KR20170105887A - 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극과 태양전지 - Google Patents
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Abstract
도전성 분말, 유리 프릿, 유기 비히클 및 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 전극 형성용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C10의 알킬기 및 -C(=0)0-Ra(여기에서 Ra는 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C10의 알킬기임)에서 선택되고, 단 R1 내지 R6중 2 이상은 -C(=0)0-Ra 이다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C10의 알킬기 및 -C(=0)0-Ra(여기에서 Ra는 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C10의 알킬기임)에서 선택되고, 단 R1 내지 R6중 2 이상은 -C(=0)0-Ra 이다.
Description
전극 형성용 조성물, 이로부터 제조된 전극 및 태양 전지에 관한 것이다.
태양 전지는 태양광의 광자(photon)를 전기로 변환시키는 pn 접합의 광전 효과를 이용하여 전기 에너지를 발생시킨다. 태양 전지는 pn 접합이 구성되는 반도체 기판(반도체 웨이퍼) 상하면에 각각 전면 전극과 후면 전극이 형성되어있다. 태양 전지는 기판에 입사되는 태양광에 의해 pn 접합의 광전 효과가 유도되고, 이로부터 발생된 전자들이 전극을 통해 외부로 흐르는 전류를 제공한다.
이러한 태양 전지의 전극은 전극 형성용 조성물의 도포, 패터닝 및 소성에 의해, 기판 표면에 일정 패턴으로 형성될 수 있다.
태양 전지의 전면 전극은 입사광을 최대로 하면서도 웨이퍼와 전면 전극의 컨텍 부분에서 데미지(damage)를 최소화하면 개방 전압을 개선할 수 있다. 이로써 태양전지의 최대 효율을 구현할 수 있다. 따라서 웨이퍼와의 접촉 시 데미지를 최소화할 수 있는 전극 형성용 페이스트 조성물을 개발할 필요가 있다.
웨이퍼와의 접촉 시 데미지를 최소화하여 개방 전압을 개선함으로써 전지 효율을 향상시킬 수 있는 전극 형성용 조성물을 제공한다.
다른 일 구현예는 상기 전극 형성용 조성물로 제조된 전극을 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 전극을 포함하는 태양 전지를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 도전성 분말, 유리 프릿, 유기 비히클 및 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 전극 형성용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C10의 알킬기 및 -C(=0)0-Ra(여기에서 Ra는 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C10의 알킬기임)에서 선택되고, 단 R1 내지 R6중 2 이상은 -C(=0)0-Ra 이다.
상기 화합물은 분해온도가 300 내지 500℃이고, 한센 용해도 파라미터(Hansen solubility parameter, δP, Polarity)가 3 < δP <16 범위에 있을 수 있다.
상기 화합물은 트리알킬 트리멜리테이트, 디알킬 테레프탈레이트, 테트라 알킬 파이로 멜리테이트 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 전극 형성용 조성물은 도전성 분말 60 내지 95 중량%, 상기 유리 프릿0.5 내지 20 중량%, 상기 화학식 1의 화합물 0.05 내지 2 중량% 및 상기 유기 비히클을 잔부량으로 포함할 수 있다.
상기 유리 프릿은 납(Pb), 텔루륨(Te), 비스무스(Bi), 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), 은(Ag) 및 알루미늄(Al)에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함할 수 있다.
상기 유기 비히클은 유기 바인더와 용매를 포함한다.
상기 전극 형성용 조성물은 표면처리제, 분산제, 요변제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제에서 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수 있다.
다른 구현예는 상기 전극 형성용 조성물로 제조된 전극을 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 전극을 포함하는 태양 전지를 제공한다.
상기 전극 형성용 조성물은 웨이퍼와의 접촉 시 데미지를 최소화하여 개방 전압을 개선함으로써 전지 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 태양 전지의 구조를 간략히 도시한 개략도이다.
