KR101967164B1 - Silver paste composition and electrode using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 은 페이스트 조성물 및 이를 이용한 전극에 관한 것으로서,보다 상세하게는, 비표면적이 0.8 내지 1.4 m2/g인 은 분말 60 내지 70 중량%; 유리 프릿 0.01 내지 10 중량%; 및 유기 비히클 20 내지 39.5 중량%를 포함함으로써, 전극의 면저항을 감소시켜 태양 전지의 효율을 개선하고 납땜 특성을 향상시킬 수 있는 은 페이스트 조성물 및 이를 이용한 전극에 관한 것이다.The present invention relates to a silver paste composition and an electrode using the silver paste composition, and more particularly, to a silver paste composition comprising 60 to 70% by weight of a silver powder having a specific surface area of 0.8 to 1.4 m 2 / g; 0.01 to 10% by weight of glass frit; And 20 to 39.5% by weight of an organic vehicle, thereby improving the efficiency of the solar cell and improving the soldering characteristics by reducing the sheet resistance of the electrode, and an electrode using the silver paste composition.
Description
본 발명은 면저항이 감소되고 납땜 특성이 향상된 은 페이스트 조성물 및 이를 이용한 전극에 관한 것이다.
The present invention relates to a silver paste composition having reduced sheet resistance and improved soldering characteristics, and an electrode using the silver paste composition.
최근 들어 급속하게 보급되고 있는 태양전지는 차세대 에너지원으로서 클린 에너지인 태양 에너지를 직접 전기로 변환하는 전자 소자이다.Solar cells, which are rapidly spreading in recent years, are next-generation energy sources, and are electronic devices that convert solar energy, which is clean energy, directly to electricity.
p-타입형 태양전지 소자는, 도 1에 나타낸 바와 같이, p- 타입 실리콘 웨이퍼 기판(10)의 전면, 즉 수광면측에 n- 타입 확산층(20), 질화규소막(30), 전면 은 전극(40)이 형성되어 있다. 또한, 기판(10)의 후면측에 p+층(후면전계필드, 51), n+층(52)이 형성되고, 후면전극으로 은 전극(61)과 알루미늄 전극(62)이 형성된 구조를 갖는다. n-타입형 태양전지 소자는 p- 타입 확산층(20), 기판(10)의 후면측에 n+층(51), p+층(52)이 형성되는 것을 제외하고는 p-타입형 태양전지 소자와 동일한 구조를 갖는다.1, the p-type solar cell element has an n-
이 중 후면 은 전극(61)은 알루미늄 전극(62)을 납땜하는 것이 불가능하기 때문에 구리 리본 등에 의해 태양전지들을 상호 연결하기 위한 전극으로서 기판(10)의 후면측의 일부 상에 형성되며, 예컨대 5 내지 6㎜ 폭의 버스바(bus bar) 형태로 형성된다.The rear surface of the
태양전지의 발전 효율을 높이기 위해서는 전면과 후면에 형성되는 은 전극의 전기적 특성이 중요하다. 예를 들면, 전극의 저항값을 낮춰 발전 효율을 높일 수 있으며, 모듈 제조 시 납땜 특성을 개선하여 모듈의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In order to improve the power generation efficiency of solar cells, the electrical characteristics of the silver electrodes formed on the front and back surfaces are important. For example, it is possible to increase the power generation efficiency by lowering the resistance value of the electrode, and improve the reliability of the module by improving the soldering characteristic in manufacturing the module.
그러나, 전극의 저항과 납땜 특성을 동시에 만족할만한 수준으로 개선하는 기술은 아직 소개된 바가 없다.
However, a technique for improving the resistance and soldering characteristics of the electrode to a satisfactory level at the same time has not been introduced yet.
본 발명은 전극 제조시 면저항이 감소되고 납땜 특성이 우수한 은 페이스트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a silver paste composition having reduced sheet resistance during soldering and excellent solderability.
또한, 본 발명은 태양전지의 효율을 개선할 수 있는 은 페이스트 조성물을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a silver paste composition capable of improving the efficiency of a solar cell.
또한, 본 발명은 상기 은 페이스트 조성물로부터 형성된 전극을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is still another object of the present invention to provide an electrode formed from the silver paste composition.
또한, 본 발명은 상기 전극이 구비된 태양전지 소자를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
It is another object of the present invention to provide a solar cell element having the electrode.
1. 비표면적이 0.8 내지 1.4 m2/g인 은 분말 60 내지 70 중량%; 유리 프릿 0.01 내지 10 중량%; 및 유기 비히클 20 내지 39.5 중량%;를 포함하는 은 페이스트 조성물.1. 60 to 70 wt.% Silver powder having a specific surface area of 0.8 to 1.4 m 2 / g; 0.01 to 10% by weight of glass frit; And 20 to 39.5 weight percent of an organic vehicle.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 유리 프릿은 Al2O3-B2O3-Bi2O3-CaO-K2O-Li2O-Na2O-SiO2-SrO-ZnO계 유리 프릿인 인 은 페이스트 조성물.2. The glass frit according to claim 1, wherein the glass frit is at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 -B 2 O 3 -Bi 2 O 3 -CaO-K 2 O-Li 2 O-Na 2 O-SiO 2 -SrO- Phosphorus paste composition.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 유리 프릿은 Al2O3 5~15mol%, B2O3 20~40mol%, Bi2O3 15~25mol%, CaO 1~5mol%, K2O 1~5mol%, Li2O 1~5mol%, Na2O 1~5mol% SiO2 10~15mol%, SrO 1~10mol% 및 ZnO 5~15mol%를 포함하는 은 페이스트 조성물.3. The method according to claim 2, wherein the glass frit is Al 2 O 3 5 ~ 15mol% , B 2 O 3 20 ~ 40mol%, Bi 2 O 3 15 ~ 25mol%, CaO 1 ~ 5mol%, K 2 O 1 ~ 5mol 1 to 5 mol% of Li 2 O, 1 to 5 mol% of Na 2 O, 10 to 15 mol% of SiO 2 , 1 to 10 mol% of SrO and 5 to 15 mol% of ZnO.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 유기 비히클은 고분자 수지 1 내지 25중량%와 유기 용매 75 내지 99중량%가 혼합된 것인 은 페이스트 조성물.4. The silver paste composition according to claim 1, wherein the organic vehicle is a mixture of 1 to 25% by weight of a polymer resin and 75 to 99% by weight of an organic solvent.
