KR20180023238A - 태양 전지 전면 전극용 페이스트 조성물 및 이를 이용한 태양 전지 - Google Patents
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
본 발명은 태양 전지 전면 전극용 페이스트로서, 구리-은 코어 쉘, 보론 및 바인더를 포함하며, 상기 보론은 전체 전도성 페이스트 중 2.5wt%-11 wt%를 포함하며, 상기 전도성 페이스트는 800 ℃ 이상의 소성에서 비저항치가 3.2 x 10-5이하를 특징으로 한다.
Description
본 발명은 태양 전지 전면 전극용 페이스트 조성물 및 이를 이용한 태양전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 은-구리 코어 쉘 및 보론을 포함하는 페이스트 조성물이다.
태양전지는 기본적으로 p-n 접합 구조로 이루어져 있으며, 빛이 태양 전지 내부로 잘 흡수되도록 하기 위한 반사방지막과 실리콘 내부에서 만들어진 전자-양공쌍을 외부로 끌어내기 위한 전면 전극 및 후면 전극으로 구성된다.
전면 전극은 태양 전지의 효율 및 수 개의 태양 전지를 연결하는 모듈에서 중요한 역할을 수행한다. 우선, 태양 전지에 빛이 입사되면 빛과 태양 전지의 반도체를 구성하는 물질과의 상호 작용으로 음 전하를 띤 전자와 전자가 빠져나가 양 전하를 띠는 양공이 발생하고, 이들이 이동하면서 전류가 흐르게 되며, 이를 광전효과라고 하는 데, 전면 전극은 이로부터 발생된 전자를 손실 없이 수집하여 전기적 통로를 만든다.
태양전지용 전극을 제작할 때는 반사 방지막이 형성된 측에 전극이 형성된다. 전극의 제조 방법으로서는 은 분말 등의 전도성 분말, 유리 프릿, 수지 바인더 및 필요에 따라 첨가제를 포함한 페이스트를 반사 방지층 상에 도포해 소성하는 방법이 일반적이다.
태양전지의 발전 특성을 향상시키기 위해서는 전극의 특성이 중요하다. 예를 들면 전극의 직렬 저항을 낮추면 전류손실을 줄일 수 있기 때문에 발전 효율이 높아진다. 이 목적을 달성하기 위해, 다양한 기법이 제안되고 있다.
기존 결정질 실리콘 태양전지용 전면 전극은 은 페이스트를 대부분 사용하고 있다. 그러나 은 가격의 상승으로 셀의 원가절감을 위해 페이스트 내 은 함량을 최소화하여 페이스트를 제조하는 연구가 계속적으로 시도하고 있다.
은을 대체하기 위한 기술로 도금을 이용해 Ni/Cu/Ag 구조로 전극을 형성하는 기술들도 개발되고 있으나 반사 반지층을 제거해야하는 공정이 요구되고, 폐수 등의 환경 문제로 파일럿 라인에서는 제조되고 있으나 대량생산에는 적용되고 있지 않다.
히타치 사에서는 CuP를 기반으로 태양전지 전면 전극으로 사용하기 위한 페이스트를 제조한 사례가 있으나, 비저항치에 대해서는 전혀 개시하고 있지 않다.
미국 특허 US20110315217A1에 의하면 구리를 기반으로 또는 코어-쉘 형태의 입자를 이용해 태양전지 전극을 만드는 기술에 대해 개시하고 있으나, 태양 전지 제조시 고온 공정을 필수적으로 수반하는 바 고온 공정에서 발생하는 산화 문제 및 이를 해결하기 위한 방법에 대해서는 어떠한 개시도 없다.
일본 나프라(Napra)사 에서는 구리 합금과 LMPA를 이용하여 비저항치 3x10-5을 달성하였으나, 이는 800 ℃ 이상의 고온 소성 공정이 아니라 300 ℃ 이하의 공정 조건으로서, 소성 온도가 증가할 수록 비저항치가 증가하는 점을 감안하였을 때 고온 소성에서도 전면 전극에 요구되는 비저항치 2 x 10-4을 달성할 수 있을지는 미지수이다.