이하에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "치환"이란 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br 또는 I), 히드록시기, C1 내지 C20의 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 이미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 에테르기, 카르복실기 또는 그것의 염, 술폰산기 또는 그것의 염, 인산기 또는 그것의 염, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C2 내지 C20의 알키닐기, C6 내지 C30의 아릴기, C3 내지 C20의 사이클로알킬기, C3 내지 C20의 사이클로알케닐기, C3 내지 C20의 사이클로알키닐기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알킬기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알케닐기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알키닐기, C3 내지 C30의 헤테로아릴기 또는 이들의 조합에서 선택되는 치환기로 치환된 것을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "헤테로"란, 고리기 내에 N, O, S 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자가 적어도 하나 포함된 것을 의미한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
일 구현예에 따른 전극 형성용 조성물은 소성형 페이스트 조성물로서, 도전성 분말, 유리 프릿, 유기 비히클 및 하기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C10의 알킬기 및 -C(=0)0-Ra(여기에서 Ra는 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C10의 알킬기임)에서 선택되고, 단 R1 내지 R6중 2 이상은 -C(=0)0-Ra 이다.
이하, 상기 전극 형성용 조성물의 각 구성성분을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 전극 형성용 조성물은 도전성 분말로서 금속 분말을 사용할 수 있다. 상기 금속 분말은 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 레늄(Re), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 이트륨(Y), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 철(Fe), 텅스텐(W), 주석(Sn), 크롬(Cr) 및 망간(Mn)에서 선택되는 하나 이상의 금속을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 도전성 분말은 나노 사이즈 또는 마이크로 사이즈의 입경을 갖는 분말일 수 있는데, 예를 들어 수십 내지 수백 나노미터 크기의 도전성 분말, 수 내지 수십 마이크로미터의 도전성 분말일 수 있으며, 2 이상의 서로 다른 사이즈를 갖는 도전성 분말을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 도전성 분말은 입자 형상이 구형, 판상, 무정형 형상을 가질 수 있다. 상기 도전성 분말의 평균 입경(D50, 부피환산)은 바람직하게는 0.1㎛ 내지 10㎛이며, 더 바람직하게는 0.5㎛ 내지 5㎛이 될 수 있다. 상기 평균 입경은 이소프로필알코올(IPA)에 도전성 분말을 초음파로 상온(20 내지 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.
상기 도전성 분말은 전극 형성용 조성물 총량 100 중량%에 대하여 60 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 저항의 증가로 변환 효율이 낮아지는 것을 막을 수 있고, 유기 비히클 양의 상대적인 감소로 페이스트화가 어려워지는 것을 막을 수 있다. 바람직하게는 70 내지 90 중량%로 포함될 수 있다.
상기 유리 프릿(glass frit)은 전극 형성용 조성물의 소성 공정 중 반사 방지막을 에칭(etching)하고, 도전성 분말 입자를 용융시켜 저항이 낮아질 수 있도록에미터 영역에 도전성 분말의 금속 결정 입자를 생성시키고, 도전성 분말과 웨이퍼 사이의 접착력을 향상시키고 소결 시에 연화하여 소성 온도를 보다 낮추는 효과를 유도한다.
태양 전지의 효율을 증가시키기 위하여 태양 전지의 면적을 증가시키면 태양 전지의 접촉저항이 높아질 수 있으므로 pn 접합(pn junction)에 대한 피해를 최소화함과 동시에 직렬저항을 최소화시켜야 한다. 또한, 다양한 면저항을 가지는 기판의 증가에 따라 소성 온도가 변동폭이 커지므로 넓은 소성 온도에서도 열안정성이 충분히 확보될 수 있는 유리 프릿을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 유리 프릿은 통상적으로 전극 형성용 조성물에 사용되는 유연 유리 프릿 및 무연 유리 프릿 중 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 유리 프릿은 납(Pb), 텔루륨(Te), 비스무스(Bi), 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), 은(Ag) 및 알루미늄(Al)에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함할 수 있다.
유리 프릿은 통상의 방법을 사용하여 상기 기술된 원소의 산화물로부터 유래된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 원소의 산화물을 특정조성으로 혼합하여 제조한 혼합물을 용융한 후 급냉(quenching)한 다음 다시 분쇄하여 얻을 수 있다. 상기 혼합 공정은 볼 밀(ball mill) 또는 플라네터리 밀(planetary mill)을 사용하여 실시할 수 있다. 상기 용융 공정은 700℃ 내지 1300℃의 조건에서 실시할 수 있으며, 상기 급냉 공정은 상온(20 내지 25℃)에서 실시할 수 있다. 상기 분쇄 공정은 디스크 밀(disk mill), 플라네터리 밀 등에 의해 실시할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유리 프릿은 평균입경(D50, 부피환산)이 0.1㎛ 내지 10㎛인 것이 사용될 수 있으며, 전극 형성용 조성물 총량 100 중량%에 대하여 0.5 내지 20 중량% 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 전극의 전기적 특성을 저해하지 않는 범위에서 전극의 접착 강도(adhesion strength)를 향상시킬 수 있다.
