KR20170132837A - 산화물 첨가제를 포함하는 전기-전도성 페이스트 - Google Patents
산화물 첨가제를 포함하는 전기-전도성 페이스트 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170132837A KR20170132837A KR1020177031253A KR20177031253A KR20170132837A KR 20170132837 A KR20170132837 A KR 20170132837A KR 1020177031253 A KR1020177031253 A KR 1020177031253A KR 20177031253 A KR20177031253 A KR 20177031253A KR 20170132837 A KR20170132837 A KR 20170132837A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- group
- present
- mii
- preferred
- moo
- Prior art date
Links
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 32
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 50
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 34
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 30
- MYLBTCQBKAKUTJ-UHFFFAOYSA-N 7-methyl-6,8-bis(methylsulfanyl)pyrrolo[1,2-a]pyrazine Chemical compound C1=CN=CC2=C(SC)C(C)=C(SC)N21 MYLBTCQBKAKUTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910016315 BiPb Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 125
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 87
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 73
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 25
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 24
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 19
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 18
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 18
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 18
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 17
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 15
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 14
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 14
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 10
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 10
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 6
- -1 wherein MI Chemical compound 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 5
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 5
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 5
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052795 boron group element Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N decanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 3
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 3
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N palmitic acid group Chemical group C(CCCCCCCCCCCCCCC)(=O)O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052696 pnictogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- DAFHKNAQFPVRKR-UHFFFAOYSA-N (3-hydroxy-2,2,4-trimethylpentyl) 2-methylpropanoate Chemical compound CC(C)C(O)C(C)(C)COC(=O)C(C)C DAFHKNAQFPVRKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GZMAAYIALGURDQ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hexoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCCCOCCOCCO GZMAAYIALGURDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWJNQYPJQDRXPH-UHFFFAOYSA-N 2-cyanobenzohydrazide Chemical compound NNC(=O)C1=CC=CC=C1C#N TWJNQYPJQDRXPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005632 Capric acid (CAS 334-48-5) Substances 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 2
- 235000021360 Myristic acid Nutrition 0.000 description 2
- TUNFSRHWOTWDNC-UHFFFAOYSA-N Myristic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCC(O)=O TUNFSRHWOTWDNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N alpha-terpineol Chemical compound CC1=CCC(C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940053200 antiepileptics fatty acid derivative Drugs 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021476 group 6 element Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 229940116411 terpineol Drugs 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M Butyrate Chemical compound CCCC([O-])=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Natural products CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UDSFAEKRVUSQDD-UHFFFAOYSA-N Dimethyl adipate Chemical compound COC(=O)CCCCC(=O)OC UDSFAEKRVUSQDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N Linoleic acid Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N 0.000 description 1
- LKJPSUCKSLORMF-UHFFFAOYSA-N Monolinuron Chemical compound CON(C)C(=O)NC1=CC=C(Cl)C=C1 LKJPSUCKSLORMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Chemical group 0.000 description 1
- 241000588769 Proteus <enterobacteria> Species 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 1
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDJJKTLOZJAGIZ-UHFFFAOYSA-N Tolylacetate Chemical compound CC(=O)OC1=CC=C(C)C=C1 CDJJKTLOZJAGIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229920013820 alkyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 1
- DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N alpha-linolenic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N 0.000 description 1
- 235000020661 alpha-linolenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 1
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229940112822 chewing gum Drugs 0.000 description 1
- 235000015218 chewing gum Nutrition 0.000 description 1
- 238000010344 co-firing Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007766 curtain coating Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000011157 data evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N delta-terpineol Natural products CC(C)(O)C1CCC(=C)CC1 SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 229910021480 group 4 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000020778 linoleic acid Nutrition 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N linoleic acid Natural products CCCCC\C=C/C\C=C\CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N 0.000 description 1
- 229960004488 linolenic acid Drugs 0.000 description 1
- KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N linolenic acid Natural products CC=CCCC=CCC=CCCCCCCCC(O)=O KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Chemical group 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
- 239000013008 thixotropic agent Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 150000003623 transition metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920006352 transparent thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
- H01B1/16—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/14—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/24—Electrically-conducting paints
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
Abstract
일반적으로, 본 발명은 산화물 첨가제를 포함하는 전기-전도성 페이스트 및 이로부터 얻을 수 있는 태양 전지에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 전기-전도성 페이스트, 태양 전지 전구체, 태양 전지의 제조 공정, 태양 전지 및 태양 전지 모듈에 관한 것이다. 본 발명은: a. 페이스트를 기준으로, 적어도 약 70 wt.%의 Ag 입자; b. 비히클; c. 유리; d. MI, MII 및 O를 포함하는 산화물 첨가제를 포함하는 전도성 페이스트 조성물에 관한 것으로, 여기서, MI 및 MII는 다르고; 여기서, MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Te, Pb 및 Bi로 이루어진 군으로부터 선택되며; 여기서, MII는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Te, Pb, Bi, Mn, Ce, Zn, Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr 및 Ba로 이루어진 군으로부터 선택되고; 여기서, 상기 산화물 첨가제는 전자 후면 산란 회절 (EBSD) 측정에 따라 결정질이다.
Description
일반적으로, 본 발명은 산화물 첨가제를 포함하는 전기-전도성 페이스트 및 이로부터 얻을 수 있는 태양 전지 (solar cells)에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로는, 본 발명은 전기-전도성 페이스트, 태양 전지 전구체, 태양 전지의 제조 공정, 태양 전지 및 태양 전지 모듈 (modules)에 관한 것이다.
태양 전지는 광전지 효과 (photovoltaic effect)를 사용하여 빛의 에너지를 전기로 전환하는 장치이다. 태양열 발전 (Solar power)은, 지속 가능하고 오염되지 않은 부산물만을 생성하기 때문에 매력적인 친환경 에너지원이다. 따라서, 물질 및 제조 비용을 지속적으로 낮추면서 향상된 효율을 갖는 태양 전지를 개발하는 데 많은 연구가 진행되고 있다. 빛이 태양 전지를 타격하면, 입사광의 일부는 표면에서 반사되고, 나머지는 태양 전지에서 투과된다. 투과된 광자는, 종종 적절하게 도핑된 실리콘과 같은, 반도체 물질로 보통 만들어진, 태양 전지에 의해 흡수된다. 흡수된 광자 에너지는 반도체 물질의 전자를 여기시켜, 전자-정공 쌍 (electron-hole pairs)을 발생시킨다. 이들 전자-정공 쌍은 그 다음 p-n 접합 (p-n junctions)에 의해 분리되고 및 태양 전지 표면상에 전도성 전극에 의해 수집된다. 도 1은 간단한 태양 전지에 대한 최소 구성을 나타낸다.
태양 전지는, 종종 Si 웨이퍼의 형태로, 매우 흔하게 실리콘에 기초한다. 여기서, p-n 접합은, 흔히 n-형 도핑된 Si 기판을 제공하고 및 한 면에 p-형 도핑된 층을 적용하거나 또는 p-형 도핑된 Si 기판을 제공하고 및 한 면에 n-형 도핑된 층을 적용하여 제조되고, 두 경우 모두 소위 p-n 접합을 제공한다. 적용된 도펀트의 층을 갖는 면은 일반적으로 전지의 전면으로 작용하고, 원래의 도펀트를 갖는 Si 반대면은 후면으로 작용한다. n-형 및 p-형 태양 전지 모두는 가능하며 및 산업적으로 이용되고 있다. 양면 모두에 빛 입사를 활용하도록 설계된 전지도 가능하지만, 이의 사용은 그다지 널리 활용되지 않았다.
태양 전지의 전면에 입사광이 진입하고 및 흡수되는 것을 가능하게 하기 위하여, 전면 전극은 흔히 "핑거 (fingers)" 및 "버스 바 (bus bars)"로 각각 알려진 두 세트의 수직선으로 배열된다. 핑거는 전면과 전기적 접촉을 형성하고 및 버스 바는 이들 핑거를 연결하여 전하를 외부 회로로 효과적으로 빼내는 것을 가능하게 한다. 핑거 및 버스 바의 이 배치는 고체 전극 몸체를 제공하기 위해 소성되는 전기-전도성 페이스트의 형태로 적용되는 것이 일반적이다. 후면 전극은 또한 전기-전도성 페이스트의 형태로 종종 적용되며, 이 페이스트는 이후 소성되어 고체 전극 몸체를 제공한다. 통상적인 전기-전도성 페이스트는, 금속성 입자 (metallic particles), 유리 및 유기 비히클 (organic vehicle)을 함유한다.
유기 전이 금속 화합물은, 광전지 페이스트에, 예를 들어 WO 2012/0583058 A1에서, 이전에 사용되었다.
광전지 태양 전지를 제조하는 접근법에 대한 개선을 위한 필요성은 당해 기술 분야에서 계속되고 있다.
본 발명은 일반적으로 태양 전지와 관련된, 특히 n-형 태양 전지와 관련된 기술 분야에서 마주치는 문제들 중 적어도 하나를 극복하는 것을 목적으로 한다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 개선된 성능, 특히 전지 효율, 개방 전지 전압 (open cell voltage), 필 팩터 (fill factor) 및 직렬 저항 (series resistance)으로 이루어진 군 중 하나 이상으로 개선을 갖는 태양 전지를 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적들 중 적어도 하나를 달성하기 위한 기여는 본 발명의 청구항을 형성하는 카테고리의 주제에 의해 이루어진다. 또 다른 기여는 본 발명의 특정 구체 예를 나타내는 본 발명의 종속항의 주제에 의해 이루어진다.
전술한 목적 중 적어도 하나를 달성하기 위한 기여는 하기 구체 예에 의해 이루어진다.
|1| 하기 페이스트 구성분을 포함하는 전도성 페이스트 조성물:
a. 페이스트를 기준으로, 적어도 약 70 wt.%, 바람직하게는 적어도 약 75 wt.%, 좀 더 바람직하게는 적어도 약 80 wt.%의 Ag 입자;
b. 비히클;
c. 유리, 바람직하게는 전자 후면 산란 회절 (Electron Back scattering Diffraction: EBSD) 측정에 따른 비-결정질인 유리;
d. MI, MII 및 O를 포함하는 산화물 첨가제;
e. 여기서, MI 및 MII는 다르고;
여기서, MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Te, Pb 및 Bi로 이루어진 군, 바람직하게는 V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W로 이루어진 군, 좀 더 바람직하게는 V, Cr, Mo 및 W로 이루어진 군, 가장 바람직하게는 V 및 Mo로 이루어진 군으로부터 선택되며;
여기서, MII는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Te, Pb, Bi, Mn, Ce, Zn, Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr 및 Ba로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Te, Pb, Bi, Mn, Ce, Zn, Mg, Ca, Sr 및 Ba로 이루어진 군으로부터 선택되며, 좀 더 바람직하게는 V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Te, Pb, Bi, Mn, Ce, Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, Sb, Pb, Bi, Mn, Ce, Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 더더욱 바람직하게는 V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Pb, Bi, Mn, Ce, Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더더욱 바람직하게는 Pb, Bi, Mn, Ce, Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 더더욱 바람직하게는 Pb 및 Bi로 이루어진 군으로부터 선택되고, 가장 바람직하게는 Bi이다.
여기서 산화물 첨가제는 전자 후면 산란 회절 (EBSD) 측정에 따라 결정질이다.
|1a| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Pb 및 Bi로 이루어진 군으로부터 선택된다.
|1b| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, As, Sb, Se, Pb 및 Bi로 이루어진 군으로부터 선택된다.
|1c| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, Sb, Se, Pb 및 Bi로 이루어진 군으로부터 선택된다.
|1d| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Sb, Se, Pb 및 Bi로 이루어진 군으로부터 선택된다.
|1e| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W로 이루어진 군으로부터 선택된다.
|2| 구체 예 |1| 또는 |1a|에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, MI는: V 및 Mo로 이루어진 군으로부터 선택된다,
|2a| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Te, Pb, Bi, Mn, Ce, Zn, Mg, Ca, Sr 및 Ba로 이루어진 군으로부터 선택된다.
|2b| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, MII는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Te, Pb, Bi, Mn, Ce 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
|2c| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, MII는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, Sb, Pb, Bi, Mn, Ce 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
|2d| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, MII는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Pb, Bi, Mn, Ce 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
|3| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, MII는: Pb, Bi, Zn, Ce,및 Mn으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 Pb 및 Bi로 이루어진 군으로부터 선택되며, 가장 바람직하게는 Bi이다.
|3a| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, MII는: Pb 및 Bi로 이루어진 군으로부터 선택된다.
|4| The conductive paste composition according to any of the preceding embodiments
|4| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, 상기 산화물 첨가제는 일반식 MIaMIIbOc를 갖고, 여기서, a, b 및 c는 양의 정수이다. a는 바람직하게는 1 내지 20, 좀 더 바람직하게는 1 내지 12, 가장 바람직하게는 1 내지 8의 범위이고; b는 바람직하게는 1 내지 20, 좀 더 바람직하게는 1 내지 12, 가장 바람직하게는 1 내지 8의 범위이며; c는 바람직하게는 2 내지 30, 좀 더 바람직하게는 3 내지 20, 가장 바람직하게는 4 내지 12의 범위이다.
|4a| 구체 예 |4|에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, 비 a:b는 약 1:5 내지 약 5:1, 바람직하게는 약 1:4 내지 약 4:1, 좀 더 바람직하게는 약 1:3 내지 약 3:1의 범위이다.
|4b| 구체 예 |4| 또는 |4a|에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, b는 a 이상이다.
|5| 구체 예 |4|에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, 상기 산화물은: ZnMoO4, MnMoO4, Ce2(MoO4)3, PbMoO4, BiVO4 Pb(VO3)2, PbMo2O7, PbMoO4, Pb2MoO5, Pb5MoO8, Bi2(MoO4)3, Bi2Mo2O9, Bi2MoO6, Bi6MoO12, PbV2O6, Pb2V2O7, Pb3V2O8, Pb8V2O13, BiVO4, Bi4V2O11, Bi8V2O17 및 Bi12V2O23으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되고, 바람직하게는 ZnMoO4, MnMoO4, Ce2(MoO4)3, PbMoO4, BiVO4 Pb(VO3)2, PbMo2O7, PbMoO4, Pb2MoO5, Pb5MoO8, Bi2(MoO4)3, Bi2Mo2O9, Bi2MoO6, Bi6MoO12, PbV2O6, Pb2V2O7, Pb3V2O8, BiVO4 및 Bi4V2O11로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된다.
|6| 구체 예 |1| 내지 |3| 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, 상기 산화물 첨가제는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Te, Pb, Bi, Mn, Ce 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되는 MIII을 더욱 포함하고; 여기서 MIII는 MI 및 MII 모두와 다르다. MIII는 바람직하게는 Ge, As, Sb, Se, Te, Pb, Bi, Mn, Ce 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 좀 더 바람직하게는 Pb 및 Bi로 이루어진 군으로부터 선택되며, 가장 바람직하게는 Bi이다.
|7| 구체 예 |1| 내지 |4| 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, 상기 산화물 첨가제는 일반식 MIdMIIeMIIIfOg를 가지며, 여기서, d, e, f 및 g는 양의 정수이다. d는 바람직하게는 1 내지 20, 보다 바람직하게는 1 내지 15, 가장 바람직하게는 1 내지 10의 범위이고; e는 바람직하게는 1 내지 20, 좀 더 바람직하게는 1 내지 15, 가장 바람직하게는 1 내지 10의 범위이며; f는 바람직하게는 1 내지 20, 좀 더 바람직하게는 1 내지 15, 가장 바람직하게는 1 내지 10의 범위이고; g는 바람직하게는 2 내지 30, 좀 더 바람직하게는 3 내지 20, 가장 바람직하게는 4 내지 15이다. |7a| 구체 예 |8|에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, e + f는 d 이상이다.
|8| 구체 예 |7| 내지 |9| 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, 상기 산화물 첨가제는: BiPbVO3, Pb2BiV3O11, BiPb2VO6, BiPbVO5 및 BiPb3V3O12로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된다.
|9| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, 상기 산화물 첨가제는 약 0.01 내지 약 5 wt.%, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 2 wt.%, 좀 더 바람직하게는 약 0.1 내지 약 1 wt.%의 범위이다.
|10| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, 상기 유리는, 약 1 내지 약 9 wt.%, 바람직하게는 약 1.5 내지 약 6 wt.%, 좀 더 바람직하게는 약 2 내지 약 4 wt.%의 범위이다.
|11| 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, 상기 유리는, Pb 원자의 중량 및 유리의 총 중량에 기초하여, 약 1 wt.% 이하의 Pb, 바람직하게는 약 0.1 wt.% 이하의 Pb, 좀 더 바람직하게는 약 0.01 wt.% 이하의 Pb, 가장 바람직하게는 유리는 Pb를 포함하지 않는다.
