KR20150042639A - Method for preparing solar cell electrode and solar cell electrode prepared thereby - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양전지 전극의 제조방법 및 이로부터 제조된 태양전지 전극에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a solar cell electrode and a solar cell electrode manufactured from the method.
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.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. Such an electrode of the solar cell can be formed on the surface of the wafer by applying, patterning and firing the electrode paste composition.
태양전지 효율(efficiency)과 관계 깊은 파라미터 중 하나는 직렬저항(Rs)이다. 직렬저항이 높아지면 Fill Factor가 낮아지고 결국 효율을 저하시킬 수 있다. 직렬저항은 고저항의 에미터, 에미터와 전극의 접촉저항 뿐만 아니라 전극 자체의 선 저항 역시 직렬저항을 증가시키는 요인이 될 수 있다. One of the parameters related to solar cell efficiency is the series resistance (Rs). The higher the series resistance, the lower the fill factor and eventually the efficiency. The series resistance may be a factor that increases the series resistance, as well as the contact resistance of the emitter, emitter and electrode of the high resistance as well as the line resistance of the electrode itself.
최근 태양전지 효율 향상을 위하여 에미터와 전극의 접촉저항을 감소시키기 위한 선택적 에미터(selective emitter) 개발과 더불어 전극 자체의 선저항을 향상시키기 위한 double printing 또는 dual printing 공정에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. double printing 공정은 제1 전극 패턴부인 핑거바를 1차 인쇄한 후 제2 전극 패턴부로서 핑거바 및 버스바를 2차 인쇄하는 공정이며, dual printing 공정은 제1 전극 패턴부로서 핑거바 및 버스바를 1차 인쇄하고 제2 전극 패턴부로서 핑거바 및 버스바를 2차 인쇄하는 공정이다. 따라서, double printing 또는 dual printing의 경우에는 제1 전극 패턴부와 그 위에 형성되는 제2 전극 패턴부의 정렬 인쇄(aligned printing)가 중요한 핵심기술이다. 본 발명자는 정렬 인쇄시 제1 전극 패턴부와 제2 전극 패턴부간의 라인 정합도를 높이기 위하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
Recently, selective emitter has been developed to reduce the contact resistance between the emitter and the electrode, and double or dual printing process has been actively carried out to improve the line resistance of the electrode itself. have. The double printing process is a process of firstly printing a finger bar, which is a first electrode pattern portion, and then secondarily printing a finger bar and a bus bar as a second electrode pattern portion. In the dual printing process, a finger bar and a bus bar And secondarily printing the finger bar and the bus bar as the second electrode pattern portion. Accordingly, in the case of double printing or dual printing, aligned printing of the first electrode pattern portion and the second electrode pattern portion formed thereon is important. The present inventors have accomplished the present invention in order to increase the line matching between the first electrode pattern part and the second electrode pattern part during alignment printing.
본 발명의 목적은 얼라인 마크를 이용하여 제1 전극 패턴부와 제2 전극 패턴부 간의 전극 라인 정합도(整合度)를 높이고, 고 종횡비를 갖는 태양전지 전극의 제조방법을 제공하기 위함이다. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a solar cell electrode having a high aspect ratio by increasing alignment of an electrode line between a first electrode pattern portion and a second electrode pattern portion using an alignment mark.
본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법으로 제조된 변환효율 및 Fill Factor 값이 우수한 태양전지 전극을 제공하기 위함이다.Another object of the present invention is to provide a solar cell electrode having excellent conversion efficiency and fill factor value produced by the above-described production method.
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 하나의 관점은 기판의 일 면에 제1 전극 형성용 조성물로 제1 전극 패턴부 및 얼라인 마크를 형성하는 단계; 상기 얼라인 마크를 이용하여 제2 전극 형성용 조성물로 정렬 인쇄(aligned printing)하여 제2 전극 패턴부를 형성하는 단계; 및 상기 제1 전극 패턴부 및 제2 전극 패턴부가 형성된 기판을 소성 후 전면 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 태양전지 전극의 제조방법에 관한 것이다.According to one aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a plasma display panel, comprising: forming a first electrode pattern portion and an alignment mark on a first surface of a substrate with a composition for forming a first electrode; Aligning printing with a composition for forming a second electrode using the alignment marks to form a second electrode pattern portion; And forming a front electrode after firing the substrate having the first electrode pattern portion and the second electrode pattern portion.
