KR102183618B1 - Glass frit composition for forming solar cell electrode, and paste composition including the same - Google Patents
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Abstract
태양 전지 전극 형성용 유리 프릿 조성물, 및 이를 포함하는 페이스트 조성물에 관한 것으로, 상기 유리 프릿 조성물은 텅스텐(W)-탈륨(Tl)-리튬(Li)-세슘(Ce)계 유리 프릿(glass frit)이다.
구체적으로, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 제1 금속 산화물인 산화텅스텐(WO3)이 3.5 내지 11 중량% 포함되고, 제2 금속 산화물인 산화탈륨(Tl2O3)이 1 내지 11 중량% 포함되고, 제3 금속 산화물인 산화리튬(Li2O)이 2 내지 3.2 중량% 포함되고, 제4 금속 산화물인 산화세슘(CeO2)이 0.1 내지 1.5 중량% 포함되고, 잔부로는 제5 금속 산화물이 포함되고, 상기 제5 금속 산화물은 상기 제1 내지 제4 금속 산화물과 상이한 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것이다.A glass frit composition for forming a solar cell electrode, and a paste composition comprising the same, wherein the glass frit composition is tungsten (W)-thallium (Tl)-lithium (Li)-cesium (Ce)-based glass frit to be.
Specifically, with respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), the first metal oxide, tungsten oxide (WO 3 ), contains 3.5 to 11% by weight, and the second metal oxide, thallium oxide (Tl 2 O 3 ) is 1 To 11% by weight, 2 to 3.2% by weight of lithium oxide (Li 2 O) as the third metal oxide, 0.1 to 1.5% by weight of cesium oxide (CeO 2 ) as the fourth metal oxide, and the balance A fifth metal oxide is included, and the fifth metal oxide includes a glass frit raw material different from the first to fourth metal oxides.
Description
태양 전지 전극 형성용 유리 프릿 조성물, 및 이를 포함하는 페이스트 조성물에 관한 것이다.It relates to a glass frit composition for forming a solar cell electrode, and a paste composition comprising the same.
태양 전지는, 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전 변환 소자로서, 무한정 무공해의 차세대 에너지 자원으로 각광받고 있다.A solar cell is a photoelectric conversion element that converts solar energy into electrical energy, and is in the spotlight as a next-generation energy resource with infinite pollution-free.
이러한 태양 전지의 효율을 높이기 위해서는, 태양 에너지로부터 가능한 많은 전기 에너지를 출력할 수 있도록 하는 것이 중요하며, 대면적화하는 것이 하나의 방법이 될 수 있다.In order to increase the efficiency of such a solar cell, it is important to be able to output as much electric energy as possible from solar energy, and a large area may be one method.
그러나, 태양전지를 대면적화 함에 따라, 반도체 기판과 전극 사이의 라인 저항 및 접촉 저항이 상승하여, 오히려 전지의 효율이 감소될 수 있다.However, as the solar cell becomes larger in area, the line resistance and contact resistance between the semiconductor substrate and the electrode increase, so that the efficiency of the cell may decrease.
더불어, 최근에 웨이퍼에 빛을 받는 면적을 넓혀 태양 전지의 효율 증가시키기 위한 목적으로 버스 바(BUS Bar) 선폭을 감소시키는 방안이 고려되고 있으며, 선폭 감소에 따른 반도체 기판과 전극 사이의 부착력이 감소가 문제될 수 있다. In addition, recently, a method of reducing the line width of the bus bar is being considered for the purpose of increasing the efficiency of the solar cell by increasing the area that receives light from the wafer, and the adhesion between the semiconductor substrate and the electrode decreases due to the decrease in the line width. Can be a problem.
본 발명의 구현예들에서는, 전술한 문제를 해소하기 위해, 반도체 기판과 전극 사이의 접촉성을 향상시켜, 라인 저항 및 접촉 저항을 최소화하면서도 열 안정성이 확보된 태양 전지 전극 형성용 유리 프릿 조성물, 및 이를 포함하는 페이스트 조성물을 제시한다. In embodiments of the present invention, in order to solve the above-described problem, a glass frit composition for forming a solar cell electrode having thermal stability is ensured while minimizing line resistance and contact resistance by improving the contact between the semiconductor substrate and the electrode, And it provides a paste composition comprising the same.
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물Glass frit composition for forming electrode of solar cell
본 발명의 일 구현예에서는, 텅스텐(W)-탈륨(Tl)-리튬(Li)-세슘(Ce)계 유리 프릿(glass frit)인, 태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물을 제공한다.In one embodiment of the present invention, a glass frit composition for forming an electrode of a solar cell, which is a tungsten (W)-thallium (Tl)-lithium (Li)-cesium (Ce)-based glass frit, is provided.
구체적으로, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 제1 금속 산화물인 산화텅스텐(WO3)이 3.5 내지 11 중량% 포함되고, 제2 금속 산화물인 산화탈륨(Tl2O3)이 1 내지 11 중량% 포함되고, 제3 금속 산화물인 산화리튬(Li2O)이 2 내지 3.2 중량% 포함되고, 제4 금속 산화물인 산화세슘(CeO2)이 0.1 내지 1.5 중량% 포함되고, 잔부로는 제5 금속 산화물이 포함되고, 상기 제5 금속 산화물은 상기 제1 내지 제4 금속 산화물과 상이한 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다. Specifically, with respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), the first metal oxide, tungsten oxide (WO 3 ), contains 3.5 to 11% by weight, and the second metal oxide, thallium oxide (Tl 2 O 3 ) is 1 To 11% by weight, 2 to 3.2% by weight of lithium oxide (Li 2 O) as the third metal oxide, 0.1 to 1.5% by weight of cesium oxide (CeO 2 ) as the fourth metal oxide, and the balance May include a fifth metal oxide, and the fifth metal oxide may include a glass frit raw material different from the first to fourth metal oxides.
보다 구체적으로, 상기 유리 프릿에 관한 설명은 다음과 같다.More specifically, a description of the glass frit is as follows.
상기 유리 프릿은 하기 식 1을 만족하는 것일 수 있다. The glass frit may satisfy Equation 1 below.
[식 1] 0.8 ≤ ([WO3]+[Li2O]) / [Tl2O3] ≤ 13.01[Equation 1] 0.8 ≤ ([WO 3 ]+[Li 2 O]) / [Tl 2 O 3 ] ≤ 13.01
(상기 식 1에서, [WO3], [Li2O], 및 [Tl2O3]는 각각, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대한 상기 산화텅스텐(WO3)의 함량(중량%), 상기 산화리튬(Li2O)의 함량(중량%), 및 상기 산화탈륨(Tl2O3)의 함량(중량%)를 의미한다.)(In Equation 1, [WO 3 ], [Li 2 O], and [Tl 2 O 3 ] are, respectively, the content of the tungsten oxide (WO 3 ) relative to the total amount of the glass frit (100% by weight) (wt% ), means the content (wt%) of the lithium oxide (Li 2 O), and the content (wt%) of the thallium oxide (Tl 2 O 3 ).)
상기 유리 프릿은 하기 식 2를 만족하는 것일 수 있다. The glass frit may satisfy Equation 2 below.
[식 2] 5.9 ≤ ([WO3]+[Li2O]) / [CeO2] ≤ 138[Equation 2] 5.9 ≤ ([WO 3 ]+[Li 2 O]) / [CeO 2 ] ≤ 138
(상기 식 2에서, [WO3], [Li2O], 및 [CeO2] 는 각각, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대한 상기 산화텅스텐(WO3)의 함량(중량%), 상기 산화리튬(Li2O)의 함량(중량%), 및 상기 산화세슘(CeO2)의 함량(중량%)를 의미한다.)(In Equation 2, [WO 3 ], [Li 2 O], and [CeO 2 ] are, respectively, the content (wt%) of the tungsten oxide (WO 3 ) with respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), It means the content (% by weight) of the lithium oxide (Li 2 O), and the content (% by weight) of the cesium oxide (CeO 2 ).)
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화나트륨(Na2O)을 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화나트륨(Na2O)이 0.05 내지 2 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다. The fifth metal oxide is included, and include sodium (Na 2 O), the oxide, with respect to the glass frit total amount (100 wt%), the sodium (Na 2 O), oxidation of 0.05 to 2% by weight, and the balance part is Lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 유리 프릿은 하기 식 3을 만족하는 것일 수 있다. The glass frit may satisfy Equation 3 below.
[식 3] 0.19 < [Tl2O3] / ([Na2O]+[Li2O]) < 5.5[Equation 3] 0.19 <[Tl 2 O 3 ] / ([Na 2 O]+[Li 2 O]) <5.5
(상기 식 3에서, [Tl2O3], [Na2O], 및 [Li2O]는 각각, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대한 상기 산화탈륨(Tl2O3)의 함량(중량%), 상기 산화나트륨(Na2O)의 함량(중량%), 및 상기 산화리튬(Li2O)의 함량(중량%)를 의미한다.)(In Equation 3, [Tl 2 O 3 ], [Na 2 O], and [Li 2 O] are, respectively, the content of the thallium oxide (Tl 2 O 3 ) with respect to the total amount of the glass frit (100% by weight) (% by weight), the content (% by weight) of the sodium oxide (Na 2 O), and the content (% by weight) of the lithium oxide (Li 2 O).)
상기 유리 프릿은 하기 식 4를 만족하는 것일 수 있다. The glass frit may satisfy Equation 4 below.
[식 4] 0.6 < [WO3] / ([Na2O]+[Li2O]) < 5.5[Equation 4] 0.6 <[WO 3 ] / ([Na 2 O]+[Li 2 O]) <5.5
(상기 식 4에서, [WO3], [Na2O], 및 [Li2O]는 각각, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대한 상기 산화텅스텐 (WO3)의 함량(중량%), 상기 산화나트륨(Na2O)의 함량(중량%), 및 상기 산화리튬(Li2O)의 함량(중량%)를 의미한다.) (In Equation 4, [WO 3 ], [Na 2 O], and [Li 2 O] are, respectively, the content (wt%) of the tungsten oxide (WO 3 ) relative to the total amount of the glass frit (100% by weight) , It means the content (wt%) of the sodium oxide (Na 2 O), and the content (wt%) of the lithium oxide (Li 2 O).)
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화납(PbO)를 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화납(PbO)이 25 내지 35 중량% 포함되고, 잔부로는 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다. The fifth metal oxide contains the lead oxide (PbO), and the lead oxide (PbO) is contained in an amount of 25 to 35% by weight based on the total amount of the glass frit (100% by weight), and the balance is bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화비스무트(Bi2O3)를 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화비스무트(Bi2O3)가 10 내지 20 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다. The fifth metal oxide includes the bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), and the bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) is included in 10 to 20% by weight, based on the total amount of the glass frit (100% by weight), Part includes lead oxide (PbO), tellurium oxide (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide ( Al 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화텔루륨(TeO2)을 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화텔루륨(TeO2)이 20 내지 26 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다. The fifth metal oxide includes the tellurium oxide (TeO 2 ), and the tellurium oxide (TeO 2 ) is 20 to 26% by weight based on the total amount of the glass frit (100% by weight), and the balance is Lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화규소(SiO2)를 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화규소(SiO2)가 5 내지 12 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다. The fifth metal oxide includes the silicon oxide (SiO 2 ), and the silicon oxide (SiO 2 ) is 5 to 12% by weight based on the total amount of the glass frit (100% by weight), and the balance is lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide (TeO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화아연(ZnO)을 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화아연(ZnO)이 2 내지 4 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다. The fifth metal oxide includes the zinc oxide (ZnO), and the zinc oxide (ZnO) is 2 to 4% by weight based on the total amount (100% by weight) of the glass frit, and the balance is lead oxide (PbO). ), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화붕소(B2O3)를 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화붕소(B2O3)가 0.1 내지 1.5 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다. The fifth metal oxide contains the boron oxide (B 2 O 3 ), and the boron oxide (B 2 O 3 ) contains 0.1 to 1.5% by weight, based on the total amount of the glass frit (100% by weight), and the remaining As for the part, lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화알루미늄(Al2O3)이 0.1 내지 1.5 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 및 산화붕소(B2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다. The fifth metal oxide contains the aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) contains 0.1 to 1.5% by weight, based on the total amount of the glass frit (100% by weight), and Part includes lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), and boron oxide ( B 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 유리 프릿의 연화점(Tdsp)은, 230 ℃ 초과, 및 350 ℃ 미만의 온도 범위를 만족하는 것일 수 있다. The softening point (Tdsp) of the glass frit may satisfy a temperature range of more than 230°C and less than 350°C.