|12| a. 적어도 하나의 p-형 도핑 영역 및 적어도 하나의 n-형 도핑 영역을 갖는 Si 웨이퍼;
b. 상기 웨이퍼 상에 중첩된 전술한 구체 예 중 어느 하나에 따른 페이스트를 포함하는 전구체.
|13| 구체 예 |12|에 따른 전구체에 있어서, 상기 페이스트는 n-형 도핑 면에 중첩된다.
|14| 구체 예 |12| 또는 |13|에 따른 전구체에 있어서, 상기 페이스트가 적용된 면은, 약 5*1021cm-3 미만, 바람직하게는 약 1*1021 미만, 좀 더 바람직하게는 약 5*1020 미만의 표면 도펀트 농도를 갖는다.
|15| a. 구체 예 |12| 내지 |14| 중 어느 하나에 따른 전구체를 제공하는 단계;
b. 상기 전구체를 소성하여 태양 전지를 얻는, 소성 단계를 포함하는 태양 전지의 제조 공정.
|16| 구체 예 |15|에 따른 공정에 있어서, 상기 소성 단계 b.의 온도는 870℃를 초과하지 않고, 바람직하게는 860℃를 초과하지 않으며, 좀 더 바람직하게는 850℃를 초과하지 않는다.
|17| 구체 예 |15| 또는 |16|에 따른 공정에 의해 얻을 수 있는 태양 전지.
|18| 적어도 2개의 태양 전지를 포함하고, 상기 태양 전지 중 적어도 하나는 구체 예 |17|에 따른 태양 전지인, 모듈.
|19| 태양 전지의 전기적 특성을 향상시키기 위한 구체 예 |1| 내지 |11| 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물의 용도.
|20| 태양 전지의 전기적 특성을 향상시키기 위한 구체 예 |1| 내지 |11| 중 어느 하나에 따른 산화물 첨가제의 용도.
|21| 구체 예 |1| 내지 |11| 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, 상기 산화물 첨가제는 복합 입자의 성분으로 존재하지 않는다.
|22| 구체 예 |1| 내지 |11| 또는 |21| 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, 하기 기준 중 적어도 하나는 충족된다:
a. 페이스트의 점도는 약 5 내지 약 35 Pa*s의 범위, 바람직하게는 약 8 내지 약 33 Pa*s의 범위, 좀 더 바람직하게는 약 10 내지 약 30 Pa*s의 범위이고;
b. 페이스트에 존재하는 모든 용매는, 약 90 내지 약 300℃, 바람직하게는 약 95 내지 약 280℃, 좀 더 바람직하게는 약 100 내지 약 260℃의 범위에서 비등점을 갖는다.
|23| 구체 예 |1| 내지 |11| 또는 |21| 또는 |22| 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, 은 입자 a.는 약 0.1 내지 약 5㎛ 범위, 바람직하게는 약 0.15 내지 약 4.5㎛ 범위, 좀 더 바람직하게는 약 0.2 내지 약 4㎛의 범위에서 직경 분포에 대한 d50의 값을 갖는다.
|24| 구체 예 |1| 내지 |11| 또는 |21| 내지 |23| 중 어느 하나에 따른 전도성 페이스트 조성물에 있어서, 은 입자는 구형이다.
|25| 공정 구체 예 중 어느 하나에 따른 공정에 있어서, 스크린을 통한 적용은 하기 파라미터 중 적어도 하나를 충족시킨다:
c. 약 270 내지 약 500/inch의 범위, 바람직하게는 약 280 내지 약 420/inch의 범위, 좀 더 바람직하게는 약 300 내지 약 400/inch의 범위에서 메쉬 카운트 (mesh count);
d. 약 10 내지 약 30㎛, 바람직하게는 약 11 내지 약 20㎛, 좀 더 바람직하게는 약 12 내지 약 16㎛의 범위에서 와이어 두께;
e. 약 5 내지 약 30㎛의 범위, 바람직하게는 약 10 내지 약 25㎛의 범위, 좀 더 바람직하게는 약 12 내지 약 17㎛의 범위에서 메쉬 위 유제 (Emulsion over mesh: EoM) 두께;
f. 약 1 내지 약 3mm, 바람직하게는 약 1.2 내지 약 2.8mm, 좀 더 바람직하게는 약 1.5 내지 약 2.5mm의 범위에서 핑거 간격.
|26| 공정 구체 예 중 어느 하나에 따른 공정에 있어서, 상기 페이스트는 스크린을 통해 웨이퍼에 적용된다.
이하 본 발명은 오직 예시를 위해 의도되지만, 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 고려되지 않는 도면에 의해 설명된다. 간단히 말하면,
도 1은 태양 전지의 최소 층 구성의 단면도이다.
도 2는 태양 전지의 보통의 층 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3a, 3b 및 3c는 함께 전면 페이스트를 소성하는 공정을 예시한다.
도 4는 비접촉 저항 (specific contact resistance)을 측정하기 위한 시험 방법에 대한 절단의 위치 선정을 나타낸다.
도 1은 태양 전지의 최소 층 구성의 단면도이다.
도 2는 태양 전지의 보통의 층 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3a, 3b 및 3c는 함께 전면 페이스트를 소성하는 공정을 예시한다.
도 4는 비접촉 저항 (specific contact resistance)을 측정하기 위한 시험 방법에 대한 절단의 위치 선정을 나타낸다.
웨이퍼
본 발명에 따른 바람직한 웨이퍼는, 전자-정공 쌍을 생성하기 위해 고효율로 광을 흡수할 수 있고 및 고효율로 경계, 바람직하게는 소위 p-n 접합 경계를 가로질러 정공 및 전자를 분리할 수 있는 태양 전지의 기타 영역의 사이에 영역이다. 본 발명에 따른 바람직한 웨이퍼는, 전면 도핑 층 및 후면 도핑 층으로 구성된 단일 몸체를 포함하는 웨이퍼이다.
상기 웨이퍼는 적절하게 도핑된 4가 원소, 2원 화합물, 3원 화합물 또는 합금으로 이루어진 것이 바람직하다. 이 맥락에서 바람직한 4가 원소는 Si, Ge 또는 Sn이고, 바람직하게는 Si이다. 바람직한 2원 화합물은, 둘 이상의 4가 원소의 조합, 3족 원소와 5족 원소의 2원 화합물, 2족 원소와 6족 원소의 2원 화합물 또는 4족 원소와 6족 원소의 2원 화합물이다. 바람직한 4가 원소의 조합은, Si, Ge, Sn 또는 C로부터 선택되는 둘 이상의 원소의 조합이고, 바람직하게는 SiC다. 5족 원소와 3족 원소의 바람직한 2원 화합물은 GaAs이다. 본 발명에 따라 가장 바람직한 웨이퍼는 Si에 기초한다. 웨이퍼용으로 가장 바람직한 물질인, Si는, 본 출원의 잔여 부분 내내 명시적으로 언급된다. Si가 명시적으로 언급된 이하 본문의 섹션은 또한 전술한 다른 웨이퍼 조성물에도 적용된다.
웨이퍼의 전면 도핑 층 및 후면 도핑 층이 만나는 곳이 p-n 접합 경계이다. n-형 태양 전지에서, 상기 후면 도핑 층은 전자 공여 n-형 도펀트로 도핑되고, 및 상기 전면 도핑 층은 전자 수용 또는 정공 공여 p-형 도펀트로 도핑된다. p-형 태양 전지에서, 상기 후면 도핑 층은 p-형 도펀트로 도핑되고, 상기 전면 도핑 층은 n-형 도펀트로 도핑된다. 본 발명에 따르면, 먼저 도핑된 Si 기판을 제공한 다음 그 기판의 한 면에 반대 타입의 도핑 층을 적용함으로써 p-n 접합 경계를 갖는 웨이퍼를 제조하는 것이 바람직하다.
하나의 구체 예에서, 웨이퍼는 웨이퍼의 동일한 면 상에 모두 존재하는 n-형 면 및 p-형 면을 포함한다. 이러한 배열의 하나의 예로는, 깍지형 (inter-digitated) 웨이퍼 디자인일 수 있고, 여기서 웨이퍼의 동일면 상에 n-형 및 p-형 면들의 제공은, 전지의 태양-측면의 낮은 섀도윙 (low shadowing) 및/또는 좀 더 편리한 제조를 가능하게 한다.
도핑된 Si 기판은 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 도핑된 Si 기판은 당업자에게 공지된 임의의 방식에서 당업자가 본 발명의 맥락에서 적절하다고 고려되는 방식으로 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 Si 기판의 바람직한 공급원은, 단-결정 Si, 다-결정 Si, 비정질 Si 및 고순도 금속 Si (upgraded metallurgical Si)이고, 단-결정 Si 또는 다-결정 Si가 가장 바람직하다. 도핑된 Si 기판을 형성하기 위한 도핑은, Si 기판의 제조 동안 도펀트를 첨가함으로써 동시에 수행되거나, 또는 후속 단계에서 수행될 수 있다. Si 기판의 제조에 뒤이은 도핑은, 예를 들어, 가스 확산 에피택시 (gas diffusion epitaxy)에 의해 수행될 수 있다. 도핑된 Si 기판은 또한 쉽게 상업적으로 이용 가능하다. 본 발명에 따르면, Si 기판의 초기 도핑에 대한 하나의 옵션은, Si 혼합물에 도펀트를 첨가하여 Si 기판의 형성과 동시에 수행되는 것이다. 본 발명에 따르면, 만약 존재한다면, 전면 도핑 층 및 고도로 도핑된 후면 층의 적용에 대한 하나의 옵션은, 가스-상 에피택시에 의해 수행되기 것이다. 이 가스-상 에피택시는, 바람직하게는 500℃ 내지 900℃, 좀 더 바람직하게는 600℃ 내지 800℃, 및 가장 바람직하게는 650℃ 내지 750℃의 온도 범위, 및 2 kPa 및 100 kPa, 바람직하게는 10 내지 80 kPa, 가장 바람직하게는 30 내지 70 kPa의 범위의 압력으로 수행된다.
Si 기판이 다수의 형상, 표면 택스쳐 (textures) 및 크기를 나타낼 수 있다는 것은 기술분야의 당업자에게 공지되어 있다. 형상은, 여럿 중에서, 직육면체, 디스크, 웨이퍼 및 불규칙한 다면체를 포함하는 다수의 다른 형상 중 하나일 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 형상은 웨이퍼 형상이고, 여기서 상기 웨이퍼는 유사한, 바람직하게는 동일한 두 치수 및 다른 두 치수보다 상당히 적은 제3 치수를 갖는 직육면체이다. 이 맥락에서 상당히 적다는 것은 적어도 100배 작은 것이 바람직하다.
다양한 표면 타입은 기술분야의 당업자에게 공지되어 있다. 본 발명에 따르면, 거친 표면을 갖는 Si 기판은 바람직하다. 기판의 거칠기를 평가하는 하나의 방법은, 기판의 총 표면적과 비교하여 작은, 바람직하게는 총 표면적의 백분의 1 미만이고, 필수적으로 평면인, 기판의 서브-표면에 대한 표면 거칠기 파라미터를 평가하는 것이다. 표면 거칠기 파라미터의 값은, 평균 자승 변위 (mean square displacement)를 최소화하여 서브표면에 맞추어 최적화된 평면상으로 그 서브표면을 투사하여 형성된 이론적 표면의 먼적에 대한 서브표면의 면적의 비에 의해 제공된다. 더 높은 값의 표면 거칠기 파라미터는, 거칠고, 더 불규칙한 표면을 나타내며, 및 더 낮은 값의 표면 거칠기 파라미터는, 더 매끄럽고 평평한 표면을 나타낸다. 본 발명에 따르면, Si 기판의 표면 거칠기는, 바람직하게는 광 흡수 및 표면에 대한 핑거의 접착력을 포함하지만, 이에 제한되지 않는, 다수의 인자들 사이에서 최적의 균형을 결과하도록 변형된다.
Si 기판의 더 큰 규모를 갖는 2개의 치수는, 그 결과로 생긴 태양 전지의 요구된 적용에 맞게 변화될 수 있다. 본 발명에 따르면, Si 웨이퍼의 두께는 바람직하게는 0.5 ㎜ 미만, 좀 더 바람직하게는 0.3 ㎜ 미만, 및 가장 바람직하게는 0.2 ㎜ 미만이다. 몇몇 웨이퍼는 0.01mm 이상의 최소 크기를 갖는다.
본 발명에 따르면, 전면 도핑된 층은 후면 도핑된 층에 비해 얇은 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 전면 도핑 층은 0.1 내지 10㎛의 범위, 바람직하게는 0.1 내지 5㎛의 범위, 및 가장 바람직하게는 0.1 내지 2㎛의 범위에서 두께를 갖는 것이 바람직하다.
고도로 도핑된 층은 후면 도핑된 층과 임의의 다른 층들 사이에서 Si 기판의 후면에 적용될 수 있다. 이러한 고도로 도핑된 층은, 후면 도핑된 층과 동일한 도핑 타입이고, 이러한 층은 흔히 +로 표시된다 (n+-형 층은 n-형 후면 도핑 층에 적용되고, 및 p+-형 층은 p-형 후면 도핑 층에 적용된다). 이 고도로 도핑된 후면 층은 금속화를 돕고 및 기판/전극 계면 구역에서 전기-전도 특성을 개선하는 역할을 한다. 본 발명에 따르면, 고도로 도핑된 후면 층은, 만약 존재한다면, 1 내지 100㎛의 범위, 바람직하게는 1 내지 50㎛의 범위, 및 가장 바람직하게는 1 내지 15㎛의 범위에서 두께를 갖는 것이 바람직하다.
전술된 목적 중 하나 이상을 달성하기 위한 기여는 웨이퍼를 포함하는 전구체에 의해 이루어지고, 여기서 표면 중 하나 이상은, 바람직하게는 약 2*1018 내지 약 1.5*1020 cm-3, 바람직하게는 약 5*1018 내지 약 1*1020, 좀 더 바람직하게는 약 2*1019 내지 약 8*1019의 낮은 도펀트 농도를 갖는다. 하나의 구체 예에서, 웨이퍼의 전면은 낮은 도펀트 농도를 갖는다.
하나의 구체 예에서, 웨이퍼는, 바람직하게는 약 60 Ohm/square 이상, 좀 더 바람직하게는 약 80 Ohm/square 이상, 더욱 바람직하게는 약 90 Ohm/square 이상, 가장 바람직하게는 약 100 Ohm/square 이상의 높은 시트 저항을 갖는다.
도펀트
바람직한 도펀트는, Si 웨이퍼에 첨가되는 경우, 전자 또는 정공을 밴드 구조에 도입함으로써 p-n 접합 경계를 형성하는 것이다. 본 발명에 따르면, 이들 도펀트의 동일성 및 농도는, p-n 접합의 밴드 구조 프로파일을 조정하고 및 요구된 바와 같이 광 흡수 및 전도성 프로파일을 설정하도록 특별하게 선택되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 바람직한 p-형 도펀트는, Si 웨이퍼 밴드 구조에 정공을 부가하는 것이다. 이들은 당업자에게 잘 알려져 있다. 당업자에게 공지되어 있고, 본 발명의 맥락에서 적절하다고 고려되는 모든 도펀트는 p-형 도펀트로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 p-형 도펀트는 3가 원소, 특히 주기율표의 13족 원소이다. 이 맥락에서 주기율표의 바람직한 13족 원소는, B, Al, Ga, In, Tl 또는 이들 중 적어도 둘의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, B가 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 바람직한 n-형 도펀트는, Si 웨이퍼 밴드 구조에 전자를 부가하는 것이다. 이들은 당업자에게 잘 알려져 있다. 당업자에게 공지되어 있고, 본 발명의 맥락에서 적절하다고 고려되는 모든 도펀트는 n-형 도펀트로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 n-형 도펀트는 주기율표의 15족의 원소이다. 이 맥락에서 주기율표의 바람직한 15족 원소는, N, P, As, Sb, Bi 또는 이들 중 적어도 둘의 조합을 포함하며, 여기서 P가 특히 바람직하다.