상기 유리 프릿의 형상은 구형이어도 무정형상(amorphous)이어도 무방하다. 일 구현예에서, 전이 온도가 상이한 2종의 유리 프릿을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 전이 온도가 200 ℃이상 350 ℃이하인 제1 유리 프릿과 전이 온도가 350 ℃초과 550 ℃이하인 제2 유리 프릿을 1 : 0.2 내지 1 : 1의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.
유기 비히클은 전극 형성용 조성물의 무기성분과 기계적 혼합을 통하여 페이스트 조성물에 인쇄에 적합한 점도 및 유변학적 특성을 부여한다. 상기 유기 비히클은 유기 바인더 및 용매를 포함한다.
상기 유기 바인더는 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 폴리메타크릴레이트를 사용할 수도 있다.
상기 유기 바인더의 중량평균 분자량(Mw)은 30,000 내지 200,000g/mol 일 수 있으며, 바람직하게는 40,000 내지 150,000 g/mol 일 수 있다. 상기 중량평균 분자량(Mw)이 상기 범위 이내인 경우, 인쇄성 면에서 우수한 효과를 가질 수 있다.
상기 용매로는 예를 들어, 헥산, 톨루엔, 텍사놀(Texanol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate), 메틸 셀로솔브(methyl cellosolve), 에틸셀로솔브, 시클로헥사논, 부틸셀로솔브, 지방족 알코올(aliphatic alcohol), 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, 터피네올(terpineol), 메틸에틸케톤, 벤질알콜, 감마부티로락톤, 에틸락테이트 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 유기 비히클은 잔부량으로 사용될 수 있으며, 전극 형성용 조성물 총량 100 중량%에 대하여 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 5 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 전극 패턴과 기판의 부착강도를 향상시킬 수 있으며 우수한 연속 인쇄성을 확보할 수 있다.
상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 전극 형성용 조성물의 유리 프릿의 유동성(fluidity)을 조절하여 반사 방지막의 에칭성을 조절할 수 있다. 이로써 에미터와의 컨택 부분에서의 데미지를 최소화하고 개방 전압을 향상시킬 수 있다. 또한 소성후 잔탄이 남지 않아 Rs의 증가를 가져오지 않는다.
상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 분해온도가 300 내지 500℃이고, 한센 용해도 파라미터(Hansen solubility parameter, δP, Polarity)가 3 < δP <16 범위에 있을 수 있다.
상기 한센 용해도 파라미터(δp)는 분자간의 분자내 쌍극자 힘의 에너지를 의미한다. 본 명세서에서 상기 한센 용해도 파라미터는 참고문헌(Brandrup, J. and Immergut, E. H., eds., Polymer Handbook, 3rd ed., John Wiley & Sons, New York, 1989)에서 얻는다. 본 명세서에서 한센 용해도 파라미터(δp)의 단위는 (MPa)1/2이다.
상기 분해온도는 TG-DTA(Thermogravimetry-Differential Thermal Analysis)로 측정될 수 있으며, 5 ℃/min 내지 20 ℃/min의 상승온도 조건에서 측정될 수 있으며, 해당 화합물의 전체 질량이 0.1 중량%로 감소하는 온도를 분해온도로 한다.
상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 전극 형성용 조성물 총량에 대하여 0.05 내지 2 중량%, 예를 들어, 0.1 내지 1 중량%로 사용될 수 있다. 상기 범위 내에서 개방 전압의 상승 및 태양 전지의 효율이 향상되는 효과가 있다.
