KR20130013993A - 저온경화형 태양전지용 전극 조성물 및 이를 이용한 태양전지 모듈 - Google Patents

저온경화형 태양전지용 전극 조성물 및 이를 이용한 태양전지 모듈 Download PDF

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KR20130013993A
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황건호
박영일
김유성
이상덕
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Abstract

본 발명은 저온경화형 태양전지용 전극 조성물 및 이를 이용한 태양전지 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 (a) 제1 전도성 입자인 은분말 100 중량부에 대하여, (b) 금 코팅된 니켈 분말, 은 코팅된 니켈 분말, 금 코팅된 폴리메틸메타크릴레이트 분말 및 은 코팅된 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 판상형의 금속 코팅된 제2 전도성 입자 1 내지 50 중량부, (c) 바인더 0.1 내지 30 중량부, (d) 유기용매 5 내지 30 중량부, (e) 열경화성 올리고머, 열경화성 모노머 또는 이들의 혼합물 1 내지 30 중량부, 및 (f) 열경화 개시제 0.01 내지 10 중량부를 포함하여, 태양전지 모듈에서의 전극과 솔더 리본의 부착력을 향상시키고 전기 전도성도이 우수한 저온경화형 태양전지용 전극 조성물과 이를 이용한 태양전지 모듈을 제공한다.

Description

저온경화형 태양전지용 전극 조성물 및 이를 이용한 태양전지 모듈{A composition for solar cell electrode of low temperature hardening type and solar cell module using the same}
본 발명은 저온경화형 태양전지용 전극 조성물 및 이를 이용한 태양전지 모듈에 관한 것이다.
현재 널리 사용되고 있는 고온경화형 태양전지의 경우 전극 페이스트의 조성물에 포함된 글라스와 용융된 Ag의 영향으로 솔더 리본과 전극의 부착력은 충분히 유지되고 있다. 하지만, 저온경화형 태양전지는 Ag 전극이 바인더에 의해 경화되어 있고, 전극 조성물에 솔더 리본과의 부착력을 향상시켜줄 매개체가 포함되어 있지 않아 모듈 공정 중 태양 전지 전도성 필름(solar cell conductive film, 이하 SCF)을 삽입하는 공정이 추가로 필요한 실정이다.
따라서, 저온경화형 태양전지 모듈에 있어서, 셀 제조 후 모듈화 공정 중의 솔더링 공정을 진행하는 과정에서 전극과 솔더 리본(solder ribbon)의 부착력을 위해 그 중간에 SCF를 필수적으로 삽입하여 상기 솔더링 공정을 진행하고 있다.
상기 SCF는 바인더가 구형의 전도성 분말을 코팅하고 있는 형태의 필름이다. 그런데, 이러한 SCF를 전극과 솔더 리본 사이에 삽입하면 전극과 솔더 리본과의 부착력은 향상되지만, 저항 상승으로 인해 전기적 특성이 저하되고 결과적으로 모듈 제조시 특성이 저하될 뿐만 아니라, 모듈 공정 중 SCF 솔더링 공정을 위한 고가의 장비가 별도로 추가되어야 하므로 태양전지 제조 가격의 상승을 유발하는 문제가 있다.
한편, 종래 태양전지 모듈 제조 공정은 도전성 입자와 솔더리본의 부착력을 위해 다음과 같이 열경화성 수지를 사용하거나 도전성 입자가 포함된 수지를 적용하고 있다.
일본공개특허 제2011-035070호에서는 섬유 및 수지를 함유하는 복합 재료로 이루어진 절연층과, 그 절연층의 한면에 설치되고, 태양전지 셀에 전기적으로 접속되는 회로층을 갖는 태양전지 모듈용 백시트를 개시하고 있다. 이때 상기 회로층의 태양전지 셀에 접촉하는 전극부에는, 은, 구리, 주석, 납, 니켈로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속을 함유한 저온 경화형 도전성 페이스트를 이용하여 형성된, 스터드 범프가 마련되어 있음을 개시하고 있다.
