KR20210109728A - 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 태양전지 전극 - Google Patents
태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 태양전지 전극 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210109728A KR20210109728A KR1020200024654A KR20200024654A KR20210109728A KR 20210109728 A KR20210109728 A KR 20210109728A KR 1020200024654 A KR1020200024654 A KR 1020200024654A KR 20200024654 A KR20200024654 A KR 20200024654A KR 20210109728 A KR20210109728 A KR 20210109728A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solar cell
- cell electrode
- composition
- forming
- glass frit
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 28
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 125000000008 (C1-C10) alkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 5
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000006832 (C1-C10) alkylene group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000006743 (C1-C60) alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 3
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 3
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 3
- 239000013008 thixotropic agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000000326 ultraviolet stabilizing agent Substances 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 3
- 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 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 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
- 125000006273 (C1-C3) alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 2-methylpentane-2,4-diol Chemical compound CC(O)CC(C)(C)O SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003849 O-Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003872 O—Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910007541 Zn O Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)O LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- KZVBBTZJMSWGTK-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2-butoxyethoxy)ethoxy]butane Chemical compound CCCCOCCOCCOCCCC KZVBBTZJMSWGTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CRWNQZTZTZWPOF-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-4-phenylpyridine Chemical compound C1=NC(C)=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 CRWNQZTZTZWPOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 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
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910016336 Bi—Te—O Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000896 Ethulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001859 Ethyl hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006715 Li—O Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017299 Mo—O Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 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
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012963 UV stabilizer Substances 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005396 acrylic acid ester group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N alpha-terpineol Chemical compound CC1=CCC(C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N delta-terpineol Natural products CC(C)(O)C1CCC(=C)CC1 SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940028356 diethylene glycol monobutyl ether Drugs 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 235000019326 ethyl hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229940116333 ethyl lactate Drugs 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940051250 hexylene glycol Drugs 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229940032007 methylethyl ketone Drugs 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- JCGNDDUYTRNOFT-UHFFFAOYSA-N oxolane-2,4-dione Chemical compound O=C1COC(=O)C1 JCGNDDUYTRNOFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N phenyl(114C)methanol Chemical compound O[14CH2]C1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N 0.000 description 1
- RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N phosphinic chloride Chemical compound ClP=O RLOWWWKZYUNIDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940116411 terpineol Drugs 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 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
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 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
-
- 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
-
- 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
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
-
- 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
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/08—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances quartz; glass; glass wool; slag wool; vitreous enamels
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/46—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes silicones
-
- 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
- H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L2031/0344—Organic materials
-
- 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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
도전성 분말, 유리 프릿, 유기 비히클 및 소정의 화합물을 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물, 및 이로부터 형성된 태양전지 전극이 제공된다.
Description
태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 태양전지 전극에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄성이 우수하며, 선폭 번짐이 적은 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 태양전지 전극에 관한 것이다.
화석 연료 에너지 자원의 고갈에 따라 새로운 대체 에너지원으로 태양광을 활용하는 태양전지가 주목 받고 있다. 태양전지는 태양광의 포톤(photon)을 전기로 변환시키는 p-n 접합의 광전 효과를 이용하여 전기 에너지를 발생시키도록 구성된다. 태양전지는 p-n 접합이 구성되는 반도체 웨이퍼 또는 기판 상·하면에 각각 전면 전극과 후면 전극을 형성하여, 웨이퍼에 입사되는 태양광에 의해 p-n 접합의 광전 효과가 유도되고, 이로부터 발생된 전자들이 전극을 통해 외부로 흐르는 전류를 제공하도록 작동된다. 이러한 태양전지의 전극은 전극용 페이스트의 도포, 패터닝 및 소성에 의해, 웨이퍼 표면에 형성된다.
이러한 태양전지에서 태양에너지를 전류로 전환시키는 변환효율을 높이는 것이 중요한데 기존 태양전지 전극 형성용 조성물은 주로 도전성 분말의 크기, 표면 처리 방법 또는 혼합 비율을 제어함으로써 태양전지 변환효율을 높여 왔다. 그러나, 이러한 방법만으로는 태양전지 변환효율을 높이는데 한계가 있고, 서로 다른 입경을 갖는 도전성 분말을 혼합하여 소결 밀도 또는 전극 저항을 개선하고자 하는 시도 또한 인쇄성과 패턴성에 한계가 있었다. 따라서, 유기물의 개선을 통해 태양전지 변환효율을 높임과 동시에, 스크린 인쇄 시 메쉬(mesh)로부터의 토출성을 개선하여 선폭이 좁고 선고는 증가되어 종횡비가 높은 전면 전극을 형성할 수 있는 페이스트를 개발할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 인쇄성이 우수하며, 선폭 번짐이 적은 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 조성물로부터 형성된 태양전지 전극을 제공하는 것이다.
