KR20170141559A - 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극 - Google Patents

태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (A)도전성 분말, (B)유리 프릿 및 (C)유기 비히클을 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물로, 상기 (B)유리 프릿은, 납(Pb) 및 비스무스(Bi) 증 적어도 하나의 성분; 텔루륨(Te) 성분; 나트륨(Na) 성분; 및 아연(Zn) 성분을 포함하고, 상기 아연에 대한 납 및 비스무스의 합의 몰 비율이 1 내지 20이고, 상기 나트륨에 대한 텔루륨의 몰 비율이 1 내지 15인 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 태양전지 전극에 관한 것이다.

Description

태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극{COMPOSITION FOR FORMING SOLAR CELL ELECTRODE AND ELECTRODE PREPARED USING THE SAME}
본 발명은 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극에 관한 것이다.
태양전지는 태양광의 포톤(photon)을 전기로 변환시키는 pn 접합의 광전 효과를 이용하여 전기 에너지를 발생시킨다. 태양전지는 pn 접합이 구성되는 반도체 웨이퍼 또는 기판 상·하면에 각각 전면 전극과 후면 전극이 형성되어 있다. 태양전지는 반도체 웨이퍼에 입사되는 태양광에 의해 pn 접합의 광전 효과가 유도되고, 이로부터 발생된 전자들이 전극을 통해 외부로 흐르는 전류를 제공한다. 이러한 태양전지의 전극은 태양전지 전극 형성용 조성물의 도포, 패터닝 및 소성에 의해, 웨이퍼 표면에 형성될 수 있다.
상기 태양전지 전극 형성용 조성물로는 도전성 분말, 유리 프릿, 유기 비히클을 포함하는 도전성 페이스트 조성물이 사용되고 있다. 이 중 유리 프릿은 반도체 웨이퍼 상에 형성되는 반사 방지막을 용해시켜 도전성 분말이 반도체 기판이 전기적으로 접촉될 수 있도록 하는 것으로, 종래에는 유리 프릿으로 납 함유 유리가 주로 사용되어 왔다. 납 함유 유리의 경우, 연화점 조절이 용이하고 반도체 기판과의 밀착성이 우수하다는 장점이 있으나, 기판과의 접촉 저항이 높아 태양전지의 효율이 낮다는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 낮은 접촉 저항을 얻을 수 있는 텔루륨 함유 유리 프릿을 사용하는 태양전지 전극 형성용 조성물들이 제안되었다. 그러나 현재까지 개발된 텔루륨 함유 유리 프릿을 사용한 조성물들은 개방 전압(Voc) 및 직렬저항(Rs) 특성이 떨어져 변환 효율 향상이 제한되고 있다.
따라서, 개방전압(Voc) 및 직렬저항(Rs) 특성이 우수한 태양전지 전극 형성용 조성물의 개발이 요구되고 있다.
관련 선행기술이 일본공개특허공보 2012-84585호에 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 개방 전압 및 직렬저항 특성이 우수한 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조되어, 변환 효율이 우수한 태양전지 전극을 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명은 (A)도전성 분말, (B)유리 프릿 및 (C)유기 비히클을 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물로, 상기 (B)유리 프릿은, 납(Pb) 및 비스무스(Bi) 중 적어도 하나의 성분; 텔루륨(Te) 성분; 나트륨(Na) 성분; 및 아연(Zn) 성분을 포함하고, 상기 아연에 대한 납 및 비스무스의 합의 몰 비율((Pb+Bi)/Zn)이 1 내지 20이고, 상기 나트륨에 대한 텔루륨의 몰 비율(Te/Na)이 1 내지 15인 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공한다.
바람직하게는 상기 아연에 대한 납 및 비스무스의 합의 몰 비율이 1 내지 15일 수 있고, 상기 나트륨에 대한 텔루륨의 몰 비율이 1 내지 10일 수 있다.
상기 (B) 유리 프릿은, 납 및 비스무스 중 적어도 하나의 성분을 5 내지 50몰%, 텔루륨 10 내지 45몰%, 나트륨 1 내지 20몰%, 및 아연 1 내지 15몰%을 포함할 수 있다.