또한 일본공개특허 제64-057762호에서는 비정질 반도체층 위에 금속 입자 사이 열경화성 수지를 포함하는 금속층을 제공하여 비정질 반도체층에서의 누출을 방지하고 제조 수율을 향상시키는 광전환 변환 소자를 개시하고 있다.
일본공개특허 제2008-085225호에서는 표면 보호재와 이면 보호재의 사이에 복수의 태양전지 셀이 설치되고, 상기 태양전지 셀의 접속용 전극 사이를 탭에 의하여 서로 전기적으로 접속하고 있는 태양전지 모듈이고, 상기 접속용 전극과 상기 탭과의 사이에 복수의 도전성 입자를 포함하는 수지로 되는 접착층을 가지고, 상기 접속용 전극과 상기 탭이 도전성 입자를 이용하여 전기적으로 접속된 태양전지 모듈을 개시하고 있다.
국제공개특허 제2008/152865호에서는 투광성 절연 기판과 상기 투광성 절연기판 상에 설치되는 투명 도전막, 광전 변환 층 및 이면 전극층과, 상기 이면 전극층 상에 설치되는 버스 바를 구비하고, 상기 버스 바가 도전성 테이프를 이용하여 상기 이면 전극층과 전기적으로 접속되어 상기 이면 전극층이 전극으로 사용되는 박막 태양전지를 개시하고 있다.
하지만 상기 방법들은 저온경화형 전극페이스트 조성물에 도전성만을 고려한 일반적인 전도성 입자를 사용하고 있고, 모듈제조시 솔더 부착력 향상을 위해 열경화 수지 또는 저항증가를 고려하여 전도성 입자가 포함된 수지 필름을 전극과 솔더 리본 사이에 첨가하는 방법을 적용하고 있어서, SCF 적용 방식과 같이 저항 상승을 야기하여 전기적 특성 저하와 모듈 특성을 떨어뜨릴 수 있다.
본 발명의 목적은 저온경화형 태양전지의 전극 조성물에 솔더 리본과 전극의 부착력을 향상시켜주는 특정 매개체로 금속 코팅된 제2 전도성 입자를 첨가함으로써 기존 공정에서 꼭 필요한 SCF 공정을 없앨 수 있는 저온경화형 태양전지용 전극 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 금속 코팅된 제2 전도성 입자의 사용에 따라 솔더 리본과 전극과의 접촉면적을 넓혀 전극과 솔더리본 사이에 SCF의 삽입 없이도 전기적 특성이 향상되고, 이로 인해 전지(cell) 특성 향상 효과를 얻을 수 있는 저온경화형 태양전지용 전극 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 저온경화형 태양전지용 전극 조성물을 이용하여 전극 상에 직접적으로 솔더리본을 형성하여, 이들 사이에 SCF를 포함하지 않고도 우수한 solder 부착력과 전지 효율을 나타내는 태양전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명은 (a) 제1 전도성 입자인 은분말 100 중량부에 대하여,
(b) 금 코팅된 니켈 분말, 은 코팅된 니켈 분말, 금 코팅된 폴리메틸메타크릴레이트 분말 및 은 코팅된 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 판상형의 금속 코팅된 제2 전도성 입자 1 내지 50 중량부,
(c) 바인더 0.1 내지 30 중량부,
(d) 유기용매 5 내지 30 중량부,
(e) 열경화성 올리고머, 열경화성 모노머 또는 이들의 혼합물 1 내지 30 중량부, 및
(f) 열경화 개시제 0.01 내지 10 중량부
를 포함하는 저온경화형 태양전지용 전극 조성물을 제공한다.
상기 제1 전도성 입자는 평균입경 0.2미크론 내지 10미크론의 은분말을 포함할 수 있고, 바람직하게는 1미크론 내지 5미크론일 수 있다. 또한 상기 금속 코팅된 제2 전도성 입자는 평균입경이 0.2미크론 내지 10미크론 일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.5미크론 내지 5미크론, 더욱 바람직하게는 1미크론 내지 5미크론 일 수 있다.