전기-전도성 페이스트
본 발명에 따른 바람직한 전기-전도성 페이스트는, 표면에 적용될 수 있고, 소성시에, 그 표면과 전기적으로 접촉하에 고체 전극 몸체를 형성할 수 있는 페이스트이다. 페이스트의 구성분 및 이의 비율은, 페이스트가 소결 및 인쇄적성과 같은 원하는 특성을 가지며, 및 그 결과로 생긴 전극이 원하는 전기적 및 물리적 특성을 갖도록, 당업자에 의해 선택될 수 있다. 금속성 입자는 주로 그 결과로 생긴 전극 몸체가 전기 전도성이도록, 페이스트에 존재할 수 있다. 표면층을 통해 및 Si 웨이퍼 내로 적절한 소결을 일으키기 위해, 유리는 사용될 수 있다. 본 발명의 맥락에서 바람직한 전기-전도성 페이스트의 대표 조성물은:
i) 바람직하게는 적어도 약 50 wt.%, 좀 더 바람직하게는 적어도 약 70 wt.%, 및 가장 바람직하게는 적어도 약 80 wt.%인, 금속성 입자, 바람직하게는 은 입자;
ⅱ) 바람직하게는 약 0.1 내지 약 6 wt.% 범위, 좀 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 5 wt.% 범위, 및 가장 바람직하게는 약 1 내지 약 4 wt.%의 범위에서 유리;
ⅲ) 바람직하게는 약 5 내지 약 40 wt.%, 좀 더 바람직하게는 약 5 내지 약 30 wt.%, 및 가장 바람직하게는 약 5 내지 약 15 wt.%의 범위에서 유기 비히클;
ⅳ) 바람직하게는 약 0.01 내지 약 7wt. 좀 더 바람직하게는 약 0.05 내지 약 6 wt.%, 및 가장 바람직하게는 약 0.1 내지 약 5 wt.%의 범위에서, 본 발명에 따른 산화물 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 전구체의 하나의 구체 예에서, 전기-전도성 페이스트는 웨이퍼의 전면 상에 있다. 또 다른 구체 예에서, 전기-전도성 페이스트는 웨이퍼의 후면 상에 또는 웨이퍼의 양면 및/또는 웨이퍼를 관통하는 홀 (holes) 내에 있다. 이러한 홀은 종종 비아홀 (via hole)이라고 불리며, 및 WO 2012/026812 A1 및 WO 2012/026806 A1에 기재된, 소위 금속 랩 쓰루 (metal wrap through) 디자인에 흔히 사용된다.
산화물 첨가제
페이스트가 산화물 첨가제를 포함하는 것은 본 발명의 맥락에서 바람직하다. 바람직한 산화물 첨가제는, 산소 및 산소 이외에 적어도 2개의 원소, 바람직하게는 산소 이외에 2 또는 3개의 원소를 포함한다. 산화물 첨가제는, 바람직하게는 약 1000℃ 미만, 좀 더 바람직하게는 약 700℃ 미만, 더욱 바람직하게는 약 600℃ 미만의 온도에서, 본 발명의 소성 조건하에, 은 금속 산화물을 형성할 수 있다. 몇몇 경우에서, 은 금속 산화물의 형성은, 약 350 내지 550℃의 온도 범위에서 관찰된다. 산화물 첨가제 및 이의 양은, 바람직하게는 그 결과로 생긴 태양 전지의 특성을 개선시키도록, 바람직하게는 전지 효율 및/또는 개방 회로 전압을 개선시키는 방식으로 선택된다.
산화물 첨가제는 0 내지 1000℃ 범위의 온도에서 유리 전이 (glass transition)가 없고, 바람직하게는 -10 내지 1200℃ 범위의 온도에서 유리 전이가 없으며, 좀 더 바람직하게는 -20 내지 1400℃ 범위의 온도에서 유리 전이가 없고, 가장 바람직하게는 산화물 첨가제는 임의의 온도에서 유리 전이를 가지지 않는다.
본 발명의 하나의 구체 예에 따르면, 산화물 첨가제는, 산화물 첨가제의 총 중량에 기초하여, 이에 화학적으로 결합된, 5 wt.% 미만, 바람직하게는 1 wt.% 미만, 좀 더 바람직하게는 0.1 wt.% 미만의 Ag를 함유하는 것이 바람직하다. 산화물 첨가제가 Ag를 함유하지 않는 것이 가장 바람직하다.
하나의 구체 예에서, 산화물 첨가제는 복합 물질의 구성분으로 존재하지 않는 것이 바람직하다. 이 구체 예의 하나의 관점에서, 산화물 첨가제는 유리의 일부가 아니다. 이 구체 예의 또 다른 관점에서, 산화물 첨가제는, 산화물 첨가제가 입자의 적어도 약 60 wt.%, 바람직하게는 적어도 약 90 wt.%, 가장 바람직하게는 적어도 약 99 wt.%인, 입자의 형태로 존재한다.
하나의 구체 예에서, 산화물 첨가제는 산소 및 산소 이외에 2종의 원소인, MI 및 MII를 포함하며, 여기서 MI 및 MII는 서로 다르다. 2개의 원소인, MI 및 MII는 다음으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다:
a. V, Nb, Ta, Cr, Mo, W
b. As, Se, Te
c. Ge, Sb
d. Pb, Bi
e. Mn, Ce, Zn
f. Li, Na, K, Rb, Cs
g. Mg, Ca, Sr, Ba
하나의 구체 예에서, 하기 군의 독립적인 조합으로부터 선택된 MI 및 MII의 각각의 조합은, 구체 예: aa, ab, ac, ad, ae, af, ag, bb, bc, bd, be, bf, bg, cc, cd, ce, cf, cg, dd, de, df 및 dg의 독립적인 바람직한 관점이고; 바람직하게는 aa, ab, ac, ad, ae, af, ag로 이루어진 군으로부터; 좀 더 바람직하게는 aa, ab, ac, ad, ae, ag로 이루어진 군으로부터; 좀 더 바람직하게는 aa, ab, ac, ad, ae로 이루어진 군으로부터; 더욱더 바람직하게는 aa, ac, ad, ae로 이루어진 군으로부터; 더더욱 바람직하게는 aa, ad, ae로 이루어진 군으로부터; 더더욱 바람직하게는: ad, ae로 이루어진 군으로부터 선택되며; 가장 바람직하게는 ad이다.
하나의 구체 예에서, 산화물 첨가제는: GeV4O8, GeV2O5, Nb2Ge4O13, Nb2GeO7, Nb18GeO47, SbVO4, Sb2V2O9, CrSbO4, CrSbO4, Cr2(MoO4)3, Sb2(MoO4)3, V2Se2O9, TeV2O9 , Te4Nb2O13, Te2Nb2O11 , Cr4Te3O12, TeMo4O13, Te2MoO7, ZnMoO4, MgMoO4, Na2MoO4, Li2MoO4, K2MoO4, CaMoO4, SrMoO4, MnMoO4, Ce2(MoO4)3, PbMoO4, BiVO4, LiVO3, Pb(VO3)2, NaVO3, Bi2(WO4)3, Na2WO4, Li2WO4, PbWO4, BiPbVO3, PbMo2O7, PbMoO4, Pb2MoO5, Pb5MoO8, Bi2(MoO4)3, Bi2Mo2O9, Bi2MoO6, Bi6MoO12, PbV2O6, Pb2V2O7, Pb3V2O8, Pb8V2O13, BiVO4, Bi4V2O11, Bi8V2O17 및 Bi12V2O23으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 바람직하게는: GeV4O8, GeV2O5, Nb2Ge4O13, Nb2GeO7, Nb18GeO47, SbVO4, Sb2V2O9, CrSbO4, CrSbO4, Cr2(MoO4)3, Sb2(MoO4)3, V2Se2O9, TeV2O9 , Te4Nb2O13 , Te2Nb2O11 , Cr4Te3O12, TeMo4O13, Te2MoO7, ZnMoO4, MgMoO4, CaMoO4, SrMoO4, MnMoO4, Ce2(MoO4)3, PbMoO4, BiVO4, Pb(VO3)2, Bi2(WO4)3, PbWO4, BiPbVO3, PbMo2O7, PbMoO4, Pb2MoO5, Pb5MoO8, Bi2(MoO4)3, Bi2Mo2O9, Bi2MoO6, Bi6MoO12, PbV2O6, Pb2V2O7, Pb3V2O8, Pb8V2O13, BiVO4, Bi4V2O11, Bi8V2O17, Bi12V2O23으로 이루어진 군으로부터 선택되며; 좀 더 바람직하게는: PbMoO4, BiVO4, Pb(VO3)2, Bi2(WO4)3, PbWO4, BiPbVO3, PbMo2O7, PbMoO4, Pb2MoO5, Pb5MoO8, Bi2(MoO4)3, Bi2Mo2O9, Bi2MoO6, Bi6MoO12, PbV2O6, Pb2V2O7, Pb3V2O8, Pb8V2O13, BiVO4, Bi4V2O11, Bi8V2O17, Bi12V2O23으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 더욱 바람직하게는: PbMoO4, BiVO4, Pb(VO3)2, BiPbVO3, PbMo2O7, PbMoO4, Pb2MoO5, Pb5MoO8, Bi2(MoO4)3, Bi2Mo2O9, Bi2MoO6, Bi6MoO12, PbV2O6, Pb2V2O7, Pb3V2O8, Pb8V2O13, BiVO4, Bi4V2O11, Bi8V2O17, Bi12V2O23으로 이루어진 군으로부터 선택되며; 더더욱 바람직하게는: BiVO4, Bi2(WO4)3, BiPbVO3, Bi2(MoO4)3, Bi2Mo2O9, Bi2MoO6, Bi6MoO12, BiVO4, Bi4V2O11, Bi8V2O17, Bi12V2O23으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또 다른 구체 예에서, 산화물 첨가제는, 산소 및 산소 이외에, 세 개의 원소인, MI, MII 및 MIII를 포함하며, 여기서 MI, MII 및 MIII는 서로 다르다.
MI, MII 및 MIII의 3 원소는 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다:
a. V, Nb, Ta, Cr, Mo, W
b. As, Se, Te
c. Ge, Sb
d. Pb, Bi
e. Mn, Ce, Zn
f. Li, Na, K, Rb, Cs
g. Mg, Ca, Sr, Ba
하나의 구체 예에서, 하기 군의 독립적인 조합으로부터 선택된 MI, MII 및 MIII의 각각의 조합은, 구체 예: aab, aac, aad, aae, aaf, aag, abb, abc, abd, abe, abf, abg, acc, acd, ace, acf, acg, add, ade, adf, adg, baa, bab, bac, bad, bae, baf, bag, bbb, bbc, bbd, bbe, bbf, bbg, bcc, bcd, bce, bcf, bcg, bdd, bde, bdf, bdg, caa, cab, cac, cad, cae, caf, cag, cbb, cbc, cbd, cbe, cbf, cbg, ccc, ccd, cce, ccf, ccg, cdd, cde, cdf, cdg, daa, dab, dac, dad, dae, daf, dag, dbb, dbc, dbd, dbe, dbf, dbg, dcc, dcd, dce, dcf, dcg, ddd, dde, ddf, ddg의 독립적인 바람직한 관점이고; 바람직하게는 aab 및 add로 이루어진 군으로부터 선택되며; 가장 바람직하게는 add이다.
하나의 구체 예에서, 산화물 첨가제는: TeMoV2O10, Te3Mo2V2O17, Pb2BiV3O11, BiPb2VO6, BiPbVO5, 및 BiPb3V3O12로 이루어진 군으로부터; 바람직하게는 Pb2BiV3O11, BiPb2VO6, BiPbVO5, BiPb3V3O12로 이루어진 군으로부터 선택된다.
금속성 입자
본 발명의 맥락에서 바람직한 금속성 입자는, 금속 전도성을 나타내거나 또는 소성시 금속 전도성을 나타내는 물질을 생성하는 것들이다. 전기-전도성 페이스트에 존재하는 금속성 입자는, 전기-전도성 페이스트가 소성시에 소결되는 경우, 형성되는 고체 전극에 금속 전도성을 제공한다. 효과적인 소결에 유리하고 높은 전도성 및 낮은 접촉 저항을 갖는 전극을 생성하는 금속성 입자는 바람직하다. 금속성 입자는 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 기술분야의 당업자에게 공지되어 있고 본 발명의 맥락에서 적절하다고 고려되는 모든 금속성 입자는, 전기-전도성 페이스트에서 금속성 입자로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 금속성 입자는, 금속, 합금, 적어도 두 금속의 혼합물, 적어도 두 합금의 혼합물 또는 적어도 하나의 합금과 적어도 하나의 금속의 혼합물이다.
본 발명에 따른 금속성 입자로서 사용될 수 있는 바람직한 금속은, Ag, Cu, Al, Zn, Pd, Ni 또는 Pb 및 이의 적어도 둘의 혼합물이고, 바람직하게는 Ag이다. 본 발명에 따른 금속성 입자로서 사용될 수 있는 바람직한 합금은, Ag, Cu, Al, Zn, Ni, W, Pb 및 Pd의 리스트로부터 선택된 적어도 하나의 금속 또는 혼합물들 또는 둘 이상의 이들 합금을 함유하는 합금이다.
본 발명에 따른 하나의 구체 예에서, 금속성 입자는, 하나 이상의 또 다른 금속 또는 합금으로 코팅된 금속 또는 합금, 예를 들어, 은으로 코팅된 구리를 포함한다.
본 발명에 따른 하나의 구체 예에서, 금속성 입자는 Ag를 포함한다. 본 발명에 따른 또 다른 구체 예에서, 금속성 입자는 Ag와 Al의 혼합물을 포함한다.
본 발명에 따르면, 금속성 입자의 부가적인 구성분으로서, 전술된 구성분에 부가하여, 형성된 전극의 좀 더 유리한 소결 특성, 전기적 접촉, 접착력 및 전기 전도도에 기여하는 구성분은 바람직하다. 기술분야의 당업자에게 공지되어 있고, 본 발명의 맥락에서 적절하다고 고려되는 모든 부가적인 성분은 금속성 입자에 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 전기-전도성 페이스트가 적용되는 면에 대한 상보적인 도펀트 (complementary dopants)를 나타내는 부가적인 치환기는 바람직하다. n-형 도핑된 Si 층과 계면을 형성하는 전극을 형성하는 경우, Si에서 n-형 도펀트로서 작용할 수 있는 첨가제는 바람직하다. 이 맥락에서 바람직한 n-형 도펀트는 15족 원소 또는 소성시 이러한 원소를 생성하는 화합물이다. 본 발명에 따라 이 맥락에서 바람직한 15족 원소는 P 및 Bi이다. p-형 도핑된 Si 층과 계면을 형성하는 전극을 형성하는 경우, Si에 p-형 도펀트로서 작용할 수 있는 첨가제는 바람직하다. 바람직한 p-형 도펀트는 13족 원소 또는 소성시 이러한 원소를 생성하는 화합물이다. 본 발명에 따라 이 맥락에서 바람직한 13족 원소는 B 및 Al이다.
금속성 입자가 다양한 형상, 표면, 크기, 표면적 대 부피 비, 산소 함량 및 산화물층을 나타낼 수 있다는 것은 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 많은 수의 형상은 당업자에게 알려져 있다. 몇몇 예로는, 구형, 각형, (막대 또는 바늘 같은) 신장형 및 (시트 같은) 편평형이다. 금속성 입자는 또한 다른 형상의 입자들의 조합으로서 존재할 수 있다. 본 발명에 따르면, 제조된 전극의 이로운 소결, 전기적 접촉, 접착력 및 전기 전도도를 이롭게 하는 형상, 또는 형상의 조합을 갖는 금속성 입자는 바람직하다. 표면 성질 (surface nature)을 고려하지 않고 이러한 형상을 특성화하는 하나의 방법은, 길이, 폭 및 두께의 매개 변수를 통해서이다. 본 발명의 맥락에서, 입자의 길이는, 가장 긴 공간적 변위 벡터의 길이에 의해 주어지며, 이의 양 말단점은 입자 내에 함유된다. 입자의 폭은 위에서 정의된 길이 벡터에 수직이며, 이의 양 말단점이 입자 내에 함유된, 가장 긴 공간 변위 벡터의 길이로 제공된다. 입자의 두께는, 위에서 정의된, 길이 벡터와 폭 벡터에 모두 수직이고, 이의 두 말단점이 입자 내에 함유된, 가장 긴 공간 변위 벡터의 길이로 제공된다. 본 발명에 따른 하나의 구체 예에서, 가능한 한 균일한 형상, 즉, 길이, 폭 및 두께에 관한 비율이 가능한 한 1에 가깝고, 바람직하게는 모든 비율이 0.7 내지 1.5의 범위, 좀 더 바람직하게는 0.8 내지 1.3의 범위, 및 가장 바람직하게는 0.9 내지 1.2의 범위인 형상을 갖는 금속성 입자는 바람직하다. 따라서, 이 구체 예의 금속성 입자에 대한 바람직한 형상의 예로는, 구 및 입방체, 또는 이들의 조합, 또는 다른 형상과 이의 하나 이상의 조합이다. 본 발명에 따른 또 다른 구체 예에서, 금속성 입자는, 바람직하게는 길이, 폭 및 두께의 치수에 관한 비율 중 적어도 하나가 1.5 이상, 좀 더 바람직하게는 3 이상, 가장 바람직하게는 5 이상인, 저 균일도의 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이 구체 예에 따른 바람직한 형상은, 플레이크 (flake) 형상, 막대 형상 또는 바늘 형상, 또는 다른 형상과 형성된 플레이크 형상, 막대 형상 또는 바늘 형상의 조합이다.