1. 일 측면에 따르면, 태양전지 전극 형성용 조성물이 제공된다. 상기 조성물은 도전성 분말, 유리 프릿, 유기 비히클 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1 중,
R1 내지 R9는 서로 독립적으로, C1-C10알킬기 중에서 선택되고,
R10은 *-O-*', *-NH-*', C1-C10알킬렌기 및 이의 조합 중에서 선택되고,
R11은 수소 및 C1-C10알킬기 중에서 선택되고,
R12는 C1-C60알킬기 중에서 선택되고,
m 및 n은 서로 독립적으로 1 내지 20,000의 정수 중에서 선택되고,
* 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
2. 상기 1에서, R1 내지 R9는 메틸기일 수 있다.
3. 상기 1 또는 2에서, *-R10-*'는 *-(CH2)a-*' 또는 *-(CH2)a1-NH-(CH2)a2-*'이고,
a는 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
a1은 1 내지 9의 정수 중에서 선택되고,
a2는 1 내지 9의 정수 중에서 선택되고,
a1+a2는 2 내지 10일 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 중 어느 하나에서, R11은 수소일 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 중 어느 하나에서, R12는 C12-C25알킬기 중에서 선택될 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 중 어느 하나에서, 상기 조성물은,
상기 도전성 분말 60 내지 95 중량%;
상기 유리 프릿 0.1 내지 20 중량%;
상기 유기 비히클 1 내지 30 중량%; 및
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 0.01 내지 5 중량%; 를 포함할 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 중 어느 하나에서, 상기 조성물은 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
8. 다른 측면에 따르면, 태양전지 전극이 제공된다. 상기 태양전지 전극은 상기 1 내지 7 중 어느 하나의 조성물로부터 형성될 수 있다.
본 발명은 인쇄성이 우수하며, 선폭 번짐이 적은 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 태양전지 전극을 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 태양전지를 개략적으로 도시한 것이다.
본 명세서 중 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서 중 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
본 명세서에서 수치범위를 나타내는 "a 내지 b" 에서 "내지"는 ≥a이고 ≤b으로 정의한다.
본 명세서 중 * 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트를 나타낸다.
태양전지 전극 형성용 조성물
일 측면에 따른 태양전지 전극 형성용 조성물은 도전성 분말, 유리 프릿, 유기 비히클 및 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
이하, 태양전지 전극 형성용 조성물의 각 성분들에 대해 보다 상세히 설명한다.
도전성 분말
도전성 분말은, 예를 들어 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al) 및 니켈(Ni) 중 하나 이상의 금속 분말을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 구현예에 따르면, 도전성 분말은 은 분말을 포함할 수 있다.
도전성 분말의 입자 형상은 특별히 한정되지 않으며, 다양한 형상의 입자들, 예를 들면 구형, 판상 또는 무정형 형상의 입자들이 사용될 수 있다.
도전성 분말은 나노 크기 또는 마이크로 크기의 입경을 갖는 분말일 수 있으며, 예를 들어 수십 내지 수백 나노미터 크기의 도전성 분말, 또는 수 내지 수십 마이크로미터 크기의 도전성 분말일 수 있다. 또한, 도전성 분말로 2 이상의 서로 다른 크기를 갖는 도전성 분말을 혼합하여 사용할 수도 있다.
도전성 분말의 평균 입경(D50)은 0.1 내지 10㎛일 수 있고, 예를 들어 0.5 내지 5㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 접촉저항과 직렬 저항이 낮아질 수 있다. 상기 평균 입경(D50)은 도전성 분말을 이소프로필알코올(IPA) 중에서 25℃에서 3분 동안 초음파 분산시킨 후 CILAS社에서 제작한 1064LD 모델을 사용하여 측정될 수 있다.
도전성 분말의 사용량은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 도전성 분말은 태양전지 전극 형성용 조성물 총 중량 중 60 내지 95 중량%(예를 들면, 70 내지 90 중량%)로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 태양전지의 변환효율이 우수하며, 페이스트화가 원활히 이루어질 수 있다.
