KR20180114602A - Composition for forming solar cell electrode and electrode prepared using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a composition for forming a solar cell electrode which reduces contact resistance and linear resistance, is excellent in an electrical property, increases a tensile strength and can increase reliability, and an electrode formed therefrom. The composition for forming a solar cell electrode comprises conductive powders, a glass frit and an organic vehicle. The glass frit includes a compound of a first glass frit having a melting temperature of 400°C to 600°C and a second glass frit having the melting temperature of 650°C to 800°C.

Description

태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극{COMPOSITION FOR FORMING SOLAR CELL ELECTRODE AND ELECTRODE PREPARED USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a composition for forming a solar cell electrode, and an electrode made therefrom. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 본 발명의 용융 온도를 갖는 제1유리프릿과 제2유리프릿의 혼합물을 포함함으로써 접촉저항과 선저항이 우수하고, 인장 강도(pull strength)를 높여 신뢰성을 좋게 할 수 있는 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for forming a solar cell electrode and an electrode made therefrom. More specifically, the present invention includes a mixture of a first glass frit and a second glass frit having a melting temperature of the present invention, thereby exhibiting excellent contact resistance and wire resistance, and improving pull strength by increasing pull strength To a composition for forming a solar cell electrode and an electrode made therefrom.

태양전지는 태양광의 포톤(photon)을 전기로 변환시키는 pn 접합의 광전 효과를 이용하여 전기 에너지를 발생시킨다. 태양전지는 pn 접합이 구성되는 반도체 웨이퍼 또는 기판 상하면에 각각 전면 전극과 후면 전극이 형성되어 있다. 태양전지는 반도체 웨이퍼에 입사되는 태양광에 의해 pn 접합의 광전 효과가 유도되고, 이로부터 발생된 전자들이 전극을 통해 외부로 흐르는 전류를 제공한다. 이러한 태양전지의 전극은 전극용 페이스트 조성물의 도포, 패터닝 및 소성에 의해, 웨이퍼 표면에 형성될 수 있다.Solar cells generate electrical energy by using the photoelectric effect of pn junction that converts photon of sunlight into electricity. The solar cell is formed with a front electrode and a rear electrode on a semiconductor wafer or substrate upper and lower surfaces, respectively, where a pn junction is formed. The photovoltaic effect of the pn junction is induced in the solar cell by the sunlight incident on the semiconductor wafer, and the electrons generated from the pn junction provide a current flowing to the outside through the electrode. Such an electrode of the solar cell can be formed on the surface of the wafer by applying, patterning and firing the electrode paste composition.

최근 태양전지의 효율을 증가시키기 위해 에미터(emitter)의 두께가 지속적으로 얇아짐에 따라, 태양전지의 성능을 저하시킬 수 있는 션팅(shunting) 현상을 유발시킬 수 있다. 또한, 태양전지의 효율을 증가시키기 위해 태양전지의 면적을 점차 증가시키고 웨이퍼의 면저항이 점차 올라가고 있는데 이는 태양전지의 접촉저항을 높여 태양전지의 효율을 감소시킬 수 있다.Recently, as the thickness of the emitter has been continuously thinned to increase the efficiency of the solar cell, shunting phenomenon which can degrade the performance of the solar cell can be caused. In addition, in order to increase the efficiency of the solar cell, the area of the solar cell gradually increases and the sheet resistance of the wafer gradually increases, which can reduce the efficiency of the solar cell by increasing the contact resistance of the solar cell.

따라서, 다양한 면저항 하에서 에미터 층의 접합에 대한 피해를 최소화하고 웨이퍼와 전극과의 계면에서의 도전성을 향상함으로써 접촉 저항과 선저항을 개선할 수 있고 태양전지 효율을 높일 수 있는 전극용 페이스트 조성물을 개발할 필요가 있다.Accordingly, it is possible to minimize the damage to the bonding of the emitter layer under various sheet resistance and improve the conductivity at the interface between the wafer and the electrode, thereby improving the contact resistance and line resistance, and improving the solar cell efficiency. Need to develop.

본 발명의 배경 기술은 일본공개특허 제2015-144162호 등에 개시되어 있다.The background art of the present invention is disclosed in Japanese Laid-Open Patent Application No. 2015-144162.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 접촉저항과 선저항을 낮추어 전기적 특성이 우수하고 인장강도를 높여 신뢰성도 높일 수 있는 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a composition for forming a solar cell electrode capable of lowering a contact resistance and a line resistance to provide an excellent electrical characteristic, a tensile strength, and a reliability.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 접촉저항과 선저항이 낮아 전기적 특성이 우수하고 인장강도가 높아서 신뢰성도 높은 태양전지 전극을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a solar cell electrode having a low contact resistance and a low line resistance and having excellent electrical characteristics and high tensile strength and thus high reliability.

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 도전성 분말, 유리 프릿 및 유기 비히클을 포함하고, 상기 유리 프릿은 용융 온도(melting temperature, Tm)가 400℃ 내지 600℃인 제1유리프릿과 용융 온도가 650℃ 내지 800℃인 제2유리프릿의 혼합물을 포함할 수 있다.The composition for forming a solar cell electrode according to the present invention comprises a conductive powder, a glass frit and an organic vehicle, wherein the glass frit has a first glass frit having a melting temperature (Tm) Lt; 0 > C to 800 < 0 > C.

일 구체예에서, 상기 제1유리프릿은 텔루륨(Te)과 비스무트(Bi) 원소를 포함하는 텔루륨-비스무트계 유리프릿일 수 있다.In one embodiment, the first glass frit may be a tellurium-bismuth glass frit containing tellurium (Te) and bismuth (Bi) elements.

일 구체예에서, 상기 제1유리프릿은 아연(Zn), 납(Pb), 인(P), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 세륨(Ce), 철(Fe), 리튬(Li), 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), 나트륨(Na), 칼륨(K), 비소(As), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 망간(Mn), 알루미늄(Al) 및 이들의 산화물들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the first glass frit is made of a material selected from the group consisting of Zn, Pb, P, Ge, Ga, Ce, (Si), tungsten (W), magnesium (Mg), cesium (Cs), strontium (Sr), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tin (Sn), indium (In) Ba, Ni, Cu, Na, K, As, Co, Zr, Mn, Al, And oxides thereof. [0027] In the present invention,

일 구체예에서, 상기 제2유리프릿은 텔루륨(Te)과 비스무트(Bi) 원소를 포함하는 텔루륨-비스무트계 유리프릿일 수 있다.In one embodiment, the second glass frit may be a tellurium-bismuth glass frit containing tellurium (Te) and bismuth (Bi) elements.