또한, 상기 (B) 유리 프릿은 납, 비스무스 텔루륨, 나트륨 및 아연 이외에 알루미늄, 칼슘, 붕소, 구리, 철, 칼륨, 마그네슘 및 규소 중 적어도 하나의 성분을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 전극 형성용 조성물은 상기 도전성 분말 60 내지 95중량%; 상기 유리 프릿 0.1 내지 20중량%; 및 상기 유기 비히클 1 내지 30중량%를 포함할 수 있다.
또한, 상기 조성물은 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조된 태양전지 전극을 제공한다.
본 발명에 따른 태양전지 전극 형성용 조성물은 납 및 비스무스 중 적어도 하나, 텔루륨, 나트륨 및 아연을 필수적으로 포함하고, 상기 성분들이 특정한 몰비를 만족하도록 구성된 유리 프릿을 사용함으로써, 개방 전압 및 직렬저항 특성을 향상시킬 수 있도록 하였다. 상기와 같은 본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조된 태양전지 전극은 필 팩터 및 변환 효율이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 태양전지의 구조를 간략히 도시한 개략도이다.
이하, 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
본 명세서에서, 유리 프릿에 포함되는 각 금속 원소의 함량(몰%)은 유도결합플라즈마-원자방출분광법(ICP-OES; Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometer)에 의하여 측정될 수 있다. 구체적으로, 상기 유도결합플라즈마-원자방출분광법(ICP-OES)은 시료를 전처리 하는 단계, 표준용액을 준비하는 단계, 및 측정 대상 원소의 농도를 측정 및 환산하여 유리 프릿 내 존재하는 각 원소의 함량을 측정하는 단계로 이루어진다. 상기 시료를 전처리하는 단계는 시료인 유리 프릿을 용해할 수 있는 산성용액을 이용하여 시료를 적당량 용해하고 가열하여 시료를 탄화시킬 수 있다. 상기 산성용액은 예로서 황산(H2SO4) 용액 등을 사용할 수 있다. 상기 탄화된 시료는 증류수, 과산화수소(H2O2) 등의 용매로 분석대상 원소의 분석농도 범위까지 적당히 희석할 수 있다. 상기 분석농도 범위는 적용되는 ICP-OES 기기의 원소 검출능력을 고려하여 약 10,000배까지 희석된 상태로 사용할 수 있다. 상기와 같이 전처리된 시료는 ICP-OES 기기로 측정시 표준용액, 예를 들면, 원소 측정용 분석대상 원소의 표준용액으로 교정(calibration)할 수 있다. 예로서, 상기 표준용액을 ICP-OES 측정기기에 도입하여 외부 표준법(external standard method)으로 검정곡선(calibration curve)을 작성한 후 상기 ICP-OES 측정기기로 전처리된 시료의 분석대상 금속 원소의 농도(ppm)를 측정한 후 환산하여 유리프릿 내 각 원소의 몰비를 계산할 수 있다.
태양전지 전극 형성용 조성물
본 발명에 따른 태양전지 전극 형성용 조성물은 (A) 도전성 분말, (B) 유리 프릿 및 (C) 유기 비히클을 포함하며, 상기 (B)유리 프릿이 납(Pb) 및 비스무스(Bi) 중 적어도 하나의 성분; 텔루륨(Te) 성분; 나트륨(Na) 성분; 및 아연(Zn) 성분을 포함하고, 상기 아연에 대한 납 및 비스무스의 합의 몰 비율이 1 내지 20이고, 상기 나트륨에 대한 텔루륨의 몰 비율이 1 내지 15이다.
본 발명자들의 연구에 따르면, 태양전지 전극 형성용 조성물의 유리 프릿으로, 텔루륨, 납 및/또는 비스무스, 아연, 나트륨을 필수 성분으로 사용하고, 상기 성분들이 특정 몰비를 만족하는 유리 프릿을 사용할 경우, 개방 전압 및 직렬저항 특성이 현저하게 개선되는 것으로 나타났다.
이하, 본 발명의 조성물의 각 성분들에 대해 상세히 설명한다.
