KR101338548B1 - 페이스트 조성물 및 태양전지 - Google Patents

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Abstract

페이스트 조성물 및 태양전지가 개시된다. 페이스트 조성물은 다수 개의 도전 입자들; 무기 바인더; 유기 바인더; 및 제 1 도전형을 가지는 산화물 반도체를 포함한다.

Description

페이스트 조성물 및 태양전지{PASTE COMPOSITION AND SOLAR CELL}
실시예는 페이스트 조성물 및 태양전지에 관한 것이다.
최근 에너지의 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지들에 대한 개발이 진행되고 있다. 이러한 태양전지들 중 실리콘 웨이퍼를 이용한 태양전지가 상업적으로 널리 사용되고 있다.
또한, 이러한 태양전지를 제조하기 위해서, 다양한 페이스트 조성물이 사용되고 있다.
실시예는 향상된 광-전 변환 효율을 가지는 태양전지 및 이를 제조하기 위한 페이스트 조성물을 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 페이스트 조성물은 다수 개의 도전 입자들; 무기 바인더; 유기 바인더; 및 제 1 도전형을 가지는 산화물 반도체를 포함한다.
일 실시예에 따른 태양전지는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되는 제 1 전극; 및 상기 광 흡수층 아래에 배치되는 제 2 전극을 포함하고, 상기 제 2 전극은 제 1 도전형을 가지는 산화물 반도체를 포함한다.
실시예에 따른 페이스트 조성물은 제 1 도전형을 가지는 산화물 반도체를 포함한다. 이에 따라서, 실시예에 따른 페이스트 조성물에 의해서 형성된 전극은 제 1 도전형을 가질 수 있다. 또한, 실리콘 웨이퍼 등과 같은 광 흡수층으로 제 1 도전형의 산화물 반도체가 확산될 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 페이스트 조성물에 의해서 형성된 태양전지는 BSF층의 특성을 향상시킬 수 있고, 제 2 전극의 특성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 페이스트 조성물에 의해서 형성된 태양전지는 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 막, 전극, 입자 또는 층 등이 각 기판, 전극, 막, 입자 또는 층 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 태양전지는 실리콘 기판(100), 반사 방지막(200), 전면전극(300), 후면전극(400) 및 서로 다른 태양전지들을 연결하기 위한 태빙 전극(500)을 포함한다.
상기 실리콘 기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 실리콘 기판(100)으로 사용되는 물질의 예로서는 실리콘 등을 들 수 있다. 상기 실리콘 기판(100)은 pn 접합을 가진다.
상기 실리콘 기판(100)은 n형 불순물이 고농도로 주입된 n+층(110), p형 불순물이 저농도로 주입된 p-층(120) 및 p형 불순물이 고농도로 확산되어 형성되는 BSF층(130)을 포함한다.
상기 실리콘 기판(100)은 광을 입사받아 전기에너지로 변환시킨다. 즉, 상기 실리콘 기판(100)은 외부 광을 입사받아, 전자 및 정공을 형성한다. 즉, 상기 실리콘 기판(100)은 외부 광을 흡수하는 광 흡수층이다.
상기 BSF층(130)은 3족 원소들을 포함한다. 즉, 상기 BSF층(130)은 알루미늄이 확산되어 형성된다. 상기 BSF층(130)은 알루미늄 등이 확산되어 형성되는 p+층이다. 상기 BSF층(130)의 두께는 예를 들어, 약 6 내지 8㎛일 수 있다.
상기 반사 방지막(200)은 상기 실리콘 기판(100) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 반사 방지막(200)은 상기 n+층(110) 상에 배치된다. 상기 반사 방지막(200)은 상기 실리콘 기판(100)으로의 입광 효율을 향상시키며, 상기 반사 방지막(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 실리콘 질화물 등을 들 수 있다.
상기 전면전극(300)은 상기 실리콘 기판(100) 상에 배치된다. 상기 전면전극(300)은 상기 n+층(110)에 접촉하며, 상기 n+층(110)에 전기적으로 접속된다. 상기 전면전극(300)은 상기 실리콘 기판(100)의 상면 면적에 대해 약 5% 이하를 차지할 수 있다.
상기 전면전극(300)은 도전체로 이루어지며, 상기 전면전극(300)으로 사용되는 물질의 예로서는 은, 텅스텐, 니켈, 백금 및 이들의 합금 등을 들 수 있다.