상기 유리 프릿의 결정화 온도(Tc)는, 260 ℃ 초과, 및 370 ℃ 미만의 온도 범위를 만족하는 것일 수 있다. The crystallization temperature (Tc) of the glass frit may satisfy a temperature range of more than 260°C and less than 370°C.
상기 유리 프릿의 라인 저항(Line Resistivity)은, 3.0 uΩㆍ㎝ 미만(단, 0 uΩㆍ㎝ 제외)인 것일 수 있다. The line resistance of the glass frit may be less than 3.0 uΩ·cm (excluding 0 uΩ·cm).
상기 유리 프릿의 접촉 저항(Contact Resistivity)은, 2 mΩㆍ㎠ 미만(단, 0 mΩㆍ㎠ 제외)인 것일 수 있다. The contact resistance of the glass frit may be less than 2 mΩ·cm2 (except 0 mΩ·cm2).
상기 유리 프릿의 접착력(Adhesion)은, 5BUS Bar 기준 3 N 이상인 것일 수 있다. The adhesion of the glass frit may be 3N or more based on 5BUS Bar.
태양 전지태양 전지의 전극 형성용 페이스트(paste) 조성물Solar cell Paste composition for electrode formation of solar cell
본 발명의 다른 일 구현예에서는, 도전성 분말; 유리 프릿(glass frit); 및 유기 비히클;을 포함하고, 텅스텐(W)-탈륨(Tl)-리튬(Li)-세슘(Ce)계 유리 프릿인, 태양 전지태양 전지의 전극 형성용 페이스트(paste) 조성물을 제공한다.In another embodiment of the present invention, conductive powder; Glass frit; And an organic vehicle, comprising a tungsten (W)-thallium (Tl)-lithium (Li)-cesium (Ce)-based glass frit, and provides a paste composition for forming an electrode of a solar cell solar cell.
구체적으로, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 제1 금속 산화물인 산화텅스텐(WO3)이 3.5 내지 11 중량% 포함되고, 제2 금속 산화물인 산화탈륨(Tl2O3)이 1 내지 11 중량% 포함되고, 제3 금속 산화물인 산화리튬(Li2O)이 2 내지 3.2 중량% 포함되고, 제4 금속 산화물인 산화세슘(CeO2)이 0.1 내지 1.5 중량% 포함되고, 잔부로는 제5 금속 산화물이 포함되고, 상기 제5 금속 산화물은 상기 제1 내지 제4 금속 산화물과 상이한 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다. Specifically, with respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), the first metal oxide, tungsten oxide (WO 3 ), contains 3.5 to 11% by weight, and the second metal oxide, thallium oxide (Tl 2 O 3 ) is 1 To 11% by weight, 2 to 3.2% by weight of lithium oxide (Li 2 O) as the third metal oxide, 0.1 to 1.5% by weight of cesium oxide (CeO 2 ) as the fourth metal oxide, and the balance May include a fifth metal oxide, and the fifth metal oxide may include a glass frit raw material different from the first to fourth metal oxides.
보다 구체적으로, 상기 유리 프릿은 전술한 것과 동일한 것일 수 있으며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.More specifically, the glass frit may be the same as described above, and a redundant description thereof will be omitted.
상기 도전성 분말은, 은(Ag) 분말, 은(Ag) 함유 합금 분말, 알루미늄(Al) 분말, 알루미늄(Al) 함유 합금 분말, 구리(Cu) 분말, 니켈(Ni) 분말, 및 니켈(Ni) 함유 합금 분말을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 도전성 분말을 포함하는 것일 수 있다.The conductive powder is silver (Ag) powder, silver (Ag)-containing alloy powder, aluminum (Al) powder, aluminum (Al)-containing alloy powder, copper (Cu) powder, nickel (Ni) powder, and nickel (Ni) It may include at least one or more conductive powders selected from the group containing alloy powders.
상기 유기 비히클은 유기 바인더 및 유기 용매를 포함하는 것일 수 있다. The organic vehicle may include an organic binder and an organic solvent.
상기 페이스트 조성물 총량(100 중량%)에 대해, 상기 도전성 분말은 86 내지 90 중량% 포함되고, 상기 유리 프릿은 1.5 내지 3.0 중량% 포함되고, 상기 유기 비히클은 7 내지 12.5 중량% 포함되는 것일 수 있다.With respect to the total amount of the paste composition (100% by weight), the conductive powder may be included in 86 to 90% by weight, the glass frit may be included in 1.5 to 3.0% by weight, and the organic vehicle may be included in 7 to 12.5% by weight. .
상기 페이스트 조성물은, 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.The paste composition may further include an additive.
상기 첨가제는, 상기 페이스트 조성물 총량(100 중량%)에 대해, 0.1 내지 5 중량% 포함되는 것일 수 있다.The additive may be included in an amount of 0.1 to 5% by weight, based on the total amount (100% by weight) of the paste composition.
태양 전지의 전극Solar cell electrodes
본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 전술한 유리 프릿 조성물을 사용하여 제조된 태양 전지용 전극을 제공한다.In yet another embodiment of the present invention, an electrode for a solar cell manufactured using the above-described glass frit composition is provided.
이와 독립적으로, 본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 전술한 페이스트 조성물을 사용하여 제조된 태양 전지태양 전지용 전극을 제공한다.Independently of this, in another embodiment of the present invention, an electrode for a solar cell solar cell manufactured using the above-described paste composition is provided.
태양 전지Solar cell
본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 반도체 기판; 및 상기 반도체 기판의 적어도 일면에 위치하고, 전술한 유리 프릿 조성물을 사용하여 형성된 전극;을 포함하는, 태양 전지태양 전지를 제공한다.In another embodiment of the present invention, a semiconductor substrate; And an electrode positioned on at least one surface of the semiconductor substrate and formed by using the above-described glass frit composition.
이와 독립적으로, 본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 상기 반도체 기판의 적어도 일면에 위치하고, 전술한 페이스트 조성물을 사용하여 형성된 전극;을 포함하는, 태양 전지태양 전지를 제공한다.Independently, in another embodiment of the present invention, an electrode positioned on at least one surface of the semiconductor substrate and formed using the aforementioned paste composition; including, a solar cell solar cell is provided.
본 발명의 구현예들에 따르면, 태양 전지의 효율 및 열 안정성을 개선할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to improve the efficiency and thermal stability of the solar cell.
도 1은, 본 발명의 일 구현예에 따른 태양 전지를 개략적으로 도식화한 것이다.1 is a schematic diagram of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thicknesses are enlarged to clearly express various layers and regions. The same reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the case where the other part is "directly above", but also the case where there is another part in between. Conversely, when one part is "directly above" another part, it means that there is no other part in the middle.
일반적으로, 태양 전지의 전극은, 도전성 분말, 유리 프릿(glass), 및 유기 비히클을 혼합하고, 필요에 따라 첨가제를 더 첨가하여 페이스트(paste) 조성물을 제조하고, 이러한 페이스트 조성물을 반도체 기판의 일면 또는 양면에 도포하며 패터닝한 후, 도포된 페이스트 조성물을 소성하여 건조하는 일련의 공정에 따라 형성될 수 있다.In general, the electrode of a solar cell is a mixture of conductive powder, glass frit, and an organic vehicle, and if necessary, additional additives are added to prepare a paste composition, and the paste composition is applied to one side of a semiconductor substrate. Alternatively, it may be applied on both sides and patterned, and then formed according to a series of processes of firing and drying the applied paste composition.
이러한 전극 형성 공정을 고려하면, 반도체 기판 및 그 위에 형성되는 전극 사이의 접촉성을 향상시킴으로써 라인 저항 및 접촉 저항을 낮추는 것이, 태양전지의 효율을 높이는 중요한 요인이 됨을 알 수 있다.Considering such an electrode formation process, it can be seen that lowering the line resistance and the contact resistance by improving the contact property between the semiconductor substrate and the electrode formed thereon becomes an important factor in increasing the efficiency of the solar cell.
구체적으로, 유리 프릿은, 소성 공정 중 반사 방지막을 에칭(etching)하고, 도전성 분말을 용융시켜 에미터 영역에 금속 결정 입자를 생성시키며, 이를 통해 전극(특히, 금속 결정 입자) 및 반도체 기판 사이의 접착력을 향상시켜 라인 저항 및 접촉 저항이 낮추는 역할을 할 뿐만 아니라, 연화하여 소성 온도를 보다 낮추는 효과를 유도한다.Specifically, the glass frit generates metal crystal particles in the emitter region by etching the antireflection film during the firing process and melting the conductive powder, through which the electrode (particularly, metal crystal particles) and the semiconductor substrate It not only plays a role in lowering line resistance and contact resistance by improving adhesion, but also induces an effect of lowering the firing temperature by softening.
이와 관련하여, 본 발명의 구현예들에서는, 전극 및 반도체 기판 사이의 접촉 저항을 낮추면서도, 열 안정성을 확보할 수 있는 유리 프릿을 적용하여, 태양 전지의 효율 및 열 안정성을 개선하고자 한다.In this regard, in embodiments of the present invention, a glass frit capable of securing thermal stability while lowering contact resistance between an electrode and a semiconductor substrate is applied to improve efficiency and thermal stability of a solar cell.
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물Glass frit composition for forming electrode of solar cell
본 발명의 일 구현예에서는, 텅스텐(W)-탈륨(Tl)-리튬(Li)-세슘(Ce)계 유리 프릿(glass frit)인, 태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물을 제공한다.In one embodiment of the present invention, a glass frit composition for forming an electrode of a solar cell, which is a tungsten (W)-thallium (Tl)-lithium (Li)-cesium (Ce)-based glass frit, is provided.
구체적으로, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 제1 금속 산화물인 산화텅스텐(WO3)이 3.5 내지 11 중량% 포함되고, 제2 금속 산화물인 산화탈륨(Tl2O3)이 1 내지 11 중량% 포함되고, 제3 금속 산화물인 산화리튬(Li2O)이 2 내지 3.2 중량% 포함되고, 제4 금속 산화물인 산화세슘(CeO2)이 0.1 내지 1.5 중량% 포함되고, 잔부로는 제5 금속 산화물이 포함되고, 상기 제5 금속 산화물은 상기 제1 내지 제4 금속 산화물과 상이한 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것이다.Specifically, with respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), the first metal oxide, tungsten oxide (WO 3 ), contains 3.5 to 11% by weight, and the second metal oxide, thallium oxide (Tl 2 O 3 ) is 1 To 11% by weight, 2 to 3.2% by weight of lithium oxide (Li 2 O) as the third metal oxide, 0.1 to 1.5% by weight of cesium oxide (CeO 2 ) as the fourth metal oxide, and the balance A fifth metal oxide is included, and the fifth metal oxide includes a glass frit raw material different from the first to fourth metal oxides.