유리 프릿
유리 프릿은 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 소결 시에 연화하여 소성 온도를 보다 낮추는 효과를 유도한다.
유리 프릿은 납(Pb), 텔루륨(Te), 비스무스(Bi), 리튬(Li), 인(P), 게르마늄(Ge), 갈륨(Ga), 세륨(Ce), 철(Fe), 규소(Si), 아연(Zn), 텅스텐(W), 마그네슘(Mg), 세슘(Cs), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 인듐(In), 바나듐(V), 바륨(Ba), 니켈(Ni), 구리(Cu), 나트륨(Na), 칼륨(K), 비소(As), 코발트(Co), 지르코늄(Zr), 망간(Mn), 구리(Cu), 붕소(B), 칼슘(Ca) 및 알루미늄(Al)에서 선택되는 1종 이상의 원소를 포함할 수 있다.
예를 들어, 유리 프릿은 Bi-Te-O계 유리 프릿, Pb-Bi-O계 유리 프릿, Pb-Te-O계 유리 프릿, Pb-Te-Bi-O계 유리 프릿, Te-B-O계 유리 프릿, Te-Ag-O계 유리 프릿, Pb-Si-O계 유리 프릿, Bi-Si-O계 유리 프릿, Te-Zn-O계 유리 프릿, Bi-Te-Li-Zn-O계 유리 프릿, Bi-B-O계 유리 프릿, Pb-B-O계 유리 프릿, Bi-Mo-O계 유리 프릿, Mo-B-O계 유리 프릿 및 Te-Si-O계 유리 프릿 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 태양전지 전극의 전기적 특성의 밸런스가 우수한 장점이 있을 수 있다.
유리 프릿의 형상 및 크기 등은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 유리 프릿의 형상은 구형 또는 부정형일 수 있고, 유리 프릿의 평균 입경(D50)은 0.1 내지 10㎛일 수 있다. 상기 평균 입경(D50)은 유리 프릿을 이소프로필알콜 중에서 25℃에서 3분 동안 초음파 분산시킨 후 CILAS社에서 제작한 1064LD 모델을 사용하여 측정될 수 있다.
유리 프릿은 통상의 방법을 사용하여 상술한 금속 및/또는 금속 산화물로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 상술한 금속 및/또는 금속 산화물을 볼 밀(ball mill) 또는 플라네터리 밀(planetary mill) 등을 사용하여 혼합한 후, 혼합된 조성물을 800 내지 1,300℃에서 용융시키고, 25℃에서 ??칭(quenching)한 다음, 얻은 결과물을 디스크 밀(disk mill), 플라네터리 밀 등에 의해 분쇄하여 얻을 수 있다.
유리 프릿의 사용량은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 유리 프릿은 태양전지 전극 형성용 조성물 총 중량 중 0.1 내지 20 중량%(예를 들면, 0.1 내지 10 중량%)로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 다양한 면저항 하에서 p-n 접합 안정성을 확보할 수 있고, 저항을 최소화시킬 수 있으며, 종국적으로 태양전지의 효율을 개선할 수 있다.
유기 비히클
유기 비히클은 태양전지 전극 형성용 조성물의 무기성분과 기계적 혼합을 통하여 조성물에 인쇄에 적합한 점도 및 유변학적 특성을 부여한다.
유기 비히클은 통상적으로 태양전지 전극 형성용 조성물에 사용되는 유기 비히클이 사용될 수 있으며, 바인더 수지와 용매 등을 포함할 수 있다.
바인더 수지로는 아크릴레이트계 또는 셀룰로오스계 수지 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 바인더 수지로 에틸 셀룰로오스가 사용될 수 있다. 다른 예를 들면, 바인더 수지로 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 등이 사용될 수 있다.
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, 에틸락테이트 또는 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트(예를 들면, 텍사놀) 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
유기 비히클의 사용량은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 유기 비히클은 태양전지 전극 형성용 조성물 총 중량 중 1 내지 30 중량%(예를 들면, 3 내지 20 중량%)로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 충분한 접착강도와 우수한 인쇄성을 확보할 수 있다.
화학식 1로 표시되는 화합물
태양전지 전극 형성용 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 1]
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 마찰계수 및 표면에너지가 비교적 낮다. 따라서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 태양전지 전극 형성용 조성물에 포함할 경우, 조성물의 토출이 용이하여 스크린 인쇄시 더 많은 인쇄량을 얻는데 유리하고, 미세선폭 토출에 용이하며, 토출 후에도 퍼짐 제어가 가능할 수 있다.