상기 후면전극(400)은 상기 실리콘 기판(100) 아래에 배치된다. 상기 후면전극(400)은 상기 BSF층(130)에 접촉하며, 상기 BSF층(130)에 전기적으로 접속된다. 상기 후면전극(400)은 p형 산화물 반도체를 포함한다. 더 자세하게, 상기 p형 산화물 반도체는 상기 후면전극(400)에 약 0.5wt% 내지 약 5wt%의 비율로 포함될 수 있다.
예를 들어, 상기 p형 산화물 반도체의 예로서 NiFe2O4, CoFe2O4 또는 스트론튬 구리 옥사이드 등을 들 수 있다.
특히, 상기 p형 산화물 반도체는 둘 이상의 원소들이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드(strontium copper oxide)일 수 있다.
이때, 상기 스트론튬 구리 옥사이드에는 I족 원소 및 II족 원소가 도핑될 수 있다.
예를 들어, 상기 도핑되는 원소들 중 하나는 칼륨(K), 나트륨(Na), 리튬(Li), 루비듐(Rb), 세슘(Cs) 및 Fr(프란슘)으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
또한, 상기 도핑되는 원소들 중 다른 하나는 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 및 라듐(Ra)으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
더 자세하게, 상기 스트론튬 구리 옥사이드에는 칼륨(K) 및 칼슘(Ca)가 도핑될 수 있다. 즉, 실시예에 따른 p형 산화물 반도체 조성물은 칼륨 및 칼슘이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드(SrCu2O2:(K, Ca))를 포함할 수 있다.
더 자세하게, 상기 칼륨은 상기 스트론튬 구리 옥사이드에 0.47wt% 내지 0.79wt%의 비율로 도핑될 수 있다. 또한, 상기 칼슘은 상기 스트론튬 구리 옥사이드에 0.32wt% 내지 0.81wt%의 비율로 도핑될 수 있다.
이때, 상기 칼륨의 도핑 농도가 0.47wt% 미만인 경우, 도핑 효과가 미약하고, 0.79wt%를 초과하는 경우, 도핑 임계치에 도달하여, 상기 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드의 전도도가 저하될 수 있다.
상기 도핑되는 원소들은 스트론튬과 치환될 수 있다. 즉, 둘 이상의 원소들이 스트론튬과 치환될 수 있다.
예를 들어, 상기 스트론튬 구리 옥사이드는 아래의 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
(Sr1 -X-Y, AX, BY)Cu2O2
여기서, A는 II족 원소이고, B는 I족 원소이고, 0<X<1이고, 0<Y<1이다.
더 자세하게, 상기 스트론튬 구리 옥사이드는 아래의 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
(Sr1 -X-Y, CaX, KY)Cu2O2
여기서, 0.02<X<0.05이고, 0.03<Y<0.05일 수 있다. X가 0.02 이하인 경우, Ca의 칼슘의 도핑 효과가 미미하고, X가 0.05 이상인 경우에는, 임계치에 도달하여, 상기 스트론튬 구리 옥사이드의 전도도가 오히려 감소될 수 있다.
마찬가지로, Y가 0.03 이하인 경우, 칼륨의 도핑 효과가 미미하고, Y가 0.05 이상인 경우에는, 임계치에 도달하여, 상기 스트론튬 구리 옥사이드의 전도도가 오히려 감소될 수 있다
이와는 다르게, 상기 도핑된 원소들 중 일부는 스트론튬과 치환되고, 상기 도핑된 원소들 중 다른 일부는 구리와 치환될 수 있다.
예를 들어, 상기 스트론튬 구리 옥사이드는 아래의 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
(Sr1 -X, AX)(Cu1 -Y, BY)2O2
여기서, A는 II족 원소이고, B는 I족 원소이고, 0<X<1이고, 0<Y<1이다.
더 자세하게, 상기 스트론튬 구리 옥사이드는 아래의 화학식 4로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
(Sr1 -X, CaX)(Cu1 -Y, KY)2O2
여기서, 0.02<X<0.05이고, 0.015<Y<0.025일 수 있다. X가 0.02 이하인 경우, Ca의 칼슘의 도핑 효과가 미미하고, X가 0.05 이상인 경우에는, 임계치에 도달하여, 상기 스트론튬 구리 옥사이드의 전도도가 오히려 감소될 수 있다.
마찬가지로, Y가 0.015 이하인 경우, 칼륨의 도핑 효과가 미미하고, Y가 0.025 이상인 경우에는, 임계치에 도달하여, 상기 스트론튬 구리 옥사이드의 전도도가 오히려 감소될 수 있다.
