KR20160045716A - Paste composition and solar cell element - Google Patents

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Abstract

실리콘 반도체 기판의 이면 상에 전극을 형성하기 위해서 사용되는 페이스트 조성물에 있어서, 개방 전압을 증대시키는 동시에 전류 밀도의 감소를 억제할 수 있는 페이스트 조성물과, 그 조성물을 사용하여 형성된 이면 전극을 갖춘 태양 전지 소자를 제공한다.
상기 페이스트 조성물은 결정계 실리콘 태양 전지를 구성하는 실리콘 반도체 기판의 이면 상에 전극을 형성하기 위해서 사용되는 페이스트 조성물에 있어서, 알루미늄 분말, Al-B 합금 분말, 유리 분말 및 유기 비히클을 함유한다. 상기 페이스트 조성물에 있어서의 붕소 농도는 0.005 질량% 이상 0.05 질량% 이하이다. A paste composition used for forming an electrode on the back surface of a silicon semiconductor substrate, comprising: a paste composition capable of increasing an open-circuit voltage and suppressing a decrease in current density; and a solar cell Device.
The paste composition contains an aluminum powder, an Al-B alloy powder, a glass powder, and an organic vehicle in a paste composition used for forming an electrode on the back surface of a silicon semiconductor substrate constituting a crystalline silicon solar cell. The boron concentration in the paste composition is 0.005 mass% or more and 0.05 mass% or less.

Description

페이스트 조성물 및 태양 전지 소자{PASTE COMPOSITION AND SOLAR CELL ELEMENT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a paste composition,

본 발명은 일반적으로는 페이스트 조성물과 태양 전지 소자에 관하여, 특정적으로는 결정계 실리콘 태양 전지를 구성하는 실리콘 반도체 기판의 이면 상에 전극을 형성할 때 사용되는 페이스트 조성물 및 이를 사용하여 이면 전극이 형성된 태양 전지 소자에 관한 것이다. The present invention relates generally to a paste composition and a solar cell element, and more particularly to a paste composition used for forming an electrode on the back surface of a silicon semiconductor substrate constituting a crystalline silicon solar cell, To a solar cell element.

실리콘 반도체 기판의 이면 상에 전극이 형성된 전자 부품으로서, 특개 2003-69056호 공보(특허 문헌 1), 특표 2009-530845호 공보(특허 문헌 2)에 개시되어 있는 태양 전지 소자가 알려져 있다. A solar cell element disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-69056 (Patent Document 1) and Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2009-530845 (Patent Document 2) is known as an electronic component in which an electrode is formed on the back surface of a silicon semiconductor substrate.

도 1은 태양 전지 소자의 일반적인 단면 구조를 모식적으로 나타낸 도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing a general cross-sectional structure of a solar cell element. FIG.

도 1에 나타난 바와 같이, 태양 전지 소자는 두께가 200 μm 정도의 p형 실리콘 반도체 기판(1)을 사용하여 구성된다. p형 실리콘 반도체 기판(1)의 수광면 측에는, 두께가 0.3~0.6 μm의 n형 불순물 계층으로서 n+층(2)과, 그 위에 반사 방지막(3)과, 그리드 전극(4)가 형성되어 있다. As shown in Fig. 1, the solar cell element is constituted by using a p-type silicon semiconductor substrate 1 having a thickness of about 200 mu m. On the light-receiving surface side of the p-type silicon semiconductor substrate 1, an n + layer 2 as an n-type impurity layer with a thickness of 0.3 to 0.6 μm, an antireflection film 3 and a grid electrode 4 are formed thereon have.

또한, p형 실리콘 반도체 기판(1)의 이면들은 알루미늄 전극층(5)이 형성되고 있다. 알루미늄 전극층(5)는 알루미늄 분말, 유리 프릿(Glass frit) 및 유기질 비히클으로 구성된 페이스트 조성물을 스크린 인쇄 등에 의해서 도포하여, 건조한 후, 660℃(알루미늄의 녹는점) 이상의 온도에서 단시간 연소함으로써 형성되어 있다. 이 연소 시에 알루미늄이 p형 실리콘 반도체 기판(1)의 내부에 확산됨으로써 알루미늄 전극층(5)와 p형 실리콘 반도체 기판(1) 사이에 Al-Si 합금층(6)이 형성됨과 동시에 알루미늄 원자의 확산에 의한 불순물 계층으로 p+층(7)이 형성된다. 이 p+층(7)의 존재에 의해서 전자의 재결합을 방지하고 생성 캐리어의 수집 효율을 향상시키는 BSF(Back Surface Field) 효과를 얻는다. The back surface of the p-type silicon semiconductor substrate 1 has an aluminum electrode layer 5 formed thereon. The aluminum electrode layer 5 is formed by applying a paste composition composed of aluminum powder, glass frit and organic vehicle by screen printing or the like, drying and short-time burning at a temperature of 660 캜 (melting point of aluminum) or higher . Aluminum is diffused into the p-type silicon semiconductor substrate 1 at the time of this combustion so that an Al-Si alloy layer 6 is formed between the aluminum electrode layer 5 and the p-type silicon semiconductor substrate 1, The p + layer 7 is formed as an impurity layer due to diffusion. By the presence of the p + layer 7, a BSF (Back Surface Field) effect is obtained which prevents recombination of electrons and improves collection efficiency of the generated carriers.

p+층(7)로서의 BSF층이 형성되는 구조에 대해서는 개략적으로 다음과 같이 설명할 수 있다. 우선, 페이스트 조성물이 도포된 p형 실리콘 반도체 기판(1)을 상태도에 있어서의 Al-Si 합금의 고상선의 온도(577℃)이상의 고온(일반적으로는 700~900℃)에서 열 처리할 때, 페이스트에 포함되는 Al과 셀 유래의 Si가 용융함으로써 Al-Si 합금의 용융물이 형성된다. 그 후, Al-Si 합금의 용융물이 형성된 p형 실리콘 반도체 기판(1)을 실온 부근까지 급랭함으로써 Al-Si 용융물이 다시 고화된다. 이때, 실리콘의 알루미늄 원자의 확산이 알루미늄의 규소 원자의 확산에 비해서 늦는 것에 의해서 Al-Si 합금의 용융물 중의 알루미늄 원자의 일부가 규소 중에 남게되어 Al-Si 합금층(6)이 형성됨과 동시에 고농도의 알루미늄을 포함하는 규소의 계층으로, p+층(7)(즉, BSF층)이 형성된다. The structure in which the BSF layer as the p + layer 7 is formed can be roughly described as follows. First, when the p-type silicon semiconductor substrate 1 to which the paste composition is applied is subjected to heat treatment at a high temperature (generally 700 to 900 DEG C) at a temperature (577 DEG C) or more of the solidus of the Al-Si alloy in the state diagram, Al contained in the paste and Si derived from the cell are melted to form a melt of the Al-Si alloy. Thereafter, the p-type silicon semiconductor substrate 1 on which the melt of the Al-Si alloy is formed is quenched to near the room temperature, whereby the Al-Si melt is solidified again. At this time, diffusion of aluminum atoms of silicon is delayed compared to the diffusion of silicon atoms of aluminum, so that a part of the aluminum atoms in the Al-Si alloy melt remains in silicon to form the Al-Si alloy layer 6, A layer of silicon containing aluminum forms a p + layer 7 (i.e., a BSF layer).