다시 말해, 상기 유리 프릿 조성물은, 산화텅스텐(WO3), 산화탈륨(Tl2O3), 산화리튬(Li2O), 및 산화세슘(CeO2)을 주요 성분으로 하며, 잔부로는 상기 주요 성분과 상이한 유리 프릿 원료 물질을 포함하는, 텅스텐(W)-탈륨(Tl)-리튬(Li)-세슘(Ce)계 유리 프릿(glass frit)이다.In other words, the glass frit composition contains tungsten oxide (WO 3 ), thallium oxide (Tl 2 O 3 ), lithium oxide (Li 2 O), and cesium oxide (CeO 2 ) as main components, and the balance is the It is a tungsten (W)-thallium (Tl)-lithium (Li)-cesium (Ce) based glass frit, which contains a glass frit raw material different from the main component.
상기 각 함량 범위를 만족하는 텅스텐(W)-탈륨(Tl)-리튬(Li)-세슘(Ce)계 유리 프릿(glass frit)은, 전극 및 반도체 기판 사이의 라인 저항 및 접촉 저항을 낮추면서도, 열 안정성이 확보될 수 있다. The tungsten (W)-thallium (Tl)-lithium (Li)-cesium (Ce)-based glass frit satisfying the respective content ranges, while lowering the line resistance and contact resistance between the electrode and the semiconductor substrate, Thermal stability can be ensured.
구체적으로, 상기 산화텅스텐 함량이 너무 적은 경우 접착성이 저하될 수 있고, 너무 많은 경우 유리프릿이 제조되지 않을 수 있다.Specifically, if the tungsten oxide content is too small, adhesion may be deteriorated, and if too much, the glass frit may not be manufactured.
상기 산화탈륨 ?t랑이 너무 적은 경우 라인 비저항이 증가할 수 있고, 너무 많은 경우 접착성이 저하될 수 있다. If the thallium oxide ?t is too small, the line resistivity may increase, and if too much, the adhesion may decrease.
상기 산화리튬의 함량이 너무 적은 경우 접착력이 저하될 수 있고, 너무 많은 경우 라인 비저항이 증가할 수 있고, 접착력이 저하될 수 있다. If the amount of the lithium oxide is too small, adhesion may decrease, and if too much, the line resistivity may increase, and adhesion may decrease.
상기 산화세슘의 함량이 너무 적은 경우 접착력이 저하될 수 있고, 너무 많은 경우 유리프릿이 제조되지 않을 수 있다. If the content of the cesium oxide is too small, adhesion may be reduced, and if too much, the glass frit may not be manufactured.
이러한 사실은 후술되는 실시예 및 이에 대한 평가예를 통해 뒷받침된다. 보다 구체적으로, 상기 유리 프릿에 관한 설명은 다음과 같다.This fact is supported by examples and evaluation examples thereof to be described later. More specifically, a description of the glass frit is as follows.
상기 유기 프릿은, 주요 성분인 산화텅스텐(WO3), 산화탈륨(Tl2O3), 산화리튬(Li2O), 및 산화세슘(CeO2)의 각 함량과 관련하여, 하기 식 1, 및 식 2 중 적어도 하나 이상의 식을 만족하는 것일 수 있다. The organic frit, with respect to each content of the main components of tungsten oxide (WO 3 ), thallium oxide (Tl 2 O 3 ), lithium oxide (Li 2 O), and cesium oxide (CeO 2 ), the following formula 1, And at least one of Equation 2 may be satisfied.
[식 1] 0.8 ≤ ([WO3]+[Li2O]) / [Tl2O3] ≤ 13.01[Equation 1] 0.8 ≤ ([WO 3 ]+[Li 2 O]) / [Tl 2 O 3 ] ≤ 13.01
(상기 식 1에서, [WO3], [Li2O], 및 [Tl2O3]는 각각, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대한 상기 산화텅스텐(WO3)의 함량(중량%), 상기 산화리튬(Li2O)의 함량(중량%), 및 상기 산화탈륨(Tl2O3)의 함량(중량%)를 의미한다.)(In Equation 1, [WO 3 ], [Li 2 O], and [Tl 2 O 3 ] are, respectively, the content of the tungsten oxide (WO 3 ) relative to the total amount of the glass frit (100% by weight) (wt% ), means the content (wt%) of the lithium oxide (Li 2 O), and the content (wt%) of the thallium oxide (Tl 2 O 3 ).)
상기 식 1의 범위를 만족할 경우 라인저항, 접촉저항, 반도체 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼)와 전도성 분말(예를 들어, 은 분말) 와의 계면에서의 접착력이 모두 적절히 제어되므로, 향상된 효율을 기대할 수 있다.If the range of Equation 1 is satisfied, all of the line resistance, contact resistance, and adhesion at the interface between the semiconductor substrate (eg, silicon wafer) and the conductive powder (eg, silver powder) are properly controlled, so that improved efficiency can be expected. I can.
상기 식 1에서 ([WO3]+[Li2O]) / [Tl2O3] 값이 너무 작은 경우, 반도체 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼)와 전도성 분말(예를 들어, 은 분말)과의 계면에서의 접착력이 저하될 수 있고, 식 1의 값이 너무 큰 경우 라인 비저항이 증가할 수 있다. 이와 달리, 상기 식 1의 범위를 만족할 경우 라인저항, 접촉저항, 기판과의 부착력이 모두 적절히 제어되므로, 향상된 효율을 기대할 수 있다.If the value of ([WO 3 ]+[Li 2 O]) / [Tl 2 O 3 ] in Equation 1 is too small, the semiconductor substrate (eg, silicon wafer) and conductive powder (eg, silver powder) The adhesive strength at the interface with and may decrease, and if the value of Equation 1 is too large, the line resistivity may increase. On the contrary, when the range of Equation 1 is satisfied, line resistance, contact resistance, and adhesion to the substrate are all properly controlled, so that improved efficiency can be expected.
[식 2] 5.9 ≤ ([WO3]+[Li2O]) / [CeO2] ≤ 138[Equation 2] 5.9 ≤ ([WO 3 ]+[Li 2 O]) / [CeO 2 ] ≤ 138
(상기 식 2에서, [WO3], [Li2O], 및 [CeO2] 는 각각, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대한 상기 산화텅스텐(WO3)의 함량(중량%), 상기 산화리튬(Li2O)의 함량(중량%), 및 상기 산화세슘(CeO2)의 함량(중량%)를 의미한다.)(In Equation 2, [WO 3 ], [Li 2 O], and [CeO 2 ] are, respectively, the content (wt%) of the tungsten oxide (WO 3 ) with respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), It means the content (% by weight) of the lithium oxide (Li 2 O), and the content (% by weight) of the cesium oxide (CeO 2 ).)
상기 식 2에서, [WO3]+[Li2O] / [CeO2] 값이 상기 식 2의 범위를 만족하는 경우 접촉저항 저항 및 접착력이 모두 적절히 제어되므로, 향상된 전지 효율을 기대할 수 있다.In Equation 2, when the value of [WO 3 ] + [Li 2 O] / [CeO 2 ] satisfies the range of Equation 2, since both the contact resistance resistance and adhesion are properly controlled, improved battery efficiency can be expected.
다시 말해, 산화텅스텐(WO3), 산화탈륨(Tl2O3), 산화리튬(Li2O), 및 산화세슘(CeO2)을 주요 성분으로 하며, 이들의 함량과 관련하여 상기 식 1 및 2 중 적어도 하나 이상의 식을 만족할 경우, 그렇지 못한 경우에 비하여, 접촉성이 높아 라인 저항 및 접촉 저항이 낮아질 뿐만 아니라, 적정 연화점(구체적으로, 230 ℃ 초과 350 ℃ 미만)에서 연화하여 소성 온도를 낮추는 데 기여할 수 있다.In other words, tungsten oxide (WO 3 ), thallium oxide (Tl 2 O 3 ), lithium oxide (Li 2 O), and cesium oxide (CeO 2 ) are used as main components, and the above formula 1 and If at least one of the above equations is satisfied, compared to the case where it is not, the line resistance and contact resistance are lowered due to higher contact, and softening at an appropriate softening point (specifically, more than 230 ℃ and less than 350 ℃) to lower the firing temperature. Can contribute to
한편, 상기 제5 금속 산화물은, 일반적으로 유리 프릿 조성물에 사용되는 금속 산화물 중에서, 상기 제1 내지 제4 금속 산화물과 상이한 것이라면 특별히 한정되지는 않는다.Meanwhile, the fifth metal oxide is not particularly limited as long as it is different from the first to fourth metal oxides among metal oxides generally used in glass frit compositions.
예를 들어, 상기 제5 금속 산화물로는, 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 어느 하나의 금속 산화물만을 사용하거나, 이들 중 2 이상의 금속 산화물을 혼합하여 사용할 수 있다.For example, as the fifth metal oxide, lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Use only one metal oxide selected from the group containing, or use a mixture of two or more of these metal oxides I can.
구체적으로, 후자의 경우와 관련하여, 이하의 설명들이 각각 독립적으로 적용될 수 있다.Specifically, with respect to the latter case, the following descriptions may be applied independently.
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화나트륨(Na2O)을 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화나트륨(Na2O)이 0.05 내지 2 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다. The fifth metal oxide is included, and include sodium (Na 2 O), the oxide, with respect to the glass frit total amount (100 wt%), the sodium (Na 2 O), oxidation of 0.05 to 2% by weight, and the balance part is Lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 유기 프릿은, 상기 산화탈륨(Tl2O3), 산화나트륨(Na2O), 산화리튬(Li2O)의 각 함량과 관련하여, 하기 식 3을 만족하는 것일 수 있다. The organic frit may satisfy Equation 3 below with respect to each content of the thallium oxide (Tl 2 O 3 ), sodium oxide (Na 2 O), and lithium oxide (Li 2 O).
[식 3] 0.19 < [Tl2O3] / ([Na2O]+[Li2O]) < 5.5[Equation 3] 0.19 <[Tl 2 O 3 ] / ([Na 2 O]+[Li 2 O]) <5.5
(상기 식 3에서, [Tl2O3], [Na2O], 및 [Li2O]는 각각, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대한 상기 산화탈륨(Tl2O3)의 함량(중량%), 상기 산화나트륨(Na2O)의 함량(중량%), 및 상기 산화리튬(Li2O)의 함량(중량%)를 의미한다.)(In Equation 3, [Tl 2 O 3 ], [Na 2 O], and [Li 2 O] are, respectively, the content of the thallium oxide (Tl 2 O 3 ) with respect to the total amount of the glass frit (100% by weight) (% by weight), the content (% by weight) of the sodium oxide (Na 2 O), and the content (% by weight) of the lithium oxide (Li 2 O).)
상기 식 3의 범위를 만족하는 경우 접촉저항 저항 및 접착력이 모두 적절히 제어되므로, 향상된 전지 효율을 기대할 수 있다. When the range of Equation 3 is satisfied, both contact resistance resistance and adhesion are properly controlled, and thus improved battery efficiency can be expected.
상기 유기 프릿은, 상기 산화텅스텐(WO3), 산화나트륨(Na2O), 산화리튬(Li2O)의 각 함량과 관련하여, 하기 식 4을 만족하는 것일 수 있다. The organic frit may satisfy Equation 4 below with respect to each content of the tungsten oxide (WO 3 ), sodium oxide (Na 2 O), and lithium oxide (Li 2 O).