상기 p형 산화물 반도체는 투명하다. 또한, 상기 p형 산화물 반도체는 둘 이상의 원소들이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드를 포함하기 때문에 높은 전도도를 가질 수 있다.
또한, 상기 후면전극(400)은 도전체이며, 서로 연결되는 알루미늄 입자들을 포함하고, 상기 알루미늄 입자들의 결합력을 향상시키거나 입자의 융점을 낮추기 위한 무기 바인더를 포함한다. 상기 무기 바인더는 PbO-SiO2계, PbO-SiO2-B2O3계, ZnO-SiO2계, ZnO-B2O3-SiO2 계 또는 Bi2O3-B2O3-ZnO-SiO2계 글래스 프릿일 수 있다.
상기 BSF층(130)에는 p형 산화물 반도체 등이 확산될 수 있다. 즉, 상기 BSF층(130)은 p형 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 BSF층(130)의 특성은 상기 p형 산화물 반도체에 의해서 향상될 수 있고, 이에 따라서, 실시예에 따른 태양전지의 효율이 향상될 수 있다.
또한, 상기 후면전극층(400)은 상기 p형 산화물 반도체를 포함하기 때문에, p형 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 p형 산화물 반도체에는 칼슘 및 칼륨이 도핑되어, 상기 후면전극층(400)의 전도도를 향상시킬 수 있다.
따라서, 상기 p형 산화물 반도체는 상기 후면전극(400)의 전기적인 특성을 향상시킬 수 있고, 실시예에 따른 태양전지의 효율을 향상시킨다.
도 2 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 도면들이다. 특히, 도 5는 실시예에 따른 페이스트 조성물을 형성하는 과정을 도시한 도면이다. 도 6은 p형 산화물 반도체를 형성하는 과정을 도시한 도면이다. 본 제조방법에 대한 설명에 있어서, 앞서 설명한 태양전지에 대한 설명을 참조한다. 즉, 앞선 태양전지에 대한 설명은 본 제조방법에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 2를 참조하면, p형 실리콘 기판(100)에 n형 불순물이 주입되어, n+층(110)이 형성된다.
도 3을 참조하면, 상기 n+층(110) 상에 실리콘 질화막이 형성되고, 상기 실리콘 질화막은 패터닝되어, 반사 방지막(200)이 형성된다.
이후, 은 파우더를 포함하는 제 1 페이스트 조성물이 형성되고, 상기 실리콘 기판(100) 상에 프린팅되고 건조된다.
도 4를 참조하면, 서로 다른 태양전지들을 직렬로 연결하기 위한 리본을 부착하기 위해, 태빙 전극을 형성하기 위한 제 3 페이스트 조성물(501)이 상기 실리콘 기판(100)의 하면에 프린팅되고, 건조된다. 이후, 상기 실리콘 기판(100)의 하면에 후면전극(400)을 형성하기 위한 제 2 페이스트 조성물이 배치된다.
도 5를 참조하면, 상기 제 2 페이스트 조성물은 다음과 같은 방법에 의해서 형성된다.
먼저, 유기 바인더를 솔벤트에 넣고, 혼합하여, 유기 비히클을 제조한다(S10). 상기 유기 비히클은 소포제 및 분산제를 더 포함할 수 있다.
상기 유기 바인더는 에틸셀룰로스계 수지, 아크릴레이트계 수지, 에폭시계 수지 및 알킬드 수지 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 솔벤트는 테피놀(terpineol) 또는 텍사놀일 수 있다.
이후, 상기 유기 비히클, 도전입자들, p형 산화물 반도체를 포함하는 첨가제 및 무기 바인더를 혼합하여 혼합물을 형성한다(S30).
상기 도전입자들은 알루미늄으로 이루어지며, 직경이 2 내지 20㎛이며, 구 형상, 판형상 또는 기둥 형상을 가질 수 있다.
상기 유기 비히클은 약 20 내지 50wt%의 비율로 혼합될 수 있으며, 상기 도전입자들은 약 20 내지 72wt%의 비율로 혼합될 수 있다.
상기 첨가제는 p형 산화물 반도체를 포함한다. 더 자세하게, 상기 첨가제는 NiFe2O4, CoFe2O4 또는 스트론튬 구리 옥사이드 등을 들 수 있다. 상기 첨가제는 약 1 내지 5wt%의 비율로 혼합될 수 있다.