한편, 태양 전지의 변환 효율을 보다 향상시킬 목적으로, 균일의 BSF층을 형성하는 방법, 또는 BSF층에 포함되는 불순물의 농도를 증가시키는 방법 등이 종래부터 많이 검토되고 있다. 예를 들면, 특개 2003-69056호 공보(특허 문헌 1)에 기재의 태양 전지에서는 붕소 분말, 무기 붕소 화합물 및 유기 붕소 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 붕소 함유물을 페이스트 혼합물에 첨가함으로써 BSF효과의 향상이 도달되고 있다. On the other hand, for the purpose of further improving the conversion efficiency of the solar cell, a method of forming a uniform BSF layer or a method of increasing the concentration of impurities contained in the BSF layer has been conventionally studied. For example, in the solar cell described in JP-A-2003-69056 (Patent Document 1), at least one boron-containing material selected from the group consisting of boron powder, inorganic boron compound and organic boron compound is added to the paste mixture Improvement of the BSF effect is being achieved.

특표 2009-530845호 공보(특허 문헌 2)에 기재의 태양 전지에서는 BSF층의 불순물의 농도를 증가시키기 위해서, Al-B합금을 포함하는 페이스트 조성물이 사용되고 있다. 이들처럼 알루미늄과 같은 3가의 가수를 가진 붕소 함유물을 페이스트 혼합물에 첨가함으로써 BSF층에 있어서의 불순물의 농도를 증가시키는 방법이 종래부터 검토되고 있다. In the solar cell described in JP-A-2009-530845 (Patent Document 2), a paste composition containing an Al-B alloy is used in order to increase the concentration of impurities in the BSF layer. A method of increasing the concentration of impurities in the BSF layer by adding a boron-containing material having a trivalent valence such as aluminum to the paste mixture as described above has been studied.

특개 2003-69056호 공보Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-69056 특표 2009-530845호 공보Publication No. 2009-530845

그러나, 특개 2003-69056호 공보(특허 문헌 1)에 기재된 방법에 의하면, 붕소 함유물이 페이스트 조성물에서 단체로 분포하고 있어, BSF층이 형성되는 구조를 고려하면 붕소 원자가 BSF층에 불균일하게 확산한다고 생각된다. 따라서, BSF층에 있어서의 붕소의 불균일한 확산은 개방 전압의 증대의 장애가 된다. However, according to the method described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-69056 (Patent Document 1), boron-containing materials are distributed in a single composition in a paste composition, and considering the structure in which a BSF layer is formed, boron atoms diffuse unevenly in the BSF layer I think. Therefore, the non-uniform diffusion of boron in the BSF layer becomes an obstacle to increase of the open-circuit voltage.

특표 2009-530845호 공보(특허 문헌 2)에 기재된 태양 전지의 실시예에 사용되는 붕소를 0.2 질량% 포함하는 Al-0.2 질량% B합금에 대해서는 상태도에 있어서 이 합금의 액상선이 나타나는 위치가 1000℃ 부근이며, 태양 전지 소자를 실제로 연소시키는 온도(즉, 일반적으로 700~900℃)에서는 금속 간 화합물인 AlB2의 그대로 붕소와 알루미늄의 액상이 혼재하기 때문에 BSF층에 붕소 원자를 확산시킬 수 없다. For the Al-0.2 mass% B alloy containing 0.2 mass% of boron used in the embodiment of the solar cell described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2009-530845 (Patent Document 2), the position where the liquidus of the alloy appears at 1000 ° C., and at the temperature at which the solar cell element is actually burned (ie, generally 700 to 900 ° C.), the intermetallic compound AlB 2 Boron atoms can not diffuse into the BSF layer because the liquid phase of boron and aluminum is mixed.

또한, 페이스트 조성물을 태양 전지 소자의 이면에 도포한 경우에 페이스트 조성물의 붕소의 양이 많을 경우에는 BSF층에 포함되는 불순물 농도의 과다로, 이면에 대한 빛의 반사율의 저하를 초래할 우려가 있다. 이면의 빛의 반사율의 저하에 의해 전류 밀도의 감소가 초래된다. Further, when the paste composition is applied to the back surface of the solar cell element, when the amount of boron in the paste composition is large, the impurity concentration in the BSF layer is excessively high, and the reflectance of light to the back surface may decrease. The reduction of the reflectance of light on the back surface causes a decrease in the current density.

여기에서, 본 발명의 목적은 상기의 과제를 해결하는 것으로, 실리콘 반도체 기판의 이면 상에 전극을 형성하기 위해서 사용되는 페이스트 조성물에 있어서, 개방 전압을 증대시키는 동시에 전류 밀도의 감소를 억제할 수 있는 페이스트 조성물과 이 조성물을 사용하여 형성된 이면 전극을 갖춘 태양 전지 소자를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a paste composition for forming electrodes on the back surface of a silicon semiconductor substrate, which is capable of increasing the open- A paste composition and a back electrode formed using the composition.

[0014] [0014]

본원 발명의 발명자들은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 열심히 연구를 거듭한 결과, 실리콘 반도체 기판의 이면 상에 전극을 형성하기 위해서, 알루미늄 분말과 Al-B 합금 금속과의 혼합 분말이 포함되고, 특정의 양의 붕소를 함유하는 페이스트 조성물을 사용함으로써, 상기 목적을 달성하는 것을 알아내었다. 이 지식을 바탕으로 본 발명에 따른 페이스트 조성물은 다음과 같은 특징을 갖추고 있다. The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the problems of the prior art. As a result, they have found that a mixed powder of an aluminum powder and an Al-B alloy metal is contained in order to form an electrode on the back surface of a silicon semiconductor substrate, By weight of boron in an amount of 0.01 to 5% by weight based on the total weight of the composition. Based on this knowledge, the paste composition according to the present invention has the following characteristics.

본 발명에 따른 페이스트 조성물은 결정계 실리콘 태양 전지를 구성하는 실리콘 반도체 기판의 이면 상에 전극을 형성하기 위해서 사용되는 페이스트 조성물에 있어서, 알루미늄 분말, Al-B합금 분말, 유리 분말 및 유기 비히클을 함유한다. 상기 페이스트 조성물에 있어서의 붕소 농도는 0.005 질량% 이상 0.05 질량% 이하이다. The paste composition according to the present invention contains an aluminum powder, an Al-B alloy powder, a glass powder, and an organic vehicle in a paste composition used for forming an electrode on the back surface of a silicon semiconductor substrate constituting a crystalline silicon solar cell . The boron concentration in the paste composition is 0.005 mass% or more and 0.05 mass% or less.