[식 4] 0.6 < [WO3] / ([Na2O]+[Li2O]) < 5.5[Equation 4] 0.6 <[WO 3 ] / ([Na 2 O]+[Li 2 O]) <5.5
(상기 식 4에서, [WO3], [Na2O], 및 [Li2O]는 각각, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대한 상기 산화텅스텐 (WO3)의 함량(중량%), 상기 산화나트륨(Na2O)의 함량(중량%), 및 상기 산화리튬(Li2O)의 함량(중량%)를 의미한다.)(In Equation 4, [WO 3 ], [Na 2 O], and [Li 2 O] are, respectively, the content (wt%) of the tungsten oxide (WO 3 ) relative to the total amount of the glass frit (100% by weight) , It means the content (wt%) of the sodium oxide (Na 2 O), and the content (wt%) of the lithium oxide (Li 2 O).)
상기 식 4의 범위를 만족하는 경우 접촉저항 저항 및 접착력이 모두 적절히 제어되므로, 향상된 전지 효율을 기대할 수 있다.When the range of Equation 4 is satisfied, both contact resistance resistance and adhesion are properly controlled, and thus improved battery efficiency can be expected.
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화납(PbO)를 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화납(PbO)이 25 내지 35 중량% 포함되고, 잔부로는 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다.The fifth metal oxide contains the lead oxide (PbO), and the lead oxide (PbO) is contained in an amount of 25 to 35% by weight based on the total amount of the glass frit (100% by weight), and the balance is bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화비스무트(Bi2O3)를 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화비스무트(Bi2O3)가 10 내지 20 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다.The fifth metal oxide includes the bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), and the bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) is included in 10 to 20% by weight, based on the total amount of the glass frit (100% by weight), Part includes lead oxide (PbO), tellurium oxide (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide ( Al 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화텔루륨(TeO2)을 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화텔루륨(TeO2)이 20 내지 26 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다.The fifth metal oxide includes the tellurium oxide (TeO 2 ), and the tellurium oxide (TeO 2 ) is 20 to 26% by weight based on the total amount of the glass frit (100% by weight), and the balance is Lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화규소(SiO2)를 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화규소(SiO2)가 5 내지 12 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다.The fifth metal oxide includes the silicon oxide (SiO 2 ), and the silicon oxide (SiO 2 ) is 5 to 12% by weight based on the total amount of the glass frit (100% by weight), and the balance is lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide (TeO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화아연(ZnO)을 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화아연(ZnO)이 2 내지 4 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다.The fifth metal oxide includes the zinc oxide (ZnO), and the zinc oxide (ZnO) is 2 to 4% by weight based on the total amount (100% by weight) of the glass frit, and the balance is lead oxide (PbO). ), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화붕소(B2O3)를 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화붕소(B2O3)가 0.1 내지 1.5 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다.The fifth metal oxide contains the boron oxide (B 2 O 3 ), and the boron oxide (B 2 O 3 ) contains 0.1 to 1.5% by weight, based on the total amount of the glass frit (100% by weight), and the remaining As for the part, lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
상기 제5 금속 산화물은 상기 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하고, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화알루미늄(Al2O3)이 0.1 내지 1.5 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 및 산화붕소(B2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것일 수 있다.The fifth metal oxide contains the aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) contains 0.1 to 1.5% by weight, based on the total amount of the glass frit (100% by weight), and Part includes lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), and boron oxide ( B 2 O 3 ) It may include one or more glass frit raw materials selected from the group containing.
물론, 상기 예시된 모든 금속 산화물의 혼합물이 상기 제5 금속 산화물로 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화납(PbO)이 25 내지 35 중량% 포함되고, 상기 산화비스무트(Bi2O3)가 10 내지 20 중량% 포함되고, 상기 산화텔루륨(TeO2)이 20 내지 26 중량% 포함되고, 상기 산화규소(SiO2)가 5 내지 12 중량% 포함되고, 상기 산화아연(ZnO)이 2 내지 4 중량% 포함되고, 상기 산화나트륨(Na2O)이 0.05 내지 2 중량% 포함되고, 상기 산화붕소(B2O3)가0.1 내지 1.5 중량% 포함되고, 상기 산화알루미늄(Al2O3) 0.1 내지 1.5 중량% 포함되는 것일 수 있다.Of course, a mixture of all the metal oxides illustrated above may be used as the fifth metal oxide. In this case, with respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), the lead oxide (PbO) is included in 25 to 35% by weight, the bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) is included in 10 to 20% by weight, the oxidation Tellurium (TeO 2 ) 20 to 26% by weight is included, the silicon oxide (SiO 2 ) is 5 to 12% by weight, the zinc oxide (ZnO) is 2 to 4% by weight, the sodium oxide ( Na 2 O) may be contained in an amount of 0.05 to 2% by weight, the boron oxide (B 2 O 3 ) may be contained in an amount of 0.1 to 1.5% by weight, and the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) may be contained in an amount of 0.1 to 1.5% by weight. .
전술한 바와 같이, 상기 유리 프릿은 산화텅스텐(WO3), 산화탈륨(Tl2O3), 산화리튬(Li2O), 및 산화세슘(CeO2)을 주요 성분으로 하며, 잔부로는 상기 주요 성분과 상이한 유리 프릿 조성물인 금속 산화물을 포함하되, 각 성분이 특정 함량 범위를 만족함으로써, 우수한 물성이 발현될 수 있다.As described above, the glass frit contains tungsten oxide (WO 3 ), thallium oxide (Tl 2 O 3 ), lithium oxide (Li 2 O), and cesium oxide (CeO 2 ) as main components, and the balance is the It includes a metal oxide, which is a glass frit composition different from the main component, and each component satisfies a specific content range, so that excellent physical properties can be expressed.
보다 구체적으로, 상기 유리 프릿은, 전극 및 반도체 기판 사이의 접착성을 향상시킴으로써, 라인 저항 및 접촉 저항을 낮출 수 있으며, 이하에서 설명되는 접착력, 라인 저항, 및 접촉 저항의 각 범위를 만족할 수 있다.More specifically, the glass frit may lower line resistance and contact resistance by improving adhesion between an electrode and a semiconductor substrate, and may satisfy each range of adhesion, line resistance, and contact resistance described below. .
상기 유리 프릿의 접착력(Adhesion)은, 3 N 초과인 것일 수 있다.The adhesion of the glass frit may be greater than 3 N.
상기 유리 프릿의 라인 저항(Line Resistivity)은, 3.1 uΩㆍ㎝ 미만(단, 0 uΩㆍ㎝ 제외) 일 수 있다.The line resistance of the glass frit may be less than 3.1 uΩ·cm (excluding 0 uΩ·cm).
상기 유리 프릿의 접촉 저항(Contact Resistivity)은, 2 mΩㆍ㎠ 미만(단, 0 mΩㆍ㎠ 제외)일 수 있다.The contact resistance of the glass frit may be less than 2 mΩ·㎠ (except 0 mΩ·㎠).
또한, 상기 유리 프릿은, 적정 연화점에서 연화하여 소성 온도를 낮추는 데 기여할 수 있으며, 이하에서 설명되는 연화점 및 결정화 온도의 각 범위를 만족할 수 있다,In addition, the glass frit may contribute to lowering the sintering temperature by softening at an appropriate softening point, and may satisfy each range of the softening point and crystallization temperature described below,
상기 유리 프릿의 연화점(Tdsp)은, 230 ℃ 초과 350 ℃ 미만의 온도 범위를 만족하는 것일 수 있다.The softening point (Tdsp) of the glass frit may satisfy a temperature range of more than 230°C and less than 350°C.
상기 유리 프릿의 결정화 온도(Tc)는, 260 ℃ 초과 370 ℃ 미만의 온도 범위를 만족하는 것일 수 있다.The crystallization temperature (Tc) of the glass frit may satisfy a temperature range of more than 260°C and less than 370°C.
한편, 상기 유리 프릿은 통상의 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 산화텅스텐(WO3), 산화탈륨(Tl2O3), 산화리튬(Li2O), 및 산화세슘(CeO2)을 주요 성분으로 하며, 잔부로는 상기 주요 성분과 상이한 유리 프릿 원료 물질을 포함하되, 각 성분이 특정 함량 범위를 만족하도록, 각 성분을 혼합한다. 이때의 혼합은, 볼 밀(ball mill), 플라네터리 밀(planetary mill) 등을 사용하여 수행될 수 있다. On the other hand, the glass frit can be manufactured using a conventional method. For example, the tungsten oxide (WO 3 ), thallium oxide (Tl 2 O 3 ), lithium oxide (Li 2 O), and cesium oxide (CeO 2 ) are the main components, and the balance is different from the main component. The glass frit raw material is included, and each component is mixed so that each component meets a specific content range. Mixing at this time may be performed using a ball mill, a planetary mill, or the like.
이후, 혼합된 조성물을 900℃ 내지 1300℃의 온도 범위에서 용융시키고, 상온(25℃)에서 담금질(quenching)한 다음, 디스크 밀(disk mill), 플라네터리 밀 등을 사용하여 분쇄함으로써, 최종적으로 입경이 조절된 유리 프릿을 수득할 수 있다. Thereafter, the mixed composition is melted in a temperature range of 900°C to 1300°C, quenched at room temperature (25°C), and then pulverized using a disk mill, a planetary mill, etc. It is possible to obtain a glass frit whose particle size is controlled.
구체적으로, 상기 최종적으로 수득되는 유리 프릿은, D50 입경이 0.1 내지 10 ㎛일 수 있고, 그 형상은 구형이거나 무정형이어도 무방하다. Specifically, the finally obtained glass frit may have a D50 particle diameter of 0.1 to 10 μm, and the shape may be spherical or amorphous.
태양 전지의 전극 형성용 페이스트(paste) 조성물Paste composition for solar cell electrode formation
본 발명의 다른 일 구현예에서는, 도전성 분말; 유리 프릿(glass frit); 및 유기 비히클;을 포함하고, 상기 유리 프릿은 텅스텐(W)-탈륨(Tl)-리튬(Li)-세슘(Ce)계 유리 프릿인, 태양 전지태양 전지의 전극 형성용 페이스트(paste) 조성물을 제공한다.In another embodiment of the present invention, conductive powder; Glass frit; And an organic vehicle, wherein the glass frit comprises a tungsten (W)-thallium (Tl)-lithium (Li)-cesium (Ce)-based glass frit, a paste composition for forming an electrode of a solar cell solar cell. to provide.
구체적으로, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 제1 금속 산화물인 산화텅스텐(WO3)이 3.5 내지 11 중량% 포함되고, 제2 금속 산화물인 산화탈륨(Tl2O3)이 1 내지 11 중량% 포함되고, 제3 금속 산화물인 산화리튬(Li2O)이 2 내지 3.2 중량% 포함되고, 제4 금속 산화물인 산화세슘(CeO2)이 0.1 내지 1.5 중량% 포함되고, 잔부로는 제5 금속 산화물이 포함되고, 상기 제5 금속 산화물은 상기 제1 내지 제4 금속 산화물과 상이한 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것이다. 보다 구체적으로, 상기 페이스트 조성물은, 전술한 유리 프릿을 사용하되, 이를 도전성 분말 및 유기 비히클과 혼합한 형태의 페이스트 조성물인 것이다.Specifically, with respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), the first metal oxide, tungsten oxide (WO 3 ), contains 3.5 to 11% by weight, and the second metal oxide, thallium oxide (Tl 2 O 3 ) is 1 To 11% by weight, 2 to 3.2% by weight of lithium oxide (Li 2 O) as the third metal oxide, 0.1 to 1.5% by weight of cesium oxide (CeO 2 ) as the fourth metal oxide, and the balance A fifth metal oxide is included, and the fifth metal oxide includes a glass frit raw material different from the first to fourth metal oxides. More specifically, the paste composition is a paste composition in which the above-described glass frit is used, but it is mixed with a conductive powder and an organic vehicle.