상기 제1 전극 패턴부는 핑거바 패턴을 포함하고, 상기 제2 전극 패턴부는 핑거바 패턴 및 버스바 패턴을 포함할 수 있다.The first electrode pattern part may include a finger bar pattern, and the second electrode pattern part may include a finger bar pattern and a bus bar pattern.
상기 얼라인 마크는 제1 전극 패턴부와 이격되어 형성되고, 상기 제2 전극 패턴부의 버스바 패턴이 형성되는 영역에 형성될 수 있다.The alignment mark may be formed in a region spaced apart from the first electrode pattern portion and in a region where the bus bar pattern of the second electrode pattern portion is formed.
상기 제1 전극 패턴부는 버스바 패턴을 더 포함하며, 상기 얼라인 마크는 상기 제1 전극 패턴부에 형성될 수 있다.The first electrode pattern portion may further include a bus bar pattern, and the alignment mark may be formed on the first electrode pattern portion.
상기 얼라인 마크가 형성되는 영역을 제외하고 상기 제1 전극 형성용 조성물로 상기 제1 전극 패턴부를 인쇄하여, 상기 얼라인 마크가 상기 제1 전극 패턴부에 국부적으로 형성될 수 있다.The first electrode pattern portion may be printed with the first electrode forming composition except for the region where the alignment marks are formed so that the alignment mark may be locally formed in the first electrode pattern portion.
상기 얼라인 마크는 상기 제1 전극 패턴부의 버스바 패턴에 형성될 수 있다.The alignment mark may be formed on the bus bar pattern of the first electrode pattern portion.
상기 얼라인 마크의 개수는 1 내지 6개일 수 있다.The number of alignment marks may be 1 to 6.
상기 얼라인 마크의 개수가 2, 4 또는 6개이며, 배열된 얼라인 마크는 대칭구조를 가질 수 있다.The number of the alignment marks is 2, 4, or 6, and the aligned alignment marks may have a symmetrical structure.
상기 얼라인 마크는 정형 또는 무정형이며, 직경이 0.2 내지 2mm일 수 있다.The alignment mark may be of a regular or amorphous shape and may have a diameter of 0.2 to 2 mm.
상기 제1 전극 형성용 조성물과 상기 제2 전극 형성용 조성물이 상이한 것일 수 있다.The composition for forming the first electrode may be different from the composition for forming the second electrode.
상기 제1 전극 패턴의 두께가 5 내지 35㎛이 되도록 제1 전극 형성용 조성물을 인쇄하고, 상기 제2 전극 패턴의 두께가 5 내지 35㎛이 되도록 제2 전극 형성용 조성물을 인쇄할 수 있다.The composition for forming a first electrode may be printed so that the thickness of the first electrode pattern is 5 to 35 μm and the composition for forming a second electrode may be printed so that the thickness of the second electrode pattern is 5 to 35 μm.
본 발명의 다른 관점은 상기 제조방법으로 제조된 태양전지 전극에 관한 것으로, 상기 전극의 핑거바 두께는 10 내지 70㎛이고, 종횡비(두께/선폭)가 0.25 내지 1일 수 있다.
Another aspect of the present invention relates to a solar cell electrode manufactured by the above manufacturing method, wherein the finger bar thickness of the electrode is 10 to 70 탆 and the aspect ratio (thickness / line width) is 0.25 to 1.
본 발명의 태양전지 전극 제조방법은 얼라인 마크를 이용하여 제1 전극 패턴부와 제2 전극 패턴부간의 전극 라인 정합도(整合度)를 높일 수 있으며, 이로부터 제조된 태양전지 전극은 선저항이 낮고 변환효율 및 Fill Factor 값이 우수하다.
The method of manufacturing a solar cell electrode according to the present invention can increase alignment of an electrode line between a first electrode pattern part and a second electrode pattern part using an alignment mark, And the conversion efficiency and the fill factor are excellent.
도 1(a) 내지 (c)는 본 발명의 제1 구체예에 따른 태양전지 전극의 제조방법을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2(a) 내지 (c)는 본 발명의 제2 구체예에 따른 태양전지 전극의 제조방법을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1 구체예에 따라 제조된 도 1(c)의 전극을 M-M'선을 기준으로 나타낸 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 제2 구체예에 따라 제조된 도 2(c)의 전극을 N-N'선을 기준으로 나타낸 단면도를 나타낸 것이다.