상기 스트론튬 구리 옥사이드에 대한 특징은 앞서 설명한 태양전지에 대한 설명을 참조한다. 또한, 도 6을 참조하여, 아래와 같이 상기 스트론튬 구리 옥사이드의 제조하는 과정(S20)을 설명하겠다.
도 6을 참조하면, 원료 물질들이 준비된다. 원료 물질들로 스트론튬 화합물, 구리 옥사이드, I족 원소 화합물 및 II족 원소 화합물이 제공된다(S100).
이때, 스트론튬 화합물, I족 원소 화합물 및 II족 원소 화합물은 카보네이트 일 수 있다. 이와는 다르게, 스트론튬 화합물, I족 원소 화합물 및 II족 원소 화합물은 옥사이드(oxide) 일 수 있다.
상기 스트론튬 화합물은 스트론튬 카보네이트(SrCO3) 또는 스트론튬 옥사이드(SrO)로부터 선택될 수 있다. 상기 I족 원소 화합물은 칼륨 카보네이트 또는 칼륨 옥사이드로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 II족 원소 화합물은 칼슘 카보네이트 또는 칼슘 옥사이드로부터 선택될 수 있다.
더 자세하게, 상기 원료 물질들로, 스트론튬 카보네이트(SrCO3), 구리 옥사이드(CuO), 칼륨 카보네이트(KCO3) 및 칼슘 카보네이트(CaCO3)가 제공될 수 있다.
특히, 상기 칼륨 카보네이트 및 상기 칼슘 카보네이트의 질량은 도핑하고자하는 칼륨 및 칼슘의 질량 %에 따라서 달라질 수 있다.
상기 원료 물질들은 유기 용매와 함께 균일하게 혼합된다(S200). 상기 원료 물질들을 혼합하기 위한 공정에는 볼 밀(ball mill) 또는 플래너터리 밀(planetary mill) 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 유기 용매로는 에탄올 등이 사용될 수 있다.
이후, 혼합된 원료 물질들은 건조되고, 상기 유기 용매는 증발되어 제거된다(S300).
이후, 상기 건조된 원료 물질들은 하소(calcination) 공정을 통하여 서로 반응한다(S410, S420, S430). 또한, 상기 건조된 원료 물질들은 상기 하소 공정을 통하여 서로 응집되어, 응집체가 형성된다.
상기 하소 공정을 진행하기 위한 전기로는 통상적인 상업 공정에 적용할 수 있는 것으로, 구체적으로는 진공 분위기 소성로, 직접 저항로, 간접 저항로, 직접 아크로 또는 간접 아크로, 바람직하게는 진공 분위기 소성로를 이용하여 수행할 수 있다. 상기 하소 공정에서 사용되는 가스는 질소(N2) 및 아르곤(Ar)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 질소일 수 있으며, 상기 질소(N2)는 산소 결합 방지를 위한 퍼지 가스(purge gas)로서 이용될 수 있다.
상기 하소 공정은 여러 차례의 하소 공정들로 진행될 수 있다. 예를 들어, 상기 하소 공정은 제 1 차 하소 공정(S410), 제 2 차 하소 공정(S420) 및 제 3 차 하소 공정(S430)으로 진행될 수 있다.
또한, 각각의 하소 공정 사이에 반응의 완료 여부를 검사하기 위한 공정들이 각각 진행될 수 있다.
상기 제 1 차 하소 공정(S410)은 약 870℃ 내지 약 950℃의 온도에서 약 72시간 동안 진행될 수 있다. 상기 제 1 차 하소 공정(S410)이 완료된 후, 상기 원료 물질은 냉각될 수 있다.
또한, 상기 제 2 차 하소 공정(S420)은 약 870℃ 내지 약 950℃의 온도에서 약 24시간 동안 진행될 수 있다. 상기 제 2 차 하소 공정(S420)이 완료된 후, 상기 원료 물질은 냉각될 수 있다.
또한, 상기 제 3 차 하소 공정(S430)은 약 870℃ 내지 약 950℃의 온도에서 약 24시간 동안 진행될 수 있다.
이와 같은 하소 공정을 통하여 상기 원료 물질들은 서로 반응하고, 실시예 따른 p형 산화물을 포함하는 응집체가 형성된다.
이후, 상기 하소 공정을 통하여 형성된 응집체는 플래네터리 밀 등에 의해서 미분쇄되고, 실시예에 따른 p형 산화물 반도체를 포함하는 분말이 형성된다(S500).