바람직하게는 Al-B합금 분말이 0.01 질량% 이상 0.07 질량% 이하의 붕소를 함유한다. Preferably, the Al-B alloy powder contains 0.01% by mass or more and 0.07% by mass or less of boron.

본 발명에 따른 태양 전지 소자는 상술의 어느 하나의 특징을 가진 페이스트 조성물을 실리콘 반도체 기판의 이면 상에 도포한 후 연소함으로써 형성한 전극을 갖춘다. A solar cell element according to the present invention is provided with an electrode formed by applying a paste composition having any one of the above-described characteristics onto a back surface of a silicon semiconductor substrate and then burning it.

이상과 같이, 본 발명에 따르면 실리콘 반도체 기판의 이면 상에 전극을 형성하기 위해서, 알루미늄 분말과 Al-B합금 금속과의 혼합 분말이 포함되고, 특정의 양의 붕소를 함유하는 페이스트 조성물을 사용함으로써, 개방 전압을 증대시키는 동시에 전류 밀도의 감소를 억제할 수 있는 페이스트 조성물과 그 조성물을 사용하여 형성된 이면 전극을 갖춘 태양 전지 소자를 제공할 수 있다. As described above, according to the present invention, by using a paste composition containing a mixed powder of an aluminum powder and an Al-B alloy metal and containing a specific amount of boron in order to form an electrode on the back surface of a silicon semiconductor substrate A paste composition capable of increasing the open-circuit voltage and suppressing the decrease in the current density, and a solar cell element having the back electrode formed using the composition.

[도 1] 하나의 실시 형태로 본 발명이 적용되는 태양 전지 소자의 일반적인 단면 구조를 모식적으로 나타낸 도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing a general cross-sectional structure of a solar cell element to which the present invention is applied in one embodiment. FIG.

본 발명자들은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 열심히 연구를 거듭한 결과, 실리콘 반도체 기판의 이면 상에 전극을 형성하기 위해서 사용되는 페이스트 조성물에 있어서, 알루미늄 분말과 Al-B 합금 금속과의 혼합 분말을 포함시키며, 특정의 양의 붕소를 포함시킴으로써, 상기 목적을 달성하는 것을 알아내었다. 이 지식을 바탕으로 본 발명에 따른 페이스트 조성물은 다음과 같은 특징을 갖추고 있다. As a result of intensive researches to solve the problems of the prior art, the inventors of the present invention have found that a paste composition used for forming electrodes on the back surface of a silicon semiconductor substrate comprises a mixed powder of an aluminum powder and an Al- And by incorporating a specific amount of boron, it has been found that this object is achieved. Based on this knowledge, the paste composition according to the present invention has the following characteristics.

본 발명에 따른 페이스트 조성물은 결정계 실리콘 태양 전지를 구성하는 실리콘 반도체 기판의 이면 상에 전극을 형성하기 위해서 사용되는 페이스트 조성물에 있어서, 알루미늄 분말, Al-B합금 분말, 유리 분말 및 유기 비히클을 함유한다. 본 발명의 페이스트 조성물에 있어서의 붕소 농도는 0.005 질량% 이상 0.05 질량% 이하이다. The paste composition according to the present invention contains an aluminum powder, an Al-B alloy powder, a glass powder, and an organic vehicle in a paste composition used for forming an electrode on the back surface of a silicon semiconductor substrate constituting a crystalline silicon solar cell . The boron concentration in the paste composition of the present invention is 0.005 mass% or more and 0.05 mass% or less.

본 발명의 페이스트 조성물에 사용되는 Al-B 합금 분말은 0.01 질량% 이상 0.07 질량% 이하의 붕소를 함유하는 것이 바람직하다. The Al-B alloy powder used in the paste composition of the present invention preferably contains boron at 0.01 to 0.07 mass%.

실리콘 반도체 기판의 이면 상에 전극을 형성하기 위해서 사용되는 페이스트 조성물로서, 알루미늄 분말 및 Al-B 합금 분말을 함유함과 동시에, 특정 양의 붕소를 포함하는 본 발명에 따른 페이스트 조성물에 따르면 BSF계층의 붕소의 확산을 균일화시킴으로써 개방 전압의 증대를 줄 수 있음과 동시에, 태양 전지 소자의 이면의 빛의 반사율의 악화에 따른 전류 밀도의 감소를 억제할 수 있다. According to the paste composition according to the present invention containing aluminum powder and Al-B alloy powder and a specific amount of boron as a paste composition used for forming an electrode on the back surface of a silicon semiconductor substrate, By making the diffusion of boron uniform, it is possible to increase the open-circuit voltage and suppress the decrease of the current density due to the deterioration of the reflectance of light on the back surface of the solar cell element.

<태양 전지 소자> <Solar Cell Device>

도 1과 같이 본 발명에 따른 태양 전지 소자의 하나의 실시 형태로서의 p형 태양 전지 소자는 예를 들면, 두께가 180~250 μm의 p형 실리콘 반도체 기판(1)을 사용하여 구성된다. 실리콘 반도체 기판(1)의 수광면 측의 표면에는, 두께가 0.3~0.6 μm의 n형 불순물 계층으로서 n+층(2)와 그 위에, 예를 들면, 질화 실리콘 막으로 된 반사 방지막(패시베이션 막)3과 그리드 전극(4)이 형성되어 있다. 표면 전극으로서의 그리드 전극(4)은 예를 들면, 은 페이스트를 스크린 인쇄한 후 연소함으로써 형성된다. 1, a p-type solar cell element as one embodiment of a solar cell element according to the present invention is formed using, for example, a p-type silicon semiconductor substrate 1 having a thickness of 180 to 250 μm. On the surface of the silicon semiconductor substrate 1 on the light-receiving surface side, an n + layer 2 and an antireflection film (a passivation film ) 3 and a grid electrode 4 are formed. The grid electrode 4 as the surface electrode is formed, for example, by screen printing silver paste and burning it.

