KR20160083354A - 태양전지 전극　형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극 - Google Patents

태양전지 전극　형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극 Download PDF

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Abstract

본 발명은 은 분말; 텔루륨을 포함하며 유리전이온도(Tg)가 150 내지 300℃인 유리프릿; 유기실란화합물; 및 유기비히클을 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물에 관한 것이다. 상기　태양전지 전극 형성용 조성물은 유기실란화합물을 도입하여 미세 선폭 및 고 종횡비를 갖는 전극을 제조할 수 있으며, 이로부터 제조된 태양전지 전극은 높은 단락전류(Isc) 및 낮은 직렬저항(Rs)을 가지고 변환효율 및 Fill Factor 값이 우수하다.

Description

태양전지 전극　형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극{COMPOSITION FOR FORMING SOLAR CELL ELECTRODE AND ELECTRODE PREPARED USING THE SAME}
본 발명은 태양전지 전극　형성용　조성물 및 이로부터 제조된 전극에 관한 것이다.
태양전지는 태양광의 포톤(photon)을 전기로 변환시키는 pn 접합의 광전 효과를 이용하여 전기 에너지를 발생시킨다. 태양전지는 pn 접합이 구성되는 반도체 웨이퍼 또는 기판 상·하면에 각각 전면 전극과 후면 전극이 형성되어 있다. 태양전지는 반도체 웨이퍼에 입사되는 태양광에 의해 pn 접합의 광전 효과가 유도되고, 이로부터 발생된 전자들이 전극을 통해 외부로 흐르는 전류를 제공한다. 이러한 태양전지의 전극은 전극용 페이스트 조성물의 도포, 패터닝 및 소성에 의해, 웨이퍼 표면에 형성될 수 있다.
최근 태양전지의 효율을 증가시키기 위해 에미터(emitter)의 두께가 지속적으로 얇아짐에 따라, 태양전지의 성능을 저하시킬 수 있는 션팅(shunting) 현상을 유발시킬 수 있다. 또한, 태양전지의 효율을 증가시키기 위해 태양전지의 면적을 점차 증가시키고 있는데, 이는 태양전지의 접촉저항을 높여 태양전지의 효율을 감소시킬 수 있다.
또한, 태양전지 전극의 변환효율을 향상시키기 위하여 웨이퍼와 접촉성을 향상하여 접촉저항(Rc)과 직렬저항(Rs)을 최소화시키거나 유기물로 스크린 마스크(Screen mask)의 패턴 선폭을 작게 조절함으로써 미세 선폭(Fine line)을 형성하여 단락전류(Isc)를 높이는 태양전지 전극 형성용 조성물에 관한 종래 기술이 존재하나, 스크린 마스크를 이용하여 전극 선폭을 감소시키는 방법은 직렬저항(Rs)의 상승을 유발할 수 있고, 미세 패턴의 연속 인쇄성을 저하시킬 수 있다는 문제점이 존재한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 미세 선폭 및 고 종횡비를 갖는 전극을 제조할 수 있는 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하기 위함이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 직렬저항을 최소화하고 개방전압을 향상시킬 수 있는　태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하기 위함이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는　단락전류(Isc)를 향상시켜 변환효율 및 Fill Factor 값이 우수한 태양전지 전극을 제공하기 위함이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는　상기 조성물로 제조된 전극 및 이를 포함하는 태양전지를 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 관점은　은 분말; 텔루륨을 포함하며 유리전이온도(Tg)가 150 내지 300℃인 유리프릿; 유기실란화합물; 및 유기비히클을 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물에 관한 것이다.
상기 조성물은 상기 은 분말 60 내지 95 중량%; 상기 유리프릿 0.1 내지 20 중량%; 상기 유기실란화합물 0.01 내지 3　중량%; 및 상기 유기비히클 1 내지 30　중량%를　포함할 수 있다.
상기 유리프릿은 Bi-Te-O계 유리프릿이고, 텔루륨(Te) 원소를 50 내지 90몰% 포함할 수 있다.
상기 유기실란화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 폴리디메틸실록산, 헥사메틸디실록산, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 에테르기, 아미노기, 수산기, 플루오르알킬기, 페닐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 알코올기, 에폭시기, 카르복실기 일 수 있으며, y는 0 내지 3,000의 정수이다.