상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 트리옥틸트리멜리테이트(TOTM, trioctyltrimellitate)와 같은 트리알킬트리멜리테이트, 디옥틸 테레프탈레이트(DOT, dioctyl terephthalate)와 같은 디알킬 테레프탈레이트, 테트라 부틸 파이로 멜리테이트(tetrabutyl pyromellitate)와 같은 테트라 알킬 파이로멜리테이트 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다. 상기에서 알킬은 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C10의 알킬일 수 있다.
상기 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 표면처리제, 분산제, 요변제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링제 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이들은 전극 형성용 조성물 총량 100 중량%에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있지만 필요에 따라 함량을 변경할 수 있다. 상기 첨가제의 함량은 전극 형성용 조성물의 인쇄 특성, 분산성 및 저장 안정성을 고려하여 선택될 수 있다.
다른 구현예에 따르면 상기 전극 형성용 조성물로부터 형성된 전극을 제공한다.
또 다른 구현예에 따르면 상기 전극을 포함하는 태양 전지를 제공한다.
도 1을 참조하여 일 구현예에 따른 태양 전지를 설명한다. 도 1은 일 구현예에 따른 태양 전지의 구조를 간략히 도시한 개략도이다.
도 1을 참조하면, p층(또는 n층)(101) 및 에미터로서의 n층(또는 p 층)(102)을 포함하는 기판(100) 상에, 전극 형성용 조성물을 인쇄하고 소성하여 후면 전극(210) 및 전면 전극(230)을 형성할 수 있다. 예컨대, 전극 형성용 조성물을 기판(100)의 후면에 인쇄 도포한 후, 대략 200℃내지 400℃온도로 대략 10 내지 60초 정도 열처리하여 후면 전극을 위한 사전 준비 단계를 수행할 수 있다.
또한, 기판(100)의 전면에 전극 형성용 조성물을 인쇄한 후 건조하여 전면 전극을 위한 사전 준비단계를 수행할 수 있다. 이후에, 400℃내지 980℃ 바람직하게는 700℃ 내지 980℃에서 약 30초 내지 210초 소성하는 소성 과정을 수행하여 전면 전극 및 후면 전극을 형성할 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.
전극 형성용 조성물의 제조
실시예 1 내지 6 및 비교예 1
하기 표 1에 제시된 조성에 의거하여 유기 바인더(Dow chemical company, STD4)(Mw=50,000g/mol)를 용매(텍사놀(Eastman))를 사용하여 60℃에서 충분히 용해한 후, 평균 입경이 1.5㎛인 구형의 은(Ag) 분말(Dowa Hightech Co. LTD AG-5-11F), Bi-Te-O계 무연 유리 분말(ABT-1, 아사히글라스社), 화학식 1의 화합물, 분산제(BYK-chemie, BYK-102) 및 요변제(Elementis Co., Thixatrol ST)를 투입하여 믹싱 후 3롤 밀링기로 혼합 분산시켜 전극 형성용 조성물을 제조하였다. 실시예에 사용된 화학식 1의 화합물은 다음과 같다.
(A-1) 트리옥틸트리멜리테이트 (분해온도 441℃, δP = 6)
(A-2) 디옥틸 테레프탈레이트 (분해온도 432℃, δP = 7)
| 은 분말 | 유리 프릿 |
유기 바인더 |
용매 | 화학식 1의 화합물 | 분산제 | 요변제 | ||
| (A-1) | (A-2) | |||||||
| 실시예1 | 85 | 3 | 3 | 8.4 | 0.1 | - | 0.3 | 0.2 |
| 실시예2 | 85 | 3 | 3 | 8 | 0.5 | - | 0.3 | 0.2 |
| 실시예3 | 85 | 3 | 3 | 7.5 | 1 | - | 0.3 | 0.2 |
| 실시예4 | 85 | 3 | 3 | 7.0 | 1.5 | - | 0.3 | 0.2 |
| 실시예5 | 85 | 3 | 3 | 8.4 | - | 0.1 | 0.3 | 0.2 |
| 실시예6 | 85 | 3 | 3 | 8 | - | 0.5 | 0.3 | 0.2 |
| 실시예7 | 85 | 3 | 3 | 7.5 | - | 1.0 | 0.3 | 0.2 |
| 실시예8 | 85 | 3 | 3 | 7.0 | - | 1.5 | 0.3 | 0.2 |
| 비교예1 | 85 | 3 | 3 | 8.5 | - | - | 0.3 | 0.2 |
태양전지 효율 평가
웨이퍼(보론(Boron)이 도핑(doping)된 p 타입 웨이퍼) 전면에 텍스쳐링(texturing)한 후, POCl3로 n+층을 형성하고 그 위에 질화규소(SiNx:H)를 반사방지막으로 형성시킨 Multi crystalline 웨이퍼)의 전면에 상기 실시예 및 비교예에 따라 제조한 전극 형성용 조성물을 각각 일정한 패턴으로 스크린 프린팅하여 인쇄하고 적외선 건조로를 사용하여 300 내지 400 ℃사이로 건조시켰다. 이후 웨이퍼의 후면에 알루미늄 페이스트를 인쇄한 후 동일한 방법으로 건조하였다. 상기 과정으로 형성된 셀을 벨트형 소성로를 사용하여 400 내지 900 ℃ 사이로 30초에서 180초간 소성을 행하여 테스트용 셀을 제작하였다.