다양한 표면 타입은 기술분야의 당업자에게 알려져 있다. 효과적인 소결에 유리하고 생산된 전극의 이로운 전기적 접촉 및 전도성을 산출하는 표면 타입은 본 발명에 따른 금속성 입자의 표면 타입에 유리하다.
금속성 입자의 형상 및 표면을 특성화하는 또 다른 방법은, 이의 표면적 대 부피의 비이다. 입자의 표면적 대 부피 비에 대한 가장 낮은 값은 매끄러운 표면을 가진 구체에 의해 구체화된다. 덜 균일하고 울퉁불퉁한 형상은, 이의 표면적 대 부피 비가 높아질 것이다. 본 발명에 따른 하나의 구체 예에서, 높은 표면적 대 부피 비를 갖는 금속성 입자는 바람직한데, 바람직하게는 1.0×107 내지 1.0×109 m-1의 범위, 좀 더 바람직하게는 5.0×107 내지 5.0×108 m-1의 범위, 및 가장 바람직하게는 1.0×108 내지 5.0×108 m-1의 범위이다. 본 발명에 따른 또 다른 구체 예에서, 낮은 표면적 대 부피 비를 갖는 금속성 입자는 바람직한데, 바람직하게는 6×105 내지 8.0×106 m-1의 범위, 좀 더 바람직하게는 1.0×106 내지 6.0×106 m-1의 범위, 및 가장 바람직하게는 2.0×106 내지 4.0×106 m-1의 범위이다.
입자 직경 (d50) 및 관련 값 (d10 및 d90)은 기술분야의 당업자에게 잘 알려진 입자의 특성이다. 본 발명에 따르면, 금속성 입자의 평균 입자 직경 (d50)은 바람직하게는 0.5 내지 10㎛의 범위, 좀 더 바람직하게는 1 내지 10㎛의 범위, 및 가장 바람직하게는 1㎛ 내지 5㎛의 범위이다. 입자 직경 (d50)의 결정은 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다.
금속성 입자는 표면 코팅과 함께 존재할 수 있다. 기술분야의 당업자에게 공지되어 있고, 본 발명의 맥락에서 적절하다고 고려되는 임의의 이러한 코팅은 금속성 입자상에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 코팅은 전기-전도성 페이스트의 개선된 인쇄, 소결 및 에칭 특성을 촉진시키는 코팅이다. 이러한 코팅이 존재하는 경우, 본 발명에 따르면, 코팅은 금속성 입자의 총 중량에 기초하는 각 경우에서, 10 wt.% 이하, 바람직하게는 8 wt.% 이하, 및 가장 바람직하게는 5 wt.% 이하에 상응하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 하나의 구체 예에서, 금속성 입자는 50 wt.% 이상, 바람직하게는 70 wt.% 이상, 가장 바람직하게는 80 wt.% 이상의 전기-전도성 페이스트의 비율로 존재한다.
유리
유리는 에칭 및 소결을 일으키기 위해 본 발명에 따른 전기-전도성 페이스트에 존재한다. 효과적인 에칭은, Si 웨이퍼에 적용되며, 따라서 전면 도핑 층과 적용된 전기-전도성 페이스트 사이에 놓일 수 있는 임의의 부가적인 층을 통해 에칭되는 것뿐만 아니라, 적절한 정도로 Si 웨이퍼 내로 에칭되는 것이 요구된다. Si 웨이퍼의 적절한 에칭은 전극과 전면 도핑 층 사이에 양호한 전기적 접촉을 야기하기에 충분한 깊이를 의미하며, 따라서 낮은 접촉 저항을 초래하지만, p-n 접합 경계를 방해할 만큼 깊지 않다. 본 발명의 맥락에서 바람직한 유리는, 유리 전이를 나타내는 비정질 고체의 분말이다. 하나의 구체 예에서, 유리는 유리 프릿 (frit)이다. 이 맥락에서 유리는, 전자 후면 산란 회절 (EBSD) 측정에 따라 비-결정질이다. 유리 전이 온도 (Tg)는 비정질 물질이 가열시 단단한 고체에서 부분적으로 이동 가능한 과냉각된 용융물로 전환시키는 온도이다. 유리 전이 온도를 결정하는 방법은 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 유리에 의해 유발되는 에칭 및 소결은, 유리의 유리 전이 온도 이상에서 일어나며, 유리 전이 온도는 원하는 피크 소성 온도 이하인 것이 바람직하다. 유리는 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 기술분야의 당업자에게 공지되어 있고, 본 발명의 맥락에서 적절하다고 고려되는 모든 유리는 전기-전도성 페이스트에서 유리로 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 유리는, 전기-전도성 페이스트의 원하는 소성 온도 미만에서 유리 전이 온도를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 하나의 구체 예에서, 유리는, 약 250 내지 약 530℃의 범위에서 유리 전이 온도, 좀 더 바람직하게는 약 300 내지 약 500℃의 범위에서 유리 전이 온도, 및 가장 바람직하게는 약 320℃ 내지 약 450℃의 범위에서 유리 전이 온도를 갖는다.
유리 입자는 다양한 형상, 표면 성질, 크기, 표면적 대 부피 비 및 코팅층을 나타낼 수 있음은 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 유리 입자의 많은 형상은 기술분야의 당업자에게 알려져 있다. 몇몇 예로는, 구형, 각형, (막대 또는 바늘 같은) 신장형 및 (시트 같은) 편평형이다. 유리 입자는 또한 다른 형상의 입자들의 조합으로 존재할 수 있다. 생산된 전극의 이로운 소결, 접착력, 전기적 접촉 및 전기 전도도를 유리하게 하는 형상, 또는 형상들의 조합을 갖는 유리 입자는 본 발명에 따라 바람직하다.
평균 입자 직경 (d50), 및 관련 파라미터 (d10 및 d90)는 기술분야의 당업자에게 잘 알려진 입자의 특성이다. 유리의 평균 입자 직경 (d50)은 약 0.1 내지 약 10㎛의 범위, 좀 더 바람직하게는 약 0.2 내지 약 7㎛의 범위, 및 가장 바람직하게는 약 0.5 내지 약 5㎛의 범위인 것이 본 발명에 따라 바람직하다.
본 발명의 하나의 구체 예에서, 유리 입자는 약 0.1 내지 약 3㎛의 범위, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 2㎛의 범위, 좀 더 바람직하게는 약 0.8 내지 약 1.5㎛의 범위에서 d50을 갖는다.
유기 비히클
본 발명의 맥락에서 바람직한 유기 비히클은, 전기-전도성 페이스트의 구성분이 용해된, 유화된 또는 분산된 형태로 존재하는 것을 보장하는, 하나 이상의 용매, 바람직하게는 유기 용매에 기초한 용액, 에멀젼 또는 분산액이다. 바람직한 유기 비히클은, 전기-전도성 페이스트 내에 구성분의 최적의 안정성을 제공하고 및 효과적인 선 인쇄적성을 가능하게 하는 점도를 전기-전도성 페이스트에 부여하는 것이다. 본 발명에 따른 바람직한 유기 비히클은 비히클 성분으로서:
(i) 바람직하게는 1 내지 10 wt.%, 좀 더 바람직하게는 2 내지 8 wt.%, 및 가장 바람직하게는 3 내지 7 wt.%의 범위에서, 바인더;
(ⅱ) 바람직하게는 0 내지 10 wt.%, 좀 더 바람직하게는 0 내지 8 wt.% 및 가장 바람직하게는 0.1 내지 6 wt.%의 범위에서, 계면활성제;
(ⅲ) 유기 비히클 중에 다른 구성분의 비율에 의해 결정되는 하나 이상의 용매;
(ⅳ) 바람직하게는 0 내지 15 wt.%, 좀 더 바람직하게는 0 내지 13 wt.%, 및 가장 바람직하게는 5 내지 11 wt.%의 범위에서, 첨가제를 포함하며;
여기서, wt.%는 유기 비히클의 총 중량에 각각 기초하며, 총 합계가 100 wt.%가 된다. 본 발명에 따른 바람직한 유기 비히클은, 전술한 전기 전도성-페이스트의 바람직한 높은 수준의 인쇄적성을 달성할 수 있는 것들이다.
바인더
본 발명의 맥락에서 바람직한 바인더는, 유리한 안정성, 인쇄적성, 점도, 소결 및 에칭 특성을 갖는 전기-전도성 페이스트의 형성에 기여하는 것이다. 바인더는 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 당업자에게 공지되어 있고, 본 발명의 맥락에서 적절한 것으로 고려되는 모든 바인더는 유기 비히클에서 바인더로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 바인더 (종종 "수지"로 명명된 범주 내에 속함)는 고분자 바인더, 단량체 바인더 및 고분자 및 단량체의 조합인 바인더이다. 고분자 바인더는 또한 적어도 2개의 다른 단량체 단위가 단일 분자 내에 함유된 공중합체일 수 있다. 바람직한 고분자 바인더는 고분자 주쇄에 작용기를 수반하는 것, 주쇄에서 떨어진 작용기를 수반하는 것, 및 주쇄 내 및 주쇄에서 떨어진 모두에서 작용기를 수반하는 것이다. 주쇄에서 작용기를 수반하는 바람직한 고분자는, 예를 들어, 폴리에스테르, 치환된 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 치환된 폴리카보네이트, 주쇄에서 환형기를 수반하는 고분자, 다-당, 치환된 다-당, 폴리우레탄, 치환된 폴리우레탄, 폴리아미드, 치환된 폴리아미드, 페놀 수지, 치환된 페놀 수지, 전술한 고분자 중 하나 이상의 단량체의 공중합체, 선택적으로 다른 공-단량체와 전술한 고분자 중 하나 이상의 단량체의 공중합체, 또는 적어도 이들 둘의 조합이다. 주쇄에 환형기를 수반하는 바람직한 고분자는, 예를 들어, 폴리비닐부틸레이트 (PVB) 및 이의 유도체 및 폴리-테르피네올 및 그의 유도체 또는 이들의 혼합물이다. 바람직한 다-당은, 예를 들어, 셀룰로오스 및 이의 알킬 유도체, 바람직하게는 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 부틸 셀룰로오스 및 이들의 유도체 및 이의 둘 이상의 혼합물이다. 주쇄로부터 떨어진 작용기를 수반하는 바람직한 고분자는, 아미드 기를 수반하는 것, 종종 아크릴 수지로 불리는, 산 및/또는 에스테르기를 수반하는 것, 전술된 작용기의 조합을 수반하는 고분자, 또는 이들의 조합이다. 주쇄로부터 떨어진 아미드를 수반하는 바람직한 고분자는, 예를 들면, 폴리비닐 피롤리돈 (PVP) 및 이의 유도체이다. 주쇄로부터 떨어진 산 및/또는 에스테르기를 수반하는 바람직한 고분자는, 예를 들어, 폴리아크릴산 및 이의 유도체, 폴리메타아크릴레이트 (PMA) 및 이의 유도체 또는 폴리메틸메타아크릴레이트 (PMMA) 및 이의 유도체, 또는 이들의 혼합물이다. 본 발명에 따른 바람직한 단량체성 바인더는, 에틸렌글리콜계 단량체, 테르피네올 수지 또는 로진 유도체, 또는 이들의 혼합물이다. 에틸렌글리콜에 기초한 바람직한 단량체성 바인더는, 에테르기를 갖는 것, 에스테르기를 갖는 것 또는 에테르기 및 에스테르기를 갖는 것이고, 바람직한 에테르기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 및 고급 알킬 에테르이며, 바람직한 에스테르기는 아세테이트 및 이의 알킬 유도체, 바람직하게는 에틸렌글리콜 모노부틸에티르 모노아세테이트 또는 이의 혼합물이다. 알킬 셀룰로오스, 바람직하게는 에틸 셀룰로오스, 이의 유도체 및 바인더들의 전술한 리스트 또는 다른 것들로부터 다른 바인더와 이의 혼합물은, 본 발명의 맥락에서 가장 바람직한 바인더이다.
계면활성제
본 발명의 맥락에서 바람직한 계면활성제는 유리한 안정성, 인쇄적성, 점도, 소결 및 에칭 특성을 갖는 전기-전도성 페이스트의 형성에 기여하는 것이다. 계면활성제는 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 기술 분야의 당업자에게 공지되어 있고, 본 발명의 맥락에서 적절한 것으로 고려되는 모든 계면활성제는 유기 비히클에서 계면활성제로서 사용될 수 있다. 본 발명의 맥락에서 바람직한 계면활성제는, 선형 사슬, 분지 사슬, 방향족 사슬, 플루오르화 사슬, 실록산 사슬, 폴리에테르 사슬 및 이들의 조합에 기초한 것이다. 바람직한 계면활성제는, 단일 사슬, 이중 사슬 또는 다중 사슬이다. 본 발명에 따른 바람직한 계면활성제는, 비-이온성, 음이온성, 양이온성 또는 양성이온성 헤드 (zwitterionic heads)를 갖는다. 바람직한 계면활성제는 고분자 및 단량체 또는 이들의 혼합물이다. 본 발명에 따른 바람직한 계면활성제는, 안료 친화기 (pigment affinic groups), 바람직하게는 안료 친화기를 갖는 하이드록시작용성 카르복실산 에스테르 (예를 들어, BYK USA, Inc.에 의해 제조된 DISPERBYK®-108), 안료 친화기를 갖는 아크릴레이트 공중합체 (예를 들어, BYK USA, Inc.에 의해 제조된 DISPERBYK®-116), 안료 친화기를 갖는 변성 폴리에테르 (예를 들어, Evonik Tego Chemie GmbH에 의해 제조된, TEGO® DISPERS 655), 높은 안료 친화기를 갖는 다른 계면활성제 (예를 들어, Evonik Tego Chemie GmbH에 의해 제조된, TEGO® DISPERS 662C)를 가질 수 있다. 전술된 리스트에 없는 본 발명에 따른 기타 바람직한 고분자는, 폴리에틸렌글리콜 및 이의 유도체, 및 알킬 카르복실산 및 이의 유도체 또는 염, 또는 이들의 혼합물이다. 본 발명에 따른 바람직한 폴리에틸렌글리콜 유도체는, 폴리(에틸렌글리콜)아세트산이다. 바람직한 알킬 카르복실산은, 완전 포화된 알킬 사슬을 것 및 단일 또는 다중 불포화된 알킬 사슬을 갖는 것 또는 이들의 혼합물이다. 포화된 알킬 사슬을 갖는 바람직한 카르복실산은, 8 내지 20의 탄소 원자 범위에서 알킬 사슬 길이를 갖는 것, 바람직하게는 C9H19COOH (카프린산), C11H23COOH (라우린산), C13H27COOH (미리스틴산), C15H31COOH (팔미트산), C17H35COOH (스테아린산) 또는 이의 혼합물이다. 불포화된 알킬 사슬을 갖는 바람직한 카르복실산은, C18H34O2 (올레산) 및 C18H32O2 (리놀레산)이다. 본 발명에 따른 바람직한 단량체 계면활성제는 벤조트리아졸 및 이의 유도체이다.
용매
본 발명에 따른 바람직한 용매는, 소성 동안 상당한 정도로 페이스트로부터 제거되는 전기-전도성 페이스트의 구성분으로, 바람직하게는 소성 전과 비교하여 소성 후 적어도 80%까지, 바람직하게는 소성 전과 비교하여 적어도 95%까지 감소된 절대 중량으로 존재하는 것이다. 본 발명에 따른 바람직한 용매는, 양호한 점도, 인쇄적성, 안정성 및 소결 특성을 가지며 및 기판에 양호한 전기 전도도 및 전기적 접촉을 갖는 전극을 생성하는 전기-전도성 페이스트를 형성할 수 있는 것이다. 용매는 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 기술 분야의 당업자에게 공지되어 있고, 본 발명의 맥락에서 적절하다고 고려되는 모든 용매는 유기 비히클에서 용매로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 바람직한 용매는 전술한 바와 같은 전기-전도성 페이스트의 바람직한 높은 수준의 인쇄적성을 달성할 수 있는 용매이다. 본 발명에 따른 바람직한 용매는, 표준 대기 온도 및 압력 (SATP) (298.15 K, 25℃, 77 ℉), 100 kPa (14.504 psi, 0.986 atm) 하에서 액체로 존재하는 것이고, 바람직하게는 90℃ 이상의 비등점 및 -20℃ 이상의 용융점을 갖는 것이다. 본 발명에 따른 바람직한 용매는, 극성 또는 비극성, 양성 또는 비양자성, 방향족 또는 비-방향족이다. 본 발명에 따른 바람직한 용매는, 모노-알코올, 디-알코올, 폴리-알코올, 모노-에스테르, 디-에스테르, 폴리-에스테르, 모노-에테르, 디-에테르, 폴리-에테르, 적어도 하나 이상의 작용기의 카테고리를 포함하며, 선택적으로 다른 카테고리의 작용기를 포함하는, 용매, 바람직하게는 환형기, 방향족기, 불포화된-결합, 헤테로 원자에 의해 대체된 하나 이상의 O 원자를 갖는 알코올기, 헤테로원자에 의해 대체된 하나 이상의 O 원자를 갖는 에테르기, 헤테로 원자에 의해 대체된 하나 이상의 O 원자를 갖는 에스테르기, 및 전술된 용매 중 둘 이상의 혼합물이다. 이 맥락에서 바람직한 에스테르는 아디핀산의 디-알킬 에스테르이고, 바람직한 알킬 구성분은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 및 고급 알킬기 또는 두 개의 다른 이러한 알킬기의 조합, 바람직하게는 디메틸아디프산염, 및 둘 이상의 아디프산 에스테르의 혼합물이다. 하나 이상의 다른 작용기를 조합하는 바람직한 용매는, 종종 텍사놀로 불리는, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트, 및 이의 유도체, 종종 카비톨로 알려진, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올, 이의 알킬 유도체, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 및 헥실 카비톨, 바람직하게는 헥실 카비톨 또는 부틸 카비톨, 및 이의 아세테이트 유도체, 바람직하게는, 부틸 카비톨 아세테이트, 또는 전술된 것 중 적어도 2의 혼합물이다.