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항의 은 페이스트 조성물로 형성된 전극.5. The electrode formed of the paste composition according to any one of claims 1 to 4.
6. 청구항 5의 전극이 구비된 태양전지 소자.
6. The solar cell element according to claim 5,
본 발명에 따른 은 페이스트 조성물은 통상의 소성 공정 조건에서 충분한 소성이 가능하여 인쇄 후 후면 알루미늄 전극과의 중첩 특성이 우수하여 저항을 낮추고 태양전지의 효율을 증가시킬 수 있다.The silver paste composition according to the present invention can be sufficiently fired under ordinary firing process conditions, and is excellent in superimposition characteristics with the rear aluminum electrode after printing, thereby lowering the resistance and increasing the efficiency of the solar cell.
또한, 본 발명의 은 페이스트 조성물은 태양전지 모듈 제작 시 리본과의 납땜 특성을 좋게 하여 불량률을 감소시키고 생산성과 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
In addition, the silver paste composition of the present invention improves the soldering characteristics with the ribbon when manufacturing the solar cell module, thereby reducing the defective rate and improving the productivity and the reliability of the product.
도 1은 태양전지 소자의 단면도를 모식적으로 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing a sectional view of a solar cell element. FIG.
본 발명은 비표면적이 0.8 내지 1.4 m2/g인 은 분말 60 내지 70 중량%; 유리 프릿 0.01 내지 10 중량%; 및 유기 비히클 20 내지 39.5 중량%를 포함함으로써, 전극의 면저항을 감소시켜 태양 전지의 효율을 개선하고 납땜 특성을 향상시킬 수 있는 은 페이스트 조성물 및 이를 이용한 전극에 관한 것이다.
The present invention relates to a silver powder containing 60 to 70% by weight of a silver powder having a specific surface area of 0.8 to 1.4 m 2 / g; 0.01 to 10% by weight of glass frit; And 20 to 39.5% by weight of an organic vehicle, thereby improving the efficiency of the solar cell and improving the soldering characteristics by reducing the sheet resistance of the electrode, and an electrode using the silver paste composition.
이하 본 발명을 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 은 페이스트 조성물은 은 분말, 유기 프릿 및 유기 비히클을 포함한다.The silver paste compositions of the present invention include silver powder, organic frit, and organic vehicle.
<은 분말><Silver powder>
은 분말은 전극의 형성에 사용되는 도전성 금속 분말이다. 본 발명에서 사용되는 은 분말은 특정한 비표면적을 갖는다.Silver powder is a conductive metal powder used for forming electrodes. The silver powder used in the present invention has a specific specific surface area.
본 발명에 따른 은 분말은 비표면적이 0.8 내지 1.4 m2/g이다. 비표면적이 0.8 m2/g 미만이 되면 점도가 낮아 인쇄성이 떨어지며, 비표면적이 1.40 m2/g 초과이면 소성 후 형성 된 전극과 기판 사이의 면저항이 증가해 모듈 제조 시 효율 저하의 원인이 된다.The silver powder according to the present invention has a specific surface area of 0.8 to 1.4 m 2 / g. If the specific surface area is less than 0.8 m 2 / g, the printability is low due to low viscosity. If the specific surface area exceeds 1.40 m 2 / g, the sheet resistance between the electrode and the substrate formed after firing increases, do.
은 분말의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 구형, 비구형 또는 판상형을 들 수 있다. 이들 중에서 판상형이 공극률을 낮춰 전기가 효율적으로 흐르게 하여 저항을 낮출 수 있다는 점에서 바람직하다.The shape of the silver powder is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a non-spherical shape, and a plate shape. Of these, a plate-like type is preferable in that the porosity is lowered so that electricity can flow efficiently and the resistance can be lowered.
은 분말은 은 페이스트 조성물 총 함량 100중량% 중에 60 내지 70중량%로 포함된다. 함량이 60중량% 미만인 경우 소성 후 인쇄된 은 페이스트층이 얇아져 후면 배선 저항이 증가하고 납땜 특성이 저하될 수 있다. 또한, 함량이 70중량% 초과인 경우 인쇄 두께가 너무 두꺼워지고, 이로 인하여 실리콘 웨이퍼 기판의 휨 현상을 초래할 수 있다.
The silver powder comprises 60 to 70% by weight in 100% by weight of the total silver paste composition. When the content is less than 60% by weight, the silver paste layer printed after firing becomes thin, the back wiring resistance may increase, and the soldering characteristics may be deteriorated. In addition, when the content exceeds 70% by weight, the printing thickness becomes too thick, which may lead to warping of the silicon wafer substrate.
<유리 <Glass 프릿Frit >>
유리 프릿은 은 배선층과 실리콘 웨이퍼 기판 사이에 밀착성을 부여하는 성분이다. 본 발명에서 사용가능한 유리 프릿은 당분야에서 사용되는 유리 프릿이라면 특별히 제한되지 않고 사용가능하다. 예를 들면, PbO계 유리 프릿, Bi2O3계 유리 프릿 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. PbO계 유리 프릿은 융점 제어가 용이하고 열팽창계수가 낮은 장점이 있으나 친환경적이지 않은 단점이 있다. 비-PbO계 유리 프릿으로는 Bi2O3계 유리 프릿이 있다. Bi2O3계 유리 프릿은 융점이 낮은 장점이 있으나, 효율은 PbO계 유리 프릿 보다는 효율이 낮은 단점이 있다.The glass frit is a component that imparts adhesion between the silver wiring layer and the silicon wafer substrate. The glass frit usable in the present invention is not particularly limited and can be used as long as it is a glass frit used in the art. For example, PbO-based glass frit, Bi 2 O 3 -based glass frit, or a mixture thereof can be used. PbO-based glass frit has advantages of easy control of melting point and low thermal expansion coefficient, but it is not environment friendly. The non-PbO glass frit is a Bi 2 O 3 glass frit. Bi 2 O 3 glass frit has a low melting point, but its efficiency is lower than that of PbO glass frit.
