture of two or more of a dispersing agent, a thixotropic agent, a plasticizer, a viscosity stabilizer, a defoaming agent, a pigment, an ultraviolet stabilizer, an antioxidant and a coupling agent. These may be added in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the composition, and may be changed as necessary.

태양전지 전극 및 이를 포함하는 태양전지Solar cell electrode and solar cell comprising same

본 발명의 다른 관점은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물로부터 형성된 전극 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것이다. 도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 태양전지의 구조를 나타낸 것이다.Another aspect of the present invention relates to an electrode formed from the composition for forming a solar cell electrode and a solar cell including the same. 2 shows a structure of a solar cell according to one embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, p층(또는 n층)(101) 및 에미터로서의 n층(또는 p층)(102)을 포함하는 웨이퍼(100) 또는 기판상에, 전극 형성용 조성물을 인쇄하고 소성하여 후면 전극(210) 및 전면 전극(230)을 형성할 수 있다. 예컨대, 전극 형성용 조성물을 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 전극 형성용 조성물을 인쇄한 후 건조하여 전면 전극을 위한 사전 준비단계를 수행할 수 있다. 이후에, 400℃ 내지 950℃, 바람직하게는 750℃ 내지 950℃에서 30초 내지 180초 소성하는 과정을 수행하여 전면 전극 및 후면 전극을 형성할 수 있다.
1, a composition for electrode formation is printed on a wafer 100 or a substrate including a p-layer (or n-layer) 101 and an n-layer (or p-layer) So that the rear electrode 210 and the front electrode 230 can be formed. For example, the electrode forming composition may be applied to the rear surface of the wafer by printing and then dried at a temperature of about 200 캜 to 400 캜 for about 10 to 60 seconds to perform a preliminary preparation step for the rear electrode. In addition, a preparation step for the front electrode can be performed by printing a composition for electrode formation on the entire surface of the wafer and then drying it. Thereafter, the front electrode and the rear electrode may be formed by performing a firing process at 400 ° C. to 950 ° C., preferably 750 ° C. to 950 ° C., for 30 seconds to 180 seconds.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but these examples are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the present invention.

실시예Example

실시예Example 1 One

유기 바인더로서 에틸셀룰로오스 (Dow chemical company, STD4) 3 중량%를 용매인 부틸 카비톨 (Butyl Carbitol) 6.5 중량%에 60℃에서 충분히 용해한 후 평균입경이 2.0㎛인 구형의 은 분말(Dowa Hightech CO. LTD, AG-4-8) 86.9 중량%, 하기 표 1의 조성으로 혼합된 유리 프릿 3.1 중량%, 첨가제로서 분산제 BYK102(BYK-chemie) 0.2 중량% 및 요변제 Thixatrol ST (Elementis co.) 0.3 중량%를 투입하여 골고루 믹싱 후 3롤 혼련기로 혼합 분산시켜 태양전지 전극 형성용 조성물을 준비하였다.
3% by weight of ethyl cellulose (STD4) as an organic binder was sufficiently dissolved in 6.5% by weight of butylcarbitol as a solvent at 60 占 폚, and spherical silver powder having an average particle diameter of 2.0 占 퐉 (Dowa High Tech CO. (BYK-chemie) 0.2% by weight as an additive and 0.3% by weight of Thixatrol ST (Elementis co.) As an additive. %, And the mixture was evenly mixed and then mixed and dispersed with a three-roll kneader to prepare a composition for forming a solar cell electrode.

실시예Example 2 - 4 및  2-4 and 비교예Comparative Example 1 - 3 1 - 3

하기 표 1의 조성을 갖는 유리 프릿을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 준비하였다.
A composition for forming a solar cell electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that glass frit having the composition shown in the following Table 1 was used.