또한, 종래 기술로서 일본 특개2005-243500호에는 전도성을 가지는 전극을 제작하는 기술이 개시되어 있다. 구체적으로는 유기 바인더와 용제와 유리 프릿과 전도성 분말과 Ti, Bi, Zn, Y, In 및 Mo에서 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 그 금속 화합물을 포함하여 구성되는 전도성 페이스트에 있어서 금속 또는 그 금속 화합물은 그 평균 입경이 0.001μm 이상 0.1μm미만이며 반도체와의 높은 도통성과 우수한 접착성을 부여할 수 있는 전도성 페이스트가 개시되어 있다. 그러나 페이스트를 소성할 때, 도막의 수축에 의해 접촉 저항이 증대하는 문제나 미세 균열이 발생하는 문제가 있었다.
이들의 문제는 태양전지의 특성에도 악영향을 미칠 수 있다. 예를 들면 태양전지의 면 내 균일성이 저하되는 문제나 태양전지의 변환 효율이 저하되는 문제가 생길 수 있다.
또한, 고가의 은 사용량을 줄이기 위한 방안으로서 은으로 코팅된 구리 복합체(예컨대, 은-구리 코어 쉘)을 이용한 전도성 페이스트가 있지만 이들 코어 쉘 구조는 소결 시 은 코팅층이 응집하면서 구리 코어가 노출되는 문제를 수반한다. 노출된 구리 코어는 표면이 산화되어 비저항치가 높아져 전도성이 확보되지 않기 때문에 태양 전지의 전면 전극을 제조하는 데 있어 종래의 은 페이스트를 대체하기에 부적합하다.
고가의 은 페이스트를 대체하면서도 고온 소성에도 비저항치가 현저히 낮은 태양 전지 전면 전극용 페이스트 및 이를 포함하는 태양 전지 전면 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은 태양 전지 전면 전극용 페이스트로서, 구리-은 코어 쉘, 보론 및 바인더를 포함하며, 상기 보론은 전체 전도성 페이스트 중 2.5wt%-11wt%를 포함하며, 상기 전도성 페이스트는 800 ℃ 이상의 소결에서 비저항치가 3.2x10-5를 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 구리-은 코어 쉘은 구리를 은이 코팅한 것을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 구리-은 코어 쉘에서 은 함량은 5wt%-20wt%인 것을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 구리-은 코어 쉘 입자 크기는 D50 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛인 것을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 구리-은 코어 쉘은 은이 구리를 코팅한 것을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 태양 전지 전면 전극용 페이스트는 분산제, 요변제, 소포제, 가소제, 점도 안정화제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링제 또는 이들의 조합으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따른 태양 전지 전면 전극용 페이스트를 포함하는 태양 전지를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따른 태양 전지 전면 전극용 페이스트를 포함하는 태양 전지를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따른 태양 전지 전면 전극을 포함하는 태양 전지를 제공한다.
본 발명은 은으로만 구성된 전면 전극에 비해 구리-은 코어 쉘을 기반으로 전면 전극을 구성함으로써 은을 대체할 수 있으면서도, 종래 은 페이스트를 소성하는 고온 공정에서도 비저항치가 낮은 전극을 제공할 수 있다.
도 1은 대표적인 결정질 실리콘 태양전지의 은 전극이 사용된 전후면의 전극구조를 나타낸다.
도 2a는 보론을 포함한 페이스트의 고온 소성 후 단면 사진이며, 도 2b는 보론을 포함하지 않은 페이스트의 고온 소성 후 단면 사진이다.
도 2a는 보론을 포함한 페이스트의 고온 소성 후 단면 사진이며, 도 2b는 보론을 포함하지 않은 페이스트의 고온 소성 후 단면 사진이다.