도 5(a) 및 (b)는 제1 구체예에 따라 기판에 형성된 얼라인 마크의 현미경 사진이고, 도 5(c)는 제2 구체예에 따라 제1 전극 패턴부에 형성된 얼라인 마크의 현미경 사진이다.1 (a) to 1 (c) are schematic diagrams showing a method of manufacturing a solar cell electrode according to a first embodiment of the present invention.
2 (a) to 2 (c) are conceptual diagrams schematically showing a method of manufacturing a solar cell electrode according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the electrode of FIG. 1 (c) prepared according to the first embodiment of the present invention, with reference to the line M-M '.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the electrode of FIG. 2 (c) prepared according to the second embodiment of the present invention, with reference to N-N 'line.
5A and 5B are microscope photographs of the alignment mark formed on the substrate according to the first embodiment. FIG. 5C is a cross-sectional view of the alignment mark formed on the first electrode pattern portion according to the second embodiment. It is a microscopic photograph.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
태양전지 전극의 제조방법Manufacturing method of solar cell electrode
본 발명은 기판의 일 면에 제1 전극 형성용 조성물로 제1 전극 패턴부 및 얼라인 마크를 형성하는 단계(S1); 상기 얼라인 마크를 이용하여 제2 전극 형성용 조성물로 정렬 인쇄(aligned printing)하여 제2 전극 패턴부를 형성하는 단계(S2); 및 상기 제1 전극 패턴부 및 제2 전극 패턴부가 형성된 기판을 소성 후 전면 전극을 형성하는 단계(S3);를 포함하는 태양전지 전극의 제조방법에 관한 것이다. The method includes forming a first electrode pattern part and an alignment mark on a first surface of a substrate with a composition for forming a first electrode (S1); (S2) aligning printing with the composition for forming a second electrode using the alignment marks to form a second electrode pattern portion; And forming a front electrode after firing the substrate having the first electrode pattern portion and the second electrode pattern portion formed thereon (S3).
이와 같이 제1 전극 패턴부와 얼라인 마크를 동시에 형성하는 경우, 상기 얼라인 마크를 이용하여 제1 전극 패턴부와 제2 전극 패턴부간의 정합도(整合度)를 높일 수 있으며, 전극의 선 저항 및 직렬저항을 최소화할 수 있으므로, 이로부터 제조된 태양전지는 우수한 변환효율 및 Fill Factor값을 가질 수 있다.When the first electrode pattern part and the alignment mark are formed at the same time, the degree of matching between the first electrode pattern part and the second electrode pattern part can be increased by using the alignment mark, Since the resistance and series resistance can be minimized, the solar cell produced therefrom can have excellent conversion efficiency and fill factor values.
상기 (S1)단계에서 제공되는 기판은 p형 또는 n형 기판일 수 있으며, 제1 전극 패턴부 및 얼라인 마크를 형성하는 제1 전극 형성용 조성물은 도전성 분말, 유리 프릿, 및 유기 비히클을 포함할 수 있다. 제1 전극 패턴부는 핑거바(finger bar) 패턴을 포함할 수 있으며, 또는 핑거바 패턴 및 버스바(bus bar) 패턴을 포함할 수 있다. The substrate provided in the step (S1) may be a p-type or n-type substrate, and the first electrode forming composition for forming the first electrode pattern part and the alignment mark includes a conductive powder, a glass frit, and an organic vehicle can do. The first electrode pattern portion may include a finger bar pattern, or may include a finger bar pattern and a bus bar pattern.
제1 구체예로서 제1 전극 패턴부가 핑거바 패턴인 경우, 얼라인 마크는 상기 핑거바 패턴과 이격되어 형성될 수 있으며, 바람직하게는 상기 (S2)단계에서 형성되는 제2 전극 패턴부 중 버스바 패턴이 형성되는 영역에 형성될 수 있다.As a first embodiment, when the first electrode pattern portion is a finger bar pattern, the alignment marks may be formed spaced apart from the finger bar pattern. Preferably, Can be formed in the region where the bar pattern is formed.