또한 상기 전극 조성물은 제1 전도성 입자인 은분말 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부의 (g) 첨가제를 더욱 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 저온경화형 태양전지용 전극 조성물을 이용하여 제조된 전극; 및 상기 전극 상에 직접 형성된 솔더 리본을 포함하는, 태양전지 모듈을 제공한다.
이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.
기존 전극에 사용되는 도전성 입자는 솔더 리본의 부착력을 고려하지 않고 전기 전도성과 은이나 금을 대체하는 저가형 타입으로 적용되었다.
또한 솔더 리본의 부착력을 고려할 경우, 기존에는 전극과 솔더 리본 사이 부착력을 향상시키기 위해 구형의 도전성 입자를 사용한 SCF를 전극과 솔더 리본 사이에 삽입하고 있으나, SCF에 의한 저항 상승으로 전기적 특성이 저하되므로 상기 SCF를 배제하기 위한 방법이 필요하다. 또한 종래에는 도전성 입자를 저온경화형 페이스트 조성물에 사용한 경우도 있으나, 본원발명과 같이 판상형의 금속 코팅된 특정 전도성 입자를 사용하는 방법을 제공하지 못하고 있다.
상기 SCF는 전도성 입자가 바인더 내에 코팅되어 있는 형태이므로, SCF 공정 적용 후 전극 상층부에 SCF 바인더가 남아있게 되어 저항이 증가하게 되고, 결과적으로 모듈 제조시 특성이 저하된다. 또한 현재 SCF에 적용되고 있는 전도성 입자는 구형 타입으로 충진 밀도가 낮고, 전극과 솔더 리본과의 접촉면적이 적어 저항이 증가하는 문제가 있다.
반면, 본 발명에서는 저온경화형 태양전지의 전극 조성물에 솔더 리본과 전극의 부착력을 향상시켜주는 매개체를 첨가함으로써 기존 공정에서 꼭 필요한 SCF 공정을 없앨 수 있으며, 나아가 전기적 특성이 향상되어 전지(cell) 특성이 향상되는 효과를 얻을 수 있는 저온경화형 태양전지용 전극 조성물 및 이를 이용한 태양전지 모듈에 관한 것이다.
상기 전극 조성물의 매개체로는 판상형(Flake type)의 금속 코팅된 전도성 입자를 사용하는 특징이 있다.
이러한 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따르면, (a) 제1 전도성 입자인 은분말 100 중량부에 대하여, (b) 금 코팅된 니켈 분말, 은 코팅된 니켈 분말, 금 코팅된 폴리메틸메타크릴레이트 분말 및 은 코팅된 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 판상형의 금속 코팅된 제2 전도성 입자 1 내지 50 중량부, (c) 바인더 0.1 내지 30 중량부, (d) 유기용매 5 내지 30 중량부, (e) 열경화성 올리고머, 열경화성 모노머 또는 이들의 혼합물 1 내지 30 중량부, 및 (f) 열경화 개시제 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 저온경화형 태양전지용 전극 조성물이 제공된다.
본 발명은 저온경화형 태양전지용 전극 조성물에서, 종래 일반적으로 사용되는 구상의 전도성 입자만 사용하는 것이 아니라, 구상의 제1 전도성 입자와 함께 판상형의 금속 코팅된 제2 전도성 입자를 사용한다.