본 발명의 일 측면은 태양 전지 전면 전극용 페이스트로서, 구리-은 코어 쉘, 보론 및 바인더를 포함하며, 상기 보론은 전체 전도성 페이스트 중 2.5wt%-11wt%를 포함하며, 상기 전도성 페이스트는 800 ℃ 이상의 소성에서 비저항치가 3.2 x 10-5이하를 제공한다.
태양 전지 전면 전극용 페이스트 제조
페이스트 제조에 있어서 금속 분말이 점성을 갖고 스크린 프린팅이 가능하도록 유기 바인더, 유기 용매등이 사용될 수 있다.
구리-은 코어 쉘은 구리에 은이 코팅된 것으로서 구리 표면의 반 이상이 은으로 코팅된 것을 말한다.
구리-은 코어 쉘을 구성하는 구리는 구리, 산화 구리, 구리 합금, 구리 화합물 또는 소성에 의해 구리 석출이 가능한 물질로 된 분말을 포함할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
구리-은 코어 쉘을 구성하는 은은 은, 산화 은, 은 합금, 은 화합물 또는 소성에 의해 은 석출이 가능한 물질로 된 분말을 포함할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 구리-은 코어 쉘은 상기 구리 성분에 상기 은 성분을 코팅하는 바 코어 쉘을 형성할 수 있는 코팅 방법이라면 특정 코팅 방법에 한정되지는 않는다. 구리-은 코어 쉘 중 은 함량은 특별히 제한되지는 않으나, 5wt%-20wt%가 바람직하다. 20wt% 초과이면 은을 대체하는 경제적 효과가 미흡하고 5wt% 미만이면 비저항치 개선에 한계가 있기 때문이다.
구리-은 코어 쉘 입자 크기는 D50 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위가 가능하며, 예컨대, 바람직하게는 D50 2-4 ㎛를 사용가능하나 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 입자 크기가 D50 0.5 ㎛ 미만이면 지나치게 입자가 작아 벌크한 상태이므로 페이스트를 만들기 부적합하며, 입자 크기가 D50 10 ㎛ 초과이면 미세선폭 구현에 문제가 있다.
본 발명의 발명자는 구리-은 코어 쉘 사용시 비저항치가 지나치게 높으나, 일정 수준의 보론을 첨가하는 경우 놀랍게도 비저항치를 현저히 낮출 수 있음을 발견하였다.
보론은 전면 전극의 고온 소성시 산화를 억제시켜 구리-은 코에쉘의 비저항치가 높아지는 것을 억제하는 것으로 생각된다.
보론은 산화물 형태도 가능하며, 보론 산화물은 보론의 산화수에 특별히 제한받지 않고, 보론이 산화된 형태를 모두 포함할 수 있다. 예를 들면, 보론 산화물은 B2O3, B2O 또는 B6O가 될 수 있다. 보론 산화물은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게 보론 산화물은 B2O3이다.
보론 사용량은 전체 페이스트 중 2.5wt%-11wt%가 바람직하며 2.5wt% 미만의 경우 산화억제 효과가 미미하여 비저항치를 낮추기 어렵고, 11wt% 초과의 경우 오히려 비저항치를 높이는 문제가 있다. 11wt% 초과의 경우 보론 자체가 산화를 일으켜 비저항치를 다시 높이는 현상이 나타나며, 비표면적이 큰 보론의 사용량이 많아지면 페이스트 반죽 자체가 어려운 문제가 있다.
본 발명에서는 태양 전지 전면 전극용 페이스트에 임의의 수지 바인더를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 셀룰로스계 수지, 폴리비닐 알콜, 아크릴 수지, 부티랄 수지, 캐스터 오일 지방산 개질 알킬 수지, 에폭시 수지, 페놀수지, 로진 에스테르 수지, 폴리메타크릴레이트, 에틸렌글리콜모노 부틸 에테르 모노아세테이트가 가능하며, 보다 바람직하게는 셀룰로오스계, 아크릴계 수지이다.