본 발명에서 사용가능한 유리 프릿의 보다 구체적인 예로서, Al2O3-B2O3-Bi2O3-CaO-K2O-Li2O-Na2O-SiO2-SrO-ZnO계 유리 프릿을 사용할 수 있다. 상기 유리 프릿의 조성비는 특별히 한정되는 않으나, Al2O3 5~15mol%, B2O3 20~40mol%, Bi2O3 15~25mol%, CaO 1~5mol%, K2O 1~5mol%, Li2O 1~5mol%, Na2O 1~5mol% SiO2 10~15mol%, SrO 1~10mol% 및 ZnO 5~15mol%를 포함한다. 유리 프릿이 상기 성분 및 조성비에서 태양전지 전면에 사용될 경우 효율 향상을 가져오고, 후면에 사용될 경우 납땜 특성이 향상되는 장점이 있다.As a more specific example of the glass frit which can be used in the present invention, a glass frit, such as Al 2 O 3 -B 2 O 3 -Bi 2 O 3 -CaO-K 2 O-Li 2 O-Na 2 O-SiO 2 -SrO- Frit can be used. The composition ratio of the glass frit include, but are particularly limited, Al 2 O 3 5 ~ 15mol %, B 2 O 3 20 ~ 40mol%, Bi 2 O 3 15 ~ 25mol%, CaO 1 ~ 5mol%, K 2 O 1 ~ 5mol 1 to 5 mol% of Li 2 O, 1 to 5 mol% of Na 2 O, 10 to 15 mol% of SiO 2 , 1 to 10 mol% of SrO and 5 to 15 mol% of ZnO. When the glass frit is used on the entire surface of the solar cell in the above composition and composition ratio, the efficiency is improved, and when used on the rear surface, the soldering characteristic is improved.
유리 프릿은 연화점이 300~600℃인 것이 바람직하다. 연화점이 300℃ 이하일 경우 유리 프릿의 열팽창계수가 상대적으로 커져 이로 인해 태양전지 제조 공정 중 소성공정을 거친 후 웨이퍼의 휨을 증가시키는 문제가 발생할 수 있으며, 600℃를 초과하는 경우에는 유리 프릿이 용융되어 은 배선 층과 실리콘 웨이퍼 층 사이에서 밀착성을 부여해야 되는데 소성과정에서 유리 프릿이 충분히 용융되지 않아 밀착성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. The glass frit preferably has a softening point of 300 to 600 ° C. When the softening point is below 300 ° C, the thermal expansion coefficient of the glass frit becomes relatively large, which may cause a problem of increasing the warpage of the wafer after the firing process in the solar cell manufacturing process. When the temperature exceeds 600 ° C, The adhesion between the wiring layer and the silicon wafer layer should be imparted. However, the glass frit may not be sufficiently melted during the firing process, resulting in a problem of poor adhesion.
유리 프릿은 은 페이스트 조성물 총 함량 100중량% 중에 0.01 내지 10중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 7중량%, 가장 바람직하게는 1 내지 5중량%인 것이 좋다. 함량이 0.01중량% 미만인 경우 소성 공정 후 은 배선층과 실리콘 웨이퍼 기판 간의 밀착력이 떨어지며, 10중량% 초과인 저항이 높아져 태양전지 소자의 효율이 저하된다.
The glass frit is preferably contained in an amount of 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 7% by weight, and most preferably 1 to 5% by weight based on 100% by weight of the total amount of the silver paste composition. When the content is less than 0.01% by weight, the adhesion between the wiring layer and the silicon wafer substrate is lowered after the firing process, and the resistance higher than 10% by weight is increased, thereby lowering the efficiency of the solar cell device.
<유기 <Organic 비히클Vehicle >>
유기 비히클은 은 페이스트 조성물에 인쇄에 적합한 점도 및 유변학적 특성을 부여하기 위한 성분으로서, 유기 용매에 고분자 수지와 필요에 따라 각종 첨가제를 용해시킨 용액일 수 있다.The organic vehicle is a component for imparting viscosity and rheological properties suitable for printing on the silver paste composition, and may be a solution in which a polymer resin and various additives are dissolved in an organic solvent.
유기 비히클은 유기 용매 75 내지 99중량%와 고분자 수지 1 내지 25중량%가 혼합된 것일 수 있으며, 여기에 첨가제 1 내지 10중량%가 더 혼합된 것일 수도 있다.The organic vehicle may be a mixture of 75 to 99% by weight of an organic solvent and 1 to 25% by weight of a polymer resin, and 1 to 10% by weight of an additive may be further mixed therewith.
유기 용매로는 공지된 것을 사용할 수 있으며, 인쇄 공정 중 페이스트 조성물의 건조를 방지하고 유동성을 조절할 수 있도록 끓는점이 150 내지 300℃인 용매를 사용할 수 있다. 구체적으로, 트리프로필렌글리콜메틸에테르, 트리프로필렌글리콜n-부틸에테르, 디프로필렌글리콜n-프로필에테르, 디프로필렌글리콜n-부틸에테르, 프로필렌글리콜페닐에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 디에틸렌글리콜n-부틸에테르, 디에틸렌글리콜헥실에테르, 에틸렌글리콜헥실에테르, 트리에틸렌글리콜메틸에테르, 트리에틸렌글리콜에틸에테르, 트리에틸렌글리콜n-부틸에테르, 에틸렌글리콜페닐에테르, 에틸렌글리콜, 터피네올, 부틸카비톨, 부틸카비톨아세테이트, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올모노이소부티레이트(texanol) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.As the organic solvent, a known solvent may be used, and a solvent having a boiling point of 150 to 300 DEG C may be used so as to prevent drying of the paste composition in the printing process and to control fluidity. Specific examples thereof include tripropylene glycol methyl ether, tripropylene glycol n-butyl ether, dipropylene glycol n-propyl ether, dipropylene glycol n-butyl ether, propylene glycol phenyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol n- Ether, diethylene glycol hexyl ether, ethylene glycol hexyl ether, triethylene glycol methyl ether, triethylene glycol ethyl ether, triethylene glycol n-butyl ether, ethylene glycol phenyl ether, ethylene glycol, terpineol, butyl carbitol, Carbitol acetate, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate (texanol), etc. These may be used alone or in admixture of two or more.