여기서, 전극 조성물 제조시 금, 은, 니켈 등의 전도성 입자를 1종 사용하고, 그 형태만 구형과 판상형인 입자를 혼합하여 사용하는 경우가 있다. 그런데, 상기 방법에서 금 및 은의 사용량이 많아지면 전기전도성은 좋아지지만 가격이 높아지고, 니켈이 첨가되면 저항이 증가하여 전기전도성이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 페이스트에서의 분산성 및 유기물과의 상용성을 위해 전도성 입자의 표면에 고급 지방산이나 아민 등이 코팅된 경우가 있지만, 이러한 경우는 부착력 및 선저항에서 오히려 좋지 못한 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 솔더부착력 향상 및 전도성 향상의 두 가지 측면을 고려하여 상기 제1 전도성 입자와 함께 특정하게 판상형의 금속 코팅된 제2 전도성 입자를 사용하는 것이다. 이러한 코팅분말의 사용은 금과 같은 귀금속의 사용량을 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명에서는 솔더 부착력을 향상시키기 위한 타입으로 전도성 입자에 코팅이 이루어져 있다. 즉, 본 발명의 제2 전도성 입자에 있어서, 전도성 입자에 코팅된 금속은 나노입자 형태로 코팅되어 있어서 솔더링 시 낮은 온도에서 용융되고, 냉각시 재결정되면서 솔더 리본과의 부착력을 향상시킬 수 있다.
상기 (a)의 제1 전도성 입자는 평균입경 0.2미크론 내지 10미크론의 은분말을 포함할 수 있고, 바람직하게는 1미크론 내지 5미크론일 수 있다. 상기 제1 전도성 입자인 은분말의 함량은 전체 전극 조성물 중 100 중량부로 사용되며, 나머지 성분들의 기준으로 사용될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 (b)의 상기 제2 전도성 입자는 판상형만 나타내는 것이 아니라, 특정하게 금속이 코팅되어 있으면서, 동시에 그 형상이 판상형인 제2 전도성 입자를 사용하는 것을 의미한다.
이러한 판상형의 금속 코팅된 제2 전도성 입자는 금 또는 은이 코팅된 니켈 분말, 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA)분말을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 구리분말 또는 유리분말을 사용할 수도 있긴 하나, 교반시에 코팅된 금 또는 은이 박리됨에 따라 구리 분말은 산화가 쉽게 진행될 수 있고, 유리 분말 역시 부도체로 작용되기 때문에 전기 전도성이 떨어지게 된다. 따라서, 상기 판상형의 금속 코팅된 제2 전도성 입자는 금 코팅된 니켈 분말(Au coated Ni powder), 은 코팅된 니켈 분말(Ag coated Ni powder), 금 코팅된 폴리메틸메타크릴레이트 분말(Au coated PMMA powder) 및 은 코팅된 폴리메틸메타크릴레이트 분말(Ag coated PMMA powder)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것이 좋다.
본 발명은 상기 금속 코팅된 제2 전도성 입자를 사용하여 솔더 리본과 전극과의 접촉면적을 넓힘으로써 SCF를 사용하지 않고도 부착력 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명은 태양전지용 전극 조성물에 판상형의 전도성 입자를 직접 첨가하여 사용하므로, Ag 전극 사이에서 충진 밀도가 좋아져서 전기전도성을 향상시킬 수 있다. 또한 판상형의 금속 코팅된 제2 전도성 입자에 있어서, 솔더 리본과의 부착력을 향상시키는 상기 Ni 및 PMMA의 경우, Ag 전극 내부에서 촉매역할을 하면서 Ag의 황변 현상을 억제시켜 전극의 신뢰성이 우수해진다. 이때, 제2 전도성 입자로서, 구상의 금속 코팅된 전도성 입자를 사용하면 페이스트 내의 충진율이 낮아지고 솔더리본과의 접촉면적이 국부적으로 접촉하기 때문에 솔더부착력 향상에 제한적이다.
또한 상기 금속 코팅된 제2 전도성 입자의 함량은 제1 전도성 입자인 은분말 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부, 보다 바람직하게는 3 내지 20 중량부, 가장 바람직하게는 5 내지 10 중량부로 사용한다. 상기 금속 코팅된 제2 전도성 입자의 함량이 1 중량부 미만이면 솔더 리본과의 접촉면적이 제한적이므로 솔더 부착력이 감소하게 되는 문제가 있다. 또한, 그 함량이 50 중량부를 초과하면 저온솔더링 시에 노출될 수 있는 니켈이 많아지게 되어 저항이 올라가고 그로 인해 전기적 특성이 저하되는 문제가 있고, 전도성 미립자의 함량이 많아지게 되어 페이스트의 인쇄성이 나빠지는 문제가 있다.