유기 비히클에 첨가제
유기 비히클에서 바람직한 첨가제는, 전술된 비히클 성분과는 별개이며 및 이로운 점도, 소결, 생성된 전극의 전기 전도도 및 기판과의 양호한 전기적 접촉과 같은, 전기-전도성 페이스트의 유리한 특성에 기여하는 첨가제이다. 기술분야의 당업자에게 공지되어 있고, 본 발명의 맥락에서 적절한 것으로 고려되는 모든 첨가제는 유기 비히클에서 첨가제로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 첨가제는, 칙소제 (thixotropic agents), 점도 조절제, 안정제, 무기 첨가제, 증점제, 유화제, 분산제 또는 pH 조절제이다. 이 맥락에서 바람직한 칙소제는, 카르복실산 유도체, 바람직하게는 지방산 유도체 또는 이들의 조합이다. 바람직한 지방산 유도체는, C9H19COOH (카프린산), C11H23COOH (라우린산), C13H27COOH (미리스틴산) C15H31COOH (팔미트산), C17H35COOH (스테아린산) C18H34O2 (올레인산), C18H32O2 (리놀렌산) 또는 이의 조합이다. 이 맥락에서 지방산을 포함하는 바람직한 조합은 피마자유이다.
전기-전도성 페이스트에 첨가제
본 발명의 맥락에서 바람직한 첨가제는, 전기-전도성 페이스트의, 이에 생산된 전극의 또는 그 결과로 생긴 태양 전지의 증가된 성능에 기여하는, 명시적으로 언급된 기타 성분들에 부가적으로, 전기-전도성 페이스트에 첨가된 구성분이다. 기술분야의 당업자에게 공지되어 있고, 본 발명의 맥락에서 적절하다고 고려되는 모든 첨가제는 전기-전도성 페이스트에서 첨가제로 사용될 수 있다. 비히클에 존재하는 첨가제에 부가하여, 첨가제는 또한 전기-전도성 페이스트에 존재할 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 첨가제는, 칙소제, 점도 조절제, 유화제, 안정제 또는 pH 조절제, 무기 첨가제, 증점제 및 분산제 또는 이의 적어도 둘의 조합이고, 반면에, 무기 첨가제는 가장 바람직하다. 본 발명에 따른 맥락에서 바람직한 무기 첨가제는, Mg, Ni, Te, W, Zn, Mg, Gd, Ce, Zr, Ti, Mn, Sn, Ru, Co, Fe, Cu 및 Cr 또는 이의 적어도 둘의 조합, 바람직하게는 Zn, Sb, Mn, Ni, W, Te 및 Ru 또는 이의 적어도 둘의 조합, 또는 전술된 금속의 적어도 둘의 혼합물이다.
전구체
본 발명과 맥락에서 바람직한 전구체는:
1. 바람직하게는 p-n 접합을 가지며, 바람직하게는 적어도 p-형 면 및 n-형 면을 갖는 웨이퍼, 바람직하게는 Si 웨이퍼;
2. 상기 웨이퍼의 p-형 도핑 면 위에 중첩된 본 발명에 따른 페이스트를 포함한다.
하나의 구체 예에서, 페이스트는 웨이퍼의 n-형 면에 더욱 적용된다.
하나의 구체 예에서, 웨이퍼는 웨이퍼의 동일면 상에 n-형 면 및 p-형 면을 갖는다.
태양 전지의 제조 공정
전술한 목적 중 하나에서 달성하기 위한 기여는, 공정 단계로서 다음을 적어도 포함하는 태양 전지를 제조하는 공정에 의해 이루어진다:
i) 특히 전술된 구체 예 중 어느 하나를 조합하는, 전술된 바와 같은 태양 전지 전구체의 제공하는 단계; 및
ⅱ) 상기 태양 전지 전구체를 소성시켜 태양 전지를 얻는, 소성 단계.
인쇄
본 발명에 따르면, 전면 및 후면 전극은, 전기-전도성 페이스트를 적용하는 단계 및 그 다음 상기 전기-전도성 페이스트를 소성하여 소결된 몸체를 얻는 소성 단계에 의해 적용되는 것이 바람직하다. 전기-전도성 페이스트는, 함침, 딥핑, 붓기, 드립핑 온 (dripping on), 주입 (injection), 스프레이, 나이프 코팅, 커튼 코팅, 브러싱 또는 인쇄 또는 이들 중 적어도 둘의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는, 기술분야의 당업자에게 공지되고 본 발명의 맥락에서 적절한 것으로 고려되는 임의의 방식으로 적용될 수 있고, 여기서, 바람직한 인쇄 기술은 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄, 탐폰 인쇄, 오프셋 인쇄, 릴리프 인쇄 또는 스텐실 인쇄 또는 이들의 적어도 둘의 조합이다. 본 발명에 따르면, 전기-전도성 페이스트는 인쇄에 의해, 바람직하게는 스크린 인쇄에 의해 적용되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 스크린은 15 내지 100㎛, 좀 더 바람직하게는 20 내지 80㎛, 및 가장 바람직하게는 25 내지 70㎛의 범위에서 직경으로 메쉬 개구 (mesh openings)를 갖는 것이 바람직하다.
소성
본 발명에 따르면, 전극은 먼저 전기-전도성 페이스트를 적용한 다음, 상기 전기-전도성 페이스트를 소성시켜 고체 전극 몸체를 산출하여 형성되는 것이 바람직하다. 소성은 기술분야의 당업자에게 알려져 있고, 본 발명의 맥락에 적절하다고 고려되는 임의의 알려진 방식으로 달성될 수 있다. 소성은 유리의 유리 전이 온도 이상에서 수행되어야 한다.
본 발명에 따르면, 소성을 위해 설정된 최대 온도는 900℃ 미만, 바람직하게는 860℃ 미만이다. 820℃ 정도로 낮은 소성 온도는 태양 전지를 얻는데 사용된다. 본 발명에 따르면, 소성은 30초 내지 3분의 범위, 좀 더 바람직하게는 30초 내지 2분의 범위, 및 가장 바람직하게는 40초 내지 1분의 범위에서 총 소성 시간으로 빠른 소성 공정에서 수행되는 것이 바람직하다. 600℃ 이상에서 시간은 가장 바람직하게는 3 내지 7초이다.
전면 및 후면 상에 전기-전도성 페이스트의 소성은, 동시에 또는 순차적으로 수행될 수 있다. 동시 소성은, 만약 양면에 적용된 전기-전도성 페이스트가 비슷하다면, 바람직하게는 동일하다면, 적절한 최적 소성 조건이다. 적절한 곳에서, 본 발명에 따르면, 소성은 동시에 수행되는 것이 바람직하다. 소성이 순차적으로 영향을 받는 경우, 본 발명에 따르면, 후면 전기-전도성 페이스트를 우선 적용하고 소성한 후에, 전면에 전도성 페이스트를 적용 및 소성하는 것이 바람직하다.
태양 전지
상기 목적 중 적어도 하나를 달성하기 위한 기여는 본 발명에 따른 공정에 의해 얻을 수 있는 태양 전지에 의해 이루어진다. 본 발명에 따른 바람직한 태양 전지는, 전기 에너지 출력으로 전환된 입사광의 총 에너지 비율의 관점에서 고효율이고, 및 가볍고 내구성이 있는 태양 전지이다. (전적으로 화학적 및 기계적 보호를 위한 층을 배제하는) 본 발명에 따른 태양 전지의 보통의 구성은 도 2에 도시된 바와 같다. 여기에 나타낸 층 구성은: (i) 전면 전극, (ⅱ) 반사 방지 코팅, (ⅲ) 전면 패시베이션 층 (passivation layer), (ⅳ) 전면 도핑 층, (v) p-n 접합 경계, (vi) 후면 도핑 층, (ⅶ) 고도의 도핑 후면 층, (ⅷ) 후면 패시베이션 층, (ix) 후면 전극으로 제공된다. 개별 층들은 이 보통의 층 구성으로부터 생략되거나 또는 개별 층은 실제로 상기에서 개요된 보통의 구체 예에 기재된 층들 중 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명의 하나의 구체 예에서, 단일 층은 반사-방지층 및 패시베이션 층으로서 작용한다. 최소 요구된 층 구성은 도 1에 제공된다. 이 최소 층 구성은: (I) 전면 전극, (II) 전면 도핑 층, (III) p-n 접합 경계, (IV) 후면 도핑 층, (V) 후면 전극이다.
본 발명의 하나의 구체 예에서, 태양 전지는, 적어도 80 Ohm/sq, 바람직하게는 적어도 90 Ohm/sq, 좀 더 바람직하게는 적어도 100 Ohm/sq의 시트 저항을 갖는 웨이퍼를 포함한다. 몇몇 경우에, 200 Ohm/sq의 최대 값은, 높은 Ohmic 웨이퍼의 시트 저항에 대해 관찰된다.
반사-방지 코팅
본 발명에 따르면, 반사-방지 코팅은 태양 전지의 전면 상에 전극 전에 외부 및 종종 최외각 층으로 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 반사-방지 코팅은, 전면에 의해 반사되는 입사광의 비율을 감소시키고 및 웨이퍼에 의해 흡수되는 전면을 가로지르는 입사광의 비율을 증가시키는 것이다. 유리한 흡수/반사율을 생기게 하는 반사-방지 코팅은, 사용된 전기-전도성 페이스트에 의한 에칭에 민감하지만, 다른 점에서 전기-전도성 페이스트의 소성에 요구된 온도에 내성이 있고, 및 유리하게 되는 전극 계면 부근에서 전자 및 정공의 증가된 재조합에 기여하지 않는다. 기술분야의 당업자에게 공지되어 있고, 본 발명의 맥락에서 적절하다고 고려되는 모든 반사-방지 코팅은 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 반사-방지 코팅은, SiNx, SiO2, Al2O3, TiO2 또는 이의 적어도 둘의 혼합물 및/또는 이의 적어도 둘 층의 조합이며, 여기서 SiNx는 특히 바람직하며, 특히, 여기서 Si 웨이퍼는 사용된다.
반사-방지 코팅의 두께는 적절한 빛의 파장에 적합하다. 본 발명에 따르면, 반사-방지 코팅은, 20 내지 300nm, 좀 더 바람직하게는 40 내지 200nm, 및 가장 바람직하게는 60 내지 90nm의 범위에서 두께를 갖는 것이 바람직하다.
패시베이션 층
본 발명에 따르면, 하나 이상의 패시베이션 층은 전극 전, 또는 만약 하나만 존재한다면 반사-방지층 전에 외부 또는 최외각 층으로서 전면 및/또는 후면에 적용될 수 있다. 바람직한 패시베이션 층은 전극 계면의 부근에서 전자/정공 재결합의 속도를 감소시키는 것이다. 기술분야의 당업자에게 공지되어 있고, 본 발명의 맥락에서 적절하다고 고려되는 임의의 패시베이션 층은 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 패시베이션 층은, 질화실리콘, 이산화실리콘 및 이산화티타늄이며, 질화실리콘이 가장 바람직하다. 본 발명에 따르면, 패시베이션 층의 두께는 0.1 ㎚ 내지 2㎛의 범위, 좀 더 바람직하게는 10㎚ 내지 1㎛의 범위, 및 가장 바람직하게는 30㎚ 내지 200㎚의 범위에서 두께를 갖는 것이 바람직하다.
부가적인 보호층
태양 전지의 원리적 기능에 직접적으로 기여하는 전술된 층에 부가하여, 또 다른 층은 기계적 및 화학적 보호를 위해 부가될 수 있다. 전지는 화학적 보호를 제공하기 위해 캡슐화될 수 있다. 캡슐화는 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있으며, 본 발명의 맥락에 적절하다고 고려되는 임의의 캡슐화는 사용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 종종 투명 열가소성 수지로 언급되는, 투명한 고분자는, 만약 이러한 캡슐화가 존재한다면, 캡슐화 물질로서 바람직하다. 이 맥락에서 바람직한 투명 고분자는, 예를 들어, 실리콘 고무 및 폴리에틸렌 비닐 아세테이트 (PVA)이다.
투명 유리 시트는 전지의 전면에 기계적 보호를 제공하기 위해 태양 전지의 전면에 부가될 수 있다. 투명한 유리 시트는 기술분야의 당업자에게 공지되어 있으며, 및 본 발명의 맥락에서 적절하다고 고려되고, 당업자에게 알려진 어떤 투명한 유리 시트는, 태양 전지의 전면 상에 보호로서 사용될 수 있다.
후면 보호 물질은 기계적 보호를 제공하기 위해 태양 전지의 후면에 부가될 수 있다. 후면 보호 물질은 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있으며, 및 기술분야의 당업자에게 공지되어 있고, 본 발명의 맥락에 적절하다고 고려되는 임의의 후면 보호 물질은 태양 전지의 후면 상에 보호로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 후면 보호 물질은 양호한 기계적 특성 및 내후성을 갖는 것이다. 본 발명에 따른 바람직한 후면 보호 물질은, 폴리비닐 플루오라이드의 층을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다. 본 발명에 따르면, 후면 보호 물질은, (후면 보호층 및 캡슐화가 모두 존재하는 경우) 캡슐화 층 아래에 존재하는 것이 바람직하다.
프레임 물질 (frame material)은 기계적 지지를 제공하기 위해 태양 전지의 외부에 부가될 수 있다. 프레임 물질은 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있으며, 및 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있고 본 발명의 맥락에서 적절하다고 고려되는 임의의 프레임 물질은 프레임 물질로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 프레임 물질은 알루미늄이다.
태양 전지판 (Solar panels)
전술된 목적들 중 적어도 하나를 달성하기 위한 기여는, 전술된 바와 같이 얻어진, 특히 전술된 구체 예 중 적어도 하나에 따른 적어도 태양 전지, 및 적어도 하나 이상의 태양 전지를 포함하는 모듈에 의해 이루어진다. 본 발명에 따른 다수의 태양 전지는, 공간적으로 및 전기적으로 연결되어 배열되어 모듈이라 불리는 집단 배열을 형성할 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 모듈은, 다수의 형태, 바람직하게는 태양 전지판으로서 알려진 직사각형 표면을 취할 수 있다. 태양 전지를 전기적으로 연결하는 다양한 방법뿐만 아니라 집합적 배치를 형성하기 위해 이러한 전지를 기계적으로 배열 및 고정시키는 많은 다양한 방법은, 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있으며, 및 기술분야의 당업자에게는 잘 알려져 있고, 본 발명의 맥락에서 적절하다고 고려되는 임의의 이러한 방법은 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 방법은, 낮은 질량 대 출력비, 낮은 부피 대 전력 출력비, 및 높은 내구성을 결과하는 것이다. 알루미늄은 본 발명에 따른 태양 전지의 기계적 고정을 위한 바람직한 물질이다.
