KR101590224B1 - 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 은(Ag) 분말; 게르마늄-셀레늄계 합금 입자; 유리 프릿; 및 유기 비히클을 포함하고, 상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자를 조성물 전체 중량 대비 1 내지 10 중량% 포함하는 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극에 관한 것으로, 본 발명의 조성물은 게르마늄-셀레늄계 합금 입자를 도입하여, 태양전지 전극 형성용 조성물과 웨이퍼와 접촉성을 향상시켜 직렬저항(Rs)을 개선하였고, 상기 조성물로 제조된 태양전지 전극은 변환 효율이 우수하다.
Description
본 발명은 태양전지 전극 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 전극에 관한 것이다.
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.
최근 태양전지의 효율을 증가시키기 위해 에미터(emitter)의 두께가 지속적으로 얇아짐에 따라, 태양전지의 성능을 저하시킬 수 있는 션팅(shunting) 현상을 유발시킬 수 있으며, 변환 효율을 증가시키기 위해 태양전지의 면적을 점차 증가시키고 있는데, 이는 태양전지의 접촉저항을 높여 태양전지의 효율을 감소시킬 수 있다.
따라서, 웨이퍼와 접촉성을 향상하여 접촉저항(Rc)과 직렬저항(Rs)을 최소화시켜 변환 효율이 우수한 태양전지 전극을 제조할 수 있는 조성물의 개발이 시급히 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 전극과 웨이퍼 표면의 접촉성이 우수한 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하기 위함이다.
본 발명의 다른 목적은 직렬저항을 최소화할 수 있는 태양전지 전극 형성용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 변환효율이 우수한 태양전지 전극을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물로 제조된 태양전지 전극을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 일 관점인 태양전지 전극 형성용 조성물은 은(Ag) 분말; 게르마늄-셀레늄계 합금 입자; 유리 프릿; 및 유기 비히클을 포함하고, 상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자를 조성물 전체 중량 대비 1 내지 10 중량% 포함할 수 있다.
상기 조성물은 은(Ag) 분말 60 내지 95 중량%; 상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자 1 내지 10 중량%; 상기 유리 프릿 0.5 내지 20 중량%; 및 상기 유기 비히클 1 내지 30 중량%를 포함할 수 있다.
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 게르마늄과 셀레늄이 1 : 1 내지 1 : 3의 중량비로 얼로이된 것일 수 있다.
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 은(Ag), 비소(As), 안티몬(Sb), 텔루륨(Te), 주석(Sn), 비스무스(Bi), 및 납(Pb)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 금속을 더 포함할 수 있다.
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 유리전이온도(Tg.)가 150 내지 350℃이며, 전기전도도가 3.6×10-3 내지 4.1×10-3 Scm-1 K일 수 있다.
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 평균입경(D50)이 1㎛ 내지 10㎛인 미립자일 수 있다.
상기 유리 프릿은 산화아연-산화규소계(ZnO-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소계(ZnO-B2O3-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산비스무스계(Bi2O3), 산화비스무스-산화규소계(Bi2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화납계(PbO), 산화납-산화텔루륨계(PbO-TeO2), 산화납-산화텔루륨-산화규소계(PbO-TeO2-SiO2), 산화납-산화알루미늄-산화규소-산화아연-산화리튬계(PbO-Al2O3-SiO2-ZnO-Li2O), 산화납-산화비스무스-산화알루미늄-산화규소-산화아연-산화리튬계(PbO-Bi2O3-Al2O3-SiO2-Li2O), 산화비스무스-산화알루미늄-산화규소-산화아연-산화리튬계(Bi2O3-Al2O3-SiO2-ZnO-Li2O), 산화납-산화텔루륨-산화리튬계(PbO-TeO2-Li2O), 산화비스무스-산화텔루륨계(Bi2O3-TeO2), 산화비스무스-산화텔루륨-산화규소계(Bi2O3-TeO2-SiO2), 산화비스무스-산화텔루륨-산화리튬계(Bi2O3-TeO2-Li2O), 산화텔루륨계(TeO2), 및 산화텔루륨-산화아연계(TeO2-ZnO) 유리 프릿로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유리 프릿일 수 있다.
상기 유리 프릿은 전이점이 상이한 2종의 유리 프릿을 포함할 수 있다.
상기 유리 프릿은 전이점이 200℃ 이상 350℃ 이하인 제1 유리 프릿과 전이점이 350℃ 초과 550℃ 이하인 제2 유리 프릿을 1 : 0.2 내지 1 : 1의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 유리 프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛ 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 태양상기 조성물은 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점인 태양전지 전극은 상기 태양전지 전극 형성용 조성물로부터 형성될 수 있다.