또한 상기 금속 코팅된 제2 전도성 입자는 평균입경이 0.2미크론 내지 10미크론 일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.5미크론 내지 5미크론, 더욱 바람직하게는 1미크론 내지 5미크론 일 수 있다.
상기 (c)의 바인더는 셀룰로오스계 수지, 아크릴계 수지 및 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택된 것을 사용할 수 있다. 또한 상기 바인더의 함량은 제1 전도성 입자인 은분말 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부인 것이 바람직하다. 상기 바인더의 함량이 0.1 중량부 미만이면 무기물인 전도성 입자를 충분히 감싸지 못해 페이스트 인쇄성에 문제가 있고, 30 중량부를 초과하면 인쇄성은 좋아지지만 저온경화 후 남아있는 유기물로 인해 저항이 상승하는 문제가 있다.
상기 (d)의 유기용매는 에틸셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 부틸카비톨아세테이트, 디프로필렌글리콜, 메틸에테르아세테이트, 부틸카비톨, 프필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르프로피오네이트, 에틸에테르프로피오네이트, 테르피네올, 텍사놀, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 트리에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜메틸에테르, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디메틸아미노 포름알데히드, 메틸에틸케톤, 감마부티로락톤, 에틸락테이트 등이 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는, 유기용매는 부틸카비톨, 부틸카비톨아세테이트, 테르피네올 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한 상기 유기용매의 함량은 전극 조성물의 점도를 조절하기 위해 잔량으로 포함될 수 있으나, 바람직하게 제1 전도성 입자인 은분말 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부일 수 있다.
상기 (e)의 열경화성 올리고머로는 아크릴계 올리고머, 메타 아크릴계 올리고머, 아크릴 카복실레이트 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 올리고머(에폭시 아크릴레이트 공중합체), 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 또는 우레탄 아크릴레이트 올리고머 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 아크릴계 올리고머의 중량평균분자량은 500-1500의 범위가 적합하다.
상기 (e)의 열경화성 모노머로는 (메타)아크릴계 모노머로서 메타아크릴레이트 모노머, 또는 에폭시 모노머, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 이들의 구체적인 예를 들면, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 트리시클로데칸디메타놀디메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 아크릴로일옥시에틸숙시네이트, 페녹시에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 하드록시프로필 아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 아릴메타아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 글리세롤 디메타아크릴레이트, 펜타메틸 기페리딜 메타아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트, 하이드록시 에틸 아크릴레이트, 하이드록시 프로필 아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트라아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 에톡시레이티드 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에폭실레이트 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 글리세린프로폭시레이티드 트리아크릴레이트 및 메톡시에틸렌글리콜아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