제2 구체예로서 제1 전극 패턴부가 핑거바 패턴 및 버스바 패턴을 모두 포함시, 상기 얼라인 마크는 얼라인 마크가 형성되는 영역을 제외하고 상기 제1 전극 형성용 조성물로 상기 제1 전극 패턴부를 인쇄함으로서, 상기 얼라인 마크가 상기 제1 전극 패턴부인 버스바 패턴 또는 핑거바 패턴에 국부적으로 형성될 수 있다.As a second embodiment, when the first electrode pattern portion includes both the finger bar pattern and the bus bar pattern, the alignment marks may be formed with the first electrode forming composition except the region where the alignment mark is formed, The alignment marks can be locally formed in the bus bar pattern or the finger bar pattern which is the first electrode pattern portion.
제1 전극 형성용 조성물은 제1 전극 패턴부의 두께가 5 내지 35㎛이 되도록 기판 상에 인쇄될 수 있다.The composition for forming a first electrode may be printed on a substrate such that the thickness of the first electrode pattern portion is 5 to 35 mu m.
상기 (S2)단계는 상기 (S1)단계에서 형성된 얼라인 마크를 이용하여 제2 전극 형성용 조성물로 제1 전극 패턴부 상에 정렬 인쇄(aligned printing)하여 제2 전극 패턴부를 형성하는 단계이다. 제2 전극 형성용 조성물은 제1 전극 형성용 조성물과 동일하거나 상이한 조성을 가질 수 있으며, 제2 전극 형성용 조성물을 상기 제1 전극 패턴부 상에 인쇄하여 5 내지 35㎛ 두께를 갖는 제2 전극 패턴부를 형성할 수 있다. The step (S2) is a step of forming a second electrode pattern part by aligning printing on the first electrode pattern part with the composition for forming a second electrode using the alignment marks formed in step (S1). The composition for forming the second electrode may have the same or different composition as the composition for forming the first electrode. The composition for forming a second electrode may be printed on the first electrode pattern portion to form a second electrode pattern Can be formed.
상기 제1 전극 패턴부와 상기 제2 전극 패턴부가 형성된 최종 전극의 두께는 10 내지 70㎛일 수 있다.The thickness of the final electrode having the first electrode pattern portion and the second electrode pattern portion may be 10 to 70 탆.
일 구체예로서, 상기 제1 전극 패턴부와 상기 제2 전극 패턴부의 두께비는 1 : 0.2 내지 1 : 4일 수 있다. 상기 두께비 범위로 인쇄시 전극의 종횡비(전극 두께/전극 선폭)를 높일 수 있고, 미세 패턴을 구현할 수 있다. In one embodiment, the thickness ratio of the first electrode pattern part and the second electrode pattern part may be 1: 0.2 to 1: 4. The aspect ratios (electrode thickness / electrode line width) of the electrodes can be increased during the printing in the thickness ratio range, and a fine pattern can be realized.
상기 (S2)단계의 정렬 인쇄(aligned printing)는 제1 전극 패턴을 인쇄함과 동시에 2개 이상의 얼라인 마크를 인쇄하고, 제2 전극 패턴 인쇄시 상기 얼라인 마크를 인식하여 제1 전극 패턴부 상에 제2 전극 패턴부를 정교하게 인쇄할 수 있다. 상기 제1 및 제2 전극패턴부는 1종 이상의 전극 패턴을 포함할 수 있으며, 일 예로서, 버스바(bus bar) 패턴 및 핑거바(finger bar) 패턴을 포함할 수 있다.In the aligned printing in step S2, two or more alignment marks are printed simultaneously with printing of the first electrode pattern, and when the second electrode pattern is printed, The second electrode pattern portion can be precisely printed. The first and second electrode pattern units may include at least one electrode pattern, and may include a bus bar pattern and a finger bar pattern, for example.
상기 얼라인 마크는 정형 또는 무정형일 수 있고, 직경이 0.2 내지 2.0mm일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 일 예로서, 상기 얼라인 마크는 구형, 사각형, 십자형, 네가형 등의 형상일 수 있다. The alignment marks may be of a regular or amorphous shape and may have a diameter of 0.2 to 2.0 mm, but are not limited thereto. As an example, the alignment mark may be in the form of a sphere, a square, a cross, a negative, or the like.