(A) 도전성 분말
상기 (A) 도전성 분말은 전기 전도성을 부여하기 위한 것이다. 본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 도전성 분말로서 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 등과 같은 금속 분말을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 은 분말을 사용할 수 있다. 상기 도전성 분말은 나노 사이즈 또는 마이크로 사이즈의 입경을 갖는 분말일 수 있으며, 예를 들어 수십 내지 수백 나노미터 크기의 은 분말, 수 내지 수십 마이크로미터의 분말일 수 있다. 또한, 상기 도전성 분말로 2 이상의 서로 다른 사이즈를 갖는 은 분말을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 도전성 분말은 입자 형상이 특별히 한정되지 않으며, 다양한 형상의 입자들, 예를 들면, 구형, 판상 또는 무정형 형상의 입자들이 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 도전성 분말의 평균입경(D50)은 바람직하게는 0.1㎛ 내지 10㎛이며, 더 바람직하게는 0.5㎛ 내지 5㎛일 수 있다. 상기 평균입경은 이소프로필알코올(IPA)에 도전성 분말을 초음파로 25℃에서 3분 동안 분산시킨 후 CILAS社에서 제작한 1064LD 모델을 사용하여 측정된 것이다. 상기 범위 내에서, 접촉저항과 선 저항이 낮아지는 효과를 가질 수 있다.
상기 도전성 분말은 조성물 전체 중량 대비 60 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 도전성 분말의 함량이 상기 범위를 만족할 때, 태양전지의 변화 효율이 우수하게 나타나며, 페이스트화가 원활하게 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 상기 도전성 분말은 조성물 전체 중량 대비 70 내지 90 중량%로 포함될 수 있다.
(B) 유리 프릿
유리 프릿(glass frit)은 태양전지 전극 형성용 조성물의 소성 공정 중 반사 방지막을 에칭(etching)하고, 도전성 분말을 용융시켜 에미터 영역에 금속 결정 입자를 생성시키기 위한 것이다. 또한, 유리 프릿은 도전성 분말과 웨이퍼 사이의 접착력을 향상시키고 소결 시에 연화하여 소성 온도를 보다 낮추는 효과를 유도한다.
본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 상기 유리 프릿으로 납(Pb) 및 비스무스(Bi) 증 적어도 하나의 성분, 텔루륨(Te) 성분, 나트륨(Na) 성분 및 아연(Zn) 성분을 포함하는 (Pb or Bi)-Te-Na-Zn-O계 유리 프릿이다.
상기 유리 프릿에 있어서, 상기 아연에 대한 납 및 비스무스의 합의 몰 비율(즉, ([Pb]+[Bi])/[Zn])은 1 내지 20, 구체적으로는 1 내지 15, 더 구체적으로는 5 내지 15일 수 있다. 아연에 대한 납 및 비스무스의 합의 몰 비율이 상기 범위를 만족할 때, 직렬 저항 특성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 유리 프릿에 있어서, 상기 나트륨에 대한 텔루륨의 몰 비율(즉, [Te]/[Na])이 1 내지 15, 구체적으로는 1 내지 10, 더 구체적으로는 2 내지 8인 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공한다. 나트륨과 텔루륨의 몰 비율이 상기 범위를 만족할 때, 개방 전압 특성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 유리 프릿은 납 및 비스무스 중 적어도 하나의 성분 5 내지 50몰%, 바람직하게는 10 내지 40몰%, 텔루륨 10 내지 45몰%, 바람직하게는 15 내지 40몰%, 나트륨 1 내지 20몰%, 바람직하게는 1 내지 15몰%, 아연 1 내지 15몰%, 바람직하게는 1 내지 10몰%를 포함하는 것일 수 있다. 상기 범위에서 필 팩터 및 변환효율을 우수하게 구현할 수 있다. 상기 유리 프릿에 납과 비스무스가 동시에 포함될 경우에는 상기 납과 비스무스를 합한 함량이 5 내지 50몰%, 바람직하게는 10 내지 40몰% 로 포함할 수 있다.