상기 (e)성분의 함량은 제1 전도성 입자인 은분말 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부로 사용되는 것이 바람직하고 보다 바람직하게 1 내지 20 중량부로 사용한다. 상기 함량 범위를 벗어날 경우 반응에 참여하지 못한 올리고머 또는 모노머가 불순물로 잔존하여 경화 속도가 저하될 우려가 있다. 더욱 바람직하기로는 상기 (e)성분은 0.01 내지 15 중량부로 포함되는 것이 좋다. 상기 (e)성분의 함량이 1 중량부 미만이면 저온 경화시 너무 작은 함량으로 인해 경화가 국부적으로 발생하여 작은 충격에도 전극이 손상되는 문제가 있고, 30 중량부를 초과하면 전극의 경화도는 좋아지지만 저온 경화후 전극의 저항이 상승하게 되고, 그로인해 cell의 전기적 특성이 저하되는 문제가 있다. 이때, 상기 열경화성 올리고머와 열경화성 모노머의 혼합물을 사용하는 경우, 열경화성 올리고머와 열경화성 모노머는 80:20 내지 20:80의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 (f)의 열경화 개시제는 아조비스계 개시제, 벤조일퍼옥사이드 및 트리페닐 메틸 클로라이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 또한 상기 열경화 개시제의 함량은 제1 전도성 입자인 은분말 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부인 것이 바람직하다. 상기 열경화 개시제의 함량이 0.01 중량부 미만이면 전극의 저온 경화시에 충분한 경화가 일어나지 못해 쉽게 전극이 손상되는 문제가 있고, 10 중량부를 초과하면 전극의 저온 경화시에 경화가 진행되어야 하지만 상온에서 보관 중인 상태에서 경화가 진행되어 안정성이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 본 발명은 필요에 따라 전극 조성물 중에 (g) 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 가소제, 증점제, 안정화제, 분산제, 탈포제 및 계면활성제 등을 들 수 있다. 상기 첨가제의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 제1 전도성 입자인 은분말 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부로 사용될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 저온경화형 태양전지용 전극 조성물의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 상술한 각 성분을 페이스트 혼합기에 넣은 후 일정 속도로 교반하고 밀링 공정을 거쳐 제조할 수 있다. 이러한 방법으로 제조된 전극 조성물은 10,000cP 내지 500,000cP의 점도를 갖는 페이스트 상태일 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 전극 조성물에 판상형의 금속 코팅된 전도성 입자를 사용함에 따라 저온 경화형 태양전지용 전극 제조시 SCF 삽입공정을 줄일 수 있고, SCF를 사용하지 않고도 전극과 솔더 리본과의 부착력을 향상시켜 태양전지 모듈을 제조가 가능하며, 또한 SCF를 사용하지 않기 때문에 저항이 감소되고 전기적 특성향상으로 결과적으로 셀(cell) 특성이 향상되는 특성을 제공한다.
한편 본 발명의 바람직한 다른 구현 예에 따르면, 상기 저온경화형 태양전지용 전극 조성물을 이용하여 제조된 전극; 및 상기 전극 상에 직접 형성된 솔더 리본을 포함하는, 태양전지 모듈을 제공된다.
바람직하게, 상기 전극은 상술한 저온경화형 태양전지용 전극 조성물을 기재의 일면 또는 양면에 인쇄 코팅하고, 건조 및 경화하여 제조될 수 있다.
또한 본 발명에서 상술한 "상기 전극 상에 직접 형성된 솔더 리본"은 종래와 같이 전극과 솔더 리본 사이에 SCF의 삽입 없이, 전극 위에 솔더 리본이 직접적으로 바로 형성된 것을 의미한다.
상기 전극 제조과정에서의 인쇄 코팅 방법, 건조 및 소성 방법은 특별히 한정되지 않고, 이 분야에 잘 알려진 방법에 의해 진행될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 기재의 양면(전,후면)에 페이스트 상태의 전극 조성물을 스크린 인쇄법으로 코팅한 후 건조와 경화공정을 거쳐 전극을 제조한다. 이렇게 제조된 전극은 1미크론 내지 50미크론의 두께를 가질 수 있다. 상기 기재는 전면 전극이 도포되어 있는 건조된 실리콘 기판일 수 있으나, 그 종류가 한정되지는 않는다. 또한 상기 건조는 60 내지 180 ℃의 온도에서 5분 내지 30분 동안 진행할 수 있다. 상기 경화는 150 내지 400 ℃의 온도에서 5분 내지 60분 동안 수행할 수 있다.
이후, 본 발명은 통상의 방법으로 전극과 솔더 리본의 tabbing 과정을 거쳐 태양전지 모듈을 제조한다.
본 발명의 저온경화형 태양전지 전극 조성물은 전극과 솔더리본의 부착력 및 전기전도성 향상을 위한 매개체로 금속 코팅된 특정 전도성 입자를 첨가함으로써, 기존의 태양전지 모듈공정에서 꼭 필요한 SCF 삽입 공정을 생략할 수 있다.