상기 얼라인 마크는 1 내지 6 개로 형성될 수 있다. 얼라인 마크의 개수가 2, 4 또는 6 개인 경우, 배열된 얼라인 마크는 대칭구조를 가질 수 있으며, 대칭구조를 갖는 경우 정합도를 보다 높일 수 있다.The alignment marks may be formed of 1 to 6 pieces. When the number of alignment marks is 2, 4, or 6, the aligned alignment marks may have a symmetrical structure, and the matching degree may be further increased when the alignment marks have a symmetric structure.
상기 (S3)단계는 상기 (S1) 및 (S2) 단계에서 정렬 인쇄된 제1 전극 패턴부와 제2 전극 패턴부를 소성하여 전극을 형성하는 단계로서 150 내지 350℃에서 5 내지 20분간 벨트 퍼니스(belt furnace)에서 소성하여 전극을 형성할 수 있다. The step (S3) may include forming the electrodes by firing the first electrode pattern part and the second electrode pattern part aligned and printed in steps (S1) and (S2) a belt furnace to form an electrode.
상기 (S1) 내지 (S3)단계로 제조된 전극의 핑거바 두께는 10 내지 70㎛일 수 있고, 종횡비(두께/선폭)는 0.25 내지 1일 수 있다.The thickness of the finger bar of the electrode manufactured in steps (S1) to (S3) may be 10 to 70 탆, and the aspect ratio (thickness / line width) may be 0.25 to 1.
도 1은 본 발명의 제1 구체예에 따른 태양전지 전극의 제조방법을 개략적으로 나타낸 개념도이다. 도 1(a)은 제공된 기판(100)을 나타낸 것이고, 도 1(b)는 제1 전극 형성용 조성물로 제1 전극 패턴부인 제1 핑거바 패턴(20)과 얼라인 마크(30)가 인쇄된 것을 나타낸 것이며, 도 1(c)는 얼라인 마크(30)를 이용하여 제2 전극 형성용 조성물로 제2 전극 패턴부인 제2 핑거바 패턴(40) 및 버스바 패턴(50)이 인쇄된 것을 나타낸 것이다. 따라서, 제1 핑거바 패턴(20) 위에 제2 핑거바 패턴(40)이 정렬 인쇄(aligned printing)됨으로서, 소성 후 제조된 핑거바 전극의 종횡비(전극 두께/전극 선폭)를 높일 수 있고, 이로서 전극의 선폭을 줄이고 선 저항을 최소화하여 직렬저항을 낮출 수 있으며 변환효율 및 Fill Factor를 향상시킬 수 있다. 도 1(b)를 참고하면, 얼라인 마크(30)는 제1 전극 패턴부인 제1 핑거바 패턴(20)과 이격되어 형성될 수 있고, 제2 전극 패턴부 중 버스바 패턴(50)이 형성될 영역에 형성될 수 있다. 1 is a conceptual view schematically showing a method of manufacturing a solar cell electrode according to a first embodiment of the present invention. 1 (a) shows a
상기 제1 구체예에서, 제1 전극 패턴부는 제1 핑거바 패턴만을 포함하고 있으므로, 제2 전극 형성용 조성물로 정렬 인쇄시 제2 전극 패턴부의 핑거바 패턴이 상대적으로 두껍게 인쇄될 수 있고, 이로 인하여 전극과 에미터에서 발생하는 접촉저항과 선저항을 최소화하여 직렬 저항을 낮출 수 있고 변환 효율을 향상시킬 수 있다.In the first embodiment, since the first electrode pattern portion includes only the first finger bar pattern, the finger bar pattern of the second electrode pattern portion can be printed relatively thick during alignment printing with the second electrode forming composition, The contact resistance and the line resistance generated in the electrodes and the emitter are minimized, so that the series resistance can be lowered and the conversion efficiency can be improved.
도 3은 도 1(c)의 전극을 M-M'선을 기준으로 절단한 단면도로서, 상기 (S1)단계에서 제1 전극 패턴부인 핑거바 패턴(20) 및 얼라인 마크(30)가 형성되고, 상기 (S2)단계에서 제2 전극 패턴부인 제2 핑거바 패턴(40) 및 버스바 패턴(50)이 정렬 인쇄된 것을 나타낸 것이다.FIG. 3 is a cross-sectional view of the electrode of FIG. 1 (c) cut along the line M-M '. In the step (S1), the
도 5는 제1 구체예에 따라 기판 상에 형성된 얼라인 마크의 현미경 사진으로서, 도 5(a)는 십자형, 도 5(b)는 구형인 얼라인 마크의 현미경 사진이다.Fig. 5 is a micrograph of an alignment mark formed on a substrate according to the first embodiment. Fig. 5 (a) is a cross-sectional view and Fig. 5 (b) is a micrograph of a spherical alignment mark.