상기 유리 프릿은, 상기 페이스트 조성물의 총량(100 중량%)에 대해, 1 내지 5 중량%, 구체적으로는 1.5내지 3 중량%로 포함될 수 있다. 상기 유리 프릿이 상기 함량 범위 내로 포함될 경우, 전극과 반도체 기판 사이의 접착력이 향상되어, 효율이 우수한 태양 전지를 구현할 수 있다.The glass frit may be included in an amount of 1 to 5% by weight, specifically 1.5 to 3% by weight, based on the total amount (100% by weight) of the paste composition. When the glass frit is included within the above content range, the adhesion between the electrode and the semiconductor substrate is improved, thereby implementing a solar cell having excellent efficiency.
이하에서는, 상기 유리 프릿에 대한 중복되는 설명은 생략하고, 상기 페이스트 조성물의 나머지 구성에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, redundant descriptions of the glass frit will be omitted, and the remaining components of the paste composition will be described in detail.
상기 도전성 분말은, 도전성을 가지며, 광생성된 전하를 수집하는 기능을 수행할 수 있는 도전성 분말이라면, 특별히 한정되지는 않는다. The conductive powder is not particularly limited as long as it has conductivity and can perform a function of collecting photogenerated charges.
예를 들어, 상기 도전성 분말은, 은(Ag) 분말, 은(Ag) 함유 합금 분말, 알루미늄(Al) 분말, 알루미늄(Al) 함유 합금 분말, 구리(Cu) 분말, 알루미늄(Al) 함유 합금 분말, 니켈(Ni) 분말, 및 니켈(Ni) 함유 합금 분말을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 도전성 분말을 포함하는 것일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 다른 종류의 금속 분말일 수도 있으며, 상기 금속 분말 외에 다른 첨가물을 포함할 수도 있다. For example, the conductive powder is silver (Ag) powder, silver (Ag)-containing alloy powder, aluminum (Al) powder, aluminum (Al)-containing alloy powder, copper (Cu) powder, aluminum (Al)-containing alloy powder , Nickel (Ni) powder, and may include at least one conductive powder selected from the group containing nickel (Ni)-containing alloy powder. However, the present invention is not limited thereto, and other types of metal powder may be used, and other additives may be included in addition to the metal powder.
또한, 상기 도전성 분말은, 서로 다른 입경을 가진 도전성 입자들이 집합된 것일 수 있고, 그 평균 입경은 0.01 내지 50 ㎛일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 도전성 분말이 은(Ag) 분말인 경우, 0.1 내지 5 ㎛의 평균 입경을 가질 수 있다. 이때, 상기 도전성 입자들의 형상은 구형, 판상, 및 무정형 중 어떠한 형상도 가능하다.In addition, the conductive powder may be a collection of conductive particles having different particle diameters, and the average particle diameter may be 0.01 to 50 μm. More specifically, when the conductive powder is silver (Ag) powder, it may have an average particle diameter of 0.1 to 5 μm. At this time, the shape of the conductive particles may be any of a spherical shape, a plate shape, and an amorphous shape.
상기 도전성 분말은, 상기 페이스트 조성물의 총량(100 중량%)에 대하여 80 내지 95 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 86 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 상기 도전성 분말이 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우, 소성 시 상기 도전성 분말의 적절한 충진 밀도에 의해 우수한 전기 전도성을 가질 수 있고, 페이스트 조성물 제조 시 분산성이 우수해질 수 있다,The conductive powder may be included in 80 to 95% by weight, specifically 86 to 90% by weight, based on the total amount (100% by weight) of the paste composition. When the conductive powder is included within the above content range, excellent electrical conductivity may be obtained by an appropriate filling density of the conductive powder during firing, and dispersibility may be excellent when preparing a paste composition.
상기 유기 비히클은, 상기 도전성 분말과 혼합되어 적절한 점도를 부여함으로써 페이스트화 하는 것으로, 유기 바인더 및 이를 용해시키는 유기 용매를 포함할 수 있다. The organic vehicle is mixed with the conductive powder to form a paste by imparting an appropriate viscosity, and may include an organic binder and an organic solvent dissolving the same.
구체적으로, 상기 유기 바인더로는, 에틸 셀룰로오스, 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스, 아크릴산 에스테르계 수지 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다..Specifically, as the organic binder, ethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, nitro cellulose, acrylic acid ester resin, etc. may be used alone or in combination of two or more, but is not limited thereto.
또한, 상기 유기 용매로는, 2,2,4-트리메틸-모노이소부티레이트(텍사놀, Texanol), 부틸 카비톨 아세테이트(디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트), 톨루엔, 에틸셀로솔브, 부틸센로솔브, 부틸 카비톨(디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르), 디부틸 카비톨(디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 등의 글라이콜 에테르 류의 용매, 헥실렌 글리콜, 터핀올(Terpineol), 메틸에틸케톤, 3-펜탄디올 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, as the organic solvent, 2,2,4-trimethyl-monoisobutyrate (Texanol), butyl carbitol acetate (diethylene glycol monobutyl ether acetate), toluene, ethylcellosolve, butylsenlo Solve, butyl carbitol (diethylene glycol monobutyl ether), dibutyl carbitol (diethylene glycol dibutyl ether), propylene glycol monomethyl ether, and other glycol ether solvents, hexylene glycol, terpineol ), methyl ethyl ketone, 3-pentanediol, and the like may be used alone or in combination of two or more, but are not limited thereto.
상기 페이스트 조성물의 총량(100 중량%)에 대해, 상기 유기 비히클은 5 내지 40 중량%, 구체적으로는 5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 유기 비히클이 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우, 적절한 점도를 가진 페이스트 조성물이 제조될 수 있다.With respect to the total amount (100% by weight) of the paste composition, the organic vehicle may be included in 5 to 40% by weight, specifically 5 to 15% by weight. When the organic vehicle is included within the above content range, a paste composition having an appropriate viscosity may be prepared.
앞서 설명한 각 성분의 구체적인 함량 범위를 고려하여, 상기 페이스트 조성물 총량(100 중량%)에 대해, 상기 도전성 분말은 86 내지 90 중량% 포함되고, 상기 유리 프릿은 1.5 내지 3.0 중량% 포함되고, 상기 유기 비히클은 7 내지 12.5 중량% 포함되는 것일 수 있다.In consideration of the specific content range of each component described above, with respect to the total amount of the paste composition (100% by weight), the conductive powder is included in 86 to 90% by weight, the glass frit is included in 1.5 to 3.0% by weight, the organic The vehicle may be included in 7 to 12.5% by weight.
한편, 상기 페이스트 조성물은, 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.Meanwhile, the paste composition may further include an additive.
상기 첨가제는, 필요에 따라, 분산제, 요변제, 가소제, 점도 안정화제, 소포제, 자외선 안정제, 산화방지제, 커플링제 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The additive may be used alone or in combination of two or more of a dispersant, a thixotropic agent, a plasticizer, a viscosity stabilizer, an antifoaming agent, an ultraviolet stabilizer, an antioxidant, a coupling agent, and the like, if necessary.
이때, 상기 페이스트 조성물 총량(100 중량%)에 대해, 상기 첨가제는 0.1 내지 5 중량% 포함되는 것일 수 있다. At this time, with respect to the total amount (100% by weight) of the paste composition, the additive may be contained in an amount of 0.1 to 5% by weight.
태양 전지의 전극Solar cell electrodes
본 발명의 또 다른 구현예들에서는, 전술한 유리 프릿 조성물 또는 이를 포함하는 페이스트 조성물을 사용하여 제조된 태양 전지용 전극을 제공한다. 상기 전극은 전면 전극일 수 있고, 후면 전극이어도 무방하며, 전술한 유리 프릿 조성물 또는 이를 포함하는 페이스트 조성물을 사용하여 제조됨으로써, 태양 전지의 효율을 향상시키면서도 열 안정성을 확보할 수 있다.In still other embodiments of the present invention, an electrode for a solar cell manufactured using the above-described glass frit composition or a paste composition including the same is provided. The electrode may be a front electrode or a rear electrode, and by using the above-described glass frit composition or a paste composition including the same, it is possible to secure thermal stability while improving the efficiency of a solar cell.
전술한 유리 프릿 조성물 또는 이를 포함하는 페이스트 조성물에 관한 중복되는 설명은 생략하고, 상기 전극 및 그 형성 방법에 대해서는 이하의 설명에 따른다.A redundant description of the above-described glass frit composition or a paste composition including the same will be omitted, and the electrode and a method of forming the same will be described below.
태양 전지Solar cell
본 발명의 또 다른 일 구현예들에서는, 반도체 기판; 및 상기 반도체 기판의 적어도 일면에 위치하고, 전술한 유리 프릿 조성물 또는 이를 포함하는 페이스트 조성물을 사용하여 형성된 전극;을 포함하는, 태양 전지를 제공한다.In still other embodiments of the present invention, a semiconductor substrate; And an electrode positioned on at least one surface of the semiconductor substrate and formed using the above-described glass frit composition or a paste composition including the same.
도 1은, 상기 태양 전지의 단면도를 예시한 것이다.1 illustrates a cross-sectional view of the solar cell.
이하, 도 1을 참고하여 일 구현예에 따른 태양 전지를 설명한다. 다만, 이는 단지 예시에 불과할 뿐, 상기 태양 전지가 도 1에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, a solar cell according to an embodiment will be described with reference to FIG. 1. However, this is only an example, and the solar cell is not limited to FIG. 1.
이하에서는, 설명의 편의상 상기 반도체 기판(10)을 중심으로 상하의 위치 관계를 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 반도체 기판(10) 중 태양 에너지를 받는 면을 전면(front side)이라 하고, 상기 전면의 반대면을 후면(rear side)이라 한다.Hereinafter, for convenience of description, the upper and lower positional relationship will be described centering on the
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 태양 전지는 하부 반도체 층(10a) 및 상부 반도체 층(10b)을 포함하는 반도체 기판(10)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a solar cell according to an embodiment includes a
상기 반도체 기판(10)은 반도체 물질로 만들어질 수 있다. 상기 반도체 물질은 구체적으로 결정질 규소 또는 화합물 반도체일 수 있고, 상기 결정질 규소로는 실리콘 웨이퍼가 사용될 수 있다. The
이때, 상기 하부 반도체 층(10a) 및 상기 상부 반도체 층(10b) 중 하나는 p형 불순물로 도핑된 반도체 층일 수 있으며 다른 하나는 n형 불순물로 도핑된 반도체 층일 수 있다. 예컨대, 상기 하부 반도체 층(10a)은 상기 p형 불순물로 도핑된 반도체 층이고, 상기 상부 반도체층(10b)은 상기 n형 불순물로 도핑된 반도체 층일 수 있다. 이 때 상기 p형 불순물은 붕소(B)와 같은 III족 화합물일 수 있고, 상기 n형 불순물은 인(P)과 같은 V족 화합물일 수 있다. At this time, one of the
한편, 상기 반도체 기판(10)의 적어도 일면에는, 전극이 형성된다. 상기 전극은 전면 전극(20) 및 후면 전극(30)을 포함할 수 있으나, 이러한 구조에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, an electrode is formed on at least one surface of the
또한, 상기 반도체 기판(10)의 전면에는 반사방지막(12)이 형성될 수 있다. 상기 반사방지막(12)은 태양 에너지를 받는 반도체 기판(10)의 전면에 형성되어 빛의 반사율을 줄이고 특정한 파장 영역의 선택성을 증가시킬 수 있다. 또한 상기 반도체 기판(10)의 표면에 존재하는 실리콘과의 접촉 특성을 개선하여 태양 전지의 효율을 높일 수 있다.In addition, an
이에, 상기 반사방지막(12)은 빛을 적게 흡수하고 절연성이 있는 물질로 만들어질 수 있다. 상기 반사방지막의 예를 들면, 질화규소(SiNx), 산화규소(SiO2), 산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화마그네슘(MgO), 산화세륨(CeO2) 및 이들의 조합일 수 있으며, 단일 층 또는 복수 층으로 형성될 수 있다.Accordingly, the
상기 반사방지막(12)은 200 내지 1500Å의 두께를 가질 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 반사방지막(12) 위에는, 복수의 전면 전극(20)이 형성될 수 있다. 상기 전면 전극(20)은 상기 반도체 기판(10)의 일 방향을 따라 나란히 뻗어 있을 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.A plurality of
이때, 상기 전면 전극(20)은 전술한 유리 프릿 조성물 또는 이를 포함하는 페이스트 조성물을 사용하여 형성될 수 있으며, 스크린 인쇄(screen printing) 방법으로 형성될 수 있다. 이때의 조성물에 포함된 도전성 분말은, 은(Ag) 등의 저저항 도전성 분말일 수 있다.In this case, the
상기 전면 전극(21) 위에는 버스 바(bus bar) 전극(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 상기 버스 바 전극은, 복수의 태양 전지 셀을 조립할 때 이웃하는 태양 전지 셀을 연결하기 위한 것이다. A bus bar electrode (not shown) may be formed on the front electrode 21. The bus bar electrode is for connecting neighboring solar cells when assembling a plurality of solar cells.