상기 화학식 1 중, R1 내지 R9는 서로 독립적으로, C1-C10알킬기 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, R1 내지 R9는 서로 독립적으로, C1-C3알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, n-프로필기 및 iso-프로필기) 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, R1 내지 R9는 메틸기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, R10은 *-O-*', *-NH-*', C1-C10알킬렌기 및 이의 조합 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, *-R10-*'는 *-(CH2)a-*' 또는 *-(CH2)a1-NH-(CH2)a2-*'이고, 여기서 a, a1 및 a2 각각은 *-CH2-*'의 개수를 의미할 수 있으며, a는 1 내지 10(예를 들면, 2 내지 4)의 정수 중에서 선택되고, a1은 1 내지 9(예를 들면, 2 내지 4)의 정수 중에서 선택되고, a2는 1 내지 9(예를 들면, 1 내지 3)의 정수 중에서 선택되고, a1+a2는 2 내지 10(예를 들면, 3 내지 7)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, R11은 수소 및 C1-C10알킬기 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, R11은 수소 및 C1-C3알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, n-프로필기 및 iso-프로필기) 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, R11은 수소일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, R12는 C1-C60알킬기 중에서 선택될 수 있다. 예를 들어, R12는 C10-C60알킬기 중에서 선택될 수 있다. 일 구현예에 따르면, R12는 C10-C59알킬기 중에서 선택될 수 있다. 다른 구현예에 따르면, R12는 C10-C25알킬기 중에서 선택될 수 있다. 또 다른 구현예에 따르면, R12는 C12-C25알킬기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 중, m 및 n은 서로 독립적으로 1 내지 20,000의 정수 중에서 선택될 수 있다. 여기서, m은 *-O-Si(R1)(R5)-*'의 개수를 의미하고, n은 *-O-Si(R6)(R10-N(R11)-CO-R12)-*'의 개수를 의미할 수 있다. 예를 들면, m 및 n은 서로 독립적으로 1 내지 10,000의 정수, 다른 예를 들면 1 내지 2,000의 정수, 또 다른 예를 들면 10 내지 2,000의 정수 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 사용량은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 상기 화합물은 태양전지 전극 형성용 조성물 총 중량 중 0.01 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 인쇄성이 우수하고 선폭 번짐이 적을 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 화합물은 태양전지 전극 형성용 조성물 총 중량 중 0.1 내지 5 중량%, 다른 구현예에 따르면 0.3 내지 4 중량%, 또 다른 구현예에 따르면 0.5 내지 3 중량%로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
첨가제
태양전지 전극 형성용 조성물은 상술한 성분 외에도 유동 특성, 공정 특성 및 안정성을 향상시키기 위하여 필요에 따라 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링제 등을 단독 또는 2종 이상 더 포함할 수 있다. 이들은 태양전지 전극 형성용 조성물 총 중량 중 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있으나, 필요에 따라 그 함량을 변경할 수 있다.
태양전지 전극 및 이를 포함하는 태양전지
다른 측면에 따르면, 상기 태양전지 전극 형성용 조성물로부터 형성된 태양전지 전극 및 이를 포함하는 태양전지가 제공된다. 도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 태양전지(100)의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, p층(또는 n층)(11) 및 에미터로서의 n층(또는 p층)(12)을 포함하는 웨이퍼 또는 기판(10) 상에, 태양전지 전극 형성용 조성물을 인쇄하고 소성하여 후면 전극(21) 및 전면 전극(23)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 태양전지 전극 형성용 조성물을 웨이퍼의 후면에 인쇄 도포한 후, 200 내지 400℃에서 10 내지 60초 동안 건조하여 후면 전극을 위한 사전 준비 단계를 수행할 수 있다. 또한, 웨이퍼의 전면에 태양전지 전극 형성용 조성물을 인쇄한 후 건조하여 전면 전극을 위한 사전 준비단계를 수행할 수 있다. 이후에, 400 내지 950℃, 예를 들면 600 내지 950℃에서 30 내지 210초 동안 소성하는 소성 과정을 수행하여 전면 전극 및 후면 전극을 형성할 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명의 일 구현예를 따르는 태양전지 전극 형성용 조성물에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며, 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예
실시예 1
바인더 수지로서 에틸셀룰로오스(STD4, Dow chemica社) 1.5 중량부, 용매인 텍사놀(texanol, Eastman社) 5.55 중량부를 60℃에서 충분히 용해한 후, 도전성 분말로서 평균입경(D50)이 1.5㎛인 구형의 은 분말(AG-5-11F, Dowa Hightech社) 89 중량부, 산화비스무스(15.8 몰%)-산화텔루륨(53.8 몰%)-산화아연(13.2 몰%)-산화리튬(17.2 몰%)으로 구성된 평균입경(D50)이 1.0㎛이고 전이점이 273℃인 Bi-Te-Zn-Li-O계 유리 프릿 2 중량부, 화학식 1로 표시되는 화합물로서 KF3935(Shinetsu社) 1.5 중량부, 폴리카르복시산계 분산제(EFKA5054, BASF社) 0.45 중량부를 투입하여 골고루 믹싱 후 3롤 혼련기로 혼합 분산시켜 태양전지 전극 형성용 조성물을 제조하였다.