도 2는 본 발명의 제2 구체예에 따른 태양전지 전극의 제조방법을 개략적으로 나타낸 개념도이다. 도 2(a)는 제공된 기판(100)을 나타낸 것이고, 도 2(b)는 제1 전극 형성용 조성물로 제1 전극 패턴부인 제1 버스바 패턴(10) 및 제1 핑거바 패턴(20)과 얼라인 마크(30)가 인쇄된 것을 나타낸 것이며, 도 2(c)는 얼라인 마크(30)를 이용하여 제2 전극 형성용 조성물로 제2 전극 패턴부인 제2 버스바 패턴(50) 및 제2 핑거바 패턴(40)이 인쇄된 것을 나타낸 것이다. 2 is a conceptual view schematically showing a method of manufacturing a solar cell electrode according to a second embodiment of the present invention. 2B shows a first
제2 구체예에 따른 얼라인 마크(30)는 제1 전극 형성용 조성물로 제1 전극 패턴부 인쇄시 제1 전극 패턴부에서 얼라인 마크가 형성되는 영역을 제외하고 인쇄하여 형성된 것으로, 도 2(b)는 제1 전극 패턴부 중 버스바 패턴(10)에 국부적으로 형성된 것을 나타낸 것이다. 제2 구체예에서, 얼라인 마크는 제1 전극 패턴부 중 얼라인 마크가 형성되는 영역과 얼라인 마크를 제외한 영역의 인쇄 두께를 달리하여 단차를 형성하거나, 제1 전극 패턴부의 일부 영역을 미인쇄하여 형성될 수 있다. 바람직하게는 얼라인 마크를 제1 패턴부상 음각으로 인쇄하여 형성될 수 있으며, 얼라인 마크의 시인성 확보를 위하여 제1 전극 패턴부 두께의 (1/2) 이상인 침투 깊이를 갖도록 음각으로 형성될 수 있다.The
도 4는 제2 구체예에 따라 정렬 인쇄된 도 2(c)의 전극을 N-N'선을 기준으로 나타낸 단면도로서, (S1)단계에서 제1 전극 패턴부인 제1 핑거바 패턴(20) 및 제1 버스바 패턴(10)이 형성되고, 얼라인 마크(30)는 제1 버스바 패턴(10)상에 음각으로 형성되며, (S2)단계에서 제2 전극 패턴부인 제2 핑거바 패턴(40) 및 버스바 패턴(50)이 정렬 인쇄된 것을 나타낸 것이다. FIG. 4 is a cross-sectional view of the electrode of FIG. 2 (c) aligned and printed according to the second embodiment with reference to the N-N 'line. In the step S1, the
도 5(c)는 제2 구체예에 따라 제1 전극 패턴부에 형성된 얼라인 마크의 현미경 사진으로서, 제1 버스바 패턴 내에 형성된 구형의 얼라인 마크를 나타낸 것이다.FIG. 5C is a microscope photograph of an alignment mark formed on the first electrode pattern portion according to the second embodiment, and shows a spherical alignment mark formed in the first bus bar pattern. FIG.
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
실시예 1Example 1
단결정 웨이퍼 기판을 텍스쳐링(texturing)한 후 디퓨젼 퍼니스(diffusion furnace)에서 850℃ 조건으로 POCl3 도핑하여 에미터를 형성하였다. 도핑된 기판을 HF를 이용하여 기판 표면의 PSG(phosphersilicate glass)를 제거한 후 PECVD를 이용하여 표면에 SiN 코팅하여 반사방지막을 형성하였으며, 상기 웨이퍼 후면에 알루미늄 페이스트를 인쇄한 후 300℃에서 건조하여 후면 전극을 제조하였다.The monocrystalline wafer substrate was textured and then POCl 3 doped at 850 ° C in a diffusion furnace to form an emitter. Phosphoresilicate glass (PSG) on the surface of the substrate was removed using HF, and the surface of the doped substrate was coated with SiN by PECVD to form an antireflection film. An aluminum paste was printed on the rear surface of the wafer, Electrode.