본 발명에서는 폴리머를 포함하지 않는 용매, 예를 들면 물 또는 유기 용매를 점도 조절제로 사용할 수 있다. 예를 들면 헥산, 시클로헥산, 시클로에테르계, 아미드계, 케톤계, 터르펜계, 폴리하이드릭 알콜 에스테르계, 알콜, 알콜의 에스테르 용매가 가능하며, 바람직하게는 디하이드로-테르피닐 아세테이트, 테르피놀, 부틸 케틸 아세톤이다.
수지 바인더의 함유량은 바람직하게는 페이스트의 총 중량에 기초하여 15wt% 이하 범위이다. 상기 15wt%를 초과하는 경우 점도가 낮아져 인쇄성에 문제가 있다 바인더 함량은 점도 및 인쇄성에 문제가 없는 동시에 페이스트 반죽, 필러와 비히클과 혼합문제가 없는 범위에서 선택되어야 한다.
본 발명의 전도성 페이스트에는 농화제(시크너), 안정화제, 분산제, 요변제, 소포제, 가소제, 점도 조정제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링제 또는 이들의 조합으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제의 양은 최종적으로 구해지는 전도성 페이스트의 특성에 의존해 결정될 수 있다. 첨가제의 양은 당업자에 의해 적절히 결정 할 수 있다.
본 발명의 전도성 페이스트는 바람직하게는 스크린 인쇄로 태양전지의 이면의 원하는 부위에 도포되지만, 이러한 인쇄로 도포될 경우, 소정의 범위의 점도를 가지는 것이 바람직하다.
전술한 것처럼, 본 발명의 전도성을 가지는 페이스트는 태양전지의 수광면 측에 둘 수 있는 구리-은 코어 쉘을 주성분으로 하는 전극을 형성하기 위해 이용된다. 즉 본 발명의 페이스트는 태양전지 셀의 수광면측에 인쇄해 건조된다. 이와는 별도로 태양전지 셀의 이면측에도 알루미늄이나 은 등으로 구성되는 이면 전극이 형성될 수 있다.
태양 전지 전면 전극 제조
도 1은 대표적인 결정질 실리콘 태양전지의 은 전극이 사용된 전후면의 전극구조를 나타낸다. 전면의 경우 전자를 수집하는 핑거전극과 셀과 셀의 직/병렬 연결이 가능한 버스바 전극으로 구성되어 있다. 후면의 경우 전체 알루미늄 전극으로 구성되고 전면과 동일한 버스바 전극으로 구성되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 태양 전지는 단 결정 실리콘 또는 다 결정 실리콘 웨이퍼를 사용할 수 있으며, 박막 실리콘 일수도 있다. 단 결정 실리콘 웨이퍼의 경우에는 인상법 등에 의해 형성되고 다결정 실리콘 웨이퍼의 경우에는 주조법 등에 의해 형성될 수 있다.
인상법이나 주조법에 의해 형성된 실리콘 주괴를 소정 두께의 두께로 슬라이스 한 후 NaOH, KOH, 불산 등으로 그 표면을 에칭하여 청정화한다.
p-타입 실리콘 웨이퍼를 사용할 경우, n층은 인과 같은 5가 원소를 확산시켜 형성할 수 있으며, 확산층의 깊이는 확산 온도 및 시간등을 조절하여 다양하게 할 수 있다.
n층의 상부에는 반사방지막이 형성될 수 있다. 반사 방지막은 입사광에 ?엿? 태양 전지 표면의 반사율을 감소시켜 광 흡수량을 증가시키고 이에 따라 전류의 발생을 증가시키는 역할을 한다.