일 구체예에서, 상기 제1유리프릿 및 제2유리프릿은 6:1 내지 1:1의 중량비로 포함될 수 있다.In one embodiment, the first glass frit and the second glass frit may be included in a weight ratio of 6: 1 to 1: 1.

일 구체예에서, 상기 제1유리프릿은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 중 0.5중량% 내지 10중량%로 포함되고, 상기 제2유리프릿은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 중 0.1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다.In one embodiment, the first glass frit comprises 0.5 wt% to 10 wt% of the total weight of the composition for forming a solar cell electrode, and the second glass frit contains 0.1 wt% % To 5% by weight.

일 구체예에서, 상기 조성물은 상기 도전성 분말 60중량% 내지 95중량%, 상기 유리 프릿 1중량% 내지 20중량%, 상기 유기 비히클을 잔부량으로 포함할 수 있다.In one embodiment, the composition may comprise from 60% to 95% by weight of the conductive powder, from 1% to 20% by weight of the glass frit, and the remainder of the organic vehicle.

일 구체예에서, 상기 조성물은 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링제 중 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the composition may further comprise at least one of a dispersant, a thixotropic agent, a plasticizer, a viscosity stabilizer, a defoamer, a pigment, a UV stabilizer, an antioxidant, or a coupling agent.

본 발명의 전극은 본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조될 수 있다.The electrode of the present invention can be produced with the composition for forming a solar cell electrode of the present invention.

본 발명은 접촉저항과 선저항을 낮추어 전기적 특성이 우수하고 인장강도를 높여 신뢰성도 높일 수 있는 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하였다.The present invention provides a composition for forming a solar cell electrode capable of lowering a contact resistance and a line resistance, thereby improving electrical characteristics, increasing tensile strength, and increasing reliability.

본 발명은 접촉저항과 선저항이 낮아 전기적 특성이 우수하고 인장강도가 높아서 신뢰성도 높은 태양전지 전극을 제공하였다.The present invention provides a solar cell electrode having a low contact resistance and a low line resistance, which has excellent electrical characteristics and high tensile strength and thus has high reliability.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 구조를 간략히 도시한 개략도이다.1 is a schematic view briefly showing a structure of a solar cell according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.Embodiments of the present application will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the techniques disclosed in this application are not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms.

본 명세서에서, 유리 프릿의 "용융 온도"는 열중량ㆍ시차열(TG-DTA) 방법으로 측정할 수 있다.In the present specification, the "melting temperature" of the glass frit can be measured by a thermogravimetric differential thermal (TG-DTA) method.

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. 상기 유도결합플라즈마-원자방출분광법(ICP-OES)은 매우 적은 양의 시료를 사용하므로 시료 준비 시간을 단축할 수 있고, 시료 전처리에 의한 오차를 줄일 수 있으며 분석 감도가 우수한 이점이 있다.In this specification, the content (mol%) of each metal element contained in the glass frit can be measured by inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy (ICP-OES). Since the inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry (ICP-OES) uses a very small amount of sample, the sample preparation time can be shortened, errors due to sample pretreatment can be reduced, and analytical sensitivity is excellent.

구체적으로, 상기 유도결합플라즈마-원자방출분광법(ICP-OES)은 시료를 전처리 하는 단계, 표준용액을 준비하는 단계, 및 측정 대상 원소의 농도를 측정 및 환산하여 유리프릿 내 존재하는 각 원소의 함량을 정밀하게 측정할 수 있다.Specifically, the ICP-OES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy (ICP-OES)) is a method in which a sample is pretreated, a standard solution is prepared, and the concentrations of the elements to be measured are measured and converted, Can be accurately measured.

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.In the step of pretreating the sample, the sample may be carbonized by dissolving an appropriate amount of the sample using an acidic solution capable of dissolving the glass frit as a sample and heating the sample. As the acidic solution, for example, a sulfuric acid (H 2 SO 4 ) solution or the like may be used.

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.The carbonized sample can be appropriately diluted to the analytical concentration range of the element to be analyzed with a solvent such as distilled water and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). The analytical concentration range can be used in a diluted state up to 10,000 times in consideration of the element detection capability of the applied ICP-OES instrument.

상기 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.The pretreated sample may be calibrated with a standard solution of an analytical element for elemental measurement, for example, an ICP-OES instrument. For example, the standard solution is introduced into an ICP-OES measuring instrument and a calibration curve is created using an external standard method. The concentration of the analyte in the sample pretreated with the ICP- ppm) and then calculating the molar ratio of each element in the glass frit.

태양전지 전극 형성용 조성물Composition for forming solar cell electrode

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 도전성 분말, 유리 프릿, 및 유기 비히클을 포함하고, 상기 유리 프릿은 용융 온도(melting temperature, Tm)가 400℃ 내지 600℃인 제1유리프릿과 용융 온도가 650℃ 내지 800℃인 제2유리프릿의 혼합물을 포함할 수 있다. 본 발명의 발명자는 상기 제1유리프릿과 제2유리프릿의 혼합물을 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물은 접촉저항과 선저항이 낮아 전기적 특성이 우수하고 인장강도가 높아서 신뢰성을 좋게 할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.The composition for forming a solar cell electrode according to the present invention comprises a conductive powder, a glass frit, and an organic vehicle, wherein the glass frit has a first glass frit having a melting temperature (Tm) RTI ID = 0.0 > 650 C < / RTI > to < RTI ID = 0.0 > 800 C. < / RTI > The inventor of the present invention has found that a composition for forming a solar cell electrode comprising a mixture of the first glass frit and the second glass frit has a low contact resistance and a low line resistance and thus has excellent electrical properties and high tensile strength, And completed the present invention.

이하, 본 발명의 조성물 중 각 성분들에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the components of the composition of the present invention will be described in detail.

도전성 분말Conductive powder

도전성 분말은 은(Ag) 분말을 포함할 수 있다. 상기 은 분말은 나노 사이즈 또는 마이크로 사이즈의 입경을 갖는 분말일 수 있으며, 예를 들어 수십 내지 수백 나노미터 크기의 은 분말, 수 내지 수십 마이크로미터의 은 분말일 수 있다. 또한, 상기 은 분말로 2 이상의 서로 다른 사이즈를 갖는 은 분말을 혼합하여 사용할 수도 있다.The conductive powder may include silver (Ag) powder. The silver powder may be a powder having a nano-sized or micro-sized particle size, for example, a silver powder having a size of several tens to several hundreds of nanometers, or a silver powder of a few to several tens of micrometers. In addition, silver powder having two or more different sizes may be mixed with the silver powder.