상기 반도체 기판(10)의 하부에는 후면 전극(30)이 형성될 수 있다. 상기 후면 전극(30)은 역시, 전술한 유리 프릿 조성물 또는 이를 포함하는 페이스트 조성물을 사용하여, 스크린 인쇄 방법으로 형성될 수 있다. 이때의 조성물에 포함된 도전성 분말은, 알루미늄(Al) 등과 같은 불투명 금속을 사용할 수 있다. A
상기 구조를 가진 태양 전지는, 다음과 같은 과정에 따라 제작될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The solar cell having the above structure may be manufactured according to the following process, but is not limited thereto.
먼저 반도체 기판(10)을 준비한다. 이때 사용되는 반도체 기판(10)으로는, 실리콘 웨이퍼를 사용할 수 있고, 여기에는 p형 불순물이 도핑되어 있을 수 있다. First, a
그 다음, 상기 반도체 기판(10)에 n형 불순물을 도핑한다. 여기서 n형 불순물은, POCl3, H3PO4 등을 고온에서 확산시킴으로써 도핑할 수 있다. 이에 따라, 상기 반도체 기판(10)은, 다른 불순물로 도핑된 하부 반도체 층(10a) 및 상부 반도체 층(10b)을 포함하게 될 수 있다. Then, the
이후, 상기 상부 반도체 층(10b) 위에 반사방지막(12)을 형성할 수 있다. 상기 반사방지막(12) 위에 전술한 유리 프릿 조성물 또는 이를 포함하는 페이스트 조성물을 도포한 뒤 건조하여, 전면 전극(20)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 조성물 내 유리 프릿이 용융되면서 상기 반사방지막(12)을 관통함에 따라, 상기 전면 전극(20)은 상기 상부 반도체 층(10b)과 접촉하게 된다. Thereafter, an
그 다음, 상기 하부 반도체 층(10a) 위에도, 전술한 유리 프릿 조성물 또는 이를 포함하는 페이스트 조성물을 도포한 뒤 건조하여, 후면 전극(30)을 형성할 수 있다. Then, the above-described glass frit composition or a paste composition including the same may be applied to the
보다 구체적으로, 상기 전면 전극(20) 및 상기 후면 전극(30) 형성 시, 각각의 조성물을 스크린 인쇄(screen printing) 방법으로 도포한 다음, 이를 소성하여 건조할 수 있다. More specifically, when forming the
상기 소성은 소성로 내에서 수행될 수 있고, 상기 각각의 조성물 내 도전성 분말의 용융 온도보다 높은 온도까지 승온시킬 수 있다. 예컨대, 상기 소성은 약 700 내지 900 ℃의 온도 범위에서 수행할 수 있다.The firing may be carried out in a firing furnace, and the temperature may be raised to a temperature higher than the melting temperature of the conductive powder in each of the compositions. For example, the sintering may be performed in a temperature range of about 700 to 900°C.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들, 이에 대비되는 비교예들, 및 이들을 비교하여 평가한 평가예들을 기재한다. 그러나 하기 실시예들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부일 뿐, 본 발명이 하기 실시예들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention, comparative examples in contrast thereto, and evaluation examples evaluated by comparing them will be described. However, the following examples are only some of the preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
실시예 1 내지 10, 및 비교예 1 내지 11Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 11
(1) 유리 프릿의 제조(1) Preparation of glass frit
하기 표 1 및 2를 만족하도록, 산화텅스텐(WO3), 산화탈륨(Tl2O3), 산화리튬(Li2O), 산화세슘(CeO2), 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 혼합하여, 실시예 1 내지 10, 및 비교예 1 내지 11의 유리 프릿 조성물을 각각 제조하였다. To satisfy the following Tables 1 and 2, tungsten oxide (WO 3 ), thallium oxide (Tl 2 O 3 ), lithium oxide (Li 2 O), cesium oxide (CeO 2 ), lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) were mixed to prepare glass frit compositions of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 11, respectively.
이때의 혼합은, 무중력 혼합기를 사용하여, 상기 유리 프릿 조성물 내 모든 성분들이 완전히 혼합이 되도록, 충분한 시간을 두고 수행되었다. Mixing at this time was performed with a sufficient time so that all components in the glass frit composition were completely mixed using a gravityless mixer.
혼합 완료된 유리 조성물을 백금 도가니에 투입한 뒤, 950 내지 1,250℃의 온도에서 용융작업을 진행하였다. 용융시간은 30 분(min)이였다. 용융 단계에서 용융된 유리 조성물은 건식 및 습식 퀀칭(Quenching)을 통해 급냉시켰다. 급냉된 유리 용융물을 젯트 밀 및 파인 밀을 사용하여 분말 상태로 분쇄하여, 최종적으로 유리 프릿을 수득하였다.After the mixed glass composition was put into a platinum crucible, a melting operation was performed at a temperature of 950 to 1,250°C. The melting time was 30 minutes (min). The glass composition melted in the melting step was quenched through dry and wet quenching. The quenched glass melt was pulverized into a powder state using a jet mill and a fine mill to finally obtain a glass frit.
(2) 페이스트 조성물의 제조 (2) Preparation of paste composition
실시예 1 내지 10의 유리 프릿에 각각, 도전성 분말, 유기 비히클, 및 첨가제를 투입하고, 혼합하여 각각의 페이스트 조성물을 제조하였다.In each of the glass frits of Examples 1 to 10, conductive powder, organic vehicle, and additive were added and mixed to prepare respective paste compositions.
구체적으로, 각각의 페이스트 조성물 총량(100 중량%)에 대해, 상기 유리 프릿은 2.5 중량%, 상기 도전성 분말은 88.5 중량%, 상기 유기 비히클은 6.5 중량%, 상기 첨가제는 2.5 중량%가 되도록 하였다.Specifically, with respect to the total amount of each paste composition (100% by weight), the glass frit was 2.5% by weight, the conductive powder was 88.5% by weight, the organic vehicle was 6.5% by weight, and the additive was 2.5% by weight.
이때, 상기 도전성 분말로는 은(Ag) 분말(D50 입경: 2.0 ㎛)을 사용하고, 상기 유기 비히클로는 유기 바인더인 에틸 셀룰로오스 및 유기 용매인 (2,2,4-트리메틸-모노이소부티레이트가 3:97의 중량비(기재 순서는, 유기 바인더: 유기 용매)로 혼합된 것을 사용하고, 상기 첨가제로는 요변제(CRAYVALLAC)및 분산제(Duomeen TDO)를 사용하였다. At this time, silver (Ag) powder (D50 particle diameter: 2.0 µm) is used as the conductive powder, and ethyl cellulose as an organic binder and (2,2,4-trimethyl-monoisobutyrate) are used as the organic vehicle. A mixture in a weight ratio of 3:97 (substrate order: organic binder: organic solvent) was used, and a thixotropic agent (CRAYVALLAC) and a dispersant (Duomeen TDO) were used as the additives.
(3) 태양 전지의 제작(3) Fabrication of solar cells
전면 전극을 형성하기 전에, 반도체 기판의 일종인 실리콘 웨이퍼(면저항: 95 Ω/sq.)의 후면에, 알루미늄 페이스트 조성물을 도포한 후 건조하여 후면 전극을 형성하였다. Before forming the front electrode, an aluminum paste composition was applied to the rear surface of a silicon wafer (sheet resistance: 95 Ω/sq.), which is a kind of semiconductor substrate, and dried to form a rear electrode.
구체적으로, 상기 알루미늄 페이스트 조성물은, 상용 제품인 DSCP-A151(동진쎄미켐) 페이스트를 사용하여 인쇄-건조 한 후 전면 전극을 형성하였다. 상기 건조는, 적외선 건조로 내에서 130 ℃ 에서 4 분(min) 유지 후 냉각시키는 방법으로 수행되었다.Specifically, the aluminum paste composition was printed-dried using a commercially available DSCP-A151 (Dongjin Semichem) paste to form a front electrode. The drying was performed in an infrared drying furnace at 130° C. for 4 minutes and then cooling.
이후, 상기 (2)에서 제조된 실시예 1 내지 10, 및 비교예 1 내지 11의 페이스트 조성물을 각각 사용하여, 전면 전극을 형성하였다.Thereafter, the paste compositions of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 11 prepared in (2) were used, respectively, to form a front electrode.
구체적으로, 상기 후면 전극이 형성된 실리콘 웨이퍼 전면에, 상기 각각의 페이스트 조성물을 도포하였다. 상기 도포는, 일정한 패턴으로 스크린 프린팅 하여 인쇄하는 방법으로 수행되었다. Specifically, the respective paste compositions were applied on the entire surface of the silicon wafer on which the rear electrode was formed. The application was performed by screen printing in a certain pattern and printing.
상기 후면 전극 및 상기 전면이 모두 형성된 상태에서, 벨트형 소성로를 사용하여 245 inch/min의 속도로 770℃까지 승온하여 소성을 하였다.In a state in which both the rear electrode and the front surface were formed, the temperature was raised to 770° C. at a rate of 245 inch/min using a belt-type kiln and fired.
(WO(WO
33
+Li+Li
22
O)/TlO)/Tl
22
OO
33
(WO(WO
33
+Li+Li
22
O)/CeOO)/CeO
22
TlTl
22
OO
33
/(Na/(Na
22
O+LiO+Li
22
O)O)
WOWO
33
/(Na/(Na
22
O+LiO+Li
22
O)O)
상기 각 유리 프릿, 페이스트 조성물, 또는 태양 전지에 대해, 접착력, 라인 비저항, 및 접촉 비저항을 평가하여, 각각의 평가 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 구체적인 평가 조건은 다음과 같다.For each of the glass frit, paste composition, or solar cell, adhesion, line resistivity, and contact resistivity were evaluated, and the evaluation results are shown in Table 3 below. At this time, specific evaluation conditions are as follows.