또한, 실리콘 반도체 기판(1)의 수광면과 반대 측의 이면에는 알루미늄 전극층(5)이 형성되어 있다. 알루미늄 전극층(5)은 본 발명의 페이스트 조성물을 스크린 인쇄 등에 의해 도포하고, 건조시킨 후 660℃(알루미늄의 녹는점)을 넘는 온도에서 단시간 연소하는 것(파이어스루(firethrough) 법)에 의해 형성되어 있다. 본 발명의 페이스트 조성물은 알루미늄 분말과, Al-B합금 분말과, 유리 분말과, 유기 비히클을 포함한다. 이러한 연소 시에 알루미늄이 실리콘 반도체 기판(1)의 내부에 확산됨으로써 알루미늄 전극층(5)과 실리콘 반도체 기판(1) 사이에 Al-Si 합금층(6)이 형성됨과 동시에 알루미늄 원자의 확산에 의한 불순물층의 p+층(BSF층)(7)이 형성된다. 이 p+층(7)의 존재에 의해 전자의 재결합을 방지하고 생성 캐리어의 수집 효율을 향상시키는 BSF(Back Surface Field)효과를 얻는다. 이렇게 실리콘 반도체 기판(1)의 이면들은 알루미늄 전극층(5)와 Al-Si 합금층(6)으로 되어 이면 전극(8)이 형성되고, 또한 알루미늄 전극층(5)에 대면하는 실리콘 반도체 기판(1)의 영역에는 BSF층(7)이 형성되어 있다. An aluminum electrode layer 5 is formed on the back surface of the silicon semiconductor substrate 1 opposite to the light-receiving surface. The aluminum electrode layer 5 is formed by applying the paste composition of the present invention by screen printing or the like, drying and short-time burning at a temperature exceeding 660 캜 (melting point of aluminum) (fire through method) have. The paste composition of the present invention comprises an aluminum powder, an Al-B alloy powder, a glass powder, and an organic vehicle. Aluminum is diffused into the silicon semiconductor substrate 1 at the time of such combustion so that the Al-Si alloy layer 6 is formed between the aluminum electrode layer 5 and the silicon semiconductor substrate 1 and impurities A p + layer (BSF layer) 7 is formed. The presence of this p + layer 7 provides a BSF (Back Surface Field) effect that prevents recombination of electrons and improves the collection efficiency of the generated carriers. The back surfaces of the silicon semiconductor substrate 1 are formed of the aluminum electrode layer 5 and the Al-Si alloy layer 6 to form the back electrode 8 and the silicon semiconductor substrate 1 facing the aluminum electrode layer 5, A BSF layer 7 is formed.

<페이스트 조성물> &Lt; Paste composition >

본 발명의 페이스트 조성물은 상술의 알루미늄 전극층(5)를 형성하기 위해서 실리콘 반도체 기판(1)의 수광면과 반대 측의 이면에 도공하는 페이스트 조성물에 있어서, 알루미늄 분말과, Al-B 합금 분말을 함유하며, 바인더로서 유리 분말과 유기 비히클을 함유한다. 페이스트 조성물에 있어서의 붕소 농도는 0.005 질량% 이상 0.05 질량% 이하이다. 또한, 바람직하게는 페이스트 조성물에 사용되는 Al-B합금 분말이 0.01 질량% 이상 0.07 질량% 이하의 붕소를 함유한다. The paste composition of the present invention is a paste composition coated on the back surface opposite to the light receiving surface of the silicon semiconductor substrate 1 to form the above-described aluminum electrode layer 5. The paste composition includes an aluminum powder and an Al- , And contains a glass powder and an organic vehicle as binders. The boron concentration in the paste composition is 0.005 mass% or more and 0.05 mass% or less. Preferably, the Al-B alloy powder used for the paste composition contains 0.01% by mass or more and 0.07% by mass or less of boron.

<알루미늄 분말> <Aluminum Powder>

페이스트 조성물에 포함된 알루미늄 분말은 그 도전성으로부터 전극으로서의 효과를 발휘한다. 또한, 알루미늄 분말은 페이스트 조성물을 연소시킨 경우에 실리콘 반도체 기판(1) 사이에 Al-Si 합금층(6)과 p+층(BSF층)(7)을 형성하므로 상술한 BSF효과 또는 소망의 p+층을 얻을 수 있다. The aluminum powder contained in the paste composition exerts its effect as an electrode from its conductivity. In addition, since the Al-Si alloy layer 6 and the p + layer (BSF layer) 7 are formed between the silicon semiconductor substrates 1 when the paste composition is burned, the aluminum powder has the BSF effect or the desired p + Layer can be obtained.

알루미늄 분말의 형상은 특히 한정되지 않는다. 알루미늄 분말의 형상은 구상인 것이 바람직하다. 알루미늄 분말을 구성하는 알루미늄 입자 단경에 대한 장경의 비율은 1 이상 1.5 이하인 것이 바람직하다. 이러한 형상의 알루미늄 입자를 포함하는 분말을 사용함으로써 알루미늄 전극층(5)의 알루미늄 입자의 충전성이 커지고 전극의 전기 저항을 효과적으로 저하시킬 수 있으며 실리콘 반도체 기판(1)과 알루미늄 입자와의 접점이 늘면서 양호한 Al-Si합금층(6)을 형성할 수 있다. The shape of the aluminum powder is not particularly limited. The shape of the aluminum powder is preferably spherical. The ratio of the long diameter to the aluminum particle short diameter constituting the aluminum powder is preferably 1 or more and 1.5 or less. By using a powder containing aluminum particles having such a shape, the filling property of the aluminum particles in the aluminum electrode layer 5 can be increased, the electrical resistance of the electrode can be effectively lowered, and the contact between the silicon semiconductor substrate 1 and the aluminum particles can be increased A good Al-Si alloy layer 6 can be formed.

알루미늄 분말을 구성하는 알루미늄 입자의 평균 입경은 1 μm 이상 10 μm 이하인 것이 바람직하다. 알루미늄 입자의 평균 입경이 1 μm 이상 10 μm 이하의 범위 내이면 양호한 분산성을 얻을 수 있다. 평균 입자 지름이 1 μm 미만이면 알루미늄 입자끼리가 응집할 우려가 있다. 평균 입자 지름이 10 μm을 넘으면 알루미늄 입자 분산성이 나빠질 우려가 있다. The average particle diameter of the aluminum particles constituting the aluminum powder is preferably 1 μm or more and 10 μm or less. When the average particle diameter of the aluminum particles is within the range of 1 占 퐉 or more and 10 占 퐉 or less, good dispersibility can be obtained. When the average particle diameter is less than 1 占 퐉, there is a fear that the aluminum particles cohere with each other. If the average particle diameter exceeds 10 占 퐉, the aluminum particle dispersibility may deteriorate.

알루미늄 분말의 알루미늄의 순도는 99.7% 이상인 것이 바람직하다. 알루미늄 분말에 불순물이 혼입되어 있더라도, 알루미늄 분말에서 Fe와 Si를 합쳐서 0.1%미만이면, 불순물의 혼입은 허용된다 The purity of aluminum in the aluminum powder is preferably 99.7% or more. Even if impurities are mixed in the aluminum powder, if the total amount of Fe and Si in the aluminum powder is less than 0.1%, incorporation of impurities is permitted

<Al-B 합금 분말> <Al-B alloy powder>

본 발명의 페이스트 조성물이 Al-B 합금 분말을 포함함으로써, BSF층에 있어서의 불순물의 농도를 붕소로 증가시킬 수 있다. 또한, 페이스트 조성물에서의 Al-B 합금 분말 중의 붕소의 함유량이 0.01 질량% 이상 0.07 질량% 이하인 경우, 태양 전지 소자를 연소시키는 경우 액상을 충분히 형성할 수 있어 양호한 BSF층을 형성할 수 있다. By including the Al-B alloy powder in the paste composition of the present invention, the concentration of impurities in the BSF layer can be increased to boron. When the content of boron in the Al-B alloy powder in the paste composition is 0.01% by mass or more and 0.07% by mass or less, a sufficient liquid phase can be formed when the solar cell element is burnt, and a good BSF layer can be formed.