반사방지막으로는 SiNx, TiO2, SiO2, MgO, ITO, SnO2, ZnO등의 단층막 또는 다층막일 수 있다. 상기 반사 방지막은 스퍼터링, CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 박막 증착 공정에 의해 형성될 수 있다.
반사방지막 상부에는 본 발명의 일 측면에 따른 전면 전극용 페이스트를 사용하여 제조된 전면 전극이 형성된다.
본 발명의 페이스트를 일정한 패턴으로 스크린 프린팅하여 인쇄하고, 적외선 건조로를 이용하여 건조시킨다. 소성하는 동안 반사방지막을 관통하여 n층과 접속이 되게 된다. 이로부터 태양 전지의 전면 전극을 제조할 수 있다.
태양 전지 제조
전면 전극용 페이스틀 이용하여 태양 전지를 제조한다. 페이스트를 웨이퍼 전면에 텍스쳐링한 후, N층을 형성하고, 그 위에 반사방지막을 형성하고, 전면에 일정한 패턴으로 스크린 프린팅하여 인쇄하고, 적외선 건조로를 사용하여 건조시킨다. 이후 웨이퍼 후면에 알루미늄 페이스트 등으로 인쇄한 후 동일한 방법으로 건조한다. 상기 과정으로 형성된 셀을 소성로을 사용하여 은 미결정(crystallite) 형성하기 위해 통상 800 ℃ 이상에서 3 - 5초 동안 소성하여 셀을 제조한다.
[실시예]
실시예 1-3 및 비교예 1-4: 전도성 페이스트 제조
구리-은 코어 쉘은 D50이 2-4 ㎛ 입자를 사용하였다.
아래 표 1과 같이 구리-은 코어 쉘(은 9%, TCSP-0510), 보론 파우더(B95-1617, 보론, 순도 95-97% ) 및 바인더(수지: 에틸 셀룰로오스, 용제: 부틸 카비톨(butyl carbitol), 두데캐놀(1-dodecanol)) 함량을 가지는 페이스트 1-7을 제조하였다.
[표 1]
-a 는 비저항치 측정 불가라는
바인더는 에틸 셀룰로즈 N300과 에틸 셀룰로즈 N22를 각각 3.76:7.52 비율로 하여 53:35의 비율로 혼합한 용제 부틸 카비톨(carbitol) 및 1-도데카놀과 혼합한 후 교반을 3일 동안 실시한다. 그리고 기포 제거를 위해 하루의 에이징 시간을 갖는다.
제조된 바인더에 구리-은 코어 쉘 및 보론을 혼합하여 선 분산시킨다. 3롤 밀(3 roll mill) 장비를 활용하여 롤 사이의 간격을 조절하고 5번의 반복을 수행하여 페이스트를 제조하였으며, 상온에서 하루의 에이징을 걸쳐 인쇄를 하거나 4℃에서 60일간 냉장보관 한다.
제조된 페이스트는 후막 공정을 통하여 스크린으로 실리콘 웨이퍼에 도포하였으며 대기 분위기에서 열처리한 후 비저항치를 측정하였다. 열 처리 온도는 태양전지용 은 페이스트를 이용하여 소결하는 조건과 동일한 통상적인 조건으로서, 소성 조건은 800 ℃ - 900 ℃에서 진행이 된다. 온도가 높을수록 산화 또는 화합물 생성으로 전극의 비저항치가 높아지기 때문에 일정수준 이하의 비저항치를 달성하는 것이 요구된다.
비저항 측정 방법
4 프로브 포인트(probe point)를 이용하여 면저항을 측정하고, 동일한 전극의 두께를 측정하여 측정된 면 저항을 곱하여 비저항을 계산하였다. 면저항 측정은 미쯔비시 케미칼사의 LORESTA-GP/MCP-T610 면저항 측정기를 사용하였으며, 전극 두께 측정은 니콘 메트롤로지사의 DIGIMICRO MF 501 두께 측정기를 사용하였다.