접착력 : 상기 각 태양 전지의 전면 전극의 아일랜드 형(Island type) 5버스 바(5bus bar)에, 리본(폭 0.7 ㎜, 두께 0.2 ㎜)을 일직선으로 맞춘 후, 태빙(Tabbing) 기기를 사용하여 150 ℃의 뜨거운 공기(hot air)를 가하면서 본딩(bonding)을 실시하였다. 각 본딩(Bonding)된 웨이퍼에 대해, 만능재료시험기(NTS technology社)를 사용하여 박리 시험(peel test, 180도 조건)를 실시하였다. 이와 관련하여, 하기 표 3에 기록된 부착력은, 상기 박리 시험에서의 측정값의 최고점이다. Adhesion : After aligning the ribbon (0.7 mm width, 0.2 mm thickness) to the island type 5 bus bar of the front electrode of each solar cell in a straight line, 150 using a tabbing device Bonding was performed while adding hot air of °C. For each bonded wafer, a peel test (180 degree condition) was performed using a universal material tester (NTS technology). In this regard, the adhesive force recorded in Table 3 below is the highest point of the measured value in the peel test.
라인 비저항 : 길이 20000 ㎛ 및 폭 60 ㎛인 인쇄 제판에, 상기 각 은 분말이 포함된 전극 페이스트 조성물을 인쇄, 건조 및 소성한 후, 멀티미터(Tektronix DMM 4020 device)를 사용하여 라인 저항을 측정하였다. 이와 별도로, 레이저 현미경(laser microscope, KEYENCE VK-X100)을 사용하여, 면적을 측정하였다. 이후, 아래의 계산식 1에 각각의 측정값을 넣어 라인 비저항을 계산하고, 표 3에 기록하였다. Line resistivity : After printing, drying and firing the electrode paste composition containing each silver powder on a printing plate having a length of 20000 µm and a width of 60 µm, line resistance was measured using a multimeter (Tektronix DMM 4020 device). . Separately, the area was measured using a laser microscope (KEYENCE VK-X100). Thereafter, the line resistivity was calculated by putting each measured value in the following formula 1, and recorded in Table 3.
[계산식 1] 라인 비저항=(저항x면적)/길이[Equation 1] Line resistivity = (resistance x area)/length
접촉 비저항 : 접촉 저항은 널리 알려진 방법 중 하나인 TLM (Transfer Length Method)을 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 상기 각 은 분말이 포함된 전극 페이스트 조성물을, 웨이퍼에 바(Bar) 패턴(L*Z, 500㎛*3000㎛)으로 인쇄한 후, 건조, 및 소성 공정을 진행한다. Contact Resistivity : Contact resistance was measured using the Transfer Length Method (TLM), one of the widely known methods. Specifically, after printing the electrode paste composition containing each silver powder in a bar pattern (L*Z, 500㎛*3000㎛) on a wafer, drying and firing processes are performed.
이때, 접촉 저항 측정 시 간섭 현상을 억제하기 위하여, 레이저 에칭 기기(Laser Etching Machine, hardram社)으로 진동수(Frequency) 200㎑ 조건, 펄스 폭(Pulse Width) 50% 조건의 레이저(Laser)를 2회 조사하여, 바(Bar) 패턴의 테두리를 절연(isolation)하였다. 이 후에 멀티미터(Tektronix DMM 4020 device)로 저항을 측정하고 간격에 따른 저항의 기울기 및 절편을 측정하여 유효길이(Effective length, LT)를 구하였다. 또한 저항의 기울기와 패턴의 Z축 값을 계산식2에 넣어, 각 실리콘 웨이퍼 의 면저항(sheet resistance, ρs) 측정하였다. 접촉 비저항은 유효길이 및 면저항 값을 계산식3에 넣어 계산하고, 하기 표 3에 기록하였다.At this time, in order to suppress the interference when measuring contact resistance, a laser with a frequency of 200 kHz and a pulse width of 50% is applied twice with a laser etching machine (hardram company). By irradiation, the border of the bar pattern was isolated. After that, the resistance was measured with a multimeter (Tektronix DMM 4020 device), and the slope and intercept of the resistance according to the interval were measured to obtain the effective length (L T ). In addition, the slope of the resistance and the Z-axis value of the pattern were put in Equation 2, and sheet resistance (ρs) of each silicon wafer was measured. The contact resistivity was calculated by putting the effective length and sheet resistance values in the formula 3, and recorded in Table 3 below.
[계산식 2] 
[계산식 3] 
상기 표 3에 따르면, 비교예 1 내지 11의 경우, 실시예 1 내지 10에 미치지 못하는 낮은 접착성이 나타나거나, 라인 비저항이 높거나, 접촉 비저항이 높은 것으로 나타났다. 특히, 비교예 3 및 10의 경우, 각각 유리 프릿이 제조되지 못하고 깨져, 실험을 진행할 수 없었다.According to Table 3, in the case of Comparative Examples 1 to 11, it was found that the adhesiveness was lower than that of Examples 1 to 10, the line resistivity was high, or the contact resistivity was high. In particular, in the case of Comparative Examples 3 and 10, the glass frit was not manufactured and broken, respectively, and the experiment could not be carried out.
이와 달리, 실시예 1 내지 10, 및 비교예 1 내지 11의 경우, 모두 3 N을 초과하는 우수한 접착성이 나타나면서도, 3.1 uΩㆍ㎝ 미만의 낮은 라인 저항 및 2 mΩㆍ㎠ 미만의 낮은 접촉 저항이 나타나는 것으로 나타났다.On the contrary, in the case of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 11, while both exhibiting excellent adhesion exceeding 3 N, a low line resistance of less than 3.1 uΩ·cm and a low contact resistance of less than 2 mΩ·cm 2 It turned out to appear.
이는, 유리 프릿 조성의 차이에 기인한 것으로, 비교예 1 내지 11과 달리, 실시예 1 내지 10에서는 표 1 및 2를 모두 만족함에 따라, 전극과 반도체 기판 사이의 접착성이 우수하게 나타나고, 이에 따라 라인 저항 및 접촉 저항이 낮아진 것을 의미한다.This is due to the difference in the composition of the glass frit, and unlike Comparative Examples 1 to 11, in Examples 1 to 10, as both Tables 1 and 2 are satisfied, the adhesion between the electrode and the semiconductor substrate is excellent, and thus Accordingly, it means that the line resistance and contact resistance are lowered.
특히, 실시예 1 내지 10의 경우 0.7mm의 얇은 선폭에서도 3N 이상의 접착력을 가지는 것으로 확인되어, 웨이퍼 상의 선폭을 감소시킨 태양전지에도 점착력 저하 없이 적용 가능함을 알 수 있다. In particular, in the case of Examples 1 to 10, it was confirmed that the adhesive strength was 3N or more even with a thin line width of 0.7 mm, and thus it can be seen that it can be applied to a solar cell having a reduced line width on the wafer without deteriorating the adhesive strength.
평가예 2: 연화점 및 결정화 온도 평가Evaluation Example 2: Evaluation of softening point and crystallization temperature
상기 각 유리 프릿에 대해, 연화점 및 결정화 온도를 평가하여, 각각의 평가 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 이때, 구체적인 평가 조건은 다음과 같다.For each glass frit, the softening point and crystallization temperature were evaluated, and the evaluation results are shown in Table 4 below. At this time, specific evaluation conditions are as follows.
연화점: 알루미늄 팬(pan)에 상기 각 유리 프릿을 도포하고, 시차주사열량계(Differential Scanning Calorimeter, DSC, TA社)를 이용하여, 10 ℃/min의 승온 속도로 580 ℃까지 온도를 증가시키면서 측정하였다. 측정 시 흡열 반응이 끝나는 피크점을 분석하여, Tdsp 온도를 확인하고, 하기 표 4에 기록하였다. Softening point: Each glass frit was coated on an aluminum pan, and measured while increasing the temperature to 580°C at a temperature increase rate of 10°C/min using a differential scanning calorimeter (DSC, TA). . During the measurement, the peak point at which the endothermic reaction ends was analyzed, the Tdsp temperature was confirmed, and recorded in Table 4 below.
결정화 온도 : 상기 연화점 측정시 사용된 것과 동일한 기기를 사용하고, 동일한 승온 속도 및 온도 조건을 부과하되, 측정 시 발열 반응이 끝나는 피크 점을 분석하여, Tc 온도를 확인하고, 하기 표 4에 기록하였다. Crystallization temperature : The same device as that used in the measurement of the softening point was used, and the same temperature increase rate and temperature conditions were imposed, but the peak point at which the exothermic reaction ends during the measurement was analyzed, and the Tc temperature was confirmed, and recorded in Table 4 below. .
상기 표 4에 따르면, 실시예 1 내지 10의 경우, 230 ℃ 초과 350 ℃ 미만의 적정 범위의 연화점이 측정되면서도, 260℃ 초과 370℃ 미만의 결정화 온도가 측정되었다. 이와 달리, 비교예 3, 및 10의 경우 각각 유리 프릿이 제조되지 못하고 깨져, 실험을 진행할 수 없었다.According to Table 4, in the case of Examples 1 to 10, while a softening point in an appropriate range of more than 230°C and less than 350°C was measured, a crystallization temperature of more than 260°C and less than 370°C was measured. On the contrary, in the case of Comparative Examples 3 and 10, the glass frit was not manufactured and was broken, so that the experiment could not be conducted.
이 또한, 유리 프릿 조성의 차이에 기인한 것으로, 실시예 1 내지 10은 표 1 및 2를 모두 만족함에 따라, 적정 연화점에서 연화하여 소성 온도를 보다 낮추는 효과를 유도하고, 우수한 열 안정성을 발현하는 효과가 있음을 의미한다.This is also due to the difference in the composition of the glass frit, as Examples 1 to 10 satisfy both Tables 1 and 2, softening at an appropriate softening point induces the effect of lowering the sintering temperature, and expressing excellent thermal stability. It means that it works.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in a variety of different forms, and a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains to other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that it can be implemented with. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.
10: 반도체 기판 10a: 하부 반도체 층 10b: 상부 반도체 층
12: 반사방지막 20: 전면 전극 30: 후면 전극10:
12: anti-reflection film 20: front electrode 30: rear electrode
Claims (20)
상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해,
제1 금속 산화물인 산화텅스텐(WO3)이 3.5 내지 11 중량% 포함되고,
제2 금속 산화물인 산화탈륨(Tl2O3)이 1 내지 11 중량% 포함되고,
제3 금속 산화물인 산화리튬(Li2O)이 2 내지 3.2 중량% 포함되고,
제4 금속 산화물인 산화세슘(CeO2)이 0.1 내지 1.5 중량% 포함되고,
잔부로는 제5 금속 산화물이 포함되고, 상기 제5 금속 산화물은 상기 제1 내지 제4 금속 산화물과 상이한 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
Tungsten (W)-thallium (Tl)-lithium (Li)-cesium (Ce)-based glass frit,
With respect to the total amount of the glass frit (100% by weight),
The first metal oxide, tungsten oxide (WO 3 ), is included in an amount of 3.5 to 11% by weight,
1 to 11% by weight of thallium oxide (Tl 2 O 3 ), which is a second metal oxide, is included,
2 to 3.2% by weight of lithium oxide (Li 2 O), which is a third metal oxide, is included,
0.1 to 1.5% by weight of cesium oxide (CeO 2 ), which is a fourth metal oxide, is included,
The remainder includes a fifth metal oxide, and the fifth metal oxide contains a glass frit raw material different from the first to fourth metal oxides,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
상기 유리 프릿은 하기 식 1을 만족하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
[식 1] 0.8 ≤ ([WO3]+[Li2O]) / [Tl2O3] ≤ 13.01
(상기 식 1에서, [WO3], [Li2O], 및 [Tl2O3]는 각각, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대한 상기 산화텅스텐(WO3)의 함량(중량%), 상기 산화리튬(Li2O)의 함량(중량%), 및 상기 산화탈륨(Tl2O3)의 함량(중량%)를 의미한다.)