Al-B 합금 분말의 형상은 특히 한정되지 않는다. Al-B 합금 분말의 형상은 구상인 것이 바람직하다. Al-B 합금 분말의 형상으로 진구도가 0.5 이상이면, 알루미늄 전극층(5)에서의 충전의 성능을 증대시킬 수 있고, 전기 저항의 저하를 억제할 수 있다. The shape of the Al-B alloy powder is not particularly limited. The shape of the Al-B alloy powder is preferably spherical. When the sphericity is 0.5 or more in the form of the Al-B alloy powder, the performance of charging in the aluminum electrode layer 5 can be increased, and the decrease in electrical resistance can be suppressed.

또한, 여기서 진구도로는 예를 들면, 구상의 Al-B 합금 분말 입자를 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscopy:SEM)에서 관찰함으로써 얻을 수 있다. 임의로 선택한 여러 개(예를 들면 20 개)의 입자에서, 각 입자의 최소경(이 직경은 현미경에서 관찰용의 시야상 또는 해당 시야의 범위가 촬영된 사진상에서 각 입자를 평행한 2개의 선분으로 끼움으로써 얻어지는 2개의 선분 사이의 거리 중 최단 거리이다)과 최대경(이 직경은 현미경에서 관찰용의 시야상 또는 해당 시야의 범위가 촬영된 사진상에서 각 입자를 평행한 2개의 선분으로 끼움으로써 얻어지는 2개의 선분 사이의 거리 중 최장 거리이다)를 측정한다. 이 최소경과 최대경으로 평균을 입자마다 산출한다. 또한, 임의로 선택한 여러 개의 입자의 최소경과 최대경으로 각 평균의 평균치를 산출한다(즉, 임의로 선택한 여러 개의 입자의 최단경과 최장경으로 각 평균을 가산한 값을 사용한 입자의 개수로 계산한다). Here, the sidewall road can be obtained, for example, by observing spherical Al-B alloy powder particles with a scanning electron microscope (SEM). For arbitrarily selected particles (for example, 20 particles), the minimum diameter of each particle (this diameter is defined as the distance between two particles parallel to each other on the microscope, (The diameter is a distance obtained by inserting two segments parallel to each other on a microscope, a field of view for observation or a range of the field of view, Is the longest distance among the line segments). The average is calculated for each particle by the minimum-diameter maximum diameter. In addition, the average value of each average is calculated by the minimum and maximum diameters of arbitrarily selected several particles (that is, the number of particles using the values obtained by adding the angular averages to the shortest and longest diameters of arbitrarily selected several particles).

또한, 본 발명의 페이스트 조성물에서의 Al-B 합금 분말의 평균 입자 지름은 바람직하게는1 μm 보다 크고 10 μm 미만이다. 평균 입자 지름이 1 μm 이하이면, 페이스트 중의 분산성이 악화되며, 10 μm 이상이면, 반응성이 저하된다. The average particle diameter of the Al-B alloy powder in the paste composition of the present invention is preferably greater than 1 占 퐉 and less than 10 占 퐉. When the average particle diameter is 1 μm or less, the dispersibility in the paste deteriorates. When the average particle diameter is 10 μm or more, the reactivity is lowered.

<유리 분말> <Glass powder>

유리 분말은 알루미늄 분말과 실리콘 반도체 기판과의 반응과, 알루미늄 분말 자신의 소성을 돕는 작용이 있다고 한다. 유리 분말은 납(Pb), 비스무트(Bi), 바나듐(V), 붕소(B), 실리콘(Si), 주석(Sn), 인(P), 아연(Zn)로 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하고 있어도 좋다. It is said that the glass powder has a function of reacting the aluminum powder with the silicon semiconductor substrate and helping the firing of the aluminum powder itself. The glass powder may be one or more selected from the group consisting of lead (Pb), bismuth (Bi), vanadium (V), boron (B), silicon (Si), tin (Sn), phosphorus (P) And may contain two or more species.

또한, 유리 분말에는 납을 포함하는 유리 분말, 예를 들면, 비스무트계, 바나듐계, 주석-인 계열, 붕소 규산 아연계, 알칼리 붕규산계 등의 무연의 유리 분말을 사용할 수 있다. 특히, 인체의 영향, 또는 내 환경 성능을 감안하면, 무연의 유리 분말의 사용이 바람직하다. As the glass powder, glass powder containing lead, for example, a lead-free glass powder such as a bismuth-based, vanadium-based, tin-phosphorus-based, boron silicate-based or alkali borosilicate-based glass powder can be used. Particularly, in consideration of the influence of the human body or the environmental performance, the use of lead-free glass powder is preferable.

나아가, 유리 분말의 연화점은 750℃ 이하인 것이 바람직하다. 연화점이 750℃을 넘는 유리 분말이면 특정 패시베이션(passivation) 막을 사용했을 때 패시베이션막의 성능을 현저히 손상시켜서 버릴 우려가 있다. Furthermore, the glass powder preferably has a softening point of 750 캜 or lower. If the glass powder has a softening point exceeding 750 캜, there is a possibility that the performance of the passivation film may be considerably impaired when a specific passivation film is used.

또한, 유리 분말을 구성하는 유리 입자의 평균 입경은 1 μm 이상 3 μm 이하인 것이 바람직하다. The average particle diameter of the glass particles constituting the glass powder is preferably 1 m or more and 3 m or less.

나아가, 본 발명의 페이스트 조성물에 포함된 유리 분말의 함유량은 특히 한정되지 않으나, 알루미늄 분말 100 중량부에 0.1 중량부 이상 15 중량부 이하인 것이 바람직하다. 유리 분말의 함유량이 0.1 중량부 미만이면, 실리콘 반도체 기판(1)과 밀착성이 저하할 우려가 있다. 유리 분말의 함유량이 15 중량부 이상이면, 형성되는 알루미늄 전극층(5)의 전기 저항이 증가할 우려가 있다. Further, the content of the glass powder contained in the paste composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 part by weight to 15 parts by weight per 100 parts by weight of the aluminum powder. If the content of the glass powder is less than 0.1 part by weight, adhesion with the silicon semiconductor substrate 1 may be deteriorated. If the content of the glass powder is 15 parts by weight or more, the electrical resistance of the aluminum electrode layer 5 to be formed may increase.