상기 Bi-Te-O계 유리프릿은 리튬(Li), 인(P), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 세륨(Ce), 철(Fe), 규소(Si), 아연(Zn), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 세슘(Cs), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 인듐(In), 바나듐(V), 바륨(Ba), 니켈(Ni), 구리(Cu), 나트륨(Na), 칼륨(K), 비소(As), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 망간(Mn) 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 더 포함할 수 있다.
상기 유리프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛ 내지 10㎛일 수 있다.
상기 조성물은 요변제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조된 태양전지 전극에 관한 것이다.
본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 유기실란화합물을 도입하여 미세 선폭 및 고 종횡비를 갖는 전극을 제조할 수 있으며, 이로부터 제조된 태양전지 전극은 높은 단락전류(Isc) 및 낮은 직렬저항(Rs)을 가지고 변환효율 및 Fill Factor 값이 우수하다.
도 1은　본 발명의 일 구체예에 따른 태양전지의 구조를 간략히 도시한 개략도이다.
태양전지 전극 형성용 조성물
본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 은(Ag) 분말; 유리프릿; 유기실란화합물; 및 유기비히클을 포함할 수 있다. 이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
(A) 은 분말
본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 도전성 분말로서 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.
은 분말은 입자 형상이 구형, 판상, 무정형 형상을 가질 수 있다
은 분말은 평균입경(D50)은 바람직하게는 0.1㎛ 내지 10㎛이며, 더 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.
은 분말은 조성물 전체 중량 대비 60 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 저항의 증가로 변환 효율이 낮아지는 것을 막을 수 있고, 유기비히클 양의 상대적인 감소로 페이스트화가 어려워지는 것을 막을 수 있다. 바람직하게는 70 내지 90 중량%로 포함될 수 있다.
(B) 유리프릿
유리프릿(glass frit)은 태양전지 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.
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 유리프릿을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 구체예에 따른 유리프릿은 Bi-Te-O계 유리프릿일 수 있다. 본 발명에서 Bi-Te-O계 유리프릿은 비스무스(Bi) 산화물 및 텔루륨(Te) 산화물을 포함하는 금속 산화물로부터 유래된 것으로, 비스무스(Bi) 및 텔루륨(Te) 원소를 포함하는 유리프릿을 의미한다.
구체예로서, 상기 Bi-Te-O계 유리프릿은 유리전이온도(Tg)가 150 내지 300℃일 수 있다. 상기 유리전이 온도 범위에서 유리 프릿이 유동성을 나타내어 반사방지막을 에칭하면 접촉저항이 감소한다..
상기 Bi-Te-O계 유리프릿은 텔루륨(Te) 원소를 50 내지 90몰% 포함할 수 있으며, 비스무스(Bi) 원소를 5 내지 20몰% 포함할 수 있다. 상기 범위에서 전극의 직렬저항(Rs)을 낮추는 동시에 개방전압(Voc)을 향상시킬 수 있고, 종국적으로 변환효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에 따른 유리프릿은 리튬(Li), 인(P), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 세륨(Ce), 철(Fe), 규소(Si), 아연(Zn), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 세슘(Cs), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 인듐(In), 바나듐(V), 바륨(Ba), 니켈(Ni), 구리(Cu), 나트륨(Na), 칼륨(K), 비소(As), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 망간(Mn) 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 더 포함할 수 있다.
상기 유리프릿이 포함하는 각 금속 원소의　함량은 예로서 유도결합플라즈마-원자방출분광법(ICP-OES; Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometer)에 의하여 측정될 수 있다.
상기 유리프릿은 통상의 방법을 사용하여 상기 기술된 금속 산화물로부터 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 금속 산화물의 조성으로 혼합한다. 혼합은 볼 밀(ball mill) 또는 플라네터리 밀(planetary mill)을 사용하여 혼합할 수 있다. 혼합된 조성물을 800℃ 내지 1300℃의 조건에서 용융시키고, 25℃에서 ?칭(quenching)한다. 얻은 결과물을 디스크 밀(disk mill), 플라네터리 밀 등에 의해 분쇄하여 유리프릿을 얻을 수 있다.
상기 유리프릿은 평균입경(D50)이 0.1 내지 10㎛인 것이 사용될 수 있으며, 상기 유리프릿의 형상은 구형이어도 부정형상이어도 무방하다.