The method of claim 1,
The glass frit satisfies the following formula 1,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
[Equation 1] 0.8 ≤ ([WO 3 ]+[Li 2 O]) / [Tl 2 O 3 ] ≤ 13.01
(In Equation 1, [WO 3 ], [Li 2 O], and [Tl 2 O 3 ] are, respectively, the content of the tungsten oxide (WO 3 ) relative to the total amount of the glass frit (100% by weight) (wt% ), means the content (wt%) of the lithium oxide (Li 2 O), and the content (wt%) of the thallium oxide (Tl 2 O 3 ).)
상기 유리 프릿은 하기 식 2를 만족하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
[식 2] 5.9 ≤ ([WO3]+[Li2O]) / [CeO2] ≤ 138
(상기 식 2에서, [WO3], [Li2O], 및 [CeO2] 는 각각, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대한 상기 산화텅스텐(WO3)의 함량(중량%), 상기 산화리튬(Li2O)의 함량(중량%), 및 상기 산화세슘(CeO2)의 함량(중량%)를 의미한다.)
The method of claim 1,
The glass frit satisfies the following formula 2,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
[Equation 2] 5.9 ≤ ([WO 3 ]+[Li 2 O]) / [CeO 2 ] ≤ 138
(In Equation 2, [WO 3 ], [Li 2 O], and [CeO 2 ] are, respectively, the content (wt%) of the tungsten oxide (WO 3 ) with respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), It means the content (wt%) of the lithium oxide (Li 2 O) and the content (wt%) of the cesium oxide (CeO 2 ).)
상기 제5 금속 산화물은 산화나트륨(Na2O)을 포함하고,
상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화나트륨(Na2O)이 0.05 내지 2 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
The method of claim 1,
The fifth metal oxide includes sodium oxide (Na 2 O),
Based on the total amount of the glass frit (100% by weight), the sodium oxide (Na 2 O) is contained in an amount of 0.05 to 2% by weight, and the balance is lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium ( TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), boron oxide (B 2 O 3 ), and at least one glass frit raw material selected from the group including aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Containing,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
상기 유리 프릿은 하기 식 3을 만족하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
[식 3] 0.19 < [Tl2O3] / ([Na2O]+[Li2O]) < 5.5
(상기 식 3에서, [Tl2O3], [Na2O], 및 [Li2O]는 각각, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대한 상기 산화탈륨(Tl2O3)의 함량(중량%), 상기 산화나트륨(Na2O)의 함량(중량%), 및 상기 산화리튬(Li2O)의 함량(중량%)를 의미한다.)
The method of claim 4,
The glass frit satisfies the following formula 3,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
[Equation 3] 0.19 <[Tl 2 O 3 ] / ([Na 2 O]+[Li 2 O]) <5.5
(In Equation 3, [Tl 2 O 3 ], [Na 2 O], and [Li 2 O] are, respectively, the content of the thallium oxide (Tl 2 O 3 ) with respect to the total amount of the glass frit (100% by weight) (% by weight), the content (% by weight) of the sodium oxide (Na 2 O), and the content (% by weight) of the lithium oxide (Li 2 O).)
상기 유리 프릿은 하기 식 4를 만족하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
[식 4] 0.6 < [WO3] / ([Na2O]+[Li2O]) < 5.5
(상기 식 4에서, [WO3], [Na2O], 및 [Li2O]는 각각, 상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대한 상기 산화텅스텐 (WO3)의 함량(중량%), 상기 산화나트륨(Na2O)의 함량(중량%), 및 상기 산화리튬(Li2O)의 함량(중량%)를 의미한다.)
The method of claim 4,
The glass frit satisfies the following formula 4,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
[Equation 4] 0.6 <[WO 3 ] / ([Na 2 O]+[Li 2 O]) <5.5
(In Equation 4, [WO 3 ], [Na 2 O], and [Li 2 O] are, respectively, the content (wt%) of the tungsten oxide (WO 3 ) relative to the total amount of the glass frit (100% by weight) , It means the content (wt%) of the sodium oxide (Na 2 O), and the content (wt%) of the lithium oxide (Li 2 O)
상기 제5 금속 산화물은 산화납(PbO)를 포함하고,
상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화납(PbO)이 25 내지 35 중량% 포함되고, 잔부로는 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
The method of claim 1,
The fifth metal oxide includes lead oxide (PbO),
Based on the total amount of the glass frit (100% by weight), the lead oxide (PbO) is contained in an amount of 25 to 35% by weight, and the balance is bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide (TeO 2 ), silicon oxide ( SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and at least one glass frit raw material selected from the group containing aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It includes,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
상기 제5 금속 산화물은 산화비스무트(Bi2O3)를 포함하고,
상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화비스무트(Bi2O3)가 10 내지 20 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
The method of claim 1,
The fifth metal oxide includes bismuth oxide (Bi 2 O 3 ),
With respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), the bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) is included in 10 to 20% by weight, and the balance is lead oxide (PbO), tellurium oxide (TeO 2 ), silicon oxide ( SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and at least one glass frit raw material selected from the group containing aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It includes,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
상기 제5 금속 산화물은 산화텔루륨(TeO2)을 포함하고,
상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화텔루륨(TeO2)이 20 내지 26 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
The method of claim 1,
The fifth metal oxide includes tellurium oxide (TeO 2 ),
With respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), the tellurium oxide (TeO 2 ) is contained in 20 to 26% by weight, and the balance is lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), silicon oxide ( SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and at least one glass frit raw material selected from the group containing aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It includes,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
상기 제5 금속 산화물은 산화규소(SiO2)를 포함하고,
상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화규소(SiO2)가 5 내지 12 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
The method of claim 1,
The fifth metal oxide includes silicon oxide (SiO 2 ),
With respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), the silicon oxide (SiO 2 ) is included in 5 to 12% by weight, and the balance is lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide ( TeO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and at least one glass frit raw material selected from the group containing aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It includes,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
상기 제5 금속 산화물은 산화아연(ZnO)을 포함하고,
상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화아연(ZnO)이 2 내지 4 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
The method of claim 1,
The fifth metal oxide includes zinc oxide (ZnO),
With respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), the zinc oxide (ZnO) is contained in 2 to 4% by weight, and the balance is lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), tellurium oxide (TeO). 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and at least one glass frit raw material selected from the group containing aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It includes,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
상기 제5 금속 산화물은 산화붕소(B2O3)를 포함하고,
상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화붕소(B2O3)가 0.1 내지 1.5 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 산화붕소(B2O3), 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
The method of claim 1,
The fifth metal oxide includes boron oxide (B 2 O 3 ),
With respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), the boron oxide (B 2 O 3 ) is included in 0.1 to 1.5% by weight, and the balance is lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), and teloxide. In the group containing rulium (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), boron oxide (B 2 O 3 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It comprises at least one glass frit raw material selected,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
상기 제5 금속 산화물은 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하고,
상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해, 상기 산화알루미늄(Al2O3)이 0.1 내지 1.5 중량% 포함되고, 잔부로는 산화납(PbO), 산화비스무트(Bi2O3), 산화텔루륨(TeO2), 산화규소(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화나트륨(Na2O), 및 산화붕소(B2O3)을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
The method of claim 1,
The fifth metal oxide includes aluminum oxide (Al 2 O 3 ),
With respect to the total amount of the glass frit (100% by weight), the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) contains 0.1 to 1.5% by weight, and the balance includes lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), and teloxide. At least one glass frit raw material selected from the group containing lulium (TeO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), sodium oxide (Na 2 O), and boron oxide (B 2 O 3 ) It includes,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
상기 유리 프릿의 연화점(Tdsp)은,
230 ℃ 초과, 및 350 ℃ 미만의 온도 범위를 만족하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
The method of claim 1,
The softening point (Tdsp) of the glass frit is,
To satisfy a temperature range of more than 230 °C and less than 350 °C,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
상기 유리 프릿의 결정화 온도(Tc)는,
260 ℃ 초과, 및 370 ℃ 미만의 온도 범위를 만족하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
The method of claim 1,
The crystallization temperature (Tc) of the glass frit is,
To satisfy the temperature range of more than 260 °C and less than 370 °C,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
상기 유리 프릿의 라인 저항(Line Resistivity)은,
3.0 uΩㆍ㎝ 미만(단, 0 uΩㆍ㎝ 제외)인 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
The method of claim 1,
The line resistance of the glass frit is,
Less than 3.0 uΩ·cm (except 0 uΩ·cm),
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
상기 유리 프릿의 접촉 저항(Contact Resistivity)은,
2 mΩㆍ㎠ 미만(단, 0 mΩㆍ㎠ 제외)인 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
The method of claim 1,
The contact resistance of the glass frit is,
Is less than 2 mΩㆍ㎠ (except 0 mΩㆍ㎠),
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
상기 유리 프릿의 접착력(Adhesion)은,
5BUS Bar 기준 3 N 이상인 것인,
태양 전지의 전극 형성용 유리 프릿 조성물.
The method of claim 1,
The adhesion (Adhesion) of the glass frit,
It is 3 N or more based on 5BUS Bar,
Glass frit composition for forming an electrode of a solar cell.
유리 프릿(glass frit); 및
유기 비히클;을 포함하고,
텅스텐(W)-탈륨(Tl)-리튬(Li)-세슘(Ce)계 유리 프릿(glass frit)이며,
상기 유리 프릿 총량(100 중량%)에 대해,
제1 금속 산화물인 산화텅스텐(WO3)이 3.5 내지 11 중량% 포함되고,
제2 금속 산화물인 산화탈륨(Tl2O3)이 1 내지 11 중량% 포함되고,
제3 금속 산화물인 산화리튬(Li2O)이 2 내지 3.2 중량% 포함되고,
제4 금속 산화물인 산화세슘(CeO2)이 0.1 내지 1.5 중량% 포함되고,
잔부로는 제5 금속 산화물이 포함되고, 상기 제5 금속 산화물은 상기 제1 내지 제4 금속 산화물과 상이한 유리 프릿 원료 물질을 포함하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 페이스트(paste) 조성물.
Conductive powder;
Glass frit; And
Including; an organic vehicle,
Tungsten (W)-thallium (Tl)-lithium (Li)-cesium (Ce)-based glass frit,
With respect to the total amount of the glass frit (100% by weight),
The first metal oxide, tungsten oxide (WO 3 ), is included in an amount of 3.5 to 11% by weight,
1 to 11% by weight of thallium oxide (Tl 2 O 3 ), which is a second metal oxide, is included,
2 to 3.2% by weight of lithium oxide (Li 2 O), which is a third metal oxide, is included,
0.1 to 1.5% by weight of cesium oxide (CeO 2 ), which is a fourth metal oxide, is included,
The remainder includes a fifth metal oxide, and the fifth metal oxide contains a glass frit raw material different from the first to fourth metal oxides,
Paste composition for forming an electrode of a solar cell.
상기 유기 비히클은,
유기 바인더 및 유기 용매를 포함하는 것인,
태양 전지의 전극 형성용 페이스트(paste) 조성물.
The method of claim 19,
The organic vehicle,
Containing an organic binder and an organic solvent,
A paste composition for forming an electrode of a solar cell.
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