본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 전도성이 우수한 게르마늄-셀레늄계 합금 입자를 도입하여 전극과 웨이퍼와 접촉성을 개선하였으며, 상기 조성물로 제조된 태양전지 전극은 직렬저항이 최소화되어 변환 효율이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 구조를 간략히 도시한 개략도이다.
태양전지 전극용 조성물
본 발명의 태양전지 전극 형성용 조성물은 은(Ag) 분말(A); 게르마늄-셀레늄계 합금 입자(B); 유리 프릿(C); 및 유기 비히클(D)을 포함한다. 이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
(A) 은 분말
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, 2 이상의 서로 다른 사이즈를 갖는 은 분말을 혼합하여 사용할 수도 있다.
은 분말은 입자 형상이 구형, 판상, 무정형 형상을 가질 수 있다
은 분말은 평균입경(D50)은 바람직하게는 0.1㎛ 내지 10㎛이며, 더욱 바람직하게는 0.5㎛ 내지 5㎛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, 접촉저항과 선 저항이 낮아지는 효과를 가질 수 있다.
은 분말은 조성물 전체 중량 대비 60 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 저항의 증가로 변환 효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 바람직하게는 70 내지 90 중량%로 포함될 수 있다.
(B) 게르마늄-셀레늄계 합금 입자
본 발명은 유리 프릿의 소성시, 유리(glass)의 전도성을 향상시켜 웨이퍼와의 접촉성을 개선하고자 게르마늄-셀레늄계 합금 입자를 무기 첨가제로서 도입하였다.
게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 비정질 결정구조와 낮은 유리전이온도(Tg.)특성을 가짐에 따라, 웨이퍼 계면에서는 유리특성을 나타내고 또한 높은 전도도를 가질 수 있다. 상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 조성에 따라 150 내지 350℃의 유리전이온도(Tg.)를 가질 수 있으며, 약 3.6×10-3 내지 4.1×10-3 Scm-1 K의 전기전도도를 가질 수 있다.
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 99.9%의 메탈(metal)을 준비하고 1000℃에서 용해 및 급냉 후 분쇄하여 게르마늄(Ge)과 셀레늄(Se)이 얼로이된 미립자 또는 분말상을 수득할 수 있다.
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 평균입경(D50)이 1㎛ 내지 10㎛인 미립자 또는 분말일 수 있으며, 게르마늄과 셀레늄이 1 : 1 내지 1 : 3의 중량비로 얼로이된 것 일 수 있으며, 상기 범위에서 저융점의 특성을 가질 수 있다.
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 150 내지 350℃ 의 유리전이온도(Tg.)를 갖는 저융점 물질로서, 소성 과정에서 우수한 유동 특성을 나타낼 수 있다.
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 게르마늄 및 셀레늄 이외에 은(Ag), 비소(As), 안티몬(Sb), 텔루륨(Te), 주석(Sn), 비스무스(Bi), 및 납(Pb)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 금속을 더 포함할 수 있다.
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 조성물 전체 중량 대비 1 내지 10 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 7 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 우수한 전기 전도성을 확보할 수 있으며, 낮은 유리전이온도에 기인하여 웨이퍼와 우수한 접촉성을 가질 수 있다.
(C) 유리
프릿
유리 프릿(glass frit)은 태양 전지 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.
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 유리 프릿을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 유리 프릿은 통상적으로 태양전지 전극 형성용 조성물에 사용되는 유연 유리 프릿 또는 무연 유리 프릿 중 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
일 구체예로서, 상기 유리 프릿은 산화납, 산화규소, 산화텔루륨, 산화비스무스, 산화아연, 산화붕소, 산화알루미늄, 산화텅스텐 등으로부터 선택된 금속 산화물을 단독으로 또는 이들 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유리 프릿은 산화아연-산화규소계(ZnO-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소계(ZnO-B2O3-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산비스무스계(Bi2O3), 산화비스무스-산화규소계(Bi2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화납계(PbO), 산화납-산화텔루륨계(PbO-TeO2), 산화납-산화텔루륨-산화규소계(PbO-TeO2-SiO2), 산화납-산화알루미늄-산화규소-산화아연-산화리튬계(PbO-Al2O3-SiO2-ZnO-Li2O), 산화납-산화비스무스-산화알루미늄-산화규소-산화아연-산화리튬계(PbO-Bi2O3-Al2O3-SiO2-Li2O), 산화비스무스-산화알루미늄-산화규소-산화아연-산화리튬계(Bi2O3-Al2O3-SiO2-ZnO-Li2O), 산화납-산화텔루륨-산화리튬계(PbO-TeO2-Li2O), 산화비스무스-산화텔루륨계(Bi2O3-TeO2), 산화비스무스-산화텔루륨-산화규소계(Bi2O3-TeO2-SiO2), 산화비스무스-산화텔루륨-산화리튬계(Bi2O3-TeO2-Li2O), 산화텔루륨계(TeO2), 및 산화텔루륨-산화아연계(TeO2-ZnO) 유리 프릿로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유리 프릿을 포함할 수 있다.