상기 유리프릿은 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 대비　0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 범위로 함유되는 경우, 다양한 면저항 하에서 pn 접합 안정성을 확보할 수 있고 직렬저항 값을 최소화시킬 수 있으며, 종국적으로 태양전지의 효율을 개선할 수 있다.
(C) 유기실란화합물
유기실란화합물은 태양전지 전극 형성용 조성물 인쇄시 선폭을 제어하여 고 종횡비의 미세 패턴 구현을 위하여 도입된 것이다.
일 구체예로서, 상기 유기실란화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 폴리디메틸실록산, 헥사메틸디실록산, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 화학식 1에서, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 에테르기, 아미노기, 수산기, 플루오르알킬기, 페닐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 알코올기, 에폭시기, 카르복실기 일 수 있으며, y는 0 내지 3,000의 정수이다.
상기 유기실란화합물은 조성물 전체 중량 대비 0.01 내지 3 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.01 내지 0.1 중량% 포함될 수 있다.　상기 범위에서 우수한 인쇄성을 나타내며, 고 종횡비의 미세패턴 구현이 가능하다.
(D) 유기비히클
유기비히클은 태양전지 전극 형성용 조성물의 무기성분과 기계적 혼합을 통하여 조성물에 인쇄에 적합한 점도 및 유변학적 특성을 부여한다.
상기 유기비히클은 통상적으로 태양전지 전극 형성용 조성물에 사용되는 유기비히클이 사용될 수 있는데, 통상 바인더 수지와 용매 등을 포함할 수 있다.
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.
상기 용매로는 예를 들어, 헥산, 톨루엔, 에틸셀로솔브, 시클로헥사논, 부틸셀로솔브, 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.
상기 유기비히클은 태양전지 전극 형성용 조성물　전체 중량 대비 1 내지 30　중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 충분한 접착강도와 우수한 인쇄성을 확보할 수 있다.　
(E) 첨가제
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 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 대비 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있지만 필요에 따라 함량을 변경할 수 있다.
태양전지
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 태양전지의 개략도이다. 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 구체예에 따른 태양전지는 기판(100), 기판(100)의 전면에 형성된 전면전극(230), 및 기판(100)의 후면에 형성된 후면전극(210)을 포함한다.
본 발명에서 기판(100)은 p형 반도체 기판(101) 일면에 n형 불순물을 도핑하여 n형 에미터(102)를 형성함으로써 p-n 접합을 이룬 기판 또는 n형 반도체 기판(101) 일면에 p형 불순물을 도핑하여 p형 에미터(102)를 형성함으로써 p-n 접합을 이룬 기판일 수 있다.
구체적으로, 반도체 기판(101)은 광이 입사되는 수광면인 전면 및 상기 전면과 대향하는 후면을 포함하고, 단결정 또는 다결정인 결정질 규소 또는 화합물 반도체로 만들어질 수 있으며, 결정질 규소의 경우 예컨대 실리콘 웨이퍼가 사용될 수 있다. 반도체 기판(101)으로는 p형 불순물(dopant)로 도핑된 p형 기판을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, n형 불순물로 도핑된 n형 기판을 사용할 수도 있다. 이 때 p형 불순물은 보론(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga)과 같은 Ⅲ족 원소를 포함하는 물질일 수 있고, n형 불순물은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb)과 같은 V족 원소를 포함하는 물질일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
기판(100)의 전면 또는 후면에 형성되는 전극(210, 230)은 상술한 태양전지 전극 형성용 조성물로 인쇄 및 소성 과정을 거쳐 제조될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예 1-9 및 비교예 1-5
실시예 1
유기 바인더로서 에틸셀룰로오스(Dow chemical社, STD4) 1.0 중량%를 용매인 텍사놀(Texanol) 6.65중량%에 60℃에서 충분히 용해한 후 평균입경이 2.0㎛인 구형의 은 분말(Dowa Hightech CO. LTD, AG-5-11F) 89.0중량%, 하기 표 1의 조성으로 제조된 유리프릿 I 2.5중량%, 유기실란화합물로서 폴리디메틸실록산(Evonik社, TEGO Glide410)(I) 0.05 중량%, 첨가제로서 분산제 BYK102(BYK-chemie) 0.4중량% 및 요변제 Thixatrol ST (Elementis co.) 0.4중량%를 투입하여 골고루 믹싱 후 3롤 혼련기로 혼합 분산시켜 태양전지 전극 형성용 조성물을 제조하였다.