상기 기판에 제1 전극 형성용 조성물(제일모직社 SF8521A)을 baccini printer로 인쇄하여 제1 전극 패턴부로서 인쇄 두께 15㎛인 제1 핑거바 패턴 및 상기 제1 핑거바 패턴과 이격된 얼라인 마크를 형성한 후 300℃에서 건조하였다. 상기 얼라인 마크를 이용하여 제2 전극 형성용 조성물(제일모직社 SF8521A)을 baccini printer로 인쇄하여 제2 전극 패턴부로서 인쇄 두께 16㎛로 제2 핑거바 패턴을 제1 핑거바 패턴 위에 정렬 인쇄(align printing)하고 두께 20㎛인 버스바 패턴을 형성한 후 BTU 퍼니스(furnace)에서 960 내지 980℃사이로 30초에서 50초 간 소성하였다. 제조된 전극의 핑거바 두께는 31㎛이고 버스바 두께는 20㎛이다. 제조된 전극의 핑거바 선폭 및 두께로부터 종횡비를 측정하고, 태양전지효율 측정장비(Pasan社, CT-801)를 사용하여 단락전류 Isc(A), 개방전압 Voc(mV), 직렬저항 Rs(Ω), 면저항 Rsh(Ω), Fill Factor(%), 및 변환효율(%)을 측정한 후 하기 표 1에 나타내었다. The first electrode forming composition (Cheil Industries SF8521A) was printed on the substrate with a baccini printer to form a first finger bar pattern having a printing thickness of 15 占 퐉 as a first electrode pattern portion and a second finger bar pattern having an alignment mark spaced apart from the first finger bar pattern And dried at 300 ° C. The second electrode forming composition (Cheil Industries SF8521A) was printed with a baccini printer using the alignment marks to align and print the second finger bar pattern on the first finger bar pattern with a print thickness of 16 탆 as the second electrode pattern part aligning printing to form a bus bar pattern having a thickness of 20 mu m and then firing at a temperature of 960 to 980 DEG C for 30 seconds to 50 seconds in a BTU furnace. The manufactured electrode had a finger bar thickness of 31 mu m and a bus bar thickness of 20 mu m. (A), open-circuit voltage Voc (mV), and series resistance Rs (Ω) were measured using the solar cell efficiency measurement equipment (Pasan Co., ), Sheet resistance Rsh (?), Fill factor (%), and conversion efficiency (%) were measured and are shown in Table 1 below.
실시예 2Example 2
제1 전극과 제2의 전극을 동일한 전극 형성용 조성물(제일모직社 SF8521AL)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 전극을 제조한 후 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the first electrode and the second electrode were the same composition for electrode formation (Cheil Industries SF8521AL). Physical properties of the electrode were measured and are shown in Table 1 below.
비교예 1Comparative Example 1
얼라인 마크를 형성하지 않고 제1 전극 형성용 조성물(제일모직 페이스트 SF8521A)로 16㎛ 두께로 핑거바 패턴 및 버스바 패턴을 단일 인쇄한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전극을 제조하였으며, 제조된 전극의 두께는 16㎛이었고, 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.An electrode was prepared in the same manner as in Example 1, except that a finger bar pattern and a bus bar pattern were printed with a thickness of 16 mu m with a composition for forming a first electrode (Cheil Industries Paste SF8521A) without forming an alignment mark , And the thickness of the prepared electrode was 16 탆, and physical properties were measured and shown in Table 1 below.
(두께/선폭)Fingerbar Aspect Ratio
(Thickness / line width)
상기 표 1에서 보듯이, 본 발명의 얼라인 마크를 이용하여 정렬 인쇄한 실시예 1-2는 얼라인 마크를 형성하지 않고 단일 인쇄하여 전극을 제조한 비교예 1에 비하여 전극 라인의 정합도가 우수하고 종횡비가 우수하여 직렬저항이 감소하였으며 Fill Factor 및 변환효율이 우수한 것을 알 수 있다. As shown in Table 1, in Example 1-2 in which alignment printing was performed using the alignment mark of the present invention, the matching degree of the electrode lines was higher than that of Comparative Example 1 in which electrodes were produced by single printing without forming alignment marks And excellent in aspect ratio, the series resistance is reduced, and the fill factor and conversion efficiency are excellent.