유리 프릿은 통상의 방법을 사용하여 상기 기술된 금속 산화물로부터 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 기술된 금속산화물의 조성으로 혼합한다. 혼합은 볼 밀(ball mill) 또는 플라네터리 밀(planetary mill)을 사용하여 혼합할 수 있다. 혼합된 조성물을 700℃ 내지 1300℃의 조건에서 용융시키고, 25℃에서 ?칭(quenching)한다. 얻은 결과물을 디스크 밀(disk mill), 플라네터리 밀 등에 의해 분쇄하여 유리 프릿을 얻을 수 있다.
상기 유리 프릿은 평균입경(D50)이 0.1 내지 10㎛인 것이 사용될 수 있으며, 조성물 전체 중량 대비 0.5 내지 20 중량% 포함될 수 있다. 상기 유리 프릿의 형상은 구형이어도 부정형상이어도 무방하다. 구체예에서는, 전이점이 상이한 2종의 유리 프릿을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 전이점이 200℃ 이상 350 ℃ 이하인 제1 유리 프릿과 전이점이 350℃ 초과 550℃ 이하인 제2 유리 프릿을 1 : 0.2 내지 1 : 1의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.
(D) 유기
비히클
유기 비히클은 무기성분과 기계적 혼합을 통하여 태양전지 전극 형성용 조성물에 인쇄에 적합한 점도 및 유변학적 특성을 부여한다.
상기 유기 비히클은 통상적으로 태양전지 전극 형성용 조성물에 사용되는 유기 비히클이 사용될 수 있는데, 통상 바인더 수지와 용매 등을 포함할 수 있다.
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.
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.
상기 유기 비히클의 배합량은 조성물 전체 중량 대비 1 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 충분한 접착강도와 우수한 인쇄성을 확보할 수 있다.
(E) 첨가제
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 조성물 전체 중량 대비 0.1 내지 5 중량%로 첨가될 수 있으며, 필요에 따라 변경할 수 있다.
태양전지 전극 및 이를 포함하는 태양전지
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.
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 760℃ 내지 950℃에서 약 30초 내지 60초 소성하는 소성 과정을 수행하여 전면 전극 및 후면 전극을 형성할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
실시예 1
유기 바인더로서 에틸셀룰로오스 (Dow chemical company, STD20) 3 중량%를 용매인 텍사놀(Texanol, Eastman社) 3 중량% 및 부틸 카비톨(Butyl Carbitol, 덕산社) 3 중량%에 60℃에서 충분히 용해한 후 평균입경(D50)이 2.5㎛인 구형의 은 분말(Dowa Hightech CO. LTD, 4-11F) 86 중량%, 하기 표 1의 조성을 갖는 유리 프릿(I) 2 중량% 및 하기 표 2의 조성을 갖는 게르마늄-셀레늄계 합금 입자(I) 3중량%를 투입하여 골고루 믹싱 후 3롤 혼련기로 혼합 분산시켜 태양전지 전극 형성용 조성물을 준비하였다.
실시예
2 - 3 및
비교예
1 - 3
하기 표 1의 유리 프릿과 하기 표 2의 게르마늄-셀레늄계 합금 입자를 하기 표 3의 함량으로 조성물을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 태양전지 전극 형성용 조성물을 준비하였다.