상기 제조된 태양전지 전극 형성용 조성물을 면저항 70Ω 결정계 멀티 웨이퍼(Wafer) 전면에 일정한 패턴으로 스크린 인쇄(Microtech社 printer, SUS325 type / 핑거바 두께 15㎛ / 핑거바 선폭 45㎛, 핑거바 개수 80개)하고, 적외선 건조로를 사용하여 건조시켰다. 이후 Wafer의 후면에 알루미늄 페이스트를 후면 인쇄한 후 동일한 방법으로 건조하였다. 상기 과정으로 형성된 Cell을 벨트형 소성로를 사용하여 400 내지 900℃ 에서 30초에서 50초 동안 소성하였으며 하기 물성 평가 방법에 따라 물성을 측정한 후 그 결과값을 하기 표 4에 나타내었다.
실시예 2-6
하기 표 2의 조성으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지를 제조한 후 물성을 측정하여 그 결과값을 하기 표 4에 나타내었다.
실시예 7-8
유기실란화합물로서 헥사메틸디실록산(Evonik社, TEGO Flow ATF2)(Ⅱ)을 사용하고, 하기 표 2의 조성으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지를 제조한 후 물성을 측정하여 그 결과값을 하기 표 4에 나타내었다.
실시예 9
하기 표 1의 유리프릿 Ⅱ 및 하기 표 2의 조성으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지를 제조한 후 물성을 측정하여 그 결과값을 하기 표 4에 나타내었다.
비교예 1 및 4-5
하기 표 1의 유리프릿 및 하기 표 3의 조성으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지를 제조한 후 물성을 측정하여 그 결과값을 하기 표 5에 나타내었다.
비교예 2-3
유기실란화합물 대신 유기아크릴화합물(Evonik社, TEGO Flow 300)을 사용하고, 하기 표 1의 유리프릿 및 하기 표 3의 조성으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지를 제조한 후 물성을 측정하여 그 결과값을 하기 표 5에 나타내었다.
Bi2O3 TeO2 WO3 ZnO PbO Li2O V2O5 Tg (℃)
유리 프릿 I 26.8 57.4 12.1 3.4 - 0.3 - 273 ℃
유리 프릿 Ⅱ 45.9 47.2 0.2 6 - 0.7 - 238 ℃
유리 프릿 Ⅲ 38.1 52.2 - 8.9 - 0.8 - 351 ℃
유리 프릿 Ⅳ - - - 1.1 61.8 2.1 35 318 ℃
　 　　　 (단위: 몰%)
　 실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9
은(Ag) 분말 89.0 89.0 89.0 89.0 89.0 89.0 89.0 89.0 89.0
유리프릿 I 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 -
Ⅱ - - - - - - - - 2.5
Ⅲ - - - - - - - - -
Ⅳ - - - - - - - - -
유기실란
화합물		 I 0.05 0.10 0.20 0.30 0.40 1.00 - - 0.05
Ⅱ - - - - - - 0.10 0.20 -
유기
비히클		 바인더 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
용매 6.65 6.60 6.50 6.40 6.30 5.70 6.60 6.50 6.65
첨가제 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
(단위: 중량%)
비교예
1 2 3 4 5
은(Ag) 분말 89.0 89.0 89.0 89.0 89.0
유리프릿 I 2.5 2.5 2.5 - -
Ⅱ - - - - -
Ⅲ - - - 2.5 -
Ⅳ - - - - 2.5
유기실란
화합물		 I - - - 0.05 0.05
Ⅱ - - - - -
아크릴계 화합물 - 0.10 0.20 - -
유기
비히클		 바인더 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
용매 6.70 6.60 6.50 6.65 6.65
첨가제 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
(단위: 중량%)
물성 평가 방법
미세패턴 평가　: 제조된 전극(finger bar) 라인의 소성 전·후 선폭 및 두께를 VK 장비(KEYENCE社 VK9710)를 이용하여 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 4 및 5에 나타내었다.　　