도전성 분말은 입자 형상이 특별히 한정되지 않으며, 다양한 형상의 입자들, 예를 들면, 구형, 판상 또는 무정형 형상의 입자들이 제한 없이 사용될 수 있다.The shape of the conductive powder is not particularly limited, and particles having various shapes, for example, spherical, plate-like or amorphous shapes can be used without limitation.

도전성 분말의 평균입경(D50)은 0.1㎛ 내지 10㎛이며, 바람직하게는 0.5㎛ 내지 5㎛ 일 수 있다. 상기 범위 내에서, 접촉저항과 선저항이 낮아질 수 있다. 상기 평균입경(D50)은 이소프로필알코올(IPA)에 도전성 분말을 초음파로 25℃에서 3분 동안 분산시킨 후 CILAS社에서 제작한 1064LD 모델을 사용하여 측정된 것이다.The average particle diameter (D50) of the conductive powder may be 0.1 탆 to 10 탆, and preferably 0.5 탆 to 5 탆. Within this range, the contact resistance and line resistance can be lowered. The average particle diameter (D50) was measured using a 1064LD model manufactured by CILAS after dispersing conductive powder in isopropyl alcohol (IPA) by ultrasonic wave at 25 DEG C for 3 minutes.

도전성 분말은 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 중 60중량% 내지 95중량%로 포함될 수 있다. 도전성 분말의 함량이 상기 범위를 만족할 때, 태양전지의 변화 효율이 우수하게 나타나며, 페이스트화가 원활하게 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 도전성 분말은 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 중 70중량% 내지 90중량%로 포함될 수 있다. The conductive powder may be contained in an amount of 60 wt% to 95 wt% of the total weight of the composition for forming a solar cell electrode. When the content of the conductive powder satisfies the above range, the conversion efficiency of the solar cell is excellent, and the paste can be smoothly formed. Preferably, the conductive powder may be contained in an amount of 70% by weight to 90% by weight based on the total weight of the composition for forming a solar cell electrode.

유리프릿Glass frit

유리프릿은 태양전지 전극 형성용 조성물의 소성 공정 중 반사 방지막을 에칭(etching)하고, 도전성 분말을 용융시켜 에미터 영역에 도전성 분말의 결정 입자를 생성시키기 위한 것이다. 또한, 유리 프릿은 도전성 분말과 웨이퍼 사이의 접착력을 향상시키고 소결시에 연화하여 소성 온도를 보다 낮추는 효과를 유도한다.The glass frit is for etching the antireflection film during the firing process of the composition for forming a solar cell electrode and melting the conductive powder to produce crystal grains of the conductive powder in the emitter region. Further, the glass frit improves the adhesive force between the conductive powder and the wafer, softens at the time of sintering, and induces an effect of lowering the firing temperature.

본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 용융 온도가 서로 상이하고 특정 용융 온도 범위를 갖는 상기 제1유리프릿과 제2유리프릿의 혼합물을 포함한다. 일반적으로 접촉저항과 선저항을 낮추고 인장강도를 좋게 하기 위해서는 유리프릿의 함량을 늘릴수 밖에 없으며 따라서 개방전압을 하락시킬 수 있다. 그러나, 본 발명은 용융 온도가 서로 다르고 본 발명의 용융 온도 범위를 갖는 제1유리프릿과 제2유리프릿의 혼합물을 포함함으로써 개방전압의 하락을 최소화하면서 접촉저항과 선저항을 낮추고 인장강도를 좋게 할 수 있었다.The composition for forming a solar cell electrode of the present invention comprises a mixture of the first glass frit and the second glass frit having melting temperatures different from each other and having a specific melting temperature range. In general, in order to lower the contact resistance and line resistance and to improve the tensile strength, the content of the glass frit can not be increased and therefore the open-circuit voltage can be lowered. However, the present invention includes a mixture of a first glass frit and a second glass frit having melting temperatures different from each other and having a melting temperature range of the present invention, thereby lowering the contact resistance and line resistance while minimizing the drop in the open voltage, Could.

이하, 제1유리프릿과 제2유리프릿에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the first glass frit and the second glass frit will be described in detail.

(A)(A) 제1유리프릿The first glass frit

제1유리프릿은 용융 온도가 400℃ 내지 600℃일 수 있다. 상기 범위에서, 접촉저항과 선저항을 낮출 수 있다. 바람직하게는, 제1유리프릿의 용융 온도는 450℃ 내지 500℃일 수 있다.The first glass frit may have a melting temperature of 400 ° C to 600 ° C. Within this range, the contact resistance and line resistance can be lowered. Preferably, the melting temperature of the first glass frit may be between 450 ° C and 500 ° C.

제1유리프릿은 텔루륨(Te)과 비스무트(Bi) 원소를 포함하는 텔루륨-비스무트계 유리프릿일 수 있다. 제1유리프릿은 텔루륨과 비스무트 원소를 포함함으로써 상기 용융 온도를 용이하게 확보할 수 있고, 안정적으로 반사 방지막을 에칭하여 접촉저항의 개선 효과가 있을 수 있다. The first glass frit may be a tellurium-bismuth glass frit containing tellurium (Te) and bismuth (Bi) elements. The first glass frit contains the tellurium and bismuth element, so that the above-mentioned melting temperature can be easily secured, and the anti-reflection film can be stably etched to improve the contact resistance.

제1유리프릿은 텔루륨과 비스무트 이외에, 금속 및/또는 금속 산화물을 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 제1유리프릿은, 아연(Zn), 납(Pb), 인(P), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 세륨(Ce), 철(Fe), 리튬(Li), 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), 나트륨(Na), 칼륨(K), 비소(As), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 망간(Mn), 알루미늄(Al) 및 이들의 산화물들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 더 포함할 수 있다. In addition to tellurium and bismuth, the first glass frit may further comprise a metal and / or a metal oxide. For example, the first glass frit may be formed of at least one selected from the group consisting of Zn, Pb, P, Ge, Ga, (Si), tungsten (W), magnesium (Mg), cesium (Cs), strontium (Sr), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tin (Sn), indium (In) (Ba), Ni (Ni), Cu, Na, K, As, Co, Zr, Mn, And at least one element selected from the group consisting of oxides thereof.