물성 평가 방법Property evaluation method

상기 실시예 및 비교예에 따른 태양전지 전극 형성용 조성물을 결정계 모노 웨이퍼(Wafer) 전면에 일정한 패턴으로 스크린 프린팅 하여 인쇄하고, 적외선 건조로를 사용하여 건조시켰다. 이후 Wafer의 후면에 알루미늄을 포함하는 전극 형성용 조성물을 후면 인쇄한 후 동일한 방법으로 건조하였다. 상기 과정으로 형성된 Cell을 벨트형 소성로를 사용하여 600 내지 900℃사이로 60초에서 210초간 소성을 행하였으며, 이렇게 제조 완료된 Cell은 태양전지효율 측정장비 (Pasan社, CT-801)를 사용하여 태양전지의 누설전류(Leakage Current, Jo2), 개방전압(Voc), 및 변환효율(%)을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.The composition for forming a solar cell electrode according to the above-described Examples and Comparative Examples was screen-printed on a crystal mono wafer in a predetermined pattern, and dried using an infrared drying furnace. Thereafter, a composition for forming an electrode containing aluminum was printed on the rear surface of the wafer by back printing and then dried by the same method. The cells thus formed were fired at 600 to 900 ° C for 60 seconds to 210 seconds using a belt-type sintering furnace. The cells thus manufactured were measured for solar cell efficiency (Pasan Co., CT-801) (Leakage Current, Jo2), Open Voltage (Voc), and Conversion Efficiency (%) were measured and shown in Table 2 below.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[표 2][Table 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 표 2의 결과값에서 보듯이, 실시예 1-4의 유리 프릿을 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조된 전극은 산화네오듐을 포함하지 않는 비교예 1 및 2의 유리 프릿 또는 산화네오듐과 산화텔루륨의 몰비가 본 발명에서 정의한 범위를 벗어나는 비교예 3의 유리 프릿으로 제조된 전극에 비하여 개방전압이 높고 변환효율이 우수한 것을 알 수 있다.As shown in the results of Table 2, the electrode made of the composition for forming a solar cell electrode including the glass frit of Example 1-4 had the glass frit of Comparative Examples 1 and 2 containing no neodymium oxide, The open-circuit voltage and the conversion efficiency are superior to those of the electrode made of the glass frit of Comparative Example 3 in which the mole ratio of tellurium and tellurium oxide is outside the range defined in the present invention.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (7)

은(Ag) 분말;
산화네오듐(Nd2O3) 및 산화텔루륨(TeO2)을 포함하는 유리 프릿; 및
유기 비히클;을 포함하며,
상기 산화네오듐과 상기 산화텔루륨을 1:3 내지 1:100의 몰비로 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
Silver (Ag) powder;
Glass frit including neodymium oxide (Nd2O3) and tellurium oxide (TeO2); And
An organic vehicle;
Wherein the composition comprises neodymium oxide and tellurium oxide in a molar ratio of 1: 3 to 1: 100.
제1항에 있어서,
상기 유리 프릿은 납(Pb), 비스무스(Bi), 텔루륨(Te), 인(P), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 세륨(Se), 철(Fe), 리튬(Li), 규소(Si), 아연(Zn), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 세슘(Ce), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 인듐(In), 바나듐(V), 루테늄(Ru), 바륨(Ba), 니켈(Ni), 구리(Cu), 나트륨(Na), 칼륨(K), 비소(As), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 망간(Mn) 및 알루미늄(Al)의 산화물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
The glass frit may be formed of at least one selected from the group consisting of lead (Pb), bismuth (Bi), tellurium (Te), phosphorus (P), germanium (Ge), gallium (Ga), cerium (Se) (Si), zinc (Zn), tungsten (W), magnesium (Mg), cesium (Ce), strontium (Sr), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tin (V), Ru, Ba, Ni, Cu, Na, K, As, Manganese (Mn), and aluminum (Al) oxides.
제1항에 있어서,
상기 유리 프릿은 유리프릿 전체 중량 대비 산화네오듐을 0.5 내지 30 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the glass frit comprises 0.5 to 30% by weight of neodymium oxide based on the total weight of the glass frit.
제1항에 있어서,
은(Ag) 분말 60 내지 95 중량%;
상기 산화네오듐 및 상기 산화텔루륨을 포함하는 유리 프릿 0.1 내지 20 중량%; 및,
상기 유기 비히클 1 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
From 60 to 95% by weight of silver (Ag) powder;
0.1 to 20% by weight of glass frit comprising neodymium oxide and tellurium oxide; And
And 1 to 30% by weight of the organic vehicle.
제1항에 있어서, 상기 유리 프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛ 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
The composition for forming a solar cell electrode according to claim 1, wherein the glass frit has an average particle diameter (D50) of 0.1 to 10 mu m.
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 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the composition further comprises at least one additive selected from the group consisting of dispersing agents, thixotropic agents, plasticizers, viscosity stabilizers, defoamers, pigments, ultraviolet stabilizers, antioxidants and coupling agents .
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조된 태양전지 전극.A solar cell electrode made of the composition for forming a solar cell electrode according to any one of claims 1 to 6.
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