이후, 상기 분말은 압축, 하소, 폴리싱 및 본딩 등의 공정 등을 통하여 가공되고, 실시예에 따른 p형 산화물 반도체를 포함하는 타겟이 형성된다.
이와 같이, 둘 이상의 원소들이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드가 형성될 수 있다.
상기 무기 바인더는 PbO-SiO2계, PbO-SiO2-B2O3계, ZnO-SiO2계, ZnO-B2O3-SiO2 계 또는 Bi2O3-B2O3-ZnO-SiO2계 글래스 프릿일 수 있다. 또한, 상기 무기 바인더는 약 1 내지 20 wt%의 비율로 포함될 수 있으며, 약 300 내지 600℃의 연화점을 가진다. 또한, 상기 무기 바인더의 평균 입경은 약 1 내지 10㎛이다.
상기 무기바인더는 화학적으로 다른 물질과 완전 화학작용을 일으켜 유리상태로 변화된 PbO-SiO2-B2O3계 3상화합물 또는 Bi2O3-B2O3-ZnO-SiO2계 4상화합물 상태이다.
이후, 상기 혼합물은 1 내지 12 시간 동안 숙성(aging)되고, 3롤밀(3 roll mill) 또는 플래너터리 밀(planetary mil)에 의해서 기계적으로 2차 혼합된다(S50).
이후, 상기 2차 혼합된 혼합물은 필터링(filtering) 및 탈포 공정을 거치고, 상기 제 2 페이스트 조성물이 형성된다(S60).
이후, 상기 제 2 페이스트 조성물은 상기 실리콘 기판(100)의 하면에, 스크린 프린팅법, 닥터 블레이드(doctor blade) 또는 슬릿 코터(slit coater)에 의해서, 프린팅 또는 코팅된다.
이후, 상기 프린팅된 제 1 페이스트 조성물(301), 제 2 페이스트 조성물(401) 및 제 3 페이스트 조성물(501)은 약 80 내지 200℃에서 건조된다.
도 7을 참조하면, 상기 프린팅된 제 1 페이스트 조성물(301), 제 2 페이스트 조성물(401) 및 제 3 페이스트 조성물(501)은 급속 열처리된다. 이때, 상기 제 1 페이스트 조성물(301)은 상기 반사방지막(200)을 관통하여, n+층(110)에 접속되고, 상기 제 2 페이스트 조성물(401)의 알루미늄은 상기 실리콘 웨이퍼(100)로 도핑되어 p+층인 BSF층(130)이 형성된다. 결국, 상기 프린팅된 제 1 페이스트 조성물(301), 제 2 페이스트 조성물(401) 및 제 3 페이스트 조성물(501)은 소결되고, 상기 전면전극(300), 상기 후면전극(400) 및 상기 태빙 전극(500)이 형성된다. 이때, 상기 급속 열처리 공정은 약 700 내지 900℃의 온도에서 진행될 수 있다.
이때, 상기 도전입자들은 연화되고, 서로 엉겨붙어, 후면전극(400)이 형성된다. 또한, 상기 도전입자들에 포함된 알루미늄 및 상기 첨가제들에 포함된 p형 산화물 반도체가 상기 실리콘 기판(100)으로 확산되어, p+층인 BSF층(130)이 형성된다.
이에 따라서, 상기 BSF층(130)은 알루미늄 및 p형 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 BSF층(130)은 알루미늄 및 p형 산화물 반도체가 도핑된 구조를 가진다.
또한, 상기 첨가제는 상기 후면전극(400)에도 남아 있게 되어, 상기 후면전극(400)은 p형 산화물 반도체를 포함하게 된다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실험예 #1
약 6인치의 p형 실리콘 웨이퍼의 상면에 인(P)을 주입하여 n+층을 형성하였다. 이후, 상기 실리콘 웨이퍼의 상면에 은 파우더를 포함하는 제 1 페이스트 조성물이 프린트되고, 상기 실리콘 웨이퍼의 배면에 알루미늄, 글래스 프릿, 유기 비히클 및 첨가제가 혼합되어 형성된 제 2 페이스트 조성물이 프린트되었다. 유기 비히클에 대해서, 알루미늄은 70wt%로, 글래스 프릿은 5wt%로 첨가제는 1wt%로 첨가되었다. 또한, 첨가제로 칼륨 및 칼슘이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드가 사용되었다. 스트론튬 구리 옥사이드에 칼륨은 0.47wt%로 칼슘은 0.32wt%로 도핑되었다. 이후, 상기 실리콘 웨이퍼는 약 170℃의 온도에서 2분간 건조되고, 약 2분동안 소성 공정을 진행하였다. RTA 소성 공정 중 약 42 초동안 약 800℃의 피크 온도를 유지하여, 태양전지#1이 형성되었다.