특히 본 발명에서는 바인더를 제외한 부착력을 향상시키는 전도성 입자를 사용함으로써 전기 전도성을 향상시킬 수 있고, 모듈 제조 시 특성 저하문제를 줄일 수 있다. 또한 본 발명에서는 부착력을 향상시키는 판상형의 전도성 입자를 전극 조성물에 직접 포함시킴으로써 전극의 충진 밀도를 향상시킬 수 있으며, 전극과 솔더 리본과의 접촉면적이 넓어 전기전도성 향상 및 부착력에 개선효과를 볼 수 있다. 또한, 본 발명은 솔더 리본과의 부착력을 향상시키는 금속 코팅된 전도성 입자가 Ag 전극 내부에서 촉매역할을 하면서 Ag의 황변 현상을 억제시켜 전극의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하 본 발명을 하기 실시예 및 비교예를 참조로 하여 설명한다.　 그러나, 이들 예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
실시예 1.
다음 표 1과 같은 조성과 함량으로 전극 페이스트 조성물을 제조하였다.
즉, 표 1의 함량의 갖는 금 코팅된 니켈 분말(Au coated Ni powder)(판상형(flake-type), 0.5㎛), 에틸셀룰로오스, 열경화성 올리고머(EBECRYL-1200와 Miramer ME 2010을 4:1의 중량비로 혼합), 열경화성 모노머(아크릴계 모노머)(TMPTA와 HDDA가 7:3의 중량비로 혼합), 라디칼 개시제(벤조일퍼옥사이드), 부틸카비톨아세테이트 및 분산제(염화알킬 디벤질 암모늄)를 페이스트 혼합기(paste mixer)에서 500/400 rpm으로 5분간 교반 후 분산공정을 위해 3-롤 밀(3-roll mill) 작업을 진행하여 전극 페이스트를 제조하였다. 이렇게 제조된 페이스트의 점도는 210,000cP이었다. 참고로, 표 1의 전극 페이스트 조성물을 100 중량%로 환산시, 80 중량%의 은분말, 5 중량%의 금 코팅된 니켈 분말(Au coated Ni powder)(판상형(flake-type), 0.5㎛), 3 중량%의 에틸셀룰로오스, 3 중량%의 열경화성 올리고머(EBECRYL-1200와 Miramer ME 2010을 4:1의 중량비로 혼합), 1 중량%의 열경화성 모노머(아크릴계 모노머)(TMPTA와 HDDA가 7:3의 중량비로 혼합), 0.5 중량%의 라디칼 개시제(벤조일퍼옥사이드), 7 중량%의 부틸카비톨아세테이트 및 0.5 중량%의 분산제(염화알킬 디벤질 암모늄)가 될 수 있다.
제조된 페이스트를 이용하여 실리콘 기판에 대한 전,후면 인쇄공정, 건조공정, 경화공정을 거친 후 모듈공정을 진행하는데 있어서, SCF 삽입 없이 솔더 리본(solder ribbon)의 tabbing을 진행하였다.
실시예 2.
6.25 중량부의 금 코팅된 폴리메틸메타크릴레이트 분말(Au coated PMMA powder)(판상형(flake-type), 0.5㎛)를 사용하는 것을 제외하고, 페이스트 제조방법, 페이스트를 이용한 인쇄 및 건조 공정과 모듈제조 공정은 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 3.
6.25 중량부의 은 코팅된 니켈 분말 (Ag coated Ni powder)(판상형(flake-type), 0.5㎛)를 사용하는 것을 제외하고, 페이스트 제조방법, 페이스트를 이용한 인쇄 및 건조 공정과 모듈제조 공정은 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 4.
6.25 중량부의 은 코팅된 폴리메틸메타크릴레이트 분말(Ag coated PMMA powder)(판상형(flake-type), 0.5㎛)를 사용하는 것을 제외하고, 페이스트 제조방법, 페이스트를 이용한 인쇄 및 건조 공정과 모듈제조 공정은 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 5.