일 구체예에서, 제1유리프릿은 텔루륨, 비스무트 원소를 포함하는 Te-Bi-O계 유리프릿일 수 있다. 바람직하게는, Te-Bi-O계 유리프릿은 텔루륨 45몰% 내지 75몰%, 비스무트 5몰% 내지 20몰%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서 우수한 접촉저항 및 선저항을 구현할 수 있다. In one embodiment, the first glass frit may be a Te-Bi-O glass frit comprising tellurium, a bismuth element. Preferably, the Te-Bi-O glass frit may comprise 45 mol% to 75 mol% of tellurium and 5 mol% to 20 mol% of bismuth. It is possible to realize excellent contact resistance and wire resistance in the above range.

다른 구체예에서, 제1유리프릿은 텔루륨, 비스무트, 및 아연 원소를 포함하는 Te-Bi-Zn-O계 유리프릿일 수 있다. 바람직하게는, Te-Bi-Zn-O계 유리프릿은 텔루륨 45몰% 내지 75몰%, 비스무트 5몰% 내지 20몰%, 아연 1몰% 내지 20몰%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 우수한 접촉저항과 선저항을 구현할 수 있다.In another embodiment, the first glass frit may be a Te-Bi-Zn-O glass frit containing tellurium, bismuth, and zinc elements. Preferably, the Te-Bi-Zn-O glass frit may comprise 45 mol% to 75 mol% of tellurium, 5 mol% to 20 mol% of bismuth and 1 mol% to 20 mol% of zinc. Within this range, excellent contact resistance and wire resistance can be realized.

제1유리프릿은 통상의 방법을 사용하여 텔루륨 산화물, 비스무트 산화물 및 선택적으로 상기 금속 및/또는 금속 산화물로부터 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 텔루륨 산화물, 비스무트 산화물 및 선택적으로 상기 금속 및/또는 금속 산화물을 볼 밀(ball mill) 또는 플라네터리 밀(planetary mill) 등을 사용하여 혼합한 후, 혼합된 조성물을 800℃ 내지 1300℃의 조건에서 용융시키고, 25℃에서 ?칭(quenching)한 다음, 얻은 결과물을 디스크 밀(disk mill), 플라네터리 밀 등에 의해 분쇄하여 제1유리프릿을 얻을 수 있다.The first glass frit may be prepared from tellurium oxide, bismuth oxide and optionally such metals and / or metal oxides using conventional methods. For example, after the tellurium oxide, bismuth oxide and optionally the metal and / or metal oxide are mixed using a ball mill or a planetary mill, the mixed composition is mixed with 800 At a temperature of from room temperature to 1300 占 폚, quenching at 25 占 폚, and then grinding the resultant by a disk mill, a planetary mill or the like to obtain a first glass frit.

제1유리프릿은 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 중 0.5중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 제1유리프릿의 함량이 상기 범위를 만족할 때, 우수한 접촉저항과 선저항을 가지며, 인장강도를 높일 수 있다. 바람직하게는, 제1유리프릿은 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 중 1중량% 내지 6중량% 로 포함될 수 있다. The first glass frit may be contained in an amount of 0.5 wt% to 10 wt% of the total weight of the composition for forming a solar cell electrode. When the content of the first glass frit satisfies the above range, it has excellent contact resistance and line resistance and can increase the tensile strength. Preferably, the first glass frit may comprise from 1 wt% to 6 wt% of the total weight of the composition for forming a solar cell electrode.

(B)(B) 제2유리프릿The second glass frit

제2유리프릿은 용융 온도가 650℃ 내지 800℃일 수 있다. 상기 범위에서, 개방전압의 최소화를 막고 우수한 인장강도를 가질 수 있다. 바람직하게는, 제2유리프릿의 용융 온도는 700℃ 내지 750℃일 수 있다.The second glass frit may have a melting temperature of 650 ° C to 800 ° C. Within this range, it is possible to prevent the open-circuit voltage from being minimized and to have an excellent tensile strength. Preferably, the melting temperature of the second glass frit may be 700 ° C to 750 ° C.

제2유리프릿은 텔루륨과 비스무트 원소를 포함하는 텔루륨-비스무트계 유리프릿일 수 있다. 제1유리프릿 및 제2유리프릿 모두 텔루륨 원소를 포함할 경우 인장강도를 더 향상시킬 수 있다.The second glass frit may be a tellurium-bismuth glass frit containing tellurium and a bismuth element. Both the first glass frit and the second glass frit can further improve the tensile strength when containing the tellurium element.

제2유리프릿은 텔루륨과 비스무트 이외에, 금속 및/또는 금속 산화물을 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 제2유리프릿은, 아연(Zn), 납(Pb), 인(P), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 세륨(Ce), 철(Fe), 리튬(Li), 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), 나트륨(Na), 칼륨(K), 비소(As), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 망간(Mn), 알루미늄(Al) 및 이들의 산화물들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 더 포함할 수 있다.In addition to tellurium and bismuth, the second glass frit may further comprise a metal and / or a metal oxide. For example, the second glass frit may be made of a material selected from the group consisting of Zn, Pb, P, Ge, Ga, (Si), tungsten (W), magnesium (Mg), cesium (Cs), strontium (Sr), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tin (Sn), indium (In) (Ba), Ni (Ni), Cu, Na, K, As, Co, Zr, Mn, And at least one element selected from the group consisting of oxides thereof.

일 구체예에서, 제2유리프릿은 텔루륨 및 비스무트 원소를 포함하는 Te-Bi-O계 유리프릿일 수 있다. 바람직하게는, Te-Bi-O계 유리프릿은 텔루륨 5몰% 내지 20몰%, 비스무트 10몰% 내지 30몰%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서 인장강도 개선 효과가 있을 수 있다.In one embodiment, the second glass frit may be a Te-Bi-O glass frit comprising tellurium and a bismuth element. Preferably, the Te-Bi-O glass frit may comprise 5 mol% to 20 mol% of tellurium and 10 mol% to 30 mol% of bismuth. The tensile strength improvement effect may be in the above range.