실험예 #2
실험예 #1과 조건은 동일하고, 첨가제로, CoFe2O4가 사용되었다.
실험예 #3
실험예 #1과 조건은 동일하고, 첨가제로, NiFe2O4가 사용되었다.
비교예
실험예 #1과 조건은 동리하고, 첨가제가 사용되지 않았다.
이와 같이 실험예#1, #2, #3 및 비교예에 의해서 형성된 태양전지들에 대한 광-전 변환 효율 및 충진 효율은 아래의 표 1과 같이 도출되었다.
효율(%) Fill Factor(%)
비교예 16.903 74.6
실험예 #1 17.047 74.6
실험예 #2 17.187 77.5
실험예 #3 17.16 77.7
이와 같이, p형 산화물 반도체를 포함하는 페이스트 조성물에 의해서 형성된 태양전지들이 더 향상된 성능을 가진다는 것을 알 수 있었다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 다수 개의 도전 입자들;
    무기 바인더;
    유기 바인더; 및
    제 1 도전형을 가지는 산화물 반도체를 포함하고,
    상기 산화물 반도체는 칼슘 및 칼륨이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드, NiFe2O4 또는 CoFe2O4 를 포함하고,
    상기 칼륨은 상기 스트론튬 구리 옥사이드에 0.47wt% 내지 0.79wt%의 비율로 도핑되고, 상기 칼슘은 상기 스트론튬 구리 옥사이드에 0.32wt% 내지 0.81wt%의 비율로 도핑되는 페이스트 조성물.
  4. 다수 개의 도전 입자들;
    무기 바인더;
    유기 바인더; 및
    제 1 도전형을 가지는 산화물 반도체를 포함하고,
    상기 산화물 반도체는(Sr1-X-Y, CaX, KY)Cu2O2 를 포함하고
    여기서, 0.02<X<0.05이고, 0.03<Y<0.05 인 페이스트 조성물.
  5. 다수 개의 도전 입자들;
    무기 바인더;
    유기 바인더; 및
    제 1 도전형을 가지는 산화물 반도체를 포함하고,
    상기 산화물 반도체는(Sr1-X, CaX)(Cu1-Y, KY)2O2 를 포함하고,
    여기서, 0.02<X<0.05이고, 0.015<Y<0.025 인 페이스트 조성물.
  6. 삭제
  7. 광 흡수층;
    상기 광 흡수층 상에 배치되는 제 1 전극; 및
    상기 광 흡수층 아래에 배치되는 제 2 전극을 포함하고,
    상기 제 2 전극은 제 1 도전형을 가지는 산화물 반도체를 포함하고,
    상기 산화물 반도체는 칼슘 및 칼륨이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드, NiFe2O4 또는 CoFe2O4 를 포함하고,
    상기 칼륨은 상기 스트론튬 구리 옥사이드에 0.47wt% 내지 0.79wt%의 비율로 도핑되고, 상기 칼슘은 상기 스트론튬 구리 옥사이드에 0.32wt% 내지 0.81wt%의 비율로 도핑되는 태양전지.
  8. 광 흡수층;
    상기 광 흡수층 상에 배치되는 제 1 전극; 및
    상기 광 흡수층 아래에 배치되는 제 2 전극을 포함하고,
    상기 제 2 전극은 제 1 도전형을 가지는 산화물 반도체를 포함하고,
    상기 산화물 반도체는(Sr1-X-Y, CaX, KY)Cu2O2 를 포함하고
    여기서, 0.02<X<0.05이고, 0.03<Y<0.05 인 태양전지.
  9. 광 흡수층;
    상기 광 흡수층 상에 배치되는 제 1 전극; 및
    상기 광 흡수층 아래에 배치되는 제 2 전극을 포함하고,
    상기 제 2 전극은 제 1 도전형을 가지는 산화물 반도체를 포함하고,
    상기 산화물 반도체는(Sr1-X, CaX)(Cu1-Y, KY)2O2 를 포함하고,
    여기서, 0.02<X<0.05이고, 0.015<Y<0.025 인 태양전지.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 광 흡수층은 실리콘 기판을 포함하고,
    상기 산화물 반도체를 포함하는 BSF층; 및
    상기 BSF층에 인접하는 후면전극을 더 포함하는 태양전지.
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