단락전류, Fill Factor 및 변환효율 측정방법 : 태양전지효율 측정장비 (Pasan社, CT-801)를 사용하여 태양전지의　단락전류(ISC), Fill Factor(%), 및 변환효율(%)을 측정하였다. 　　
실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9
인쇄 후 선폭 L1(㎛) 66.5 62.6 59.4 64.0 68.5 63.4 63.8 67.7 66.6
건조 후 선폭 L2(㎛) 71.2 73.5 65.2 66.6 65.4 64.9 62.5 67.8 66.6
소성 후 선폭 L3(㎛) 77.0 74.0 74.4 72.8 72.1 72.2 75.2 75.8 78.0
소성 후 두께 D1(㎛) 12.2 12.7 16.3 15.1 13.7 13.0 14.8 13.4 12.9
단락전류(A) 8.572 8.581 8.612 8.614 8.612 8.614 8.57 8.594 8.567
Fill Factor(%) 0.756 0.757 0.752 0.752 0.748 0.753 0.746 0.758 0.750
변환효율(%) 16.40 16.43 16.40 16.39 16.31 16.41 16.18 16.50 16.26
비교예
1 2 3 4 5
인쇄 후 선폭 L1 (㎛) 75.2 68.9 69.5 70.9 73.7
건조 후 선폭 L2 (㎛) 77.1 76.4 76.7 78.9 79.6
소성 후 선폭 L3 (㎛) 75.3 82.2 84.7 81.2 86.6
소성 후 두께 D1 (㎛) 11.5 12.9 11.1 9.6 12.9
단락전류(A) 8.531 8.593 8.568 8.548 8.564
Fill Factor(%) 0.703 0.706 0.702 0.698 0.705
변환효율(%) 15.18 15.36 15.22 15.09 15.28
상기 표 1에서 보듯이, 유기실란화합물과 유리전이온도(Tg)가 150 내지 300℃인 유리프릿 Ⅰ 및 Ⅱ를 포함하는 실시예 1-9의 태양전지 전극 형성용 조성물은 미세 선폭 및 고 종횡비를 갖는 전극을 제조할 수 있으며, 상기 전극은 높은 단락전류(Isc)와 우수한 변환효율 및 Fill Factor 값을 가질 수 있다.
반면, 유기실란화합물을 포함하지 않는 비교예 1-3과 유리전이온도가 300℃를 초과하는 유리프릿 Ⅲ 및 Ⅳ를 각각 포함하는 비교예 4-5의 태양전지 전극 형성용 조성물은 소성 전·후 측정된 전극의 선폭과 두께로부터 실시예 대비 전극의 종횡비가 낮고, 측정된 단락전류(Isc), 변환효율 및 Fill Factor 값이 저하된 것을 알 수 있다.
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.

Claims (8)

  1. 은 분말;
    텔루륨을 포함하며 유리전이온도(Tg)가 150 내지 300℃인 유리프릿;
    유기실란화합물; 및
    유기비히클을 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
    　
  2. 제1항에 있어서.
    상기 은 분말 60 내지 95 중량%;
    상기 유리프릿 0.1 내지 20 중량%;
    상기 유기실란화합물 0.01 내지 3　중량%; 및
    상기 유기비히클 1 내지 30　중량%를　포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
    　
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유리프릿은 Bi-Te-O계 유리프릿이고,
    텔루륨(Te) 원소를 50 내지 90몰% 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
    　
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유기실란화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 폴리디메틸실록산, 헥사메틸디실록산, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물;
    [화학식 1]
    Figure pat00003

    상기 화학식 1에서, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 에테르기, 아미노기, 수산기, 플루오르알킬기, 페닐기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 알코올기, 에폭시기, 카르복실기 일 수 있으며, y는 0 내지 3,000의 정수이다.
    　
  5. 제3항에 있어서,
    상기 Bi-Te-O계 유리프릿은 리튬(Li), 인(P), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 세륨(Ce), 철(Fe), 규소(Si), 아연(Zn), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 세슘(Cs), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 인듐(In), 바나듐(V), 바륨(Ba), 니켈(Ni), 구리(Cu), 나트륨(Na), 칼륨(K), 비소(As), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 망간(Mn) 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
    　
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유리프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛ 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
    　
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 요변제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
    　
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조된 태양전지 전극.
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