실시예 2 내지 4 및 비교예 1
각 성분의 함량(단위: 중량부)을 하기 표 1에 기재된 대로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 태양전지 전극 형성용 조성물을 제조하였다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 비교예 1 | ||
| 유기 비히클 | 바인더 수지 | 1.5 | 3 | 0.5 | 0.2 | 2 |
| 용매 | 5.55 | 5.05 | 6.05 | 6.5 | 6.55 | |
| 도전성 분말 | 89 | 89 | 88 | 86 | 89 | |
| 유리 프릿 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| 화학식 1로 표시되는 화합물 | 1.5 | 0.5 | 3 | 4.85 | - | |
| 분산제 | 0.45 | 0.45 | 0.45 | 0.45 | 0.45 | |
상기와 같이 제조된 실시예 및 비교예의 태양전지 전극 형성용 조성물의 물성을 하기 평가 방법에 따라 측정하였다. 측정 결과는 하기 표 2에 나타냈다.
평가예 1: 전기적 특성 평가
웨이퍼(보론(Boron)이 도핑(doping)된 p 타입 웨이퍼 전면에 텍스쳐링(texturing)한 후, POCl3로 n+층을 형성하고 그 위에 질화규소(SiNx:H)를 반사 방지막으로 형성시킨 mono crystalline 웨이퍼)의 후면에 알루미늄 페이스트를 인쇄한 후 300℃에서 30초 동안 건조하였다. 이후, 웨이퍼 전면에 실시예 및 비교예에서 제조한 태양전지 전극 형성용 조성물을 28㎛ 스크린 마스크를 사용하여 일정한 패턴으로 스크린 인쇄하고 300℃에서 30초 동안 건조시켰다. 상기 과정으로 형성된 셀을 벨트형 소성로를 사용하여 940℃에서 70초간 소성하여 태양전지 셀을 제조하였다. 이와 같이 제조된 태양전지 셀에 대하여 태양전지 효율 측정 장비(Halm, Fortix tech社)를 사용하여 변환효율(Eff., 단위: %)를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다.
평가예 2: 인쇄성 및 선폭 번짐 평가
실시예 및 비교예에서 제조한 태양전지 전극 형성용 조성물을 결정계 실리콘 모노 웨이퍼 전면에 일정한 패턴으로 스크린 인쇄(스크린 마스크: 360메쉬, 에멀젼 15, 폭 25㎛)하였다. 전극의 형상은 사다리꼴 형상이고, 벨트형 소성로를 이용하여, 375℃에서 30 내지 60초 동안 건조시키고, 600 내지 900℃에서 60 내지 210초 동안 소성하여 얻은 전극을 3D 레이저 현미경(VK-9700, KEYENCE社)으로 관찰하여, 전극의 두께(단위: ㎛) 및 선폭(단위: ㎛)을 측정한 후 종횡비(두께/선폭)를 계산하여 전극의 퍼짐 특성을 평가하였다. 또한, 패턴의 단락상태를 확인하고 라인 단락이 5개 미만인 경우 ○로, 5개 이상인 경우 ×로 표시하여 인쇄성을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 비교예 1 | |
| 변환효율 | 19.05 | 19.02 | 19.11 | 19.14 | 18.83 |
| 인쇄성 | ○ | ○ | ○ | ○ | × |
| 종횡비(두께/선폭) | 0.31 | 0.30 | 0.32 | 0.34 | 0.27 |
상기 표 2를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한 실시예 1 내지 4의 태양전지 전극 형성용 조성물은 그렇지 않은 비교예 1에 비해 선폭 번짐 특성과 인쇄성 모두를 동시에 만족시켜, 단락전류(Isc) 개선에 의한 효율개선 효과도 나타냄을 알 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (8)
- 도전성 분말, 유리 프릿, 유기 비히클 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물:
[화학식 1]
상기 화학식 1 중,
R1 내지 R9는 서로 독립적으로, C1-C10알킬기 중에서 선택되고,
R10은 *-O-*', *-NH-*', C1-C10알킬렌기 및 이의 조합 중에서 선택되고,
R11은 수소 및 C1-C10알킬기 중에서 선택되고,
R12는 C1-C60알킬기 중에서 선택되고,
m 및 n은 서로 독립적으로 1 내지 20,000의 정수 중에서 선택되고,
* 및 *'은 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
- 제1항에 있어서,
R1 내지 R9는 메틸기인 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
*-R10-*'는 *-(CH2)a-*' 또는 *-(CH2)a1-NH-(CH2)a2-*'이고,
a는 1 내지 10의 정수 중에서 선택되고,
a1은 1 내지 9의 정수 중에서 선택되고,
a2는 1 내지 9의 정수 중에서 선택되고,
a1+a2는 2 내지 10인 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
R11은 수소인 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
R12는 C12-C25알킬기 중에서 선택되는 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 도전성 분말 60 내지 95 중량%;
상기 유리 프릿 0.1 내지 20 중량%;
상기 유기 비히클 1 내지 30 중량%; 및
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 0.01 내지 5 중량%; 를 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 태양전지 전극 형성용 조성물은 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제 중 1종 이상을 더 포함하는, 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 조성물로부터 형성된 태양전지 전극.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200024654A KR20210109728A (ko) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 태양전지 전극 |