상기 제작된 테스트용 셀의 개방전압(Voc, mV), 시리즈저항(Rs, Ω), 변환효율(Eff., %)을 태양전지 효율측정장비(Passan社, CT-801)를 사용하여 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 기재한다.
| Voc(mV) | Rs(mΩ) | 효율(%) | |
| 실시예 1 | 629.27 | 5.20 | 17.24 |
| 실시예 2 | 630.17 | 5.26 | 17.29 |
| 실시예 3 | 630.20 | 5.19 | 17.32 |
| 실시예 4 | 630.15 | 5.28 | 17.27 |
| 실시예 5 | 629.53 | 5.30 | 17.23 |
| 실시예 6 | 630.30 | 5.23 | 17.27 |
| 실시예 7 | 630.12 | 5.26 | 17.31 |
| 실시예 8 | 630.01 | 5.30 | 17.29 |
| 비교예 1 | 629.31 | 5.35 | 17.21 |
표 2를 참조하면, 트리옥틸트리멜리테이트 또는 디옥틸 테레프탈레이트를 포함하는 실시예 1 내지 8에 따른 전극 형성용 조성물로 제조된 태양 전지는 비교예 1에 비하여 저항은 크게 증가하지 않으면서 개방전압이 상승되어 전지의 효율이 증가됨을 확인할 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 (9)
- 도전성 분말, 유리 프릿, 유기 비히클 및 하기 화학식1의 화합물을 포함하는 전극 형성용 조성물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C10의 알킬기 및 -C(=0)0-Ra(여기에서 Ra는 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C10의 알킬기임)에서 선택되고, 단 R1 내지 R6중 2 이상은 -C(=0)0-Ra 이다. - 제1항에 있어서,
상기 화합물은 분해온도가 300 내지 500℃이고, 한센 용해도 파라미터(Hansen solubility parameter, δP, Polarity)가 3 < δP <16 범위에 있는 전극 형성용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 화합물은 트리알킬트리멜리테이트, 디알킬 테레프탈레이트, 테트라 알킬 파이로 멜리테이트 및 이들의 조합에서 선택되는 전극 형성용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 도전성 분말 60 내지 95 중량%, 상기 유리 프릿 0.5 내지 20 중량%, 상기 화합물 0.05 내지 2 중량% 및 상기 유기 비히클을 잔부량으로 포함하는 전극 형성용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 유리 프릿은 납(Pb), 텔루륨(Te), 비스무스(Bi), 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), 은(Ag) 및 알루미늄(Al)에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하는 전극 형성용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 유기 비히클은 유기 바인더와 용매를 포함하는 것인 전극 형성용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 전극 형성용 조성물은 표면처리제, 분산제, 요변제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제에서 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함하는 전극 형성용 조성물. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 전극 형성용 조성물로 제조된 전극.
- 제8항에 따른 전극을 포함하는 태양 전지.
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|---|---|---|---|---|
| KR20200052965A (ko) * | 2017-11-17 | 2020-05-15 | 후지필름 가부시키가이샤 | 광전 변환 소자, 광센서, 촬상 소자, 화합물 |
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- 2016-03-10 KR KR1020160029113A patent/KR101907500B1/ko active IP Right Grant
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