페이스트 1-7의 비저항치 측정 결과는 표 1에 나타내었다. 표 1에서 보듯이 보론이 2.5wt%-11wt% 포함된 페이스트의 경우 비저항치가 6.4 x 10-6- 3.2 x 10-5로 나타났다. 태양전지 전면 전극용 페이스트에서 전극의 비저항치는 낮을수록 좋으며, 2.0 x 10-4 이하가 바람직하다. 페이스트 1-3의 경우, 비저항치가 각각 6.4 x 10-6, 1.59x 10-5 및 3.2x 10- 5 로 매우 우수하였다. 그러나, 보론이 11wt% 초과하거나 2.5wt% 미만인 페이스트 경우 비저항치가 4.3 x 10-5에서 7.3x 10-4로 높게 나타났다. 또한, 비저항치 문제 뿐만 아니라, 11wt%를 초과하는 경우에는 보론의 비표면적이 크기 때문에 혼합시 잉크화가 되지 않고 분말 상태로 존재하며, 미세선포의 경우 끊김 현상이 발생하였다.
한편, 보론이 포함되지 않은 페이스트 7의 경우, 비저항치가 측정 범위를 넘어설 정도로 높게 나타나 태양 전지 전면 전극용으로 부적합함을 확인하였다. 전면 전극 고온 소성시 산화로 인하여 전자의 흐름을 방해하여 비저항이 측정 범위를 벗어난 것으로 생각된다. 본 발명에서는 보론을 2,5wt%-11wt% 첨가한 경우 보론이 구리의 산화를 억제하여 낮은 비저항과 인쇄성을 개선시킬 수 있었다. 도면에서 보듯이 보론을 첨가한 페이스트 2 의 경우 소성 후 구리 코어가 산화가 일어나지 않는 특성을 갖는 것으로 확인되었다.
구체적으로, 도 2a는 보론을 첨가하지 않은 페이스트 7의 고온 소성 후 전극 단면 사진이며, 도 2b는 보론을 첨가한 페이스트 2의 고온 소성 후 전극 단면 사진이다. 도 2a의 경우 보론이 첨가되지 않은 페이스트의 경우 구리의 산화로 검게 표시되고, 이러한 구리 산화물 CuxO 산화물로 인하여 전자 전달이 상당히 방해될 것으로 생각된다. 반면, 도 2b의 경우 보론을 첨가한 페이스트의 경우 구리의 산화대신 벌크 형태로 전극이 형성되어 낮은 비저항치를 가질 수 있는 것으로 생각된다. 특히 구리-은 코어쉘에서 은의 경우 구리 보다 녹는 점이 낮기 때문에 구리 표면의 산화를 일정 정도 제한하고 구리 입자끼리 네팅(necking)을 용이하게 함으로써 벌크 형태로 나타난 것으로 생각된다.
비교예 4-9 : 보론 첨가 전 페이스트
표 2에 기재된 CuP 합금 기반에 은을 첨가한 페이스트를 사용하여 500 ℃ 및 850 ℃에서 소성을 하고 비저항치를 측정하였다. CuP 합금은 Pometon 사 제품을 사용하였다.
표 2의 결과를 보면, 보론을 첨가하지 않고 은을 첨가한 CuP 합금 기반의 페이스트의 경우 비저항치가 500℃ 및 850 ℃ 소성 온도 모두 은 함량이 증가할수록 비저항이 개선되는 것으로 나타났다. 이는 은이 전극의 메인으로 작용하여 저항이 낮아진 것으로 판단된다. 한편, 은 함량이 동일하게 첨가된 페이스트의 경우 소성 온도 500 ℃ 및 850℃ 를 달리한 경우, 850 ℃의 경우 500 ℃ 소성시보다 비저항치가 나빠지는 것을 확인하였다. 은 함량이 적은 경우, 소성 온도에 따른 비저항치 값은 더욱 큰 차이를 보였다. 예컨대, 은 함량이 27wt%인 경우, 500 ℃에서 비저항치가 2.46x10-3인데 비해, 850 ℃에서 비저항치는 1.83%x104으로서 소성 온도 증가시 0.74x107 배나 비저항치가 증가하였다.