또한, 상기 유리 프릿은 상기 Pb/Bi, Te, Na, Zn 성분 이외에 금속 및/또는 금속 산화물을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 유리 프릿은, 필요에 따라, 리튬(Li), 인(P), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 세륨(Ce), 철(Fe), 규소(Si), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 세슘(Cs), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 인듐(In), 바나듐(V), 바륨(Ba), 니켈(Ni), 구리(Cu), 칼륨(K), 비소(As), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 망간(Mn), 알루미늄(Al), 붕소(B) 및 이들의 산화물들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 성분을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 유리 프릿은 알루미늄, 칼슘, 붕소, 구리, 철, 칼륨, 마그네슘 및 규소 중 1종 이상의 성분을 더 포함할 수 있다.
상기 유리 프릿은 당해 기술 분야에서 사용되는 통상의 방법으로 제조될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 유리 프릿은 상기 기술된 조성을 볼 밀(ball mill) 또는 플라네터리 밀(planetary mill) 등을 사용하여 혼합한 후, 혼합된 조성물을 900℃ 내지 1300℃의 조건에서 용융시키고, 25℃에서 ??칭(quenching)한 다음, 얻은 결과물을 디스크 밀(disk mill), 플라네터리 밀 등에 의해 분쇄하여 얻을 수 있다.
한편, 상기 유리 프릿은 태양전지 전극 형성용 조성물의 전체 중량 대비 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위로 함유되는 경우, 다양한 면저항 하에서 pn 접합 안정성을 확보할 수 있고 저항을 최소화시킬 수 있으며, 종국적으로 태양전지의 효율을 개선할 수 있다.
(C) 유기 비히클
유기비히클은 태양전지 전극 형성용 조성물의 무기성분과 기계적 혼합을 통하여 조성물에 인쇄에 적합한 점도 및 유변학적 특성을 부여한다.
상기 유기비히클은 통상적으로 태양전지 전극 형성용 조성물에 사용되는 유기비히클이 사용될 수 있는데, 통상 바인더 수지와 용매 등을 포함할 수 있다.
상기 바인더 수지로는 아크릴레이트계 또는 셀룰로오스계 수지 등을 사용할 수 있으며 에틸 셀룰로오스가 일반적으로 사용되는 수지이다. 그러나, 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스와 페놀 수지의 혼합물, 알키드 수지, 페놀계 수지, 아크릴산 에스테르계 수지, 크실렌계 수지, 폴리부텐계 수지, 폴리에스테르계 수지, 요소계 수지, 멜라민계 수지, 초산비닐계 수지, 목재 로진(rosin) 또는 알콜의 폴리메타크릴레이트 등을 사용할 수도 있다.
상기 용매로는 예를 들어, 헥산, 톨루엔, 에틸셀로솔브, 시클로헥사논, 부틸셀로솔브, 부틸 카비톨(디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르), 디부틸 카비톨(디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르), 부틸 카비톨 아세테이트(디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 헥실렌 글리콜, 터핀올(Terpineol), 메틸에틸케톤, 벤질알콜, 감마부티로락톤 또는 에틸락테이트 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 유기비히클은 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 대비 1 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 충분한 접착강도와 우수한 인쇄성을 확보할 수 있다.
(D) 첨가제
본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 상기에서 기술한 구성 요소 외에 유동 특성, 공정 특성 및 안정성을 향상시키기 위하여 필요에 따라 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링제 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이들은 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 대비 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있지만 필요에 따라 함량을 변경할 수 있다.
태양전지 전극 및 이를 포함하는 태양전지
본 발명의 다른 관점은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물로부터 형성된 전극 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 태양전지의 구조를 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(100)는 기판(10), 기판(10)의 전면에 형성된 전면전극(23), 및 기판(10)의 후면에 형성된 후면전극(21)을 포함한다.
일 실시예의 기판(10)은 PN접합이 형성된 기판일 수 있다. 구체적으로, 기판(10)은 반도체 기판(11) 및 에미터(12)를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 기판(10)은 P형 반도체 기판(11) 일면에 N형 도펀트를 도핑하여 N형 에미터(12)가 형성된 기판 수 있다. 또는, 기판(10)은 N형 반도체 기판(11) 일면에 P형 도펀트를 도핑하여 P형 에미터(12)가 형성된 기판일 수도 있다. 이 때, 반도체 기판(11)은 P형 기판 또는 N형 기판 중 어느 하나를 의미한다. 상기 P형 기판은 P형 도펀트(dopant)로 도핑되는 반도체 기판(11)이고, N형 기판은 N형 도펀트로 도핑되는 반도체 기판(11)일 수 있다.