유기 용매는 유기 비히클 총 함량 100중량%에 대하여 75 내지 99중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 이 함량 범위에서는 페이스트 조성물에 최적의 유동성을 부여할 수 있다.The organic solvent is preferably contained in an amount of 75 to 99% by weight based on 100% by weight of the total amount of the organic vehicle. In this content range, an optimum fluidity can be imparted to the paste composition.
고분자 수지로는 당분야에 공지된 것을 사용할 수 있으며, 예컨대 에틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 페놀, 아크릴, 로진, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐부티랄, 우레아, 자일렌, 알키드, 불포화 폴리에스테르, 폴리이미드, 퓨란, 우레탄, 이소시아네이트, 시아네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐아세테에트, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리술폰, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르에테르케톤, 실리콘 등의 수지를 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.As the polymer resin, those well known in the art can be used, and examples thereof include ethylcellulose, nitrocellulose, hydroxypropylcellulose, phenol, acrylic, rosin, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyvinylbutyral, Butadiene-styrene (ABS), poly (methyl methacrylate), polyvinyl chloride, polyvinyl chloride, polyvinyl chloride, polyvinyl chloride, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, , Polyvinylidene chloride, polyvinyl acetalte, polyacetal, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene oxide, polysulfone, polyimide, polyether sulfone, polyarylate, polyether ether Ketone, and silicone. These may be used alone or in combination of two or more.
고분자 수지는 유기 비히클 총 함량 100중량%에 대하여 1 내지 25중량%, 바람직하게 5 내지 25중량%로 포함되는 것이 좋다. 함량이 1중량% 미만인 경우 페이스트 조성물의 인쇄성과 분산 안정성이 저하될 수 있고, 25중량% 초과인 경우 페이스트 조성물이 인쇄되지 않을 수 있다.The polymer resin is preferably contained in an amount of 1 to 25% by weight, preferably 5 to 25% by weight, based on 100% by weight of the total amount of the organic vehicle. If the content is less than 1% by weight, the printing property and dispersion stability of the paste composition may be deteriorated, and if more than 25% by weight, the paste composition may not be printed.
유기 비히클은 상기 성분들과 함께 첨가제로 분산제를 더 포함할 수 있다.The organic vehicle may further comprise a dispersant as an additive with the above components.
분산제로는 공지된 계면활성제를 사용할 수 있으며, 예컨대 알킬기의 탄소수가 6-30인 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 알킬기의 탄소수가 6-30인 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 알킬기의 탄소수가 6-30인 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 알킬에테르 등의 에테르계; 글리세린에스테르 부가형 폴리옥시에틸렌에테르, 소르비탄에스테르 부가형 폴리옥시에틸렌에테르, 소르비톨에스테르 부가형 폴리옥시에틸렌에테르 등의 에스테르에테르계; 폴리에틸렌글리콜지방산에스테르, 글리세린에스테르, 소르비탄에스테르, 프로필렌글리콜에스테르, 슈가에스테르, 알킬폴리글루코시드 등의 에스테르계; 지방산알카놀아미드, 폴리옥시에틸렌지방산아미드, 알킬기의 탄소수가 6-30인 폴리옥시에틸렌알킬아민, 아민옥사이드 등의 질소함유계; 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산-말레인산 공중합체, 폴리12-히드록시스테아린산 등의 고분자계 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 시판되고 있는 제품으로서 하이퍼머(hypermer) KD(Uniqema), AKM 0531(일본유지㈜), KP(신에쯔 가가꾸 고교㈜), 폴리플로우(POLYFLOW)(교에이샤 가가꾸㈜), 에프톱(EFTOP)(토켐 프로덕츠사), 아사히가드(Asahi guard)(아사히 글라스㈜), 서플론(Surflon)(아사히 글라스㈜), 솔스퍼스(SOLSPERSE)(제네까㈜), EFKA(EFKA 케미칼스사), PB 821(아지노모또㈜), BYK-184, BYK-185, BYK-2160, Anti-Terra U(BYK사 제조) 등을 사용할 수도 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.As the dispersing agent, known surfactants can be used. Examples thereof include polyoxyethylene alkyl ethers having 6 to 30 carbon atoms in the alkyl group, polyoxyethylene alkylaryl ethers having 6 to 30 carbon atoms in the alkyl group, Ether type such as polyoxyethylene-polyoxypropylene alkyl ether; Ester ethers such as glycerin ester addition type polyoxyethylene ether, sorbitan ester addition type polyoxyethylene ether and sorbitol ester addition type polyoxyethylene ether; Esters such as polyethylene glycol fatty acid esters, glycerin esters, sorbitan esters, propylene glycol esters, sugar esters and alkylpolyglucosides; Nitrogen-containing systems such as fatty acid alkanolamide, polyoxyethylene fatty acid amide, polyoxyethylene alkylamine having 6 to 30 carbon atoms in the alkyl group, and amine oxide; And polymeric compounds such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polyacrylic acid-maleic acid copolymer, and poly 12-hydroxystearic acid. Also, commercially available products such as hypermer KD (Uniqema), AKM 0531 (Nippon Kayaku Co., Ltd.), KP (Shinetsugaku Kagaku Co., Ltd.), POLYFLOW (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) Asahi guard (Asahi Glass), Surflon (Asahi Glass Co., Ltd.), SOLSPERSE (Geneka), EFKA (EFKA Chemical Co., Ltd.) ), PB 821 (Ajinomoto Co., Ltd.), BYK-184, BYK-185, BYK-2160 and Anti-Terra U (manufactured by BYK). These may be used alone or in combination of two or more.
분산제는 유기 비히클 총 함량 100중량%에 대하여 1 내지 10중량%, 바람직하게 1 내지 5중량%로 포함되는 것이 좋다.The dispersing agent is preferably contained in an amount of 1 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight based on 100% by weight of the total amount of the organic vehicle.
유기 비히클은 분산제 이외에도 요변성제, 습윤제, 산화방지제, 부식억제제, 소포제, 증점제, 분산제, 점착부여제, 커플링제, 대전방지제, 중합금지제, 침강방지제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.The organic vehicle may further contain additives such as a thixotropic agent, a humectant, an antioxidant, a corrosion inhibitor, a defoamer, a thickener, a dispersant, a tackifier, a coupling agent, an antistatic agent, a polymerization inhibitor and a sedimentation inhibitor.
유기 비히클은 은 페이스트 조성물 총 함량 100중량%에 대하여 20 내지 39.5중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 함량이 20중량% 미만인 경우 은 페이스트 조성물의 점도가 너무 높아져 유동성이 저하되고 인쇄성이 떨어지며, 39.5중량% 초과인 경우 은 분말의 함유량이 상대적으로 적어져 충분한 은 배선층의 두께를 확보하기 어렵다.
The organic vehicle is preferably included in an amount of 20 to 39.5% by weight based on 100% by weight of the total amount of the silver paste composition. When the content is less than 20% by weight, the viscosity of the paste composition becomes too high to lower the fluidity and printability. When the content exceeds 39.5% by weight, the content of the powder is relatively small and it is difficult to secure a sufficient thickness of the silver wiring layer.
상기한 바와 같은 성분을 포함하는 은 페이스트 조성물은 통상의 소성 공정 조건에서 인쇄 후 면저항이 감소되고, 모듈 제작 시 리본과의 납땜 특성이 좋은 전극을 형성할 수 있다.The silver paste composition containing the above-described components can reduce the sheet resistance after printing under normal firing process conditions and can form an electrode having good soldering characteristics with the ribbon during module fabrication.
본 발명은 상기 은 페이스트 조성물로부터 형성된 전극을 제공한다.The present invention provides an electrode formed from the silver paste composition.
전극은 은 페이스트 조성물을 기재, 예컨대 실리콘 웨이퍼 기판 상에 인쇄하고 건조 및 소성하는 공정을 통하여 형성된다. 인쇄방법은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 오프셋 인쇄 등의 방법을 이용할 수 있다. 건조는 60 내지 300℃에서 수초 내지 수분 동안 수행되며, 소성은 600 내지 950℃에서 수초 내지 수십초 동안 수행될 수 있다.The electrode is formed through a process of printing and drying and baking the silver paste composition on a substrate, such as a silicon wafer substrate. The printing method is not particularly limited, and for example, screen printing, gravure printing, offset printing, and the like can be used. Drying is performed at 60 to 300 ° C for several seconds to several minutes, and firing can be performed at 600 to 950 ° C for several seconds to several tens of seconds.
이와 같이 형성된 전극은 태양전지 소자의 전면전극 및(또는) 후면전극으로 적용되어, 저항을 낮추고 태양전지의 효율을 증가시킬 수 있으며 과소성 시 유리 프릿의 에미터층의 관통을 방지하여 안정적인 제조를 보장할 수 있다.The electrode thus formed can be applied as a front electrode and / or a rear electrode of a solar cell element, thereby lowering the resistance and increasing the efficiency of the solar cell and preventing the penetration of the emitter layer of the glass frit in the under- can do.
본 발명은 상기 은 페이스트 조성물로부터 형성된 전극이 구비된 태양전지 소자를 제공한다. 이하에서는, 본 발명에 따른 태양전지의 제조 방법의 일 구현예를 설명하도록 한다.The present invention provides a solar cell element provided with an electrode formed from the silver paste composition. Hereinafter, an embodiment of a method of manufacturing a solar cell according to the present invention will be described.
본 발명의 태양전지의 제조 방법에 의하면, 먼저 상기 결정성 실리콘 웨이퍼 기판의 텍스쳐 에칭 방법으로 기판의 일면에 요철을 형성한다.According to the method for manufacturing a solar cell of the present invention, the irregularities are formed on one surface of the substrate by the texture etching method of the crystalline silicon wafer substrate.
기판은 단결정 또는 다결정 실리콘 웨이퍼 기판으로, P형 불순물로서 3족 원소인 B, Ga, In 등이 도핑된 것일 수 있다.The substrate may be a monocrystalline or polycrystalline silicon wafer substrate and may be doped with a Group 3 element such as B, Ga, In or the like as a P-type impurity.
기판을 에칭액 조성물에 침지하거나 에칭액 조성물을 기판에 분무하면 에칭이 진행되어 기판의 표면에 요철이 형성된다.When the substrate is immersed in the etching liquid composition or when the etching liquid composition is sprayed onto the substrate, etching proceeds to form irregularities on the surface of the substrate.
요철 형성에 의해 기판의 표면이 거칠어지면 입사되는 광의 반사율이 감소하여 광 포획량이 증가하므로 광학적 손실이 감소된다.If the surface of the substrate is roughened by the unevenness formation, the reflectance of the incident light decreases, and the optical trapping amount increases, thereby reducing the optical loss.
요철의 크기(가로폭) 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 1 내지 20㎛의 크기로 형성될 수 있다. 요철의 높이는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 1 내지 15㎛일 수 있다. 요철의 높이가 상기 범위에 해당하는 경우, 180㎛ 이하의 두께를 가지는 기판에 적용할 수 있으며, 이후에 요철 상에 형성될 수 있는 에미터층이 균일한 도핑 프로필을 가지고 형성되어 기판과 에미터 층의 계면의 p-n접합의 균일도가 향상될 수 있으며, 이후에 전면 전극 형성용 페이스트가 요철의 형상에 따라 형성된 오목한 부분까지 충진되어 도포될 수 있어 반사방지막과의 사이에서 공극이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 전면 전극의 저항이 감소할 수 있다.The width (width) of the irregularities is not particularly limited, and may be, for example, 1 to 20 탆 in size. The height of the concavities and convexities is not particularly limited, and may be, for example, 1 to 15 占 퐉. When the height of the concave and convex corresponds to the above range, it can be applied to a substrate having a thickness of 180 탆 or less. An emitter layer, which can be formed on the concave and convex portions, is then formed with a uniform doping profile, Uniformity of the pn junction at the interface between the antireflection film and the antireflection film can be improved and then the front electrode forming paste can be filled up to the concave portion formed according to the shape of the concave and convex portion to be coated, The resistance of the front electrode can be reduced.
요철의 형태는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 피라미드형, 정사각형, 삼각형 등을 들 수 있다.The shape of the concavities and convexities is not particularly limited, and examples thereof include a pyramidal shape, a square shape, and a triangular shape.
요철 형성 이후에는, 요철 상에 에미터층을 형성하는 단계; 에미터층 상에 반사방지막을 형성하는 단계; 반사방지막을 관통하여 에미터층과 접속하는 전면 전극을 형성하는 단계; 및 기판 후면에 후면 전극을 형성하는 단계를 포함하여 제조할 수 있다.After the formation of the unevenness, a step of forming an emitter layer on the unevenness; Forming an antireflection film on the emitter layer; Forming a front electrode through the antireflection film to connect to the emitter layer; And forming a rear electrode on the rear surface of the substrate.
에미터층은 기판 상에 기판과 반대 도전형을 가지고 형성될 수 있다. 일 예로 에미터층은 n형 불순물로서 5족 원소인 P, As, Sb 등으로 도핑될 수 있다. 이와 같이, 기판과 에미터층에 반대 도전형의 불순물이 도핑 되면, 기판과 에미터층의 계면에는 p-n접합(junction)이 형성되고, p-n접합에 광이 조사되면 광전효과에 의해 광기전력이 발생할 수 있다.The emitter layer may be formed on the substrate with the opposite conductivity type to the substrate. For example, the emitter layer may be doped with a Group 5 element P, As, Sb or the like as an n-type impurity. When the substrate and the emitter layer are doped with an impurity of the opposite conduction type, a pn junction is formed at the interface between the substrate and the emitter layer. When light is irradiated to the pn junction, photovoltaic power can be generated due to the photoelectric effect .
에미터층은 확산법, 스프레이법, 주입법, 프린팅 공정법 등에 의한 방법에 의해 형성될 수 있다. 일 예로, 에미터층은 p형 반도체 기판에 n형 불순물을 주입함으로써 형성될 수 있다.The emitter layer may be formed by a method such as a diffusion method, a spray method, an injection method, a printing method, or the like. In one example, the emitter layer can be formed by implanting an n-type impurity into the p-type semiconductor substrate.
이후, 에미터층 상에 반사방지막을 형성한다.Thereafter, an antireflection film is formed on the emitter layer.
반사방지막은 에미터층의 표면 또는 벌크 내에 존재하는 결함을 부동화하고 기판의 전면으로 입사되는 태양광의 반사율을 감소시킨다. 에미터층에 존재하는 결함이 부동화되면 소수 캐리어의 재결합 사이트가 제거되어 태양전지의 개방전압(Voc)이 증가하고, 태양광의 반사율이 감소되면 p-n접합까지 도달되는 광량이 증대되어 태양전지의 단락전류(Isc)가 증가하므로 태양전지의 변환효율이 개선된다.Antireflection coatings passivate defects present in the surface or bulk of the emitter layer and reduce the reflectivity of sunlight incident on the front side of the substrate. When defects present in the emitter layer are passivated, the recombination sites of the minority carriers are removed to increase the open-circuit voltage (Voc) of the solar cell. When the reflectance of the sunlight decreases, the amount of light reaching the pn junction increases, Isc) is increased, so that the conversion efficiency of the solar cell is improved.
반사방지막은 예를 들면, 실리콘 질화막, 수소를 포함한 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산화 질화막, MgF2, ZnS, TiO2 및 CeO2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일막 또는 2개 이상의 막이 조합된 다층막 구조를 가질 수 있다.The antireflection film may be formed of any one single film selected from the group consisting of a silicon nitride film, a silicon nitride film including hydrogen, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, MgF 2 , ZnS, TiO 2 and CeO 2 , or a combination of two or more films It may have a multilayer structure.
반사방지막은 진공 증착법, 화학 기상 증착법, 스핀 코팅, 스크린 인쇄 또는 스프레이 코팅에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The antireflection film may be formed by vacuum deposition, chemical vapor deposition, spin coating, screen printing or spray coating, but is not limited thereto.
이후에, 반사방지막 상에 전면 전극을 형성한다.Thereafter, a front electrode is formed on the antireflection film.
전면 전극은 반사방지막을 관통하여 에미터층과 접하며, 광전효과에 의해 발생하는 캐리어의 이동통로로 사용된다.The front electrode is in contact with the emitter layer through the antireflection film, and is used as a carrier pathway of the carrier generated by the photoelectric effect.
전면 전극은 전면 전극 형성용 은 페이스트 조성물을 반사방지막 상에 바 형태로 도포하여 형성할 수 있다. 상기 은 페이스트 조성물은 본 발명의 은 페이스트 조성물을 사용할 수 있다.The front electrode can be formed by applying a paste composition for forming the front electrode onto the antireflection film in the form of a bar. The above silver paste composition can use the silver paste composition of the present invention.
도포 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어 바 코팅법, 침지 코팅법, 스프레이 코팅법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 노즐 프린팅법 등을 들 수 있다.The coating method is not particularly limited and includes, for example, a spin coating method, a casting method, a micro gravure coating method, a gravure coating method, a bar coating method, a roll coating method, a wire bar coating method, an immersion coating method, A flexographic printing method, an offset printing method, an inkjet printing method, a nozzle printing method, and the like.
도포 이후에 통상적인 열처리 과정을 거칠 수 있다. 열처리에 의해 은 분말이 고온에서 액상이 되었다가, 다시 고상으로 재결정되면서, 유리 프릿을 매개로 하여 반사방지막을 관통하는 파이어 스루(fire through) 현상에 의해 전면 전극이 에미터층과 접속하게 된다.After the application, a conventional heat treatment process may be performed. The silver powder becomes a liquid phase at a high temperature by the heat treatment, and is again recrystallized into a solid phase, and the front electrode is connected to the emitter layer by a fire through phenomenon penetrating the antireflection film through the glass frit.
다음으로, 기판 후면에 후면 전극을 형성한다.Next, a rear electrode is formed on the rear surface of the substrate.
후면 전극은 광전효과에 의해 발생하는 또다른 캐리어의 이동통로로 작용한다. 한편, 후면 전극과 기판의 경계면에는 후면 전계(Back Surface Field)층이 형성될 수 있다. 후면 전계층은 캐리어가 기판의 배면으로 이동하여 재결합되는 것을 방지할 수 있으며, 캐리어의 재결합이 방지되면 개방전압이 상승하여 태양전지의 효율이 향상될 수 있다.The backside electrode acts as another carrier's path of travel caused by the photoelectric effect. On the other hand, a back surface field layer may be formed on the interface between the rear electrode and the substrate. The backside layer can prevent the carrier from moving to the backside of the substrate and recombining. If the recombination of the carriers is prevented, the open voltage can be increased and the efficiency of the solar cell can be improved.
후면 전극은 후면 전극 형성용 페이스트 조성물을 기판 후면에 도포하여 형성할 수 있다. 후면 전극은 은 전극과 알루미늄 전극이 형성된 구조를 가질 수 있으며, 이 때 은 전극은 본 발명의 은 페이스트 조성물을 사용하여 제조될 수 있다.The rear electrode can be formed by applying a paste composition for forming the rear electrode on the rear surface of the substrate. The back electrode may have a structure in which a silver electrode and an aluminum electrode are formed. In this case, the electrode may be manufactured using the silver paste composition of the present invention.
도포 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어 바 코팅법, 침지 코팅법, 스프레이 코팅법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 노즐 프린팅법 등을 들 수 있다.The coating method is not particularly limited and includes, for example, a spin coating method, a casting method, a micro gravure coating method, a gravure coating method, a bar coating method, a roll coating method, a wire bar coating method, an immersion coating method, A flexographic printing method, an offset printing method, an inkjet printing method, a nozzle printing method, and the like.
도포 이후에 통상적인 열처리 과정을 거칠 수 있다. 열처리에 의해, 후면 전극 형성용 페이스트 조성물 도포부에 포함된 알루미늄이 기판의 후면을 통해 확산함으로써, 후면 전극과 기판의 경계면에서 후면전계층을 형성한다. 후면전계층은 태양광에 의해 생성된 전자의 후면 재결합을 최소화하여 태양전지의 효율 향상에 기여한다.
After the application, a conventional heat treatment process may be performed. By the heat treatment, aluminum contained in the paste composition applying portion for forming the rear electrode is diffused through the rear surface of the substrate, thereby forming a rear whole layer at the interface between the rear electrode and the substrate. The backside layer minimizes the rear recombination of the electrons generated by the sunlight, thereby contributing to the improvement of the efficiency of the solar cell.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to be illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the claims. It will be apparent to those skilled in the art that such variations and modifications are within the scope of the appended claims.
실시예Example 1 One
표 1에서와 같이 총 중량에 대하여, 하기 표 2의 조성의 유리 프릿 4.5 중량%, 에틸셀룰로오스를 글리콜 에테르에 용해시킨 유기 비히클 용액 30.5중량%를 첨가하고, 자전 및 공전을 동시에 수행하는 믹서를 이용하여 1,000rpm에서 3분간 교반을 실시한 후, 은 분말 65 중량%를 첨가하여 Planetary mixer에서 1시간 동안 교반하고, 3-roll-mill에서 2회 분산시켜서 은 페이스트 조성물을 제조하였다.4.5% by weight of a glass frit having the composition shown in Table 2 below and 30.5% by weight of an organic vehicle solution in which ethylcellulose was dissolved in glycol ether were added to the total weight as shown in Table 1, and a mixer The mixture was agitated at 1,000 rpm for 3 minutes. 65% by weight of silver powder was added to the mixture, stirred in a planetary mixer for 1 hour, and dispersed twice in 3-roll-mill to prepare a silver paste composition.
실시예Example 2-3 및 2-3 and 비교예Comparative Example 1-5 1-5
은 페이스트 조성물의 성분비를 하기 표 1에 기재된 것으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 은 페이스트 조성물을 제조하였다.A silver paste composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the composition ratios of the silver paste compositions were as shown in Table 1 below.
표 1에서 사용된 유리 프릿은 하기 표 2와 같은 조성으로 제조되었다. 유리 프릿의 유리전이온도(Tg)는 472℃, 열팽창계수(10-7/℃)는 70, 연화점(Tdsp)은 534℃이었다.The glass frit used in Table 1 was prepared with the composition shown in Table 2 below. The glass transition temperature (Tg) of the glass frit was 472 ° C, the thermal expansion coefficient (10 -7 / ° C) was 70, and the softening point (Tdsp) was 534 ° C.
시험예Test Example
156X156mm, 200μm 두께의 단결정 웨이퍼에 표면 텍스쳐링 공정을 수행하여 피라미드 높이가 약 4-6μm로 형성한 후 웨이퍼의 n측 상에 SiNx층을 코팅하였다. 이어서, 웨이퍼의 후면에 상기 실시예1-3 및 비교예1-5에서 제조된 은 페이스트 조성물을 사용하여 각각의 Bus Bar를 인쇄하고 건조시킨 후, 알루미늄 전극 페이스트를 스크린 인쇄판을 이용하여 도포하고 건조시켰다. 그 후, 전면 SiNx측 상에 은 페이스트를 이용하여 Finger Line을 인쇄하고 건조하였다.A 156x156mm, 200μm thick monocrystalline wafer was subjected to a surface texturing process to form pyramid heights of about 4-6μm, and then the SiNx layer was coated on the n-side of the wafer. Subsequently, each bus bar was printed and dried on the backside of the wafer using the silver paste composition prepared in Example 1-3 and Comparative Example 1-5, and then the aluminum electrode paste was applied using a screen printing plate and dried . Thereafter, a finger line was printed on the front SiNx side using silver paste and dried.
이렇게 인쇄된 Wafer를 NIR Dryer를 이용하여 건조한 후 적외선 연속 소성로에서 소성영역의 온도가 720 - 900℃가 되도록 하여 소성하여 태양전지를 제조하였다.The printed wafer was dried using NIR Dryer and then fired in an infrared continuous firing furnace at a temperature of 720 - 900 ° C to produce a solar cell.
상기 소성공정은 상기 실리콘 웨이퍼를 벨트 로(Belt Furnace) 내로 통과 시키면서 수행하였으며, 이때, 벨트 로(Belt Furnace)는 약 600℃의 Burn-out 구간과 800~950℃ 부근의 Firing 구간을 포함하며, 페이스트 내 유기물을 태워 없앤 후, 전후면 전극을 용융시켜서 전극이 형성되게 하였다.The firing process is performed while passing the silicon wafer through a belt furnace. The belt furnace includes a burn-out period of about 600 ° C. and a firing period of about 800 to 950 ° C., After organic matter in the paste was burned off, the front and rear electrodes were melted to form an electrode.