다른 구체예에서, 제2유리프릿은 텔루륨, 비스무트 및 텅스텐 원소를 포함하는 Te-Bi-W-O계 유리프릿일 수 있다. 바람직하게는, Te-Bi-W-O계 유리프릿은 텔루륨 5몰% 내지 20몰%, 비스무트 10몰% 내지 30몰%, 텅스텐 5몰% 내지 30몰%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서 인장강도 개선 효과가 있을 수 있다.In another embodiment, the second glass frit may be a Te-Bi-W-O glass frit containing tellurium, bismuth and a tungsten element. Preferably, the Te-Bi-W-O glass frit may comprise 5 mol% to 20 mol% of tellurium, 10 mol% to 30 mol% of bismuth and 5 mol% to 30 mol% of tungsten. The tensile strength improvement effect may be in the above range.

제2유리프릿은 통상의 방법을 사용하여 텔루륨 산화물, 비스무트 산화물 및 선택적으로 상기 금속 및/또는 금속 산화물로부터 제조될 수 있다. 제조방법은 상기 제1유리프릿에서 기재한 바와 실질적으로 동일하다.The second glass frit can be made from tellurium oxide, bismuth oxide and optionally such metals and / or metal oxides using conventional methods. The manufacturing method is substantially the same as described in the first glass frit.

제2유리프릿은 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 중 0.1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 제2유리프릿의 함량이 상기 범위를 만족할 때, 접촉저항과 선저항을 낮추고 인장강도를 높일 수 있다. 바람직하게는, 제2유리프릿은 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 중 0.5중량% 내지 3중량%로 포함될 수 있다.The second glass frit may be contained in an amount of 0.1 wt% to 5 wt% of the total weight of the composition for forming a solar cell electrode. When the content of the second glass frit satisfies the above range, the contact resistance and line resistance can be lowered and the tensile strength can be increased. Preferably, the second glass frit may comprise 0.5 wt% to 3 wt% of the total weight of the composition for forming a solar cell electrode.

제1유리프릿 및/또는 제2유리프릿의 각각의 형상 및 크기 등은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 제1유리프릿 또는 제2유리프릿은 각각 평균입경(D50)이 0.1㎛ 내지 10㎛인 것이 사용될 수 있다. 제1유리프릿 또는 제2유리프릿의 형상은 구형 또는 부정형일 수 있다. 상기 평균입경(D50)은 이소프로필알코올(IPA)에 유리프릿 분말을 초음파로 25℃에서 3분 동안 분산시킨 후 CILAS社에서 제작한 1064LD 모델을 사용하여 측정된 것이다.The shapes and sizes of the first glass frit and / or the second glass frit are not particularly limited. For example, the first glass frit or the second glass frit may have an average particle diameter (D50) of 0.1 占 퐉 to 10 占 퐉. The shape of the first glass frit or second glass frit may be spherical or irregular. The average particle size (D50) was measured using a 1064LD model manufactured by CILAS after dispersing the glass frit powder in isopropyl alcohol (IPA) at 25 DEG C for 3 minutes by ultrasonic wave.

한편, 본 발명에 있어서, 상기 제1유리프릿 및 제2유리프릿은 6:1 내지 1:1의 중량비(제1유리프릿: 제2유리프릿)로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 접촉저항과 선저항을 낮추고 인장강도를 개선하는 효과가 있을 수 있다. 바람직하게는, 4:1 내지 1:1의 중량비로 포함될 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the first glass frit and the second glass frit may be contained in a weight ratio of 6: 1 to 1: 1 (first glass frit: second glass frit). In the above range, there may be an effect of lowering the contact resistance and line resistance and improving the tensile strength. Preferably in a weight ratio of 4: 1 to 1: 1.

한편, 제1유리프릿 및 제2유리프릿을 포함하는 전체 유리 프릿의 함량은 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 대비 1중량% 내지 20중량%, 바람직하게는 2중량% 내지 15중량%일 수 있다. 상기 범위로 함유되는 경우, 다양한 면저항 하에서 pn 접합 안정성을 확보할 수 있고 선저항 값을 최소화시킬 수 있으며, 종국적으로 태양전지의 효율을 개선할 수 있다.On the other hand, the content of the entire glass frit including the first glass frit and the second glass frit may be 1 wt% to 20 wt%, preferably 2 wt% to 15 wt% based on the total weight of the composition for forming a solar cell electrode . When it is contained in the above range, the pn junction stability can be ensured under various sheet resistance, the line resistance value can be minimized, and ultimately the efficiency of the solar cell can be improved.

유기 abandonment 비히클Vehicle

유기 비히클은 태양전지 전극 형성용 조성물의 무기성분과 기계적 혼합을 통하여 조성물에 인쇄에 적합한 점도 및 유변학적 특성을 부여한다.The organic vehicle imparts suitable viscosity and rheological properties to the composition through mechanical mixing with inorganic components of the composition for forming solar cell electrodes.

유기 비히클은 통상적으로 태양전지 전극 형성용 조성물에 사용되는 유기비히클이 사용될 수 있는데, 통상 바인더 수지와 용매 등을 포함할 수 있다.The organic vehicle may be an organic vehicle ordinarily used in a composition for forming a solar cell electrode, and may generally include a binder resin, a solvent, and the like.

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.As the binder resin, an acrylate-based or cellulose-based resin can be used, and ethylcellulose is generally used. However, it is preferable to use a mixture of ethylhydroxyethylcellulose, nitrocellulose, a mixture of ethylcellulose and phenol resin, an alkyd resin, a phenol resin, an acrylic ester resin, a xylene resin, a polybutene resin, a polyester resin, Based resin, a rosin of wood, or a polymethacrylate of alcohol may be used.

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. Examples of the solvent include hexane, toluene, ethyl cellosolve, cyclohexanone, butyl cellosolve, butyl carbitol (diethylene glycol monobutyl ether), dibutyl carbitol (diethylene glycol dibutyl ether) , Butyl carbitol acetate (diethylene glycol monobutyl ether acetate), propylene glycol monomethyl ether, hexylene glycol, terpineol, methyl ethyl ketone, benzyl alcohol, gamma butyrolactone or ethyl lactate, Two or more of them may be used in combination.

유기 비히클은 태양전지 전극 형성용 조성물 중 잔부량으로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 전체 중량 대비 1중량% 내지 30중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 충분한 접착강도와 우수한 인쇄성을 확보할 수 있다.The organic vehicle may be included in the remaining amount of the composition for forming a solar cell electrode, and may be included in an amount of 1 wt% to 30 wt%, based on the total weight. Within this range, sufficient adhesive strength and excellent printability can be ensured.