| CN202110211689.2A CN113436780A (zh) | 2020-02-27 | 2021-02-25 | 太阳能电池电极形成用组合物及由其形成的太阳能电池电极 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200024654A KR20210109728A (ko) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 태양전지 전극 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210109728A true KR20210109728A (ko) | 2021-09-07 |
Family
ID=77752815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200024654A KR20210109728A (ko) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 태양전지 전극 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20210109728A (ko) |
| CN (1) | CN113436780A (ko) |
-
2020
- 2020-02-27 KR KR1020200024654A patent/KR20210109728A/ko not_active Application Discontinuation
-
2021
- 2021-02-25 CN CN202110211689.2A patent/CN113436780A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113436780A (zh) | 2021-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6392354B2 (ja) | 太陽電池電極形成用組成物及びこれによって製造された電極 | |
| KR20210111912A (ko) | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 태양전지 전극 | |
| KR101600659B1 (ko) | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극 | |
| KR101980946B1 (ko) | 태양전지용 전면 전극 및 이를 포함하는 태양전지 | |
| KR102171405B1 (ko) | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극 | |
| JP2016210962A (ja) | 電極形成用組成物ならびにこれを用いて製造された電極および太陽電池 | |
| KR101940170B1 (ko) | 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극과 태양전지 | |
| KR102406747B1 (ko) | 태양전지 전극 형성 방법 및 태양전지 | |
| CN111354502B (zh) | 用于形成太阳能电池电极的组合物及太阳能电池电极 | |
| KR20210121343A (ko) | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 태양전지 전극 | |
| KR102316662B1 (ko) | 태양전지 전극 형성 방법, 이로부터 제조된 태양전지 전극 및 태양전지 | |
| KR20210109728A (ko) | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 태양전지 전극 | |
| KR20210076308A (ko) | 태양전지 전극 및 이의 형성 방법 | |
| KR20160126169A (ko) | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극 | |
| KR20190073210A (ko) | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극 | |
| KR102326611B1 (ko) | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극 | |
| KR20210158738A (ko) | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 태양전지 전극 | |
| KR20180090669A (ko) | 태양전지용 핑거 전극의 제조방법 및 이에 의해 제조된 태양전지용 핑거 전극 | |
| KR20220006374A (ko) | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 태양전지 전극 | |
| KR101974839B1 (ko) | 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극과 태양전지 | |
| KR101991976B1 (ko) | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극 | |
| JP6804255B2 (ja) | 電極形成用組成物ならびにこれを用いて製造された電極および太陽電池 | |
| KR20200106708A (ko) | 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 태양전지 전극 | |
| KR20210111400A (ko) | 태양 전지 | |
| KR20210069788A (ko) | 선택적 에미터 태양전지 전극 및 이를 포함한 선택적 에미터 태양전지 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal |