KR101648245B1 - The composition for forming solar cell electrode comprising the same, and electrode prepared using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 은(Ag) 분말; 산화납(PbO)을 포함하는 제1 유리프릿; 산화비스무스(Bi2O3)와 산화텔루륨(TeO2)을 포함하는 제2 유리프릿; 및 유기 비히클을 포함하고, 상기 제1 유리프릿은 산화납(PbO)을 60 중량% 이상 포함하는 유리프릿인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물에 관한 것으로, 상기 태양전지 전극 형성용 조성물은 PbO계 및 Bi2O3-TeO2계 2 종의 유리프릿을 도입하여 접촉저항과 실리콘 태양전지의 pn junction에 의한 폐해를 최소화하였다. The present invention relates to silver (Ag) powder; A first glass frit comprising lead oxide (PbO); Bismuth second glass frit comprising a (Bi 2 O 3) and the oxide tellurium (TeO 2); And an organic vehicle, wherein the first glass frit is a glass frit containing 60 wt% or more of lead oxide (PbO), wherein the composition for forming a solar cell electrode comprises PbO system and Bi 2 O 3 --TeO 2 system glass frit were introduced to minimize the contact resistance and the damage caused by the pn junction of the silicon solar cell.
Description
본 발명은 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.
태양전지는 태양광의 포톤(photon)을 전기로 변환시키는 pn 접합의 광전 효과를 이용하여 전기 에너지를 발생시킨다. 태양전지는 pn 접합이 구성되는 반도체 웨이퍼 또는 기판 상·하면에 각각 전면 전극과 후면 전극이 형성되어 있다. 태양전지는 반도체 웨이퍼에 입사되는 태양광에 의해 pn 접합의 광전 효과가 유도되고, 이로부터 발생된 전자들이 전극을 통해 외부로 흐르는 전류를 제공한다. 이러한 태양전지의 전극은 전극 형성용 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 a substrate on which 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. The electrode of such a solar cell can be formed on the surface of the wafer by applying, patterning and firing the composition for electrode formation.
또한, 다양한 면저항의 웨이퍼의 증가에 따라 소성 온도가 변동폭이 커지고 이에 따라 넓은 소성 온도에서도 열안정성을 확보할 수 있는 조성물에 대한 요구가 높아지고 있다.In addition, there is a growing demand for a composition capable of ensuring thermal stability even at a wide firing temperature, as the variation range of the firing temperature increases with the increase of wafers of various sheet resistances.
본 발명자는 다양한 면저항 하에서 pn 접합에 대한 피해를 최소화함으로써 pn 접합 안정성을 확보할 수 있고 태양전지 효율을 높일 수 있는 태양전지 전극 형성용 조성물을 개발하기에 이르렀다.
The present inventors have developed a composition for forming a solar cell electrode capable of securing pn junction stability and minimizing damage to a pn junction under various sheet resistances and increasing solar cell efficiency.
본 발명의 목적은 접촉저항과 직렬저항을 최소화할 수 있는 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a composition for forming a solar cell electrode capable of minimizing contact resistance and series resistance.
본 발명의 목적은 변환효율이 우수한 태양전지 전극을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a solar cell electrode having excellent conversion efficiency.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물로 제조된 전극을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an electrode made of the composition.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.
본 발명의 일 관점인 태양전지 전극 형성용 조성물은 은(Ag) 분말; 산화납(PbO)을 포함하는 제1 유리프릿; 산화비스무스(Bi2O3)와 산화텔루륨(TeO2)을 포함하는 제2 유리프릿; 및 유기 비히클을 포함하고, 상기 제1 유리프릿은 산화납(PbO)을 60 중량% 이상 포함하는 유리프릿인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물에 관한 것이다.As one aspect of the present invention, a composition for forming a solar cell electrode comprises a silver (Ag) powder; A first glass frit comprising lead oxide (PbO); Bismuth second glass frit comprising a (Bi 2 O 3) and the oxide tellurium (TeO 2); And an organic vehicle, wherein the first glass frit is a glass frit containing 60 wt% or more of lead oxide (PbO).
상기 태양전지 전극 형성용 조성물은 상기 은(Ag) 분말 60 내지 95 중량%; 상기 제1 및 제2 유리프릿 0.1 내지 20 중량%; 및 상기 유기 비히클 1 내지 30 중량%를 포함할 수 있다.Wherein the composition for forming the solar cell electrode comprises 60 to 95% by weight of the silver (Ag) powder; 0.1 to 20% by weight of said first and second glass frit; And 1 to 30% by weight of the organic vehicle.
상기 제2 유리프릿과 제1 유리프릿은 1 : 1.2 내지 1 : 4의 중량비로 포함될 수 있다.The second glass frit and the first glass frit may be contained in a weight ratio of 1: 1.2 to 1: 4.
상기 제2 유리프릿은 산화비스무스(Bi2O3)와 산화텔루륨(TeO2)을 1 : 1.5 내지 1 : 3의 중량비로 포함될 수 있다.The second glass frit may include bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) and tellurium oxide (TeO 2 ) in a weight ratio of 1: 1.5 to 1: 3.
상기 제1 및 제2 유리프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛ 내지 10㎛일 수 있다.The first and second glass frit may have an average particle diameter (D50) of 0.1 to 10 mu m.
상기 조성물은 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수 있다.The composition may further include at least one additive selected from the group consisting of a dispersant, a thixotropic agent, a plasticizer, a viscosity stabilizer, a defoamer, a pigment, a UV stabilizer, an antioxidant and a coupling agent.
본 발명의 다른 관점인 태양전지 전극은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조될 수 있다.
The solar cell electrode, which is another aspect of the present invention, can be made of the composition for forming the solar cell electrode.
본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 Pb-O계 및 Bi-Te-O계 2종의 유리프릿을 도입하여 접촉저항과 실리콘 태양전지의 pn접합(pn junction)에 의한 폐해를 최소화하여 직렬저항이 낮고 변환효율이 우수하다.
In the composition for forming a solar cell electrode of the present invention, glass frits of two types of Pb-O type and Bi-Te-O type are introduced to minimize the contact resistance and adverse effects caused by the pn junction of the silicon solar cell, Is low and the conversion efficiency is excellent.
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.
태양전지 전극 형성용 조성물Composition for forming solar cell electrode
본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 은(Ag) 분말; 산화납(PbO)을 포함하는 제1 유리프릿; 산화비스무스(Bi2O3)와 산화텔루륨(TeO2)을 포함하는 제2 유리프릿; 및 유기 비히클을 포함한다. 이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.The composition for forming a solar cell electrode according to the present invention comprises silver (Ag) powder; A first glass frit comprising lead oxide (PbO); Bismuth second glass frit comprising a (Bi 2 O 3) and the oxide tellurium (TeO 2); And organic vehicles. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(A) 은 분말 (A) is powder
본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 도전성 분말로서 은(Ag) 분말을 사용한다. 상기 은 분말은 나노 사이즈 또는 마이크로 사이즈의 입경을 갖는 분말일 수 있는데, 예를 들어 수십 내지 수백 나노미터 크기의 은 분말, 수 내지 수십 마이크로미터의 은 분말일 수 있으며, 2이상의 서로 다른 사이즈를 갖는 은 분말을 혼합하여 사용할 수도 있다.The composition for forming a solar cell electrode of the present invention uses silver (Ag) powder as the conductive powder. The silver powder may be a nano-sized or micro-sized powder, for example, a silver powder having a size of several tens to several hundreds of nanometers, a silver powder of several to several tens of micrometers, Silver powder may be mixed and used.
은 분말은 입자 형상이 구형, 판상, 무정형 형상을 가질 수 있다The silver powder may have a spherical shape, a plate shape, and an amorphous shape as the particle shape
은 분말의 평균입경(D50)은 바람직하게는 0.1㎛ 내지 5㎛이며, 더 바람직하게는 0.5㎛ 내지 3㎛이 될 수 있다. 상기 평균입경은 이소프로필알코올(IPA)에 도전성 분말을 초음파로 25℃에서 3분 동안 분산시킨 후 CILAS社에서 제작한 1064LD 모델을 사용하여 측정된 것이다. 상기 범위 내에서, 접촉 저항과 선 저항이 낮아지는 효과를 가질 수 있다. The average particle diameter (D50) of the silver powder is preferably from 0.1 to 5 mu m, and more preferably from 0.5 to 3 mu m. The average particle diameter was measured using a 1064 LD model manufactured by CILAS after distributing the conductive powder to isopropyl alcohol (IPA) by ultrasonication at 25 캜 for 3 minutes. Within this range, the contact resistance and line resistance can be lowered.
은 분말은 조성물 전체 중량 대비 60 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 저항의 증가로 변환 효율이 낮아지는 것을 막을 수 있고, 유기 비히클 양의 상대적인 감소로 페이스트화가 어려워지는 것을 막을 수 있다. 바람직하게는 70 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. The silver powder may be included in an amount of 60 to 95% by weight based on the total weight of the composition. In this range, it is possible to prevent the conversion efficiency from being lowered by increasing the resistance, and to prevent the paste from becoming difficult due to the relative reduction in the amount of the organic vehicle. Preferably 70 to 90% by weight.
(B) 유리프릿(B) glass frit
유리프릿(glass frit)은 전극 형성용 조성물의 소성 공정 중 반사 방지막을 에칭(etching)하고, 은 입자를 용융시켜 저항이 낮아질 수 있도록 에미터 영역에 은 결정 입자를 생성시키고, 전도성 분말과 웨이퍼 사이의 접착력을 향상시키고 소결시에 연화하여 소성 온도를 보다 낮추는 효과를 유도한다.The glass frit is formed by etching the antireflection film during the firing process of the composition for forming an electrode, melting the silver particles to generate silver grains in the emitter region so that the resistance can be lowered, And softening at sintering to lower the sintering temperature.
태양전지의 효율을 증가시키기 위하여 태양전지의 면적을 증가시키면 태양전지의 접촉저항이 높아질 수 있으므로 pn 접합(pn junction)에 대한 피해를 최소화함과 동시에 직렬저항을 최소화시켜야 한다. 또한, 다양한 면저항의 웨이퍼의 증가에 따라 소성 온도가 변동폭이 커지므로 넓은 소성 온도에서도 열안정성을 충분히 확보될 수 있는 유리프릿을 사용하는 것이 바람직하다. Increasing the area of the solar cell in order to increase the efficiency of the solar cell may increase the contact resistance of the solar cell. Therefore, the damage to the pn junction should be minimized and the series resistance should be minimized. In addition, it is preferable to use a glass frit which can sufficiently secure thermal stability even at a wide firing temperature because the range of variation in firing temperature becomes large as wafers of various sheet resistances increase.
본 발명의 유리프릿은 PbO를 포함하는 제1 유리프릿과 Bi2O3와 TeO2를 포함하는 제2 유리프릿을 포함한다. 상기 제1 유리프릿인 Pb-O계 유리프릿은 금속산화물인 산화납(PbO)을 필수적으로 포함하며, 상기 PbO 이외에 산화규소, 산화비스무스, 산화아연, 산화붕소, 산화리튬, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 산화텅스텐 및 이들 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 금속산화물을 더 포함할 수 있다. The glass frit of the present invention comprises a first glass frit comprising a first glass frit, and Bi 2 O 3 and TeO 2 containing PbO. The Pb-O glass frit, which is the first glass frit, essentially contains lead oxide (PbO), which is a metal oxide. In addition to PbO, silicon oxide, bismuth oxide, zinc oxide, boron oxide, lithium oxide, , Tungsten oxide, and a mixture thereof.
상기 제1 유리프릿은 산화납(PbO)을 60 중량% 이상, 바람직하게는 65 내지 90 중량%로 포함하는 PbO 리치(rich)계 유리프릿이다. 상기와 같이 제1 유리프릿이 산화납을 과량 포함시 은(Ag) 입자의 용해성(dissolution property)이 우수하고, ARC 층(layer)의 에칭(etching) 효과가 뛰어난 이점을 가질 수 있다.The first glass frit is a PbO rich glass frit containing 60 wt% or more of lead oxide (PbO), preferably 65 to 90 wt%. As described above, when the first glass frit contains an excessive amount of lead oxide, the dissolution property of the silver (Ag) particles is excellent and the etching effect of the ARC layer can be excellent.
상기 제2 유리프릿은 Bi-Te-O계 유리프릿으로서 금속산화물로서 산화비스무스(Bi2O3)와 산화텔루륨(TeO2)을 필수적으로 포함하며, 산화규소,산화아연, 산화붕소, 산화리튬, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 산화텅스텐 및 성들 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 금속산화물을 더 포함할 수 있다. (Bi 2 O 3 ) and tellurium oxide (TeO 2 ) as metal oxides as a Bi-Te-O glass frit, and the second glass frit is made of silicon oxide, zinc oxide, boron oxide, Lithium, magnesium oxide, aluminum oxide, tungsten oxide, and mixtures of materials.
상기 제2 유리프릿에서 산화비스무스(Bi2O3)와 산화텔루륨(TeO2)은 1 : 1.5 내지 1 : 3의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 은 입자의 용해성이 우수하다. In the second glass frit, bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) and tellurium oxide (TeO 2 ) may be contained in a weight ratio of 1: 1.5 to 1: 3. The solubility of silver particles in the above range is excellent.
상기 제1 및 제2 유리프릿은 통상의 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 기술된 금속산화물을 볼 밀(ball mill) 또는 플라네터리 밀(planetary mill)로 혼합하고, 혼합된 조성물을 900℃ 내지 1300℃의 조건에서 용융시키고, 25℃에서 ??칭(quenching)한다. 얻은 결과물을 디스크 밀(disk mill), 플라네터리 밀 등으로 분쇄하여 유리프릿을 얻을 수 있다. The first and second glass frit can be prepared by a conventional method. For example, the metal oxides described above may be mixed in a ball mill or a planetary mill, the mixed composition may be melted at a temperature of 900 ° C to 1300 ° C, quenching. The resulting product is pulverized by a disk mill, a planetary mill or the like to obtain a glass frit.
상기 제1 및 제2 유리프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛ 내지 10㎛인 것이 사용될 수 있으며, 유리프릿의 형상은 구형이어도 부정형상이어도 무방하다. The first and second glass frit may have an average particle diameter (D50) of 0.1 to 10 mu m, and the shape of the glass frit may be spherical or irregular.
본 발명에서 상기 제1 및 제2 유리프릿은 조성물 전체 중량 대비 0.1 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 또한, 상기 제2 유리프릿과 제1 유리프릿은 1 : 1.2 내지 1 : 4의 중량비로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 1 : 1.5 내지 1 : 3 으로 포함될 수 있다. In the present invention, the first and second glass frit may be contained in an amount of 0.1 to 20% by weight based on the total weight of the composition. The second glass frit and the first glass frit may be contained in a weight ratio of 1: 1.2 to 1: 4, preferably 1: 1.5 to 1: 3.
상기 범위에서 은(Ag) 입자의 용해성이 우수하고, ARC 층의 에칭 기능이 충분히 발휘되며, 부착력이 우수하고 전극탈락 현상의 방지가 가능하다. In this range, the solubility of the silver (Ag) particles is excellent, the etching function of the ARC layer is sufficiently exhibited, the adhesion is excellent, and the electrode dropout phenomenon can be prevented.
(C) 유기 비히클(C) Organic vehicle
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.
상기 유기 비히클은 통상적으로 태양전지 전극 형성용 조성물에 사용되는 유기 비히클이 사용될 수 있고, 통상의 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 include a common 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, 부틸센로솔브, 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.
상기 유기 비히클은 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 대비 1 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 충분한 접착강도와 우수한 인쇄성을 확보할 수 있다. The organic vehicle may be contained in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the composition for forming a solar cell electrode. Within this range, sufficient adhesive strength and excellent printability can be ensured.
(D) 첨가제(D) Additive
본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 상기에서 기술한 구성 요소 외에 유동 특성, 공정 특성 및 안정성을 향상시키기 위하여 필요에 따라 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링제 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 이들은 태양전지 전극 형성용 조성물 전체 중량 대비 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있지만 필요에 따라 함량을 변경할 수 있다.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 to 5% by weight based on 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 850℃ 내지 950℃에서 30초 내지 50초 정도 소성하는 소성 과정을 수행하여 전면 전극 및 후면 전극을 형성할 수 있다. 1, a composition for electrode formation is printed on a
상기 제조된 태양전지 전극은 직렬저항(Rs)이 0.01mΩ 이하일 수 있으며, 변환 효율이 15% 이상일 수 있다.
The manufactured solar cell electrode may have a series resistance (Rs) of 0.01 m? Or less and a conversion efficiency of 15% or more.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but these examples are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the present invention.
실시예Example
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다: The specifications of each component used in the following examples and comparative examples are as follows:
(A) 은 분말 : Dowa社의 AG-4-8을 사용하였다.(A) powder: AG-4-8 from Dowa was used.
(B) 유리프릿 : 하기 표 1의 조성을 갖는 유리프릿을 사용하였다. (B) Glass frit: Glass frit having the composition shown in the following Table 1 was used.
(C) 유기 비히클 : 에틸셀룰로오스(Dow chemical company, STD4)를 용매인 부틸 카비톨(Butyl Carbitol)에 60℃에서 용해시켜 사용하였다. (C) Organic Vehicle: Ethylcellulose (Dow chemical company, STD4) was dissolved in butyl carbitol solvent at 60 ° C and used.
(D) 첨가제 : 분산제 BYK102(BYK-chemie)와 요변제 Thixatrol ST(Elementis co.)를 사용하였다. (D) Additive: Dispersant BYK102 (BYK-chemie) and thixotropic agent Thixatrol ST (Elementis co.) Were used.
(단위: 중량%) (Unit: wt%)
실시예 1-3 및 비교예 1-6Examples 1-3 and Comparative Examples 1-6
실시예 1Example 1
유기 바인더로서 에틸셀룰로오스(Dow chemical company, STD4) 0.95 중량%를 용매인 부틸 카비톨(Butyl Carbitol) 8.55 중량%에 60℃에서 충분히 용해한 후 평균입경이 2.0㎛인 구형의 은 분말(Dowa Hightech CO. LTD, AG-4-8) 87 중량%, 상기 표 1의 조성을 갖는 제1 유리프릿(B11) 2 중량% 및 제2 유리프릿(B21) 1 중량%, 및 첨가제로서 분산제 BYK102(BYK-chemie) 0.2 중량% 및 요변제 Thixatrol ST (Elementis co.) 0.3 중량%를 투입하여 골고루 믹싱 후 3롤 혼련기로 혼합 분산시켜 태양전지 전극 형성용 조성물을 준비하였다.0.95% by weight of ethyl cellulose (STD4) as an organic binder was sufficiently dissolved in 8.55% by weight of butylcarbitol as a solvent at 60 占 폚, and spherical silver powder having an average particle diameter of 2.0 占 퐉 (Dowa Highech CO. 87% by weight of the first glass frit (B11) and 2% by weight of the second glass frit (B21) having the composition shown in Table 1, and BYK-chemie dispersant (BYK102) 0.2 weight% and 0.3 weight% of Thixatrol ST (Elementis co.) As a thixotropic agent were mixed and mixed and dispersed by a 3 roll kneader to prepare a composition for forming a solar cell electrode.
실시예 2Example 2
제1 유리프릿(B1-1) 2 중량% 및 제2 유리프릿(B2-2) 1 중량%를 사용하고 하기 표 2의 함량으로 각 성분을 포함하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 준비하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that 2 wt% of the first glass frit (B1-1) and 1 wt% of the second glass frit (B2-2) were used and each component was contained in the contents shown in the following Table 2 .
실시예 3Example 3
제1 유리프릿(B1-1) 2 중량% 및 제2 유리프릿(B2-3) 1 중량%를 사용하고 하기 표 2의 함량으로 각 성분을 포함하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 준비하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that 2% by weight of the first glass frit (B1-1) and 1% by weight of the second glass frit (B2-3) were used and each component was contained in the contents shown in the following Table 2 .
비교예 1Comparative Example 1
유리프릿으로 상기 표 1의 제1 유리프릿(B1-1)만을 사용하고 하기 표 2의 함량으로 각 성분을 포함하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 준비하였다.A composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that only the first glass frit (B1-1) in Table 1 was used as the glass frit and each component was contained in the content of Table 2 below.
비교예 2Comparative Example 2
유리프릿으로 상기 표 1의 제2 유리프릿(B2-1)만을 사용하고 하기 표 2의 함량으로 각 성분을 포함하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 준비하였다.A composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that only the second glass frit (B2-1) in Table 1 was used as the glass frit and each component was contained in the contents shown in the following Table 2.
비교예 3Comparative Example 3
유리프릿으로 상기 표 1의 제2 유리프릿(B2-2)만을 사용하고 하기 표 2의 함량으로 각 성분을 포함하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 준비하였다.A composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that only the second glass frit (B2-2) in Table 1 was used as the glass frit and each component was contained in the contents shown in the following Table 2.
비교예 4Comparative Example 4
유리프릿으로 상기 표 1의 제2 유리프릿(B2-3)만을 사용하고 하기 표 2의 함량으로 각 성분을 포함하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 준비하였다.The composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that only the second glass frit (B2-3) in Table 1 was used as the glass frit and each component was contained in the contents in Table 2 below.
비교예 5 Comparative Example 5
유리프릿으로 상기 표 1의 제3 유리프릿(B3)만을 사용하고 하기 표 2의 함량으로 각 성분을 포함하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 준비하였다.A composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that only the third glass frit (B3) in Table 1 was used as the glass frit and each component was contained in the content of Table 2 below.
비교예 6 Comparative Example 6
제1 유리프릿(B1-2) 2 중량% 및 제2 유리프릿(B2-1) 1 중량%를 사용하고 하기 표 2의 함량으로 각 성분을 포함하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 준비하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that 2 wt% of the first glass frit (B1-2) and 1 wt% of the second glass frit (B2-1) were used and each component was contained in the contents shown in the following Table 2 .
물성 평가 방법 Property evaluation method
상기 실시예 및 비교예에서 준비된 태양전지 전극 형성용 조성물을 결정계 모노 웨이퍼(Wafer) 전면에 일정한 패턴으로 스크린 프린팅 하여 인쇄하고, 적외선 건조로를 사용하여 건조시켰다. 상기 과정으로 형성된 Cell을 벨트형 소성로를 사용하여 940℃에서 60초 내지 210초간 소성을 행하였으며, 이렇게 제조 완료된 Cell은 태양전지효율 측정장비 (Pasan社, CT-801)를 사용하여 태양전지의 변환효율(%)과, 직렬저항(Rs)을 측정하였으며 접촉저항은 Correscan Potential을 이용하여 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
The composition for forming a solar cell electrode prepared in the above Examples and Comparative Examples was screen-printed on the entire surface of a crystal mono wafer in a predetermined pattern and printed using an infrared drying furnace. The cells thus formed were fired at 940 ° C. for 60 seconds to 210 seconds using a belt-type firing furnace. The cells thus manufactured were converted into solar cells using a solar cell efficiency measuring device (Pasan, CT-801) The efficiency (%) and the series resistance (Rs) were measured. The contact resistance was measured using Correscan Potential and is shown in Table 2 below.
비히클abandonment
Vehicle
(단위: 중량%) (Unit: wt%)
상기 표 1의 결과 값에서 보듯이, 산화납을 포함하는 제1 유리프릿과 산화비스무스와 산화텔루륨을 포함하는 제2 유리프릿을 모두 사용한 실시예 1-3은 제1 유리프릿 또는 제2 유리프릿만을 사용한 비교예 1 내지 4에 비하여 직렬저항이 낮고 변환효율이 우수하며 코레스칸 포텐셜(Correscan Potential)이 낮은 것을 알 수 있다. 또한, 산화납(PbO), 산화비스무스(Bi2O3) 및 산화텔루륨(TeO2)을 포함하는 1종의 유리프릿만을 사용한 비교예 5는 직렬저항 및 코레스칸 포텐셜이 현저히 상승하고 변환효율이 낮은 것을 알 수 있으며, 산화납의 함량이 낮은 제1 유리프릿(B1-2)을 사용한 비교예 6은 코레스칸 포텐셜이 높고 변환효율이 충분히 확보되지 않은 것을 확인할 수 있다.
As shown in the results of Table 1, Example 1-3, in which both the first glass frit containing lead oxide and the second glass frit containing bismuth oxide and tellurium oxide were used, the first glass frit or the second glass It can be seen that the series resistance is low, the conversion efficiency is excellent and the Correscan Potential is low as compared with Comparative Examples 1 to 4 using only frit. Further, in Comparative Example 5 using only one type of glass frit containing lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), and tellurium oxide (TeO 2 ), the series resistance and the crescent potential remarkably increased, , And that in Comparative Example 6 using the first glass frit (B1-2) having a low content of lead oxide, it was confirmed that the chromene potential was high and the conversion efficiency was not sufficiently secured.
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 (7)
상기 제1 유리프릿은 산화납(PbO)을 60 중량% 이상 포함하는 유리프릿이고,
상기 제2 유리프릿은 무연 유리프릿인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
From 60 to 95% by weight of silver (Ag) powder; A first glass frit containing lead oxide (PbO) and bismuth oxide (Bi 2 O 3) and a second glass frit of 0.1 to 20% by weight containing oxide tellurium (TeO 2); And 1 to 30% by weight of an organic vehicle,
The first glass frit is a glass frit containing 60 wt% or more of lead oxide (PbO)
Wherein the second glass frit is a lead-free glass frit.
상기 제2 유리프릿과 제1 유리프릿은 1 : 1.2 내지 1 : 4의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the second glass frit and the first glass frit are contained in a weight ratio of 1: 1.2 to 1: 4.
상기 제2 유리프릿은 산화비스무스(Bi2O3)와 산화텔루륨(TeO2)을 1 : 1.5 내지 1 : 3의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the second glass frit comprises bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) and tellurium oxide (TeO 2 ) in a weight ratio of 1: 1.5 to 1: 3.
상기 제1 및 제2 유리프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛ 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the first and second glass frit have an average particle diameter (D50) of 0.1 to 10 mu m.
The composition according to claim 1, wherein the composition further comprises at least one additive selected from the group consisting of a dispersant, a thixotropic agent, a plasticizer, a viscosity stabilizer, a defoamer, a pigment, a UV stabilizer, an antioxidant and a coupling agent A composition for forming a solar cell electrode.
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