첨가제additive

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 중 0.1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있지만 필요에 따라 함량을 변경할 수 있다.The composition for forming a solar cell electrode of the present invention may further include conventional additives as needed in order to improve flow characteristics, process characteristics, and stability in addition to the above-described components. The additive may be used alone or as a mixture of two or more of a dispersing agent, a thixotropic agent, a plasticizer, a viscosity stabilizer, a defoaming agent, a pigment, an ultraviolet stabilizer, an antioxidant and a coupling agent. These may be contained in an amount of 0.1 wt% to 5 wt% of the total weight of the composition for forming a solar cell electrode, but the content can be changed as necessary.

태양전지 전극 및 이를 포함하는 태양전지Solar cell electrode and solar cell comprising same

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.Another aspect of the present invention relates to an electrode formed from the composition for forming a solar cell electrode and a solar cell including the same. 1 shows a structure of a solar cell according to one embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, p층(또는 n층)(101) 및 에미터로서의 n층(또는 p층)(102)을 포함하는 웨이퍼(100) 또는 기판 상에, 전극 형성용 조성물을 인쇄하고 소성하여 후면 전극(210) 및 전면 전극(230)을 형성할 수 있다. 예컨대, 전극 형성용 조성물을 웨이퍼의 후면에 인쇄 도포한 후, 대략 200℃ 내지 400℃ 온도로 대략 10 내지 60초 정도 건조하여 후면 전극을 위한 사전 준비 단계를 수행할 수 있다. 또한, 웨이퍼의 전면에 전극 형성용 조성물을 인쇄한 후 건조하여 전면 전극을 위한 사전 준비단계를 수행할 수 있다. 이후에, 400℃ 내지 950℃, 바람직하게는 700℃ 내지 950℃에서 약 30초 내지 210초 소성하는 소성 과정을 수행하여 전면 전극 및 후면 전극을 형성할 수 있다.1, a composition for electrode formation is printed on a wafer 100 or a substrate including a p-layer (or n-layer) 101 and an n-layer (or p-layer) So that the rear electrode 210 and the front electrode 230 can be formed. For example, the electrode forming composition may be applied to the rear surface of the wafer by printing and then dried at a temperature of about 200 캜 to 400 캜 for about 10 to 60 seconds to perform a preliminary preparation step for the rear electrode. In addition, a preparation step for the front electrode can be performed by printing a composition for electrode formation on the entire surface of the wafer and then drying it. Thereafter, the front electrode and the rear electrode can be formed by performing a sintering process in which sintering is performed at 400 to 950 캜, preferably 700 to 950 캜, for about 30 to 210 seconds.

이하, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to embodiments of the present invention. However, the following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

하기 실시예와 비교예에서 사용된 유리프릿의 상세 구성은 표 1 및 표 2와 같다. 하기 표 1은 제1유리프릿을 나타낸 것이고, 하기 표 2는 제2유리프릿을 나타낸 것이다. 제1유리프릿과 제2유리프릿에서 각각의 유리프릿에 포함되는 각 금속 원소의 함량은 상기에서 설명한 ICP-OES에 의해 측정하였다. 제1유리프릿과 제2유리프릿에 각각의 유리프릿의 용융 온도는 상기에서 설명한 TG-DTA 방법에 의해 측정하였다.The detailed structures of the glass frit used in the following examples and comparative examples are shown in Tables 1 and 2. Table 1 below shows the first glass frit, and Table 2 below shows the second glass frit. The content of each metal element contained in each glass frit in the first glass frit and the second glass frit was measured by ICP-OES described above. The melting temperatures of the respective glass frit in the first glass frit and the second glass frit were measured by the TG-DTA method described above.

Te
(몰%)
Te
(mole%)
Bi
(몰%)
Bi
(mole%)
Zn
(몰%)
Zn
(mole%)
Li
(몰%)
Li
(mole%)
W
(몰%)
W
(mole%)
용융 온도
(℃)
Melting temperature
(° C)
A1A1 75.075.0 10.510.5 7.07.0 4.54.5 3.03.0 400400 A2A2 60.560.5 12.512.5 12.512.5 4.04.0 10.510.5 600600 A3A3 70.070.0 10.010.0 5.05.0 12.012.0 3.03.0 380380 A4A4 60.560.5 12.512.5 10.010.0 3.53.5 13.513.5 620620

Te
(몰%)
Te
(mole%)
Bi
(몰%)
Bi
(mole%)
Zn
(몰%)
Zn
(mole%)
Li
(몰%)
Li
(mole%)
W
(몰%)
W
(mole%)
Si
(몰%)
Si
(mole%)
용융 온도
(℃)
Melting temperature
(° C)
B1B1 15.015.0 15.015.0 14.514.5 13.513.5 7.07.0 35.035.0 650650 B2B2 10.010.0 15.015.0 15.015.0 9.09.0 15.015.0 36.036.0 800800 B3B3 20.020.0 10.010.0 14.514.5 15.515.5 5.05.0 35.035.0 630630 B4B4 10.010.0 17.017.0 13.513.5 7.07.0 30.030.0 22.522.5 820820

실시예Example 1 One

유기 바인더로서 에틸셀룰로오스(Dow chemical company, STD4) 1.0 중량%를 용매인 부틸 카비톨(Butyl Carbitol) 6.5중량%에 60℃에서 충분히 용해한 후 평균입경이 1.0㎛인 구형의 은 분말(Dowa Hightech CO. LTD, AG-4-8) 89.0중량%, 유리 프릿 3.0중량%, 첨가제로서 분산제 BYK102(BYK-chemie) 0.2중량% 및 요변제 Thixatrol ST (Elementis co.) 0.3중량%를 투입하여 골고루 믹싱 후 3롤 혼련기로 혼합 분산시켜 태양전지 전극 형성용 조성물을 준비하였다. 이때, 상기 유리 프릿은 상기 표 1과 표 2의 제1유리 프릿과 제2유리 프릿을 하기 표 3에 기재된 함량으로 포함하였다.1.0% by weight of ethyl cellulose (STD4) as an organic binder was sufficiently dissolved in 6.5% by weight of butylcarbitol as a solvent at 60 占 폚, and spherical silver powder having an average particle diameter of 1.0 占 퐉 (Dowa Hightech CO. , LTD., AG-4-8), 3.0 wt% of glass frit, 0.2 wt% of dispersant BYK-chemie as an additive and 0.3 wt% of Thixatrol ST (Elementis co.) As additives. Roll mixer to prepare a composition for forming a solar cell electrode. At this time, the glass frit contained the first glass frit and the second glass frit in Table 1 and Table 2 in the contents shown in Table 3 below.