본 명세서에서, 기판(10) 및 반도체 기판(11) 등을 설명함에 있어서, 광이 입사되는 측의 표면은 전면(수광면)이라 한다. 또한 상기 전면과 대향하는 측의 표면은 후면이라 한다.
일 실시예의, 반도체 기판(11)은 결정질 규소 또는 화합물 반도체로 만들어질 수 있다. 이 때, 결정질 규소는 단결정 또는 다결정일 수 있다. 결정질 규소로는 예를 들면, 실리콘 웨이퍼가 사용될 수 있다.
이러한 경우, P형 도펀트는 보론, 알루미늄, 갈륨과 같은 주기율표 Ⅲ족 원소를 포함하는 물질일 수 있다. 또한, N형 도펀트는 인, 비소, 안티몬과 같은 주기율표 V족 원소를 포함하는 물질일 수 있다.
상기 전면 전극(23) 및/또는 후면 전극(21)은 상기한 본 발명에 따른 전극 형성용 조성물을 이용하여 제조된 것일 수 있다. 바람직하게는 전면 전극(23)은 도전성 분말로 은 분말을 사용한 조성물을 이용하여 제조될 수 있으며, 후면 전극(21)은 도전성 분말로 알루미늄 분말을 사용한 조성물을 이용하여 제조될 수 있다. 상기 전면 전극(23)은 에미터(12)의 상부에 전극 형성용 조성물을 인쇄하고 소성하여 형성할 수 있으며, 후면에는 상기 후면 전극(21)은 반도체 기판(11)의 후면에 전극 형성용 조성물을 도포한 후 소성하여 형성할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명이 하기 실시예로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예 및 비교예
유기 바인더로서 에틸셀룰로오스 (Dow chemical company, STD4) 1.0 중량%를 용매인 부틸 카비톨 (Butyl Carbitol) 6.5 중량%에 60℃에서 충분히 용해한 후 평균입경이 1.0㎛인 구형의 은 분말(Dowa Hightech CO. LTD, AG-4-8) 89.0 중량%, 평균 입경이 1.0㎛인 유리 프릿 3 중량%, 첨가제로서 분산제 BYK102(BYK-chemie) 0.2 중량% 및 요변제 Thixatrol ST (Elementis co.) 0.3 중량%를 투입하여 골고루 믹싱 후 3롤 혼련기로 혼합 분산시켜 태양전지 전극 형성용 조성물을 준비하였다.
(단위: 몰%)
B Fe Mg Na Pb Zn Te Bi Li Si (Pb+Bi)/Zn Te/Na
실시예 1 35 1 2 10 10 2 30 8 0 2 9.0 3.0
실시예2 25 1 2 5 15 5 25 15 0 7 6.0 5.0
실시예3 30 1 2 7 15 2 30 10 0 3 12.5 4.3
실시예4 30 0 0 5 10 3 30 17 0 5 9.0 6.0
실시예5 35 1 　 6 15 3 25 15 0 0 10.0 4.2
비교예1 10 1 3 14 10 13 30 2 7 10 0.9 2.1
비교예2 5 0 2 10 17 2 30 24 0 10 20.5 3.0
비교예3 0 2 2 14 15 5 12 15 15 20 6.0 0.9
비교예4 25 0 2 2 15 3 33 15 0 5 10.0 16.5
비교예5 30 0 0 　0 10 3 30 17 5 5 9.0 -
비교예6 30 1 2 5 10 0 30 17 0 5 - 6.0
직렬저항( Rs ), 개방전압( Voc ), Fill Factor 및 Efficiency 측정
상기 실시예 및 비교예에 따른 태양전지 전극 형성용 조성물을 웨이퍼(Wafer) 전면에 일정한 패턴으로 스크린 프린팅하여 인쇄하고, 적외선 건조로를 사용하여 건조시켰다. 이후 Wafer의 후면에 알루미늄 페이스트를 후면 인쇄한 후 동일한 방법으로 건조하였다. 상기 과정으로 형성된 Cell을 벨트형 소성로를 사용하여 400℃ 내지 900℃ 온도 범위에서 30초에서 180초 동안 소성하였으며, 이렇게 제조 완료된 셀(Cell)은 태양전지효율 측정장비 (Pasan社, CT-801)를 사용하여 태양전지의 직렬저항(Rs), 개방전압(Voc), Fill Factor(FF, %) 및 변환효율(Eff. %)을 측정하였다. 측정 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