도 1은 태양 전지 (100)의 단면도를 나타내며, 및 본 발명에 따른 태양 전지의 최소로 요구된 층 구성을 나타낸다. 후면으로부터 시작하여 및 전면을 향해 계속하여, 태양 전지 (100)는 후면 전극 (104), 후면 도핑 층 (106), p-n 접합 경계 (102), 전면 도핑 층 (105) 및 전면 전극 (103)을 포함하며, 여기서 전면 전극은 전면 도핑 층 (105)으로 침투하여 이것과 양호한 전기적 접촉을 형성하기에 충분하지만, p-n 접합 경계 (102)를 변경하지는 않는다. 후면 도핑 층 (106) 및 전면 도핑 층 (105)은 함께 단일 도핑된 Si 웨이퍼 (101)를 구성한다. 전지 (100)가 n-형 전지를 나타내는 경우에, 후면 전극 (104)은 바람직하게는 은 전극이고, 후면 도핑 층 (106)은 바람직하게는 P로 저농도로 도핑된 Si이며, 전면 도핑 층 (105)은 바람직하게는 B로 고도로 도핑된 Si이고, 및 전면 전극 (103)은 바람직하게는 혼합된 은 및 알루미늄 전극이다. 전지 (100)가 p-형 전지를 나타내는 경우, 후면 전극 (104)은 바람직하게는 혼합된 은 및 알루미늄 전극이고, 후면 도핑 층 (106)은 바람직하게는 B로 저농도로 도핑된 Si이며, 전면 도핑 층 (105)은 바람직하게는 P로 고도로 도핑된 Si이고, 및 전면 전극 (103)은 바람직하게는 은 전극이다. 전면 전극 (103)은, 전면 전극 (103)이 전체적으로 전면을 피복하지 않는다는 사실을 개략적으로 예시하기 위해 오직 3개의 몸체로 이루어진 것으로, 도 1에 나타내었다. 본 발명은 세 개의 몸체로 이루어진 것으로 전면 전극 (103)을 제한하는 것은 아니다.
도 2는 (전적으로 화학적 및 기계적 보호를 위한 층을 배제하는) 본 발명에 따른 태양 전지 (200)에 대한 보통의 층 구성의 단면도를 나타낸다. 후면으로부터 시작하여 및 전면을 향해 계속하여, 태양 전지 (200)는, 후면 전극 (104), 후면 패시베이션 층 (208), 고도의 도핑 후면 층 (210), 후면 도핑 층 (106), p-n 접합 경계 (102), 전면 도핑층 (105), 전면 패시베이션 층 (207), 반사-방지층 (209), 전면 전극 핑거 (214) 및 전면 전극 버스바 (215)를 포함하며, 여기서 전면 전극 핑거는, 반사-방지층 (209) 및 전면 패시베이션 층 (207)을 통해 및 전면 도핑 층 (105)으로 침투하여, 전면 도핑층과 양호한 전기 접촉을 형성하기에 충분하지만, p-n 접합 경계 (102)를 변경하지 않는다. 전지 (200)가 n-형 전지를 나타내는 경우, 후면 전극 (104)은 바람직하게는 은 전극이고, 고도의 도핑 층 (210)은 바람직하게는 P로 고농도로 도핑된 Si이며, 후면 도핑 층 (106)은 바람직하게는 P로 저농도로 도핑된 Si이고, 전면 도핑 층 (105)은 바람직하게는 B로 고농도로 도핑된 Si이며, 반사-방지층 (209)은 바람직하게는 질화실리콘의 층이고, 및 전면 전극 핑거 및 버스 바 (214 및 215)는 바람직하게 은 및 알루미늄의 혼합물이다. 전지 (200)가 p-형 전지를 나타내는 경우, 후면 전극 (104)은 바람직하게는 혼합된 은 및 알루미늄 전극이고, 고도의 도핑 후면 층 (210)은 바람직하게는 B로 고농도로 도핑된 Si이며, 전면 도핑 층 (106)은 바람직하게는 B로 고농도로 도핑된 Si이고, 전면 도핑 층 (105)은 바람직하게 P로 고농도로 도핑된 Si이며, 반사 방지층 (209)은 바람직하게는 질화실리콘의 층이고, 전면 전극 핑거 및 버스 바 (214 및 215)는 바람직하게 은이다.
도 2는 개략도이며, 본 발명은 나타낸 바와 같이 전면 전극 핑거의 수를 3개로 제한하지 않는다. 이 단면도는 전면 전극 핑거 (214)에 수직인 평행한 라인으로 배열된 다수의 전면 전극 버스 바 (215)를 효과적으로 나타내지 못한다.
도 3a, 3b 및 3c는 함께 전면 전극을 생성하기 위해 전면 페이스트를 소성하는 공정을 예시한다. 도 3a, 3b 및 3c는 개략적이며 일반화된 것이며, 및 p-n 접합을 구성하는 것에 더 부가된 층들은, 좀 더 상세한 고려 없이 선택적 부가적인 층들로 단순히 고려된다.
도 3a는 전면 전극의 적용 전에 웨이퍼 (300a)를 예시한다. 후면으로부터 시작하여 및 전면을 향해 계속하여, 전면 전극의 적용 전에 웨이퍼 (300a)는, 선택적으로 후면 (311) 상에 부가적인 충, 후면 도핑 층 (106), p-n 접합 경계 (102), 전면 도핑층 (105) 및 전면 (312) 상에 부가적인 층을 포함한다. 후면 (311) 상에 부가적인 층은, 후면 전극, 후면 패시베이션 층, 고도의 도핑 후면 층의 어느 하나를 포함하거나 또는 전술된 중 아무것도 포함하지 않을 수 있다. 전면 (312) 상에 부가적인 층은, 전면 패시베이션 층, 반사-방지층의 어느 하나를 포함하거나 또는 전술된 중 아무것도 포함하지 않을 수 있다.
도 3b는 소성 전에 전면에 적용된 전기-전도성 페이스트를 갖는 웨이퍼 (300b)를 나타낸다. 전술된 웨이퍼 (300a)에 존재하는 층에 부가하여, 전기-전도성 페이스트 (313)는 전면의 표면상에 존재한다.
도 3c는 적용된 전면 전극을 갖는 웨이퍼 (300c)를 나타낸다. 전술된 웨이퍼 (300a)에 존재하는 층에 부가하여, 전면 전극 (103)은, 전면의 표면으로부터 부가적인 전면 층 (312)을 통해 및 전면 도핑 층 (105)으로 침투하고 및 소성에 의해 도 3b의 전기-전도성 페이스트 (313)로부터 형성된다.
도 3b 및 3c에서, 적용된 전기-전도성 페이스트 (313) 및 전면 전극 (103)은, 3개의 몸체로 존재하는 것으로 개략적으로 나타낸다. 이것은 단지 페이스트/전극에 의한 전면의 불-완전한 적용 범위를 나타내는 개략적인 방법이며, 및 본 발명은 페이스트/전극을 3개의 몸체로 존재하는 것으로 제한하지 않는다.
도 4는 비접촉 저항 (Specific Contact Resistance)을 측정하기 위한 하기 시험 방법에 대한 웨이퍼 (420) 내에 핑거 라인 (422)에 대한 절단 (421)의 위치 선정을 나타낸다.
시험 방법
하기 시험 방법은 본 발명에서 사용된다. 시험 방법이 없는 경우, 본 출원서의 가장 빠른 출원일에 가장 가까운 일자의 측정될 피처에 대한 ISO 시험 방법은 적용된다. 뚜렷한 측정 조건이 없으면, 298.15K (25℃, 77℉)의 온도 및 100kPa (14.504 psi, 0.986 atm)의 절대 압력으로 표준 대기 온도 및 압력 (SATP)은 적용된다.
점도
점도 측정은, 그라운드 플레이트 (ground plate) MPC60 Ti 및 콘 플레이트 (cone plate) C20/0,5° Ti 및 소프트웨어 "Haake RheoWin Job Manager 4.30.0"가 장착된, Thermo Fischer Scientific Corp. "Haake Rheostress 600"을 사용하여 수행된다. 거리 영점을 설정한 후, 측정을 위해 충분한 페이스트 샘플은 그라운드 플레이트에 놓는다. 콘은 0.026 mm의 갭 거리로 측정 위치로 이동되고 및 초과의 물질은 주걱을 사용하여 제거된다. 샘플은 3분 동안 25℃로 평형이 유지되고 및 회전 측정은 시작된다. 전단 속도는 48초 및 50개의 등거리 측정점 내에서 0으로부터 20 s-1로 증가되고 및 312초 및 156개의 등거리 측정점 내에서 150 s-1로 더욱 증가된다. 150 s-1의 전단 속도에서 60초의 대기 시간 후, 전단 속도는 312초 및 156개의 등거리 측정점 내에서 150 s-1로부터 20 s-1로 감소되고, 48초 및 50개의 등거리 측정점 내에서 0으로 더욱 감소된다. 마이크로 토크 보정 (micro torque correction), 마이크로 응력 제어 및 질량 관성 보정은 활성화된다. 점도는 하강 전단 램프의 100 s-1의 전단 속도에서 측정된 값으로 제공된다.
비접촉 저항
22±1℃의 온도를 갖는 항온 항습실 (air conditioned room)에서, 모든 장비와 물질은 측정 전에 평형이 유지된다. 실리콘 태양 전지의 전면 도핑 층에서 소성된 은 전극의 비접촉 저항을 측정하기 위해, GP solar GmbH의 "GP-4 Test 1.6.6 Pro" 소프트웨어 패키지가 장착된 "GP4-Test Pro"는 사용된다. 이 장치는 4점 측정 원리를 적용하고 및 전달 길이 방법 (transfer length method: TLM)에 의해 비접촉 저항을 평가한다. 비접촉 저항을 측정하기 위해, 웨이퍼의 1cm 폭의 두 개의 스트라이프 (stripes)는, 도 4에 나타낸 바와 같이 웨이퍼의 인쇄된 핑거 라인에 수직으로 절단된다. 각 스트라이프의 정확한 폭은, 0.05mm의 정밀도로 마이크로미터에 의해 측정된다. 소성된 은 핑거의 폭은, Keyence Corp.의 대-폭 줌 렌즈 VH-Z100R이 장착된 디지털 현미경 "VHX-600D"로 스트라이프 상의 3개 다른 스폿 (spots)에서 측정된다. 각 스폿에서, 폭은 2-점 측정에 의해 10번 결정된다. 핑거 폭 값은, 모든 30 측정의 평균이다. 서로에 대한 핑거 폭, 스트라이프 폭 및 인쇄된 핑거의 거리는, 소프트웨어 패키지에 의해 사용되어, 비접촉 저항을 계산한다. 측정 전류는 14 mA로 설정된다. 6개의 인접한 핑거 라인에 접촉하기에 적절한 다중 접촉 측정 헤드 (부품 번호 04.01.0016)는, 설치되고 및 6개의 인접한 핑거와 접촉을 일으킨다. 측정은 각 스트라이프에 동등하게 분포된 5개의 스폿에서 수행된다. 측정을 시작한 후에, 소프트웨어는 스트라이프의 각 스폿에 대한 비접촉 저항 (mOhm*㎠)의 값을 결정한다. 모든 10개의 스폿의 평균은, 비접촉 저항에 대한 값으로 취해진다.
시트 저항
도핑된 실리콘 웨이퍼 표면의 시트 저항을 측정하기 위해, GP solar GmbH 사의 소프트웨어 패키지 "GP-4 Test 1.6.6 Pro"가 장착된 장치 "GP4-Test Pro"는 사용된다. 측정을 위해, 4점 측정 원리는 적용된다. 두 개의 외부 프로브 (probes)는 정전류를 인가하고, 두 개의 내부 프로브는 전압을 측정한다. 시트 저항은 Ohm/square으로 Ohmic 법칙을 사용하여 추론된다. 평균 시트 저항을 결정하기 위해, 측정은 웨이퍼의 동등하게 분포된 25개의 스폿에 대해 수행된다. 22±1℃의 온도를 갖는 항온항습실에서, 모든 장비 및 물질은 측정 전에 평형이 유지된다. 측정을 수행하기 위해, "GP-Test.Pro"는 반사-방지 및/또는 패시베이션 층을 관통하기 위해 날카로운 팁을 갖는 4-점 측정 헤드 (부품 번호 04.01.0018)가 장착된다. 10mA의 전류는 인가된다. 측정 헤드는 비금속 웨이퍼 물질과 접촉을 일으키고 및 측정은 시작된다. 웨이퍼에 동등하게 분포된 25개의 스폿을 측정한 후, 평균 시트 저항은 Ohm/square로 계산된다.
효율, 필 팩터, 개방 회로 전압 및 직렬 저항
샘플 태양 전지는 Halm Elektronik GmbH의 상업적인 IV-시험장치 "cetisPV-CTL1"을 사용하여 특성화된다. 시험될 태양 전지뿐만 아니라 측정 장비의 모든 부품은 전기적 측정 동안에 25℃에서 유지된다. 이 온도는, 온도 프로브에 의한 실제 측정 동안 전지 표면상에서 동시에 항상 측정된다. Xe Arc 램프는 전지 표면상에 1000W/㎡의 알려진 AM1.5 강도로 일광을 모의 실험한다. 시뮬레이터를 이 강도로 가져오기 위해, 램프는 IV-시험장치의 "PVCTControl 4.313.0" 소프트웨어에 의해 모니터링되는 안정된 수준에 도달할 때까지 짧은 기간 내에 여러 번쩍거린다. Halm IV 시험장치는 전지의 IV-곡선을 결정하기 위한 전류 (I) 및 전압 (V)을 측정하기 위해 다중-점 접촉 방법을 사용한다. 이렇게 하기 위해, 태양 전지는, 프로브 핑거가 전지의 버스 바와 접촉하는 방식으로 다중-점 접촉 프로브 사이에 배치된다. 접촉 프로브 라인의 수는, 전지 표면상에 바스 바 수로 조정된다. 모든 전기적인 값은 실행된 소프트웨어 패키지에 의해 자동적으로 이 곡선으로부터 직접 결정된다. 기준 표준으로, 동일한 면적 치수, 동일한 웨이퍼 물질로 이루어지고 및 동일한 전면 레이아웃을 사용하여 가공된 ISE Freiburg의 보정된 태양 전지는, 시험되고 및 데이터는 인증된 값과 비교된다. 매우 동일한 방식으로 가공된 적어도 5개의 웨이퍼는 측정되고, 데이터는 각 값의 평균을 계산하여 해석된다. 소프트웨어 PVCTControl 4.313.0은 효율, 필 팩터, 단락 전류, 직렬 저항 및 개방 회로 전압에 대한 값을 제공한다.
입자 크기
d10, d90 및 d50을 결정하는 통상적인 방법은, 예를 들어, DIN EN 725-5에 기재되어 있다.
유리 전이 온도 (Tg)
페이스트 내에 산화물 첨가물의 유리 전이 온도를 결정하기 위해, 다음의 절차는 수행된다. 유기 부분은 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 디클로로메탄, 클로로포름, 헥산과 같은 용매를 사용하여 용매 추출에 의해 제거된다. 이는 Soxhlet 장치 또는 당업자에게 알려진 용해, 침강 및 여과 기술의 조합을 사용하여 수행될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 더 큰 부분의 은 입자 다음의 산화물 첨가제의 Tg를 측정하는 것이 어려울 수 있으므로, DSC에 의해 측정될 샘플에서 산화물 첨가제를 풍부하게 하기 위해 다음의 절차가 필요할 수 있다: 페이스트의 잔여 무기 부분은, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 디클로로메탄, 클로로포름, 헥산과 같은 충분한 양의 유기 용매로 희석되어, 유리 입자 또는 산화물 첨가제와 같은 밀도가 낮은 무기 입자보다 더 밀도가 높은 금속 입자의 빠른 침강을 가능하게 한다. 용매/무기 입자 분산액의 상부 부분은, 그 다음 가만히 따라서 무기 입자 출발 혼합물의 전체 부분에 대하여 밀도가 낮은 입자를 풍부하게 한다. 필요하다면, 상기 절차는 여러 번 반복하여 밀도가 낮은 무기 입자로 샘플을 더욱 풍부하게 할 수 있다. 기술분야의 당업자는, 샘플 내에 산화물 첨가제의 양이 이의 Tg를 결정하기에 충분한지를 알 것이다. 산화물 첨가제에 대한 유리 전이 온도 (Tg)는 샘플 홀더 HTP 40000A69.010, 열전대 타입 S 및 백금 오븐 Pt S TC:S (모두 Netzsch의 제품)가 장착된 DSC 장치 Netzsch STA 449 F3 Jupiter (Netzsch)를 사용하여 결정된다. 측정 및 데이터 평가를 위해, 측정 소프트웨어 Netzsch Messung V5.2.1 및 Proteus Thermal Analysis V5.2.1은 적용된다. 기준 및 샘플용 팬으로서, 6.8 mm의 직경 및 약 85㎕의 부피를 갖는 산화알루미늄 팬 GB 399972 및 캡 GB 399973 (모두 Netzsch의 제품)은 사용된다. 약 20-30 mg의 양의 샘플은, 0.01 mg의 정확도로 샘플 팬으로 적재된다. 빈 기준 팬 및 샘플 팬은 장치에 넣고 및 오븐을 닫은 다음 측정은 시작된다. 10 K/min의 가열 속도는 출발 온도 25℃부터 종료 온도 1400℃까지 사용된다. 기구 내에 밸런스 (balance)는 항상 질소 (N2 5.0)로 퍼지되고, 오븐은 50 ml/min의 유속으로 합성 공기 (Linde로부터의 80% N2 및 20% O2)로 퍼지된다. DSC 신호에서 제1단계는 전술된 소프트웨어를 사용하여 유리 전이로 평가되고, 결정된 시작 값 (onset value)은 Tg에 대한 온도로 취한다.