1. One. 면저항Sheet resistance
면저항은 MITSUBISHI CHEMICAL사의 MCP-T360 모델을 이용하여 평가하였다. 인쇄 된 태양전지를 소성 후 상기 장비의 4-point probe를 통해 기록되는 저항을 확인하였다. 모듈 제조 시 전도성에 영향을 주기 때문에 면저항은 최소화하여야 하며, 일반적으로 4.5mΩ 이하가 바람직하다. 그 이상이 되면 모듈 제조 시 효율 저하의 원인이 된다
The sheet resistance was evaluated using an MCP-T360 model manufactured by MITSUBISHI CHEMICAL. After the printed solar cell was fired, the resistance recorded through the 4-point probe of the equipment was confirmed. Since the conductivity of the module is influenced during the manufacture of the module, the sheet resistance should be minimized. If it is more than that, the efficiency of the module may be lowered
2. 납땜 특성2. Soldering Characteristics
구리에 60Sn/40Pb 조성이 코팅된 리본을 이용하여 납땜 특성을 평가하였다. 납땜을 위한 납땜 온도는 250℃였고, 납땜 시간은 3 내지 5초였다. 사용된 플럭스는 Alpha사의 RF-800N 이었다.Solderability was evaluated using a ribbon coated with 60Sn / 40Pb composition in copper. The soldering temperature for soldering was 250 DEG C, and the soldering time was 3 to 5 seconds. The flux used was Alpha RF-800N.
접착 강도는 LLOYD INSTURMENTS사의 LF Plus 모델을 이용하여 평가하였다. 전지의 표면에 대해 90°의 각도로 30.0 mm/min 속도로 리본을 잡아당겨 얻었다. 1N 이상은 양호하며, 1N이하는 납땜 특성이 낮음을 의미한다. 태양전지의 효율은 FitTech사의 태양전지 성능 평가 장치인 SCM-1000을 이용하여 평가하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The adhesive strength was evaluated using the LF Plus model of LLOYD INSTURMENTS. The ribbon was pulled at a rate of 30.0 mm / min at an angle of 90 DEG to the surface of the battery. 1N or more is good, and 1N or less means that soldering characteristics are low. The efficiency of the solar cell was evaluated using SCM-1000, a solar cell performance evaluation device of FitTech, and the results are shown in Table 3 below.
효율(%)Solar cell
efficiency(%)
[60Sn/40Pb]Soldering Characteristics (N)
[60Sn / 40Pb]
위 표 3과 같이, 본 발명에 따른 유리 프릿을 포함하는 실시예 1 내지 3의 은 페이스트 조성물을 이용하여 형성된 전극과 태양전지 소자는 태양전지의 효율, 면저항 및 납땜 특성이 전체적으로 우수한 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 3, it can be confirmed that the electrode and the solar cell element formed using the silver paste compositions of Examples 1 to 3 including the glass frit according to the present invention are excellent in the efficiency, surface resistance and solderability of the solar cell .
특히, 은 분말의 비표면적이 본 발명의 범위 미만인 비교예 1은 납땜 특성이 저하되고, 본 발명의 범위 초과인 비교예 2는 면저항이 상승하여 태양전지 효율이 저하되는 것을 확인할 수 있다.In particular, in Comparative Example 1 in which the specific surface area of the silver powder is less than the range of the present invention, the soldering characteristics were lowered, and in Comparative Example 2, which exceeded the range of the present invention, the sheet resistance was increased and the solar cell efficiency was lowered.
비교예 3의 경우, 은 분말의 함량이 낮아 면저항이 높고, 이에 따라 태양전지 효율이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 비교예 4의 경우, 은 분말의 함량이 높아 전극 소성 시 과소성 되어 효율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 비교예 5 역시 효율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
In the case of Comparative Example 3, it is confirmed that the solar cell efficiency is reduced due to the low sheet resistance due to the low silver powder content. In the case of Comparative Example 4, it was confirmed that the efficiency was decreased because the silver powder content was high and the electrode was over-baked. It was confirmed that the efficiency of Comparative Example 5 also decreased.
10: P- 타입 실리콘 웨이퍼 기판 20: N- 타입 확산층
30: 질화규소막 40: 전면 은 전극
51: P+층(후면전계) 52: N+층
61: 후면 은 전극 62: 후면 알루미늄 전극10: P-type silicon wafer substrate 20: N-type diffusion layer
30: Silicon nitride film 40:
51: P + layer (rear surface electric field) 52: N + layer
61: rear electrode 62: rear aluminum electrode
Claims (6)
Al2O3-B2O3-Bi2O3-CaO-K2O-Li2O-Na2O-SiO2-SrO-ZnO계 유리 프릿 0.01 내지 10 중량%; 및
유기 비히클 20 내지 39.5 중량%;
를 포함하며,
상기 유리 프릿은 Al2O3 5~15mol%, B2O3 20~40mol%, Bi2O3 15~25mol%, CaO 1~5mol%, K2O 1~5mol%, Li2O 1~5mol%, Na2O 1~5mol% SiO2 10~15mol%, SrO 1~10mol% 및 ZnO 5~15mol%를 포함하는 은 페이스트 조성물.
60 to 70% by weight of a silver powder having a specific surface area of 0.8 to 1.4 m 2 / g;
0.01 to 10% by weight of a glass frit based on Al 2 O 3 -B 2 O 3 -Bi 2 O 3 -CaO-K 2 O-Li 2 O-Na 2 O-SiO 2 -SrO-ZnO; And
20 to 39.5% by weight organic vehicle;
/ RTI >
The glass frit is Al 2 O 3 5 ~ 15mol% , B 2 O 3 20 ~ 40mol%, Bi 2 O 3 15 ~ 25mol%, CaO 1 ~ 5mol%, K 2 O 1 ~ 5mol%, Li 2 O 1 ~ 1 to 5 mol% of Na 2 O, 10 to 15 mol% of SiO 2 , 1 to 10 mol% of SrO and 5 to 15 mol% of ZnO.
The silver paste composition according to claim 1, wherein the organic vehicle is a mixture of 1 to 25% by weight of a polymer resin and 75 to 99% by weight of an organic solvent.
The electrode of any one of claims 1 or 4 formed from a paste composition.
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