Rs (mΩ) Voc(V) FF(%) Eff(%)
실시예1 1.89 0.627 79.39 17.97
실시예2 1.92 0.6275 79.38 17.98
실시예3 1.90 0.6381 79.40 17.96
실시예4 1.85 0.6274 79.47 17.96
실시예5 1.92 0.6282 79.37 17.98
비교예1 2.47 0.6273 78.83 17.80
비교예2 2.01 0.6231 79.10 17.85
비교예3 2.05 0.6225 78.90 17.83
비교예4 2.30 0.6261 78.90 17.83
비교예5 2.10 0.6242 78.91 17.85
비교예6 2.40 0.6275 78.89 17.86
상기 [표 2]를 통해, 아연에 대한 납 및 비스무스의 합의 몰 비율과 나트륨에 대한 텔루륨의 몰 비율이 본 발명의 범위를 만족하는 실시예 1 내지 5의 조성물로부터 제조된 전극의 직렬저항, 개방전압 특성이 모두 우수하게 나타났으며, 필 팩터와 변환 효율도 우수함을 확인할 수 있다.
이에 비해, 아연에 대한 납 및 비스무스의 합의 몰 비율이 본 발명의 범위를 만족하지 않는 경우(비교예 1 내지 2), 직렬저항이 증가하였으며, 그 결과 필 팩터 및 변환 효율이 떨어졌다. 또한, 나트륨에 대한 텔루륨의 몰 비율이 본 발명의 범위를 만족하지 않는 경우(비교예 3 내지 4), 개방전압이 저하되었으며, 이로 인해 필 팩터 및 변환 효율이 떨어졌다. 또한, 나트륨을 포함하지 않거나(비교예 5) 아연 성분을 포함하지 않는 경우(비교예 6)에도 직렬저항 특성이 저하되었으며, 이로 인해 필 팩터 및 변환 효율이 떨어졌다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
10 : 기판
11 : 반도체 기판
12 : 에미터
21 : 후면 전극
23 : 전면 전극
100 : 태양전지

Claims (8)

  1. (A)도전성 분말, (B)유리 프릿 및 (C)유기 비히클을 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물이며,
    상기 (B)유리 프릿은, 납(Pb) 및 비스무스(Bi) 증 적어도 하나의 성분; 텔루륨(Te) 성분; 나트륨(Na) 성분; 및 아연(Zn) 성분을 포함하고,
    상기 아연에 대한 납 및 비스무스의 합의 몰 비율이 1 내지 20이고,
    상기 나트륨에 대한 텔루륨의 몰 비율이 1 내지 15인 태양전지 전극 형성용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아연에 대한 납 및 비스무스의 합의 몰 비율이 1 내지 15인 태양전지 전극 형성용 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 나트륨에 대한 텔루륨의 몰 비율이 1 내지 10인 태양전지 전극 형성용 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (B) 유리 프릿은 납 및 비스무스 중 적어도 하나 5 내지 50몰%, 텔루륨 10 내지 45몰%, 나트륨 1 내지 20몰%, 및 아연 1 내지 15몰%을 포함하는 것인 태양전지 전극 형성용 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (B) 유리 프릿은 알루미늄, 칼슘, 붕소, 구리, 철, 칼륨, 마그네슘 및 규소 중 적어도 하나의 성분을 추가로 포함하는 것인 태양전지 전극 형성용 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 분말 60 내지 95중량%;
    상기 유리 프릿 0.1 내지 20중량%; 및
    상기 유기 비히클 1 내지 30중량%를 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함하는 것인 태양전지 전극 형성용 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조된 태양전지 전극.
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