<유기 비히클> <Organic Vehicle>

유기 비히클로는 용제에, 필요에 따라서 각종 첨가제 및 수지를 용해된 것이 사용된다. 용제로는 공지의 것이 사용 가능하며, 구체적으로는 디에틸렌글리콜 모노 부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 등을 들 수 있다. 각종 첨가제로는 예를 들면, 산화 방지제, 부식 억제제, 소화제, 증점제, 커플링제, 정전 부여제, 중합 방지제, 틱소트로피제, 침강 방지제 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는 예를 들면, 폴리 에틸렌 글리콜 에스테르 화합물, 폴리 에틸렌 글리콜 에테르 화합물, 폴리 옥시 에틸렌 소르비탄 에스테르 화합물, 소르비탄 알킬 에스테르 화합물, 지방족 다가 카르복실산 화합물, 인산 에스테르 화합물, 폴리에스테르산의 아마이드 아민염, 산화 폴리 에틸렌 화합물, 지방산 아마이드 왁스 등을 사용할 수 있다. 수지로서는 공지의 것이 사용 가능하며, 에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스, 폴리 비닐 부티랄, 페놀 수지, 멜라닌 수지, 요소 수지, 자일렌 수지, 알키드 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 퓨란 수지, 우레탄 수지, 이소시아네이트 화합물, 시아네이트 화합물 등의 열경화 수지, 폴리 에틸렌, 폴리 프로필렌, 폴리 스틸렌, ABS 수지, 폴리 메타크릴산 메틸, 폴리 염화 비닐, 폴리 염화 비닐리덴, 폴리 아세트산 비닐, 폴리비닐 알코올, 폴리 아세탈, 폴리 카보네이트, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트, 폴리 부틸렌 테레프탈레이트, 폴리 페닐렌 옥사이드, 폴리 설폰, 폴리 이미드, 폴리 에테르 설폰, 폴리 아릴레이트, 폴리 에테르 에테르 케톤, 폴리 4불화 에틸렌, 실리콘 수지 등의 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있다. 본 발명의 페이스트 조성물에 포함되는 유기 비히클로는 용제에 용해시키지 않고 수지를 사용해도 좋다. As the organic vehicle, a solvent in which various additives and resins are dissolved, if necessary, is used. As the solvent, known ones may be used. Specific examples thereof include diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether, and the like. Examples of the various additives include antioxidants, corrosion inhibitors, extinguishing agents, thickeners, coupling agents, charge stabilizers, polymerization inhibitors, thixotropic agents, and anti-settling agents. Specifically, there may be mentioned, for example, polyethyleneglycol ester compounds, polyethyleneglycol ether compounds, polyoxyethylene sorbitan ester compounds, sorbitan alkyl ester compounds, aliphatic polycarboxylic acid compounds, phosphoric acid ester compounds, Salts, oxidized polyethylene compounds, fatty acid amide wax, and the like. As the resin, any of known resins may be used and examples thereof include resins such as ethyl cellulose, nitrocellulose, polyvinyl butyral, phenol resin, melanin resin, urea resin, xylene resin, alkyd resin, unsaturated polyester resin, acrylic resin, polyimide resin, , Thermosetting resins such as urethane resins, isocyanate compounds and cyanate compounds, and thermosetting resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, ABS resin, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl chloride, , Polyacetal, polycarbonate, polyethyleneterephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene oxide, polysulfone, polyimide, polyethersulfone, polyarylate, polyetheretherketone, polytetrafluoroethylene, silicone resin Can be used in combination. As the organic vehicle contained in the paste composition of the present invention, a resin may be used without being dissolved in a solvent.

또한, 본 발명의 페이스트 조성물 중에 포함되는 유기 비히클의 함유량은 특히 한정되지 않으나, 알루미늄 분말 100 중량부에 대해서, 30 중량부 이상 100 중량부 이하인 것이 바람직하다. 유기 비히클의 함량이 30 중량부 미만 또는 100 중량부를 넘으면 페이스트 조성물 인쇄성이 저하될 우려가 있다. The content of the organic vehicle contained in the paste composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 30 parts by weight or more and 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the aluminum powder. If the content of the organic vehicle is less than 30 parts by weight or exceeds 100 parts by weight, the printing property of the paste composition may be deteriorated.

[실시예] [Example]

이하, 본. 실시예와 비교예에 대해서 설명한다. Hereinafter, Examples and Comparative Examples will be described.

(페이스트 조성물 준비) (Preparation of paste composition)

실시예 1~4와 비교예 1~4의 페이스트 조성물을 다음과 같이 해서 준비하였다. The paste compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were prepared as follows.

(실시예 1) (Example 1)

입경이 약 3~6 μm의 구상을 가진 알루미늄 분말과 Al-0.011 질량% B합금 분말을 각각 준비한다. 합계 100 중량부 알루미늄 분말 및 Al-0.011 질량% B합금 분말에 대해서, 1.5 중량부의 유리 분말과 40 중량부의 유기 비히클을 주지의 혼합기로 혼합하고 페이스트 조성물에 있어서의 붕소의 함유량이 0.005 질량%의 알루미늄 페이스트를 얻었다. An aluminum powder having a spherical shape of about 3 to 6 μm in particle diameter and an Al-0.011 mass% B alloy powder are prepared. 1.5 parts by weight of glass powder and 40 parts by weight of an organic vehicle were mixed in a known mixer with respect to 100 parts by weight of aluminum powder and Al-0.011% by mass of B alloy powder, and the paste composition was mixed with 0.005% by mass of aluminum A paste was obtained.

(실시예 2) (Example 2)

입경이 약 3~6 μm의 구상을 가진 알루미늄 분말과 Al-0.032 질량% B합금 분말을 각각 준비하고 실시예 1과 같은 방법으로 합계 100 중량부 알루미늄 분말 및 Al-0.032 질량% B합금 분말에 대해서, 1.5 중량부의 유리 분말과 40 중량부의 유기 비히클을 혼합하고 페이스트 조성물에 있어서의 붕소의 함유량이 0.02 질량%의 알루미늄 페이스트를 얻었다. Aluminum powder and Al-0.032 mass% B alloy powder having a particle size of about 3 to 6 μm were prepared, and 100 parts by weight of aluminum powder and Al-0.032 mass% B alloy powder in total were prepared in the same manner as in Example 1 , 1.5 parts by weight of glass powder and 40 parts by weight of an organic vehicle were mixed to obtain an aluminum paste having a boron content of 0.02% by mass in the paste composition.

(실시예 3) (Example 3)

입경이 약 3~6 μm의 구상을 가진 알루미늄 분말과 Al-0.051 질량% B합금 분말을 각각 준비하고 실시예 1,2와 같은 방법으로 합계 100 중량부 알루미늄 분말 및 Al-0.051 질량% B합금 분말에 대해서, 1.5 중량부의 유리 분말과 40 중량부의 유기 비히클을 혼합하고 페이스트 조성물에 있어서의 붕소의 함유량이 0.034 질량%의 알루미늄 페이스트를 얻었다. Aluminum powder and Al-0.051 mass% B alloy powder each having a grain size of about 3 to 6 mu m were prepared. In the same manner as in Examples 1 and 2, a total of 100 parts by weight of aluminum powder and Al-0.051 mass% , 1.5 parts by weight of glass powder and 40 parts by weight of an organic vehicle were mixed to obtain an aluminum paste having a boron content of 0.034% by mass in the paste composition.