도펀트 수준
도펀트 수준은 2차 이온질량 분광기를 사용하여 측정된다. 2차 이온질량 분석법은, 원소의 농도 깊이 프로파일을 발생시키기 위한 확립된 물질 분석 기법이다. 표면에 근접한 연구는 5nm 내지 20㎛의 통상적인 범위를 설정한다.
관심의 샘플은 주이온 (primary ions)의 빔으로 스퍼터링된다. 스퍼터링 공정 동안 생성된 2차 이온은 추출되고 및 질량 분석기를 사용하여 분석된다. 측정 기술 및 이의 표준화된 사용에 대하여 상세한 설명은, SEMI 표준 PV25-1011 "Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) Standard Test Method for Photovoltaic Application" (2014년 8월 22일의 버전)에서 확인될 수 있다. 본 특허에 사용된 용어 "표면 밀도"는, 20nm 이하의 표면에 거리에 있는 결정질 실리콘 상 내에 모든 측정 지점의 산술 평균을 의미한다.
결정도 (Crystallinity)
결정도는 전자 후면 산란 회절을 사용하여 결정된다. Hitachi SU 3500 주사 전자 현미경은, 광물용으로 사용되는 Oxford instruments의 EBSD 검출기가 장착되어 사용된다. 이 시험은 Lehigh Microscopy School, 5 East Packer Avenue, Bethlehem, PA 18015 (USA)에서 수행될 수 있다.
화학 조성물
화학 조성물은 전자빔 X-선 분석을 사용하여 결정된다. Jeol Ltd.의 SEM은, (Silicon Drift Detector (SDD) 기술를 사용하는), 에너지-분산 X-선 형광 분광기 (EDS 검출기)가 장착된다. 이 시험은 Lehigh Microscopy School, 5 East Packer Avenue, Bethlehem, PA 18015 (USA)에서 수행될 수 있다.
소성 가열로에서 온도 프로파일
소성 공정에 대한 온도 프로파일은, Despatch (부품 번호 DES-300038)로부터의 Wafer Test Assembly 1-T/C 156mm SQ에 연결된 Datapaq Ltd., Cambridge, UK로부터의 Datapaq DQ 1860 A 데이터 로거 (data logger)로 측정된다. 데이터 로거는 Datapaq Ltd., Cambridge, UK의 차폐 박스 TB7250으로 보호되며, 및 Wafer Test Assembly의 열전대 와이어에 연결된다. 태양 전지 시뮬레이터는 소성 공정의 측정된 온도 프로파일이 정확하게 측정되도록 마지막 웨이퍼 바로 뒤에 있는 소성 가열로의 벨트 위에 배치된다. 차폐된 데이터 로거는 온도 프로파일 안정성에 영향을 미치지 않기 위해 약 50cm의 거리에서 Wafer Test Assembly를 따른다. 데이터는 데이터 로거에 의해 기록된 후, 및 나중에 Datapaq Ltd., Cambridge, UK.로부터의 Datapaq Insight Reflow Tracker V7.05 소프트웨어를 갖는 컴퓨터를 사용하여 분석된다.
실시 예
이하 본 발명은 오직 예시용으로 의도되고 및 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 고려되지 않는 실시 예의 수단에 의해 설명된다.
실시 예 1
페이스트는, Kenwood Major Titanium 믹서를 사용하여, 적절한 양의 유기 비히클 (표 1), Ag 분말 (Ames Inc.의 PV 4, 2 ㎛의 d50), 1.5㎛의 d50로 분쇄된 유리 프릿, 특정 예에 따른 산화물 첨가제를 혼합하여 만든다. 페이스트는 균일해질 때까지 여러 번 제1 갭에 대해 20㎛, 및 제2 갭에 대해 10㎛으로 점진적으로 감소하는 갭으로, 120㎛의 제1 갭 및 60㎛의 제2 갭의 스테인레스 스틸 롤을 갖는 3-롤 밀 Exact 80 E를 통해 통과된다. 점도는 전술한 바와 같이 측정되고, 및 표 1에 제공된 조성물을 갖는 적절한 양의 유기 비히클은 첨가되어 약 16 내지 약 20 Pas의 범위 내에 목표로 페이스트 점도를 조정한다. 페이스트 구성분의 wt. %는 표 2에 제공된다.
| 유기 비히클 구성분 | 구성분의 비율 |
| 2-(2-부톡시에톡시)에탄올) [용매] | 84 |
| 에틸 셀룰로오스 (DOW Ethocel 4) [바인더] | 6 |
| Thixcin® E [칙소제] | 10 |
| 페이스트 | Ag 분말 (wt.%) |
유리 프릿 (wt.%) |
산화 첨가제 | 유기 비히클 (wt.%) |
| 1 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-TeMoV2O10 | 10 |
| 2 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Te3Mo2V2O17 | 10 |
| 3 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Pb2BiV3O11 | 10 |
| 4 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-BiPb2VO6 | 10 |
| 5 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-BiPbVO5 | 10 |
| 6 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-BiPb3V3O12 | 10 |
| 7 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-GeV4O8 | 10 |
| 8 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-GeV2O5 | 10 |
| 9 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Nb2Ge4O13 | 10 |
| 10 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Nb2GeO7 | 10 |
| 11 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Nb18GeO47 | 10 |
| 12 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-SbVO4 | 10 |
| 13 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Sb2V2O9 | 10 |
| 14 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-CrSbO4 | 10 |
| 15 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-CrSbO4 | 10 |
| 16 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Cr2(MoO4)3 | 10 |
| 17 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Sb2(MoO4)3 | 10 |
| 18 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-V2Se2O9 | 10 |
| 19 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-TeV2O9 | 10 |
| 20 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Te4Nb2O13 | 10 |
| 21 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Te2Nb2O11 | 10 |
| 22 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Cr4Te3O12 | 10 |
| 23 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-TeMo4O13 | 10 |
| 24 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Te2MoO7 | 10 |
| 25 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-ZnMoO4 | 10 |
| 26 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-MgMoO4 | 10 |
| 27 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Na2MoO4 | 10 |
| 28 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Li2MoO4 | 10 |
| 29 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-K2MoO4 | 10 |
| 30 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-CaMoO4 | 10 |
| 31 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-SrMoO4 | 10 |
| 32 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-MnMoO4 | 10 |
| 33 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Ce2(MoO4)3 | 10 |
| 34 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-PbMoO4 | 10 |
| 35 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-BiVO4 | 10 |
| 36 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-LiVO3 | 10 |
| 37 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Pb(VO3)2 | 10 |
| 38 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-NaVO3 | 10 |
| 39 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Bi2(WO4)3 | 10 |
| 40 (본발명) | 86 | 3.7 | 0.3 wt.%-Na2WO4 | 10 |
태양 전지 제조 및 측정
페이스트는, 3*1020 cm-3의 표면 도핑 농도 및 90 Ohm/square의 시트 저항으로 n-형 도핑 이미터를 가진 완전한 정사각형 단-결정 p-형 웨이퍼에 적용된다. 웨이퍼의 치수는 156 x 156 mm이고, 전면은 알칼리 에칭 공정에 의해 텍스쳐링된 표면을 갖는다. 또한, 전면은 또한 Fraunhofer ISE로부터 상업적으로 이용 가능한, 70nm 두께의 PECVD (플라스마 강화 화학 기상 증착) SiNx 패시베이션 및 반사-방지층으로 코팅된다. 대표 페이스트는 ASYS Automatisierungssysteme GmbH Ekra E2 스크린 프린터 및 Koenen GmbH의 표준 H-패턴 스크린을 사용하여 웨이퍼의 조명된 (전) 면에 스크린 인쇄된다. 스크린은 50㎛의 개구부와 3개의 1.5mm 폭의 버스바를 갖는 76개의 핑거 라인을 갖는다. 메쉬 위 유제는, 16 내지 20㎛의 범위이고, 스크린은 300 mesh 및 20㎛ 스테인레스 스틸 와이어를 갖는다. 인쇄 파라미터는 1.2bar 스퀴지 압력, 전방 스퀴지 속도 150mm/s 및 플러딩 속도 (flooding speed) 200mm/s이다. Giga Solar Materials Corp.의 상업적으로 이용 가능한 Al 페이스트인, Gigasolar 136은, 장치의 비-조명된 (후) 면 상에 인쇄된다. 양면에 인쇄된 패턴을 갖는 장치는, 그 다음 150℃에서 10분 동안 오븐에서 건조된다. 기판은 그 다음 Centrotherm Cell & Module GmbH c-소성 (c-fire) 고속 소성 가열로로 태양-면을 상향으로 소성된다. 가열로는 6개의 존 (zones)으로 이루어진다. 존 1은 350℃, 존 2는 475℃, 존 3은 470℃, 존 4는 540℃, 존 5는 840℃ 및 존 6은 880℃로 설정된다. 벨트 속도는 5100mm/min으로 설정된다. 완전히 가공된 샘플은 그 다음, 표 3에 나타낸, 전술된 방법을 사용하여 접촉 저항에 대해 시험된다.
| 실시 예 | 산화물 첨가제 | 전지 효율 | 필 팩터 | 직렬 저항 |
| 25 (본발명) | ZnMoO4 | + | ++ | ++ |
| 26 (본발명) | MgMoO4 | + | + | + |
| 27 (본발명) | Na2MoO4 | ++ | ++ | ++ |
| 28 (본발명) | Li2MoO4 | + | + | + |
| 29 (본발명) | K2MoO4 | + | + | + |
| 30 (본발명) | CaMoO4 | + | + | + |
| 32 (본발명) | MnMoO4 | ++ | ++ | ++ |
| 33 (본발명) | Ce2(MoO4)3 | ++ | ++ | ++ |
| 34 (본발명) | PbMoO4 | +++ | +++ | +++ |
| 35 (본발명) | BiVO4 | +++ | +++ | +++ |
| 36 (본발명) | LiVO3 | ++ | + | + |
| 37 (본발명) | Pb(VO3)2 | +++ | ++ | ++ |
| 38 (본발명) | NaVO3 | + | + | + |
| 40 (본발명) | Na2WO4 | o | o | O |
| 41 (본발명) | Li2WO4 | o | o | O |
| 60 (비교) | - | --- | --- | --- |
---=매우 나쁨, --=더 나쁨, -=나쁨, o=평균, +=양호, ++=우수, +++=최상
101: 도핑된 Si 웨이퍼
102: p-n 접합 경계
103: 전면 전극
104: 후면 전극
105: 전면 도핑 층
106: 후면 도핑 층
207: 전면 패시베이션 층
208: 후면 패시베이션 층
209: 반사-방지층
210: 고도의 도핑 후면 층
311: 후면 상에 부가적인 층
312: 전면 상에 부가적인 층
313: 전기-전도성 페이스트
214: 전면 전극 핑거
215: 전면 전극 버스 바
420: 웨이퍼
421: 절단
422: 핑거 라인
102: p-n 접합 경계
103: 전면 전극
104: 후면 전극
105: 전면 도핑 층
106: 후면 도핑 층
207: 전면 패시베이션 층
208: 후면 패시베이션 층
209: 반사-방지층
210: 고도의 도핑 후면 층
311: 후면 상에 부가적인 층
312: 전면 상에 부가적인 층
313: 전기-전도성 페이스트
214: 전면 전극 핑거
215: 전면 전극 버스 바
420: 웨이퍼
421: 절단
422: 핑거 라인
Claims (30)
- a. 페이스트를 기준으로, 적어도 약 70 wt.%의 Ag 입자;
b. 비히클;
c. 유리;
d. MI, MII 및 O를 포함하는 산화물 첨가제를 포함하는 전도성 페이스트 조성물로서;
여기서, MI 및 MII는 다르고;
여기서, MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Te, Pb 및 Bi로 이루어진 군으로부터 선택되며;
여기서, MII는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Te, Pb, Bi, Mn, Ce, Zn, Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr 및 Ba로 이루어진 군으로부터 선택되고;
여기서, 상기 산화물 첨가제는 전자 후면 산란 회절 (EBSD) 측정에 따라 결정질인, 전도성 페이스트 조성물. - 청구항 1에 있어서,
MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Pb 및 Bi로 이루어진 군으로부터 선택되는, 전도성 페이스트 조성물. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, As, Sb, Se, Pb 및 Bi로 이루어진 군으로부터 선택되는, 전도성 페이스트 조성물. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, Sb, Se, Pb 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는, 전도성 페이스트 조성물. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Sb, Se, Pb 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는, 전도성 페이스트 조성물. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W로 이루어진 군으로부터 선택되는, 전도성 페이스트 조성물. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
MI는: V 및 Mo로 이루어진 군으로부터 선택되는, 전도성 페이스트 조성물. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
MI는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Te, Pb, Bi, Mn, Ce, Zn, Mg, Ca, Sr 및 Ba로 이루어진 군으로부터 선택되는, 전도성 페이스트 조성물. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
MII는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Te, Pb, Bi, Mn, Ce 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 전도성 페이스트 조성물. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
MII는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, Sb, Pb, Bi, Mn, Ce 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 전도성 페이스트 조성물. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
MII는: V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Pb, Bi, Mn, Ce 및 Zn으로 이루어진 군에서 선택되는, 전도성 페이스트 조성물. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
MII는: Pb, Bi, Zn, Ce 및 Mn으로 이루어진 군에서 선택되는, 전도성 페이스트 조성물. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
MII는: Pb 및 Bi로 이루어진 군에서 선택되는, 전도성 페이스트 조성물. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화물 첨가제는, 일반식 MIaMIIbOc를 가지며, 여기서, a, b 및 c는 양의 정수인, 전도성 페이스트 조성물. - 청구항 14에 있어서,
상기 산화물은: ZnMoO4, MnMoO4, Ce2(MoO4)3, PbMoO4, BiVO4 Pb(VO3)2, PbMo2O7, PbMoO4, Pb2MoO5, Pb5MoO8, Bi2(MoO4)3, Bi2Mo2O9, Bi2MoO6, Bi6MoO12, PbV2O6, Pb2V2O7, Pb3V2O8, Pb8V2O13, BiVO4, Bi4V2O11, Bi8V2O17 및 Bi12V2O23로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는, 전도성 페이스트 조성물. - 청구항 1 내지 13중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화물 첨가제는, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Ge, As, Sb, Se, Te, Pb, Bi, Mn, Ce 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택되는 MIII를 더욱 포함하며; 여기서, MIII는 MI 및 MII와 다른, 전도성 페이스트 조성물. - 청구항 16에 있어서,
상기 산화물 첨가제는 일반식 MIdMIIeMIIIfOg를 가지며, 여기서, d, e, f 및 g는 양의 정수인, 전도성 페이스트 조성물. - 청구항 16 또는 17에 있어서,
상기 산화물 첨가물은: BiPbVO3, Pb2BiV3O11, BiPb2VO6, BiPbVO5 및 BiPb3V3O12로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택되는, 전도성 페이스트 조성물. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화물 첨가제는 0.01 내지 5 wt.%의 범위인, 전도성 페이스트 조성물. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리는 약 1 내지 약 9 wt.%의 범위인, 전도성 페이스트 조성물. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리는, Pb 원자의 중량 및 유리의 총 중량에 기초하여, 약 1 wt.% 이하의 Pb를 포함하는, 전도성 페이스트 조성물. - a. 적어도 하나의 p-형 도핑 영역 및 적어도 하나의 n-형 도핑 영역을 갖는 Si 웨이퍼;
b. 상기 웨이퍼 상에 중첩된 전술한 청구항 중 어느 한 항에 따른 페이스트를 포함하는, 전구체. - 청구항 22에 있어서,
상기 페이스트는 n-형 도핑 면 상에 중첩되는, 전구체. - 청구항 22 또는 23에 있어서,
상기 페이스트가 적용된 면은, 약 5*1021 cm-3 미만의 표면 도펀트 농도를 갖는, 전구체. - a. 청구항 22 내지 24중 어느 한 항에 따른 전구체를 제공하는 단계;
b. 상기 전구체를 소성하여 태양 전지를 얻는, 소성 단계를 포함하는, 태양 전지의 제조 공정. - 청구항 25에 있어서,
상기 소성 단계 b.의 온도는 870℃를 초과하지 않는, 태양 전지의 제조 공정. - 청구항 25 또는 26에 따른 공정에 의해 얻을 수 있은 태양 전지.
- 적어도 2개의 태양 전지를 포함하고, 상기 태양 전지 중 적어도 하나가 청구항 27에 따른, 모듈.
- 태양 전지의 전기적 특성을 향상시키기 위한 청구항 1 내지 21중 어느 한 항에 따른 전도성 페이스트 조성물의 용도.