보론을 첨가하지 않은 CuP만의 페이스트(비교예8)와 Ag을 첨가한 후 CuP 페이스트(비교예 5-7)의 소성 후 비저항치는 모두 태양 전지 전극으로 바람직하게 사용될 정도로 충분히 낮지 않았으며, 최저 비저항치를 기록한 것은 비교예 5였다. 그러나 비교예 5의 경우도 비저항치가 7.1x10-5로서 본 발명의 3.2x10-5 보다 높았다. 더군다나 비교예 5의 경우 은 함량은 67wt%나 된다. 결과적으로 CuP 합금을 기반으로 한 경우, 은을 첨가한 경우에도 850 ℃ 고온 소성시 비저항치가 당업계에서 요구되는 2.0 x 10-4을 달성한 것은 어떠한 페이스트도 없었으며, 은 함량이 67wt% 과량으로서 은을 대체하는 경제적 효과는 크게 없는 것으로 생각된다.
[표 2]
-a 는 비저항치 측정 불가라는 의미임.
비교예 9-12 : 보론 첨가 후 페이스트
표 3에 기재된 CuP 합금 기반에 보론을 첨가한 페이스트를 사용하여 소성을 하고 비저항치를 측정하였다. CuP 합금은 Pometon (비교예 9-12) 및 풍산사 제품(비교예 13-16)을 사용하였다.
CuP 합금을 기반으로 한 페이스트 경우, 보론을 첨가하지 않은 경우 보다 보론을 첨가한 경우에 비저항치 개선효과는 있었지만, 본 발명의 비저항치 3.2 x 10-5을 달성한 것은 어떠한 페이스트도 없었다. 최저 비저항치를 나타낸 것은 비교예 13 페이스트로서 6.24x10-3로 높았다. 결과적으로 페이스트에 첨가된 보론은 금속 종류에 따라 비저항 개선 효과가 다르게 나타냄을 확인하였다.
[표 3]
-a 는 비저항치 측정 불가라는 의미임.
Claims (8)
- 태양 전지 전면 전극용 페이스트로서,
구리-은 코어 쉘, 보론 및 바인더를 포함하며, 상기 보론은 전체 전도성 페이스트 중 2.5 wt-11wt%를 포함하며,
상기 전도성 페이스트는 800 ℃ 이상의 소성에서 비저항치가 3.2 x 10- 5이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 전면 전극용 페이스트. - 제 1항에 있어서, 상기 구리-은 코어 쉘은 구리를 은이 코팅한 것을 특징으로 하는 태양 전지 전면 전극용 페이스트.
- 제 1항에 있어서, 상기 구리-은 코어 쉘에서 은 함량은 5wt%-20wt%인 것을 특징으로 하는 태양 전지 전면 전극용 페이스트.
- 제 1항에 있어서, 상기 구리-은 코어 쉘 입자 크기는 D50 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 태양 전지 전면 전극용 페이스트.
- 제 1항에 있어서, 상기 태양 전지 전면 전극용 페이스트는 분산제, 요변제, 소포제, 가소제, 점도 안정화제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링제 또는 이들의 조합으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 전면 전극용 페이스트.
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 태양 전지 전면 전극용 페이스트를 포함하는 태양 전지 전면 전극.
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 태양 전지 전면 전극용 페이스트를 포함하는 태양 전지.
- 제 6항의 태양 전지 전면 전극을 포함하는 태양 전지.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020160108244A KR20180023238A (ko) | 2016-08-25 | 2016-08-25 | 태양 전지 전면 전극용 페이스트 조성물 및 이를 이용한 태양 전지 |
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