(실시예 4) (Example 4)

입경이 약 3~6 μm의 구상을 가진 알루미늄 분말과 Al-0.070 질량% B합금 분말을 각각 준비하고 실시예 1,2,3과 같은 방법으로 합계 100 중량부 알루미늄 분말 및 Al-0.070 질량% B합금 분말에 대해서, 1.5 중량부의 유리 분말과 40 중량부의 유기 비히클을 혼합하고 페이스트 조성물에 있어서의 붕소의 함유량이 0.05 질량%의 알루미늄 페이스트를 얻었다. Aluminum powder and Al-0.070 mass% B alloy powder each having a grain size of about 3 to 6 mu m were prepared, and 100 parts by weight of aluminum powder and Al-0.070 mass% B Alloy powder was mixed with 1.5 parts by weight of glass powder and 40 parts by weight of an organic vehicle to obtain an aluminum paste having a boron content of 0.05 mass% in the paste composition.

(비교예 1) (Comparative Example 1)

입경이 약 3~6 μm의 구상을 가진 알루미늄 분말을 준비한다. 100 중량부 알루미늄 분말에 대해서, 1.5 중량부의 유리 분말과 40 중량부의 유기 비히클을 주지의 혼합기로 혼합함으로써 알루미늄 페이스트를 얻었다. Prepare an aluminum powder with a spherical shape of about 3-6 μm in diameter. 100 parts by weight Aluminum powder was mixed with 1.5 parts by weight of glass powder and 40 parts by weight of an organic vehicle by a known mixer to obtain an aluminum paste.

(비교예 2) (Comparative Example 2)

입경이 약 3~6 μm의 구상을 가진 알루미늄 분말과 Al-0.006 질량% B합금 분말을 각각 준비한다. 합계 100 중량부 알루미늄 분말 및 Al-0.006 질량% B합금 분말에 대해서, 1.5 중량부의 유리 분말과 40 중량부의 유기 비히클을 주지의 혼합기로 혼합하고 페이스트 조성물에 있어서의 붕소의 함유량이 0.002 질량%의 알루미늄 페이스트를 얻었다. An aluminum powder having a spherical shape of about 3 to 6 μm in particle diameter and an Al-0.006 mass% B alloy powder are prepared. 1.5 parts by weight of glass powder and 40 parts by weight of an organic vehicle were mixed in a main mixer with respect to 100 parts by weight of total aluminum powder and Al-0.006 mass% B alloy powder, and the paste composition was mixed with 0.002% by mass aluminum A paste was obtained.

(비교예 3) (Comparative Example 3)

크기가 약 3~6 μm의 구상을 가진 알루미늄 분말과 Al-0.083 질량% B합금 분말을 각각 준비하고 비교예 2와 같은 방법에서 모두 100 중량부 알루미늄 분말 및 Al-0.083 질량% B합금 분말에 대해서, 1.5 중량부의 유리 분말과 40 중량부의 유기 비히클을 혼합하고 페이스트 조성물에 있어서의 붕소의 함유량이 0.06 질량%의 알루미늄 페이스트를 얻었다. Aluminum powder and Al-0.083 mass% B alloy powder having a size of about 3 to 6 μm were prepared, and 100 parts by weight of aluminum powder and Al-0.083 mass% B alloy powder were prepared in the same manner as in Comparative Example 2 , 1.5 parts by weight of glass powder and 40 parts by weight of an organic vehicle were mixed to obtain an aluminum paste having a boron content of 0.06% by mass in the paste composition.

(비교예 4) (Comparative Example 4)

입경이 약 5~8 μm의 구상을 가진 알루미늄 분말과 Al-0.240 질량% B합금 분말을 각각 준비하고 비교예 2,3과 같은 방법에서 모두 100 중량부 알루미늄 분말 및 Al-0.240 질량% B합금 분말에 대해서, 1.5 중량부의 유리 분말과 40 중량부의 유기 비히클을 혼합하고 페이스트 조성물에 있어서의 붕소의 함유량이 0.2 질량%의 알루미늄 페이스트를 얻었다. Aluminum powder having a spherical shape of about 5 to 8 μm in particle diameter and Al-0.240 mass% B alloy powder were prepared, and 100 parts by weight of aluminum powder and Al-0.240 mass% B alloy powder , 1.5 parts by weight of glass powder and 40 parts by weight of an organic vehicle were mixed to obtain an aluminum paste having a boron content of 0.2 mass% in the paste composition.

(알루미늄 전극층의 형성) (Formation of aluminum electrode layer)

5인치의 단결정 셀에서, 실리콘 반도체 기판(1)의 표면(수광면)에 미리 은 페이스트가 인쇄된 실리콘 반도체 기판(1)의 이면 상의 전체에, 스크린 인쇄기를 사용하여 상기에서 얻은 실시예 1~4와 비교예 1~4의 페이스트 조성물을 두께 40 μm으로 도포하였다. 스크린 메쉬에는 250Mesh를 사용하였다. 그리고, 각 페이스트 조성물이 도포된 셀의 각각을 100℃의 온도에서 10분 동안 건조시킨 후 적외선 소성로에서 공기 분위기 안에서 연소하였다. 소성에서는 적외선 소성로의 소성 존의 온도를 750~800℃으로 설정하였다. 이 연소에 의한 각 셀의 실리콘 반도체 기판(1)에 도 1에 나타낸 알루미늄 전극층(5)이 형성되었다. 이렇게 각각 다른 p+층(BSF층)(7)을 가진 8종의 단결정 셀을 얻었다. In the single-crystal cell of 5 inches, the entire surface of the back surface of the silicon semiconductor substrate 1 on which the silver paste was previously printed on the surface (light-receiving surface) of the silicon semiconductor substrate 1, 4 and Comparative Examples 1 to 4 was applied to a thickness of 40 占 퐉. 250 mesh was used for the screen mesh. Then, each of the cells to which each paste composition was applied was dried at a temperature of 100 DEG C for 10 minutes and then fired in an air atmosphere in an infrared firing furnace. In the firing, the temperature of the firing zone of the infrared firing furnace was set at 750 to 800 ° C. The aluminum electrode layer 5 shown in Fig. 1 was formed on the silicon semiconductor substrate 1 of each cell by this combustion. Thus, eight kinds of single crystal cells having different p + layers (BSF layers) 7 were obtained.