- 태양 전지의 전기적 특성을 향상시키기 위한 청구항 1 내지 21중 어느 한 항의 산화물 첨가제의 용도.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201562139302P | 2015-03-27 | 2015-03-27 | |
| US62/139,302 | 2015-03-27 | ||
| PCT/EP2016/056463 WO2016156170A1 (en) | 2015-03-27 | 2016-03-23 | Electro-conductive pastes comprising an oxide additive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170132837A true KR20170132837A (ko) | 2017-12-04 |
Family
ID=55745734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020177031253A KR20170132837A (ko) | 2015-03-27 | 2016-03-23 | 산화물 첨가제를 포함하는 전기-전도성 페이스트 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10636540B2 (ko) |
| EP (1) | EP3275000A1 (ko) |
| KR (1) | KR20170132837A (ko) |
| CN (1) | CN107408418A (ko) |
| TW (1) | TW201701298A (ko) |
| WO (1) | WO2016156170A1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102007859B1 (ko) * | 2017-11-06 | 2019-08-06 | 엘에스니꼬동제련 주식회사 | 태양전지 전극용 도전성 페이스트 및 이를 사용하여 제조된 태양전지 |
| CN114334216B (zh) * | 2022-03-07 | 2022-07-08 | 西安宏星电子浆料科技股份有限公司 | 一种厚膜导体浆料 |
Family Cites Families (85)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB399973A (en) | 1931-09-21 | 1933-10-19 | Asea Ab | Improvements in the anode insulation of mercury vapour rectifiers |
| GB399972A (en) | 1932-09-17 | 1933-10-19 | Worcester Windshields And Case | Improvements relating to motor vehicle wind screens |
| US4436829A (en) * | 1982-02-04 | 1984-03-13 | Corning Glass Works | Glass frits containing WO3 or MoO3 in RuO2 -based resistors |
| US4863757A (en) | 1987-02-06 | 1989-09-05 | Key-Tech, Inc. | Printed circuit board |
| JPH01258303A (ja) | 1988-04-06 | 1989-10-16 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | 導電性ペースト |
| JPH01258304A (ja) | 1988-04-06 | 1989-10-16 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | 導電性ペースト |
| JP2931450B2 (ja) | 1991-08-09 | 1999-08-09 | 太平洋セメント株式会社 | 導体ペースト |
| US5296413A (en) | 1991-12-03 | 1994-03-22 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Automotive glass thick film conductor paste |
| US5302557A (en) | 1991-12-03 | 1994-04-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Automotive glass thick film conductor paste |
| JPH06240183A (ja) | 1993-02-18 | 1994-08-30 | Daiken Kagaku Kogyo Kk | 電極用導電性塗料 |
| JP3346023B2 (ja) | 1994-03-08 | 2002-11-18 | 大研化学工業株式会社 | 電極用導電性塗料およびその製造法 |
| EP0895252A1 (en) | 1997-07-29 | 1999-02-03 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film silver termination composition |
| US6071437A (en) * | 1998-02-26 | 2000-06-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electrically conductive composition for a solar cell |
| JPH11329070A (ja) * | 1998-05-13 | 1999-11-30 | Murata Mfg Co Ltd | 導電ペースト |
| JP2001143527A (ja) | 1998-10-28 | 2001-05-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 導電ペースト及びそれを用いたセラミック配線基板 |
| JP2000138385A (ja) | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Kyocera Corp | 太陽電池 |
| JP4378809B2 (ja) | 1999-10-14 | 2009-12-09 | 東レ株式会社 | 感光性ペースト、ディスプレイ用部材およびディスプレイ |
| JP4480884B2 (ja) | 1999-12-22 | 2010-06-16 | 三井金属鉱業株式会社 | 表面修飾銀粉の製造方法 |
| WO2003023790A1 (fr) | 2001-09-06 | 2003-03-20 | Noritake Co.,Limited | Composition conductrice et son procede de production |
| US6517931B1 (en) | 2001-10-15 | 2003-02-11 | Ferro Corporation | Silver ink for forming electrodes |
| JP4235887B2 (ja) | 2002-06-07 | 2009-03-11 | 日立化成工業株式会社 | 導電ペースト |
| JP2004206883A (ja) | 2002-10-15 | 2004-07-22 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | プラズマディスプレイ及びプラズマディスプレイ用２層構造電極の製造方法 |
| JP4583063B2 (ja) | 2004-04-14 | 2010-11-17 | 三井金属鉱業株式会社 | 銀化合物被覆銀粉及びその製造方法 |
| US7312261B2 (en) | 2004-05-11 | 2007-12-25 | International Business Machines Corporation | Thermal interface adhesive and rework |
| KR20070065379A (ko) | 2004-10-08 | 2007-06-22 | 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤 | 도전성 잉크 |
| US7462304B2 (en) | 2005-04-14 | 2008-12-09 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Conductive compositions used in the manufacture of semiconductor device |
| US7556748B2 (en) | 2005-04-14 | 2009-07-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method of manufacture of semiconductor device and conductive compositions used therein |
| US7435361B2 (en) | 2005-04-14 | 2008-10-14 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Conductive compositions and processes for use in the manufacture of semiconductor devices |
| US7611645B2 (en) | 2005-04-25 | 2009-11-03 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film conductor compositions and the use thereof in LTCC circuits and devices |
| US8093491B2 (en) | 2005-06-03 | 2012-01-10 | Ferro Corporation | Lead free solar cell contacts |
| KR100739061B1 (ko) | 2005-07-29 | 2007-07-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 형성용 감광성 조성물, 전사필름, 전극 및 이를포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 |
| JP5309440B2 (ja) | 2005-11-15 | 2013-10-09 | 三菱マテリアル株式会社 | 太陽電池の電極形成用組成物及び該電極の形成方法並びに該形成方法により得られた電極を用いた太陽電池の製造方法 |
| WO2007102287A1 (ja) | 2006-03-07 | 2007-09-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 導電性ペースト及び太陽電池 |
| JP4732227B2 (ja) | 2006-04-26 | 2011-07-27 | 京都エレックス株式会社 | 導電性ペースト及びその導電性ペーストを用いたセラミック多層回路基板並びにそのセラミック多層回路基板の製造方法 |
| WO2007149881A2 (en) | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Cabot Corporation | Metal-containing nanoparticles, their synthesis and use |
| US8816193B2 (en) | 2006-06-30 | 2014-08-26 | Mitsubishi Materials Corporation | Composition for manufacturing electrode of solar cell, method of manufacturing same electrode, and solar cell using electrode obtained by same method |
| US20080203914A1 (en) | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Lg Electronics Inc. | Plasma display panel and related technologies including method for manufacturing the same |
| US7731868B2 (en) | 2007-04-12 | 2010-06-08 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Thick film conductive composition and process for use in the manufacture of semiconductor device |
| US7485245B1 (en) | 2007-10-18 | 2009-02-03 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Electrode paste for solar cell and solar cell electrode using the paste |
| EP2203921A1 (en) | 2007-10-18 | 2010-07-07 | E. I. du Pont de Nemours and Company | Lead-free conductive compositions and processes for use in the manufacture of semiconductor devices: flux materials |
| CN101816045A (zh) | 2007-10-18 | 2010-08-25 | E.I.内穆尔杜邦公司 | 无铅导电组合物以及用于制造半导体装置的方法:含镁添加剂 |
| US20090211626A1 (en) | 2008-02-26 | 2009-08-27 | Hideki Akimoto | Conductive paste and grid electrode for silicon solar cells |
| JP2011517117A (ja) | 2008-04-09 | 2011-05-26 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 伝導性組成物、および半導体デバイスの製造における使用方法 |
| US20090266409A1 (en) | 2008-04-28 | 2009-10-29 | E.I.Du Pont De Nemours And Company | Conductive compositions and processes for use in the manufacture of semiconductor devices |
| US8158504B2 (en) | 2008-05-30 | 2012-04-17 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Conductive compositions and processes for use in the manufacture of semiconductor devices—organic medium components |
| DE102008032554A1 (de) | 2008-07-10 | 2010-01-14 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Metallhaltige Zusammensetzung, Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kontaktstrukturen auf elektronischen Bauteilen sowie elektronisches Bauteil |
| US8231934B2 (en) | 2008-11-26 | 2012-07-31 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Conductive paste for solar cell electrode |
| JP5417900B2 (ja) | 2009-03-02 | 2014-02-19 | 三菱マテリアル株式会社 | 導電性塗膜の形成方法 |
| EP2417073A1 (en) | 2009-04-09 | 2012-02-15 | E. I. du Pont de Nemours and Company | Glass compositions used in conductors for photovoltaic cells |
| WO2010118198A1 (en) | 2009-04-09 | 2010-10-14 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Glass compositions used in conductors for photovoltaic cells |
| EP2417074A1 (en) | 2009-04-09 | 2012-02-15 | E. I. du Pont de Nemours and Company | Glass compositions used in conductors for photovoltaic cells |
| WO2010135422A1 (en) | 2009-05-20 | 2010-11-25 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Phase change ink composition |
| US20110126897A1 (en) | 2009-05-20 | 2011-06-02 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Composition for extruding fibers |
| US20100294353A1 (en) | 2009-05-21 | 2010-11-25 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Conductive paste for solar cell electrode |
| US20100301479A1 (en) | 2009-05-28 | 2010-12-02 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Devices containing silver compositions deposited by micro-deposition direct writing silver conductor lines |
| US20110048527A1 (en) | 2009-08-25 | 2011-03-03 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Silver thick film paste compositions and their use in conductors for photovoltaic cells |
| WO2011049820A1 (en) | 2009-10-21 | 2011-04-28 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process of forming an electrode on the front-side of a non-textured silicon wafer |
| US9085051B2 (en) | 2010-03-29 | 2015-07-21 | Gaurdian Industries Corp. | Fluorinated silver paste for forming electrical connections in highly dielectric films, and related products and methods |
| JP5075222B2 (ja) | 2010-05-11 | 2012-11-21 | Ｔｄｋ株式会社 | 電子部品及びその製造方法 |
| JP2012014849A (ja) | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Sony Corp | 光電変換素子およびその製造方法ならびに光電変換素子モジュールおよびその製造方法 |
| NL2005261C2 (en) | 2010-08-24 | 2012-02-27 | Solland Solar Cells B V | Back contacted photovoltaic cell with an improved shunt resistance. |
| KR101374359B1 (ko) | 2010-09-15 | 2014-03-18 | 제일모직주식회사 | 태양전지 전극용 페이스트 및 이를 이용하여 제조되는 태양전지 |
| CN103443928B (zh) | 2010-10-28 | 2016-09-21 | 赫劳斯贵金属北美康舍霍肯有限责任公司 | 含有金属添加剂的太阳能电池金属化 |
| KR20120077439A (ko) | 2010-12-30 | 2012-07-10 | 주식회사 동진쎄미켐 | 태양전지의 전극 형성용 페이스트 조성물 및 이를 이용한 전극 |
| EP2666168A1 (en) | 2011-01-18 | 2013-11-27 | Heraeus Precious Metals North America Conshohocken LLC | Electroconductive paste compositions and solar cell electrodes and contacts made therefrom |
| US20140124713A1 (en) | 2011-03-29 | 2014-05-08 | Diptarka Majumdar | High-aspect ratio screen printable thick film paste compositions containing wax thixotropes |
| CN102290118B (zh) | 2011-05-20 | 2013-01-02 | 郴州雄风稀贵金属材料股份有限公司 | 一种电子银浆及其制备工艺 |
| US10038109B2 (en) | 2011-09-09 | 2018-07-31 | Heraeus Precious Metals North America Conshohocken Llc | Silver solar cell contacts |
| CN102354544B (zh) | 2011-09-21 | 2013-03-06 | 江苏泓源光电科技有限公司 | 晶硅太阳能电池正面电极用银导体浆料及其制备方法 |
| US9023254B2 (en) | 2011-10-20 | 2015-05-05 | E I Du Pont De Nemours And Company | Thick film silver paste and its use in the manufacture of semiconductor devices |
| SG10201608690XA (en) | 2011-10-25 | 2016-12-29 | Heraeus Precious Metals North America Conshohocken Llc | Electroconductive paste composition containing metal nanoparticles |
| KR20130045568A (ko) | 2011-10-26 | 2013-05-06 | 삼성전자주식회사 | 도전성 페이스트, 상기 도전성 페이스트를 사용하여 형성된 전극을 포함하는 전자 소자 및 태양 전지 |
| CN102368391B (zh) | 2011-10-26 | 2013-05-22 | 南昌大学 | 一种用于晶体硅太阳电池的高电导率无铅银浆及制备方法 |
| ZA201208302B (en) | 2011-11-09 | 2014-10-29 | Heraeus Precious Metals Gmbh | Thick film conductive composition and use thereof |
| US20130160830A1 (en) | 2011-12-21 | 2013-06-27 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Thick-film conductive paste composition |
| KR20140105847A (ko) | 2011-12-22 | 2014-09-02 | 헤레우스 프레셔스 메탈즈 노스 아메리카 콘쇼호켄 엘엘씨 | 낮은 저항 접촉부를 위한 태양 전지 페이스트 |
| US8956557B2 (en) | 2012-01-24 | 2015-02-17 | E I Du Pont De Nemours And Company | Thick film silver paste containing copper and lead—tellurium—oxide and its use in the manufacture of semiconductor devices |
| CN102543260A (zh) | 2012-02-27 | 2012-07-04 | 江苏科技大学 | 一种用于太阳能电池电极的银浆及其制备方法 |
| CN103377753B (zh) * | 2012-04-17 | 2017-07-14 | 赫劳斯贵金属北美康舍霍肯有限责任公司 | 用于导电糊组合物的无机反应体系 |
| US8652873B1 (en) * | 2012-08-03 | 2014-02-18 | E I Du Pont De Nemours And Company | Thick-film paste containing lead-vanadium-based oxide and its use in the manufacture of semiconductor devices |
| WO2014117409A1 (zh) * | 2013-02-04 | 2014-08-07 | 深圳首创光伏有限公司 | 晶体硅太阳能电池正面电极导电浆料及其制备方法 |
| EP2787511B1 (en) * | 2013-04-02 | 2018-05-30 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Particles comprising Al and Ag in electro-conductive pastes and solar cell preparation |
| KR102175305B1 (ko) * | 2013-07-25 | 2020-11-06 | 나믹스 가부시끼가이샤 | 도전성 페이스트 및 결정계 실리콘 태양 전지의 제조 방법 |
| KR101452962B1 (ko) * | 2014-04-15 | 2014-10-23 | 덕산하이메탈(주) | 전도성 페이스트 조성물 및 이를 포함하는 반도체 장치 |
| US10056508B2 (en) * | 2015-03-27 | 2018-08-21 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Electro-conductive pastes comprising a metal compound |
-
2016
- 2016-03-23 US US15/556,270 patent/US10636540B2/en active Active
- 2016-03-23 CN CN201680018520.2A patent/CN107408418A/zh active Pending
- 2016-03-23 KR KR1020177031253A patent/KR20170132837A/ko unknown
- 2016-03-23 EP EP16715805.4A patent/EP3275000A1/en not_active Withdrawn
- 2016-03-23 WO PCT/EP2016/056463 patent/WO2016156170A1/en active Application Filing
- 2016-03-25 TW TW105109419A patent/TW201701298A/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107408418A (zh) | 2017-11-28 |
| US10636540B2 (en) | 2020-04-28 |
| TW201701298A (zh) | 2017-01-01 |
| EP3275000A1 (en) | 2018-01-31 |
| US20180053577A1 (en) | 2018-02-22 |
| WO2016156170A1 (en) | 2016-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10141459B2 (en) | Binary glass frits used in n-type solar cell production | |
| US10069021B2 (en) | Electro-conductive pastes with salts with an anion consisting of halogen and oxygen in solar cell applications | |
| US10056508B2 (en) | Electro-conductive pastes comprising a metal compound | |
| JP6478543B2 (ja) | Ａｇ金属酸化物添加剤を含む高抵抗ウエハおよびペーストから製造される太陽電池 | |
| US20180076343A1 (en) | Electro-conductive pastes comprising an organic metal oxide | |
| EP2787511B1 (en) | Particles comprising Al and Ag in electro-conductive pastes and solar cell preparation | |
| KR20170132837A (ko) | 산화물 첨가제를 포함하는 전기-전도성 페이스트 | |
| US10158032B2 (en) | Solar cells produced from high Ohmic wafers and halogen containing paste | |
| EP2787510B1 (en) | Particles comprising Al, Si and Mg in electro-conductive pastes and solar cell preparation | |
| EP2750139B1 (en) | An electro-conductive paste comprising a vanadium containing compound in the preparation of electrodes in MWT solar cells | |
| US20160013332A1 (en) | Electro-conductive paste with characteristic weight loss for high temperature application | |
| US20180033517A1 (en) | Electro-conductive pastes comprising a metal compound |