실시예Example 2 내지  2 to 실시예Example 4 4

상기 실시예 1에서, 제1유리프릿, 제2유리프릿의 종류 및 함량을 하기 표 3과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 준비하였다.A composition for forming a solar cell electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the kinds and contents of the first glass frit and the second glass frit were changed as shown in Table 3 below.

비교예Comparative Example 1 One

상기 실시예 1에서, 제2유리프릿을 포함하지 않은 것을 제외하고는 동일한 방법으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 준비하였다.In Example 1, a composition for forming a solar cell electrode was prepared in the same manner except that the second glass frit was not included.

비교예Comparative Example 2 2

상기 실시예 1에서, 제1유리프릿을 포함하지 않은 것을 제외하고는 동일한 방법으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 준비하였다.In Example 1, a composition for forming a solar cell electrode was prepared in the same manner except that the first glass frit was not included.

비교예Comparative Example 3 3

상기 실시예 1에서 제1유리프릿 A1 대신에 A3을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 제조하였다.A composition for forming a solar cell electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that A3 was used instead of the first glass frit A1.

비교예Comparative Example 4 4

상기 실시예 1에서 제1유리프릿 A1 대신에 A4를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 제조하였다.A composition for forming a solar cell electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that A4 was used instead of the first glass frit A1.

비교예Comparative Example 5 5

상기 실시예 1에서 제2유리프릿 B1 대신에 B3을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 제조하였다.A composition for forming a solar cell electrode was prepared in the same manner as in Example 1, except that B3 was used instead of the second glass frit B1.

비교예Comparative Example 6 6

상기 실시예 1에서 제2유리프릿 B1 대신에 B4를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 제조하였다.A composition for forming a solar cell electrode was prepared in the same manner as in Example 1, except that B4 was used instead of the second glass frit B1.

실시예와 비교예에서 제조한 태양전지 전극 형성용 조성물을 이용하여 하기와 같이 태양전지 셀을 제조한 후, 각각에 대하여 접촉저항, 선저항 및 인장강도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The contact resistance, the line resistance and the tensile strength were measured for each of the solar battery cells as described below using the composition for forming a solar cell electrode prepared in Examples and Comparative Examples, Respectively.

태양전지 셀 제조Manufacture of solar cell

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 태양전지 전극 형성용 조성물을 웨이퍼(보론(Bron)이 도핑(doping)된 p 타입 wafer) 전면에 텍스쳐링(texturing)한 후, POCL3로 n+층을 형성하고 그 위에 질화규소(SiNx:H)를 반사방지막으로 형성시킨 Multi crystalline 웨이퍼)의 전면에 일정한 패턴으로 스크린 프린팅하여 인쇄하고 적외선 건조로를 사용하여 300~400℃에서 1분간 건조시켰다. 이후 웨이퍼의 후면에 알루미늄 페이스트를 인쇄한 후 동일한 방법으로 건조하였다. 상기 과정으로 형성된 셀을 벨트형 소성로를 사용하여 400~900℃에서 50초간 소성하여 태양전지 셀을 제조하였다.The composition for forming a solar cell electrode prepared in the above Examples and Comparative Examples was textured on the front surface of a wafer (p-type wafer doped with boron), and then an n + layer was formed by POCL 3 A multi-crystalline wafer in which silicon nitride (SiNx: H) was formed as an antireflective film) was printed by screen printing in a predetermined pattern and dried at 300 to 400 ° C for 1 minute using an infrared drying furnace. Thereafter, aluminum paste was printed on the rear surface of the wafer and dried in the same manner. The cells thus formed were fired at 400 to 900 ° C for 50 seconds using a belt-type firing furnace to produce a solar cell.

(( 1)접촉저항1) Contact resistance

상기와 같이 제조된 셀의 접촉저항(Rc)은 접촉저항측정장비(GP 4-TEST Pro.)를 사용하여 1cm * 2.0cm 의 finger bar가 인쇄된 cell을 이용하여 측정하였다.The contact resistance (Rc) of the cell thus prepared was measured using a contact resistance measuring device (GP 4-TEST Pro.) Using a cell printed with a finger bar of 1 cm * 2.0 cm.

(( 2)선저항2) Line resistance

상기와 같이 제조된 셀의 선저항(RL)은 저항측정장비(keithley 2200)를 사용하여 암실에서 finger bar 3cm의 저항을 측정하였다. The resistivity (R L ) of the cell thus prepared was measured using a resistance measuring instrument (keithley 2200) to measure the resistance of the finger bar 3 cm in the dark room.

(( 3)인장3) Tensile 강도 burglar

상기와 같이 제조된 셀에 대하여 전극에 플럭스(flux)를 바른 후, 인두기(HAKKO社)로 300~400℃에서 리본과 접합시켰다. 이후 박리각 180°조건에서 장력기(Tinius olsen社)를 사용하여 50mm/min의 신장속도로 인장강도(N/mm)를 측정하였다. 바람직하게는 인장강도는 3.7N/mm 이상, 예를 들면 3.7N/mm 내지 5.0N/mm이 될 수 있다. 상기 범위에서 전극 신뢰성이 좋을 수 있다.A flux was applied to the electrode prepared as described above, and the electrode was bonded to the ribbon at 300-400 ° C using an iron soldering machine (HAKKO). Then, tensile strength (N / mm) was measured at a stretching rate of 50 mm / min using a tensile machine (Tinius olsen) at a peeling angle of 180 °. Preferably, the tensile strength may be 3.7 N / mm or more, for example, 3.7 N / mm to 5.0 N / mm. In this range, the electrode reliability can be good.

(( 4)개방전압4) Open voltage

상기 제작된 테스트용 셀의 개방전압(voc)을 태양전지 효율측정장비(Passan社, CT-801)를 사용하여 측정하였다.The open-circuit voltage (voc) of the fabricated test cell was measured using a solar cell efficiency measuring device (Passan, CT-801).