(변환 효율의 평가) (Evaluation of conversion efficiency)

상기와 같이 해서 얻어진 각 셀의 I-V특성을, 주식 회사 와콤 전창제의 솔라 시뮬레이터를 사용해서 측정하였다. 상기 솔라 시뮬레이터를 AM1.5의 조건으로 설정하였다. 각 셀의 I-V특성에 대해서는 상기 솔라 시뮬레이터에 표시된 것을 사용하였다. 또한, 변환 효율 Eff(%)은 아래식으로 산출한다. The I-V characteristics of each cell thus obtained were measured using a solar simulator of Wacom Corporation. The solar simulator was set to the condition of AM 1.5. For the I-V characteristics of each cell, the one indicated on the solar simulator was used. The conversion efficiency Eff (%) is calculated by the following equation.

변환 효율 Eff(%)=(전류 밀도 I× 개방 전압 V)×필 계수치 F.F. Conversion efficiency Eff (%) = (current density I x open-circuit voltage V) Fill factor F.F.

실시예 1~4와 비교예 1~4의 평가 결과를 표 1에 나타낸다. The evaluation results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 are shown in Table 1.

[표 1] [Table 1]

Figure pct00001
Figure pct00001

변환 효율 Eff의 향상을 고려할 경우, 전류 밀도와 개방 전압과의 곱인 전력 값 W(=I·V)에 주목해야 하므로 페이스트 조성물에서 붕소를 함유하지 않은 비교예 1에 비해서 실시예 1~4와 비교예 2,3의 페이스트 조성물처럼 Al-B 합금 분말 또는 알루미늄 분말 및 Al-B분말 혼합물을 사용함으로써 전류 밀도 감소의 억제와 개방 전압의 증대와 양립(즉, 전력값 I·V의 증가)이 가능한 것으로 표 1에서 알 수 있다. It is necessary to pay attention to the power value W (= I · V), which is the product of the current density and the open-circuit voltage, in comparison with the first to fourth embodiments in comparison with Comparative Example 1 which does not contain boron in the paste composition. By using an Al-B alloy powder or an aluminum powder and an Al-B powder mixture as in the paste compositions of Examples 2 and 3, it is possible to suppress the reduction of the current density and to increase the open voltage and compatibly (i.e., increase the power value I · V) As shown in Table 1.

또한, 표 1에서 상기의 실시예 1~4의 페이스트 조성물에 따르면, 페이스트 조성물에 있어서의 붕소 함유량의 증대에 따라 전류 밀도 감소의 억제 및 개방 전압의 증대가 가능하다. 한편, 페이스트 조성물에 있어서의 붕소 함유량이 0.005 질량% 미만이면, 개방 전압의 증대가 현저히 나타나지 않는 것으로 나타났다(비교예 2 참조). 또한, 비교예 1의 변환 효율 Eff와 비교예 2의 변환 효율 Eff사이에는 거의 차이가 없다. 한편, 페이스트 조성물에 있어서의 붕소 함유량이 0.05 질량%보다 많은 경우(비교예 3 참조)에는 붕소 함유량의 증대에 따른 전류 밀도가 현저히 감소되었다. 나아가, 비교예 3의 페이스트 조성물에서는 붕소를 함유하지 않은 비교예 1의 페이스트 조성물에 비해서, 변환 효율 Eff가 동등 이하임이 확인되었다. 게다가 붕소를 과다 함유한 비교예 4의 페이스트 조성물에서는 붕소를 함유하지 않은 비교예 1의 페이스트 조성물에 비해서 개방 전압이 현저히 저하되어 변환 효율 Eff도 현저히 떨어졌다. Further, according to the paste compositions of Examples 1 to 4 in Table 1, it is possible to suppress the decrease of the current density and increase the open-circuit voltage with the increase of the boron content in the paste composition. On the other hand, when the boron content in the paste composition is less than 0.005 mass%, the increase in open-circuit voltage is not remarkable (see Comparative Example 2). Further, there is almost no difference between the conversion efficiency Eff of Comparative Example 1 and the conversion efficiency Eff of Comparative Example 2. On the other hand, when the boron content in the paste composition is more than 0.05% by mass (refer to Comparative Example 3), the current density due to the increase of the boron content is remarkably reduced. Furthermore, it was confirmed that the paste composition of Comparative Example 3 had a conversion efficiency Eff equal to or less than that of the paste composition of Comparative Example 1 containing no boron. In addition, in the paste composition of Comparative Example 4 containing excess boron, the open circuit voltage was markedly lower than that of the paste composition of Comparative Example 1 containing no boron, and the conversion efficiency Eff was remarkably lowered.

이상, 표 1에 나타난 결과로부터 본 발명의 페이스트 조성물(실시예 1~4)이 도포된 실리콘 반도체 기판(1)을 사용함으로써, 태양 전지 소자의 변환 효율의 새로운 향상을 도달할 수 있다. From the results shown in Table 1, a new improvement in the conversion efficiency of the solar cell element can be achieved by using the silicon semiconductor substrate 1 coated with the paste composition (Examples 1 to 4) of the present invention.

이상으로 개시된 실시의 형태나 실시예는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 이상의 실시 형태와 실시예만 아니라 특허청구의 범위에 나타난 특허청구의 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서 모든 수정이나 변형을 포함한 것으로 의도된다. It is to be understood that the above-described embodiments and examples are illustrative and non-restrictive in all respects. The scope of the present invention is intended to include all modifications and variations within the meaning and range of equivalency of the claims appended hereto as well as the foregoing embodiments and examples.

1:p형 실리콘 반도체 기판, 2:n형 불순물층, 3:반사 방지막, 4:그리드 전극, 5:알루미늄 전극층, 6:Al-Si 합금층, 7:p+층, 8:이면 전극. 1: a p-type silicon semiconductor substrate 2: an n-type impurity layer 3: an antireflection film 4: a grid electrode 5: an aluminum electrode layer 6: an Al-Si alloy layer 7: a p +

Claims (3)

결정계 실리콘 태양 전지를 구성하는 실리콘 반도체 기판의 이면 상에 전극을 형성하기 위해서 사용되는 페이스트 조성물에 있어서,
알루미늄 분말, Al-B 합금 분말, 유리 분말 및 유기 비히클(organic vehicle)을 함유하고,
상기 페이스트 조성물에 있어서의 붕소 농도가 0.005 질량% 이상 0.05 질량%이하인 페이스트 조성물.
1. A paste composition for use in forming an electrode on a back surface of a silicon semiconductor substrate constituting a crystalline silicon solar cell,
Aluminum powder, Al-B alloy powder, glass powder and an organic vehicle,
Wherein the paste composition has a boron concentration of 0.005 mass% or more and 0.05 mass% or less.
제1항에 있어서,
상기 Al-B 합금 분말이 0.01 질량%이상 0.07 질량%이하의 붕소를 함유하는 페이스트 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the Al-B alloy powder contains boron at 0.01 to 0.07 mass%.
제1항 또는 제2항의 페이스트 조성물을 실리콘 반도체 기판의 이면 상에 도포한 후, 연소하는 것에 의해 형성된 전극을 갖춘 태양 전지 소자. A solar cell element having an electrode formed by applying the paste composition of claim 1 or 2 onto a back surface of a silicon semiconductor substrate and then burning.
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