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 (13)
상기 얼라인 마크를 이용하여 제2 전극 형성용 조성물로 정렬 인쇄(aligned printing)하여 제2 전극 패턴부를 형성하는 단계; 및
상기 제1 전극 패턴부 및 제2 전극 패턴부가 형성된 기판을 소성 후 전면 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 태양전지 전극의 제조방법.
Forming a first electrode pattern part and an alignment mark with a composition for forming a first electrode on one surface of a substrate;
Aligning printing with a composition for forming a second electrode using the alignment marks to form a second electrode pattern portion; And
And forming a front electrode after firing the substrate having the first electrode pattern portion and the second electrode pattern portion.
상기 제1 전극 패턴부는 핑거바 패턴을 포함하고,
상기 제2 전극 패턴부는 핑거바 패턴 및 버스바 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first electrode pattern portion includes a finger bar pattern,
Wherein the second electrode pattern portion includes a finger bar pattern and a bus bar pattern.
상기 얼라인 마크는 제1 전극 패턴부와 이격되어 형성되고,
상기 제2 전극 패턴부의 버스바 패턴이 형성되는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극의 제조방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the alignment marks are spaced apart from the first electrode pattern portion,
Wherein the second electrode pattern portion is formed in a region where a bus bar pattern of the second electrode pattern portion is formed.
상기 제1 전극 패턴부는 버스바 패턴을 더 포함하며,
상기 얼라인 마크는 상기 제1 전극 패턴부에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극의 제조방법.
3. The method of claim 2,
The first electrode pattern portion may further include a bus bar pattern,
Wherein the alignment mark is formed on the first electrode pattern portion.
상기 얼라인 마크가 형성되는 영역을 제외하고 상기 제1 전극 형성용 조성물로 상기 제1 전극 패턴부를 인쇄하여,
상기 얼라인 마크가 상기 제1 전극 패턴부에 국부적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The first electrode pattern portion is printed with the first electrode forming composition except for the region where the alignment marks are formed,
Wherein the alignment mark is locally formed on the first electrode pattern portion.
상기 얼라인 마크는 상기 제1 전극 패턴부의 버스바 패턴에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the alignment mark is formed on a bus bar pattern of the first electrode pattern portion.
상기 얼라인 마크의 개수는 1 내지 6개인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the number of alignment marks is one to six.
상기 얼라인 마크의 개수가 2, 4 또는 6개이며, 배열된 얼라인 마크는 대칭구조를 가지는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the number of the alignment marks is 2, 4 or 6, and the aligned alignment marks have a symmetrical structure.
상기 얼라인 마크는 정형 또는 무정형이며, 직경이 0.2 내지 2mm인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the alignment marks are of a regular or amorphous shape and have a diameter of 0.2 to 2 mm.
상기 제1 전극 형성용 조성물과 상기 제2 전극 형성용 조성물이 상이한 것을 특징으로 하는 태양전지 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the composition for forming the first electrode and the composition for forming the second electrode are different from each other.
상기 제1 전극 패턴의 두께가 5 내지 35㎛이 되도록 제1 전극 형성용 조성물을 인쇄하고,
상기 제2 전극 패턴의 두께가 5 내지 35㎛이 되도록 제2 전극 형성용 조성물을 인쇄하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
The first electrode forming composition is printed so that the thickness of the first electrode pattern is 5 to 35 占 퐉,
Wherein the second electrode forming composition is printed so that the thickness of the second electrode pattern is 5 to 35 占 퐉.
12. A solar cell electrode produced by the method of any one of claims 1 to 11.
상기 전극의 핑거바 두께는 10 내지 70㎛이고, 종횡비(두께/선폭)가 0.25 내지 1인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극.13. The method of claim 12,
Wherein the finger bar of the electrode has a thickness of 10 to 70 탆 and an aspect ratio (thickness / line width) of 0.25 to 1.
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|---|---|---|---|---|
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| US20210328079A1 (en) * | 2020-04-21 | 2021-10-21 | Solaria Corporation | Reduced overlap shingled single-sku cell design for shingled panels |
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