물성 평가 방법
결정계 모노 웨이퍼(Wafer) 후면에 알루미늄 페이스트로 인쇄 후 건조하여 후면 전극을 형성하고, 상기 실시예 및 비교예에서 준비된 페이스트 조성물을 웨이퍼 전면에 일정한 패턴(sus325 mask)으로 스크린 프린팅 하여 인쇄하고, 적외선 건조로를 사용하여 건조시켰다. 상기 과정으로 형성된 Cell을 벨트형 소성로를 사용하여 760 내지 950℃사이로 30 초에서 1 분간 소성을 행하였으며, 이렇게 제조 완료된 Cell은 태양전지효율 측정장비 (Pasan社, CT-801)를 사용하여 태양전지의 변환효율(%) 및 직렬저항(Rs)을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
| PbO | Bi2O3 | Al2O3 | SiO2 | ZnO | Li2O | |
| 유리 프릿 I | 80 | - | 3 | 10 | 5 | 2 |
| 유리 프릿 Ⅱ | 80 | 5 | 3 | 10 | - | 2 |
| 유리 프릿 Ⅲ | - | 80 | 3 | 10 | 5 | 2 |
(단위: 중량%)
| Ge | Se | Ag | |
| Ge-Se계 합금 입자 I | 33 | 67 | - |
| Ge-Se계 합금 입자 Ⅱ | 31 | 61 | 8 |
| Ge-Se계 합금 입자 Ⅲ | 70 | 30 | - |
(단위: 중량%)
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |||
| 은(Ag) 분말 | 86 | 86 | 86 | 86 | 86 | 86 | ||
| Ge-Se계 합금 입자 |
I | 3 | - | - | - | - | - | |
| Ⅱ | - | 3 | 3 | - | - | - | ||
| Ⅲ | - | - | - | - | - | 3 | ||
| 유리 프릿 |
I | 2 | 2 | - | - | - | 2 | |
| Ⅱ | - | - | 2 | 2 | - | - | ||
| Ⅲ | - | - | - | - | 2 | - | ||
| 유기 비히클 |
바인더 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | |
| 용매 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | ||
| 직렬저항 (mΩ) | 6.5 | 5.0 | 5.0 | 7.1 | 10.1 | 7.1 | ||
| Efficiency (%) | 15.8 | 16.5 | 16.5 | 15.5 | 10.7 | 15.4 | ||
(단위: 중량%)
상기 표 1의 결과 값에서 보듯이, Ge-Se계 합금 입자를 사용한 실시예 1 내지 3의 태양전지 전극 형성용 조성물로 제조된 전극은 이를 사용하지 않은 비교예 1 및 2에 비하여 직렬저항이 현저히 낮으며 변환효율 역시 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 게르마늄이 과량으로 포함된 Ge-Se계 합금 입자를 사용한 비교예 3의 경우에는 저융점이 확보되지 않아 직렬저항이 여전히 높고 변환효율 역시 만족할만한 수준이 이르지 못한 것을 알 수 있다.
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.
Claims (12)
- 은(Ag) 분말;
게르마늄-셀레늄계 합금 입자;
유리 프릿; 및
유기 비히클을 포함하고,
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자를 조성물 전체 중량 대비 1 내지 10 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 은(Ag) 분말 60 내지 95 중량%;
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자 1 내지 10 중량%;
상기 유리 프릿 0.5 내지 20 중량%; 및
상기 유기 비히클 1 내지 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 게르마늄과 셀레늄이 1 : 1 내지 1 : 3의 중량비로 얼로이된 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 은(Ag), 비소(As), 안티몬(Sb), 텔루륨(Te), 주석(Sn), 비스무스(Bi), 및 납(Pb)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 금속을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 유리전이온도(Tg.)가 150 내지 350℃이며, 전기전도도가 3.6×10-3 내지 4.1×10-3 Scm-1 K인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 게르마늄-셀레늄계 합금 입자는 평균입경(D50)이 1㎛ 내지 10㎛인 미립자인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 유리 프릿은 산화아연-산화규소계(ZnO-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소계(ZnO-B2O3-SiO2), 산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산비스무스계(Bi2O3), 산화비스무스-산화규소계(Bi2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2), 산화비스무스-산화아연-산화붕소-산화규소-산화알루미늄계(Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3), 산화납계(PbO), 산화납-산화텔루륨계(PbO-TeO2), 산화납-산화텔루륨-산화규소계(PbO-TeO2-SiO2), 산화납-산화알루미늄-산화규소-산화아연-산화리튬계(PbO-Al2O3-SiO2-ZnO-Li2O), 산화납-산화비스무스-산화알루미늄-산화규소-산화아연-산화리튬계(PbO-Bi2O3-Al2O3-SiO2-Li2O), 산화비스무스-산화알루미늄-산화규소-산화아연-산화리튬계(Bi2O3-Al2O3-SiO2-ZnO-Li2O), 산화납-산화텔루륨-산화리튬계(PbO-TeO2-Li2O), 산화비스무스-산화텔루륨계(Bi2O3-TeO2), 산화비스무스-산화텔루륨-산화규소계(Bi2O3-TeO2-SiO2), 산화비스무스-산화텔루륨-산화리튬계(Bi2O3-TeO2-Li2O), 산화텔루륨계(TeO2), 및 산화텔루륨-산화아연계(TeO2-ZnO) 유리 프릿로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유리 프릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 유리 프릿은 전이점이 상이한 2종의 유리 프릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제8항에 있어서,
상기 유리 프릿은 전이점이 200℃ 이상 350 ℃ 이하인 제1 유리 프릿과 전이점이 350℃ 초과 550℃ 이하인 제2 유리 프릿을 1 : 0.2 내지 1 : 1의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 유리 프릿은 평균입경(D50)이 0.1㎛ 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 조성물은 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 안료, 자외선 안정제, 산화방지제 및 커플링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 1종 이상 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 전극 형성용 조성물.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 조성물로 제조된 태양전지 전극.
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