실시예Example 비교예Comparative Example
1One 22 33 44 1One 22 33 44 55 66 유리
프릿
(중량%)






Glass
Frit
(weight%)






A1A1 2.02.0 -- 2.02.0 -- 3.03.0 -- -- -- 2.02.0 2.02.0
A2A2 -- 2.02.0 -- 2.02.0 -- -- -- -- -- -- A3A3 -- -- -- -- -- -- 2.02.0 -- -- -- A4A4 -- -- -- -- -- -- -- 2.02.0 -- -- B1B1 1.01.0 1.01.0 -- -- -- 3.03.0 1.01.0 1.01.0 -- -- B2B2 -- -- 1.01.0 1.01.0 -- -- -- -- -- -- B3B3 -- -- -- -- -- -- -- -- 1.01.0 -- B4B4 -- -- -- -- -- -- -- -- -- 1.01.0 접촉저항(Ω)Contact Resistance (Ω) 0.300.30 0.300.30 0.290.29 0.310.31 0.270.27 0.640.64 0.360.36 0.390.39 0.360.36 0.420.42 선저항(Ω)Line resistance (Ω) 0.340.34 0.350.35 0.330.33 0.350.35 0.280.28 0.490.49 0.390.39 0.370.37 0.350.35 0.380.38 인장강도
(N/mm)
The tensile strength
(N / mm)
3.93.9 3.83.8 4.54.5 4.24.2 2.72.7 4.54.5 4.04.0 4.14.1 3.53.5 3.93.9
개방전압(mV)Open-circuit voltage (mV) 628.4628.4 632.1632.1 628.9628.9 631.3631.3 624.8624.8 632.3632.3 628.7628.7 627.1627.1 629.3629.3 628.2628.2

상기 표 3에서와 같이, 본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 접촉저항 및 선저항이 낮고 개방전압이 높음에 따라 전기적 특성이 좋고, 인장강도도 우수함을 알 수 있다.As shown in Table 3, the composition for forming a solar cell electrode of the present invention shows good electrical characteristics and excellent tensile strength as the contact resistance and line resistance are low and the open circuit voltage is high.

반면에, 본 발명의 제2유리프릿을 포함하지 않고 제1유리프릿만 포함하는 비교예 1는 인장강도와 개방전압이 낮은 결과를 나타내었고, 본 발명의 제1유리프릿을 포함하지 않고 제2유리프릿만 포함하는 비교예 2는 접촉저항이 높아지는 결과를 나타내었다. 또한, 본 발명의 용융 온도를 벗어나는 유리프릿을 포함하는 비교예 3 내지 비교예 6은 실시예 2에 비해 모든 특성이 열세임을 알 수 있다.On the other hand, Comparative Example 1, which did not include the second glass frit of the present invention but contained only the first glass frit, showed low tensile strength and open-circuit voltage, and did not include the first glass frit of the present invention, Comparative Example 2 including only glass frit showed a result that the contact resistance was increased. In addition, it can be seen that Comparative Examples 3 to 6 including the glass frit deviating from the melting temperature of the present invention are inferior in all properties compared with Example 2.

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.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (9)

도전성 분말, 유리 프릿 및 유기 비히클을 포함하고,
상기 유리 프릿은 용융 온도(melting temperature, Tm)가 400℃ 내지 600℃ 이하인 제1유리프릿과 용융 온도가 650℃ 내지 800℃인 제2유리프릿의 혼합물을 포함하는 것인, 태양전지 전극 형성용 조성물.
Conductive powder, glass frit and organic vehicle,
Wherein the glass frit comprises a mixture of a first glass frit having a melting temperature (Tm) of 400 DEG C to 600 DEG C and a second glass frit having a melting temperature of 650 DEG C to 800 DEG C, Composition.
제1항에 있어서,
상기 제1유리프릿은 텔루륨(Te)과 비스무트(Bi) 원소를 포함하는 텔루륨-비스무트계 유리프릿인, 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the first glass frit is a tellurium-bismuth glass frit including at least one of tellurium (Te) and bismuth (Bi).
제2항에 있어서,
상기 제1유리프릿은 아연(Zn), 납(Pb), 인(P), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 세륨(Ce), 철(Fe), 리튬(Li), 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), 나트륨(Na), 칼륨(K), 비소(As), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 망간(Mn), 알루미늄(Al) 및 이들의 산화물들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 더 포함하는, 태양전지 전극 형성용 조성물.
3. The method of claim 2,
The first glass frit may include at least one selected from the group consisting of Zn, Pb, P, Ge, Ga, Ce, Fe, Li, Tungsten, magnesium, cesium, strontium, molybdenum, titanium, tin, indium, vanadium, barium, , Nickel (Ni), copper (Cu), sodium (Na), potassium (K), arsenic (As), cobalt (Co), zirconium (Zr), manganese Wherein the composition further comprises at least one element selected from the group consisting of the following elements:
제1항에 있어서,
상기 제2유리프릿은 텔루륨(Te)과 비스무트(Bi) 원소를 포함하는 텔루륨-비스무트계 유리프릿인, 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the second glass frit is a tellurium-bismuth glass frit including at least one of tellurium (Te) and bismuth (Bi).
제1항에 있어서,
상기 제1유리프릿과 제2유리프릿은 6:1 내지 1:1의 중량비로 포함되는, 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the first glass frit and the second glass frit are contained in a weight ratio of 6: 1 to 1: 1.
제1항에 있어서,
상기 제1유리프릿은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 중 0.5중량% 내지 10중량%로 포함되고,
상기 제2유리프릿은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 중 0.1중량% 내지 5중량로 포함되는, 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the first glass frit is contained in an amount of 0.5 wt% to 10 wt% of the total weight of the composition for forming a solar cell electrode,
Wherein the second glass frit is contained in an amount of 0.1 wt% to 5 wt% of the total weight of the composition for forming a solar cell electrode.
제1항에 있어서,
상기 조성물은
상기 도전성 분말 60중량% 내지 95중량%,
상기 유리 프릿 1중량% 내지 20중량%,
상기 유기 비히클을 잔부량으로 포함하는, 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
The composition
60% to 95% by weight of the conductive powder,
1% to 20% by weight of the glass frit,
And the remaining amount of the organic vehicle.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링제 중 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는, 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the composition further comprises at least one of a dispersing agent, a thixotropic agent, a plasticizer, a viscosity stabilizer, a defoamer, a pigment, an ultraviolet stabilizer, an antioxidant and a coupling agent.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 태양전지 전극 형성용 조성물로 형성된 전극.

An electrode formed from the composition for forming a solar cell electrode according to any one of claims 1 to 8.

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