100 중량부의 은분말, 13.33 중량부의 금 코팅된 니켈 분말(Au coated Ni powder)(판상형(flake-type), 0.5㎛)를 사용하는 것을 제외하고, 페이스트 제조방법, 페이스트를 이용한 인쇄 및 건조 공정과 모듈제조 공정은 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 이러한 경우 전극 페이스트 조성물을 100 중량%로 환산시, 75 중량%의 은분말, 10 중량%의 금 코팅된 니켈 분말(Au coated Ni powder)(판상형(flake-type), 0.5㎛), 3 중량%의 에틸셀룰로오스, 3 중량%의 열경화성 올리고머(EBECRYL-1200와 Miramer ME 2010을 4:1의 중량비로 혼합), 1 중량%의 열경화성 모노머(아크릴계 모노머)(TMPTA와 HDDA가 7:3의 중량비로 혼합), 0.5 중량%의 라디칼 개시제(벤조일퍼옥사이드), 7 중량%의 부틸카비톨아세테이트 및 0.5 중량%의 분산제(염화알킬 디벤질 암모늄)가 될 수 있다.
실시예 6.
페이스트 조성은 실시예 1과 같이 제조하였으며, 페이스트 혼합기(paste mixer)에서 500/400 rpm으로 5분간 교반 후 분산공정을 위해 3-롤 밀(3-roll mill) 작업을 진행하여 전극 페이스트를 제조하였다.
제조된 페이스트를 이용하여 실리콘 기판에 대한 전,후면 인쇄공정, 건조공정, 경화공정을 거친 후 모듈공정을 진행하는데 있어서 SCF 삽입 후 솔더 리본의 tabbing을 진행하였다.
비교예 1.
실시예 1의 조성에서 금 코팅된 니켈 분말(Au coated Ni powder)을 사용하지 않고 페이스트를 제조하였으며, 인쇄 및 경화공정 후 모듈공정에서 SCF를 삽입 후 솔더 리본의 tabbing을 진행하였다.
비교예 2.
13.33 중량부의 구형을 갖는 금 코팅된 니켈 분말(Au coated Ni powder)을 사용하는 것을 제외하고, 페이스트 제조방법, 페이스트를 이용한 인쇄 및 건조 공정과 모듈제조 공정은 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 이러한 경우 전극 페이스트 조성물을 100 중량%로 환산시, 75 중량%의 은분말, 10 중량%의 금 코팅된 니켈 분말(Au coated Ni powder)(구형, 0.5㎛), 3 중량%의 에틸셀룰로오스, 3 중량%의 열경화성 올리고머(EBECRYL-1200와 Miramer ME 2010을 4:1의 중량비로 혼합), 1 중량%의 열경화성 모노머(아크릴계 모노머)(TMPTA와 HDDA가 7:3의 중량비로 혼합), 0.5 중량%의 라디칼 개시제(벤조일퍼옥사이드), 7 중량%의 부틸카비톨아세테이트 및 0.5 중량%의 분산제(염화알킬 디벤질 암모늄)가 될 수 있다.
비교예 3.
13.33 중량부의 판상형만을 갖는 니켈 분말(Au coated Ni powder)을 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 페이스트트 제조하였으며, 인쇄 및 경화공정 후 모듈공정에서 SCF를 삽입 후 솔더 리본의 tabbing을 진행하였다. 이러한 경우 전극 페이스트 조성물을 100 중량%로 환산시, 75 중량%의 은분말, 10 중량%의 니켈 분말(Ni powder)(판상형(flake-type), 0.5㎛), 3 중량%의 에틸셀룰로오스, 3 중량%의 열경화성 올리고머(EBECRYL-1200와 Miramer ME 2010을 4:1의 중량비로 혼합), 1 중량%의 열경화성 모노머(아크릴계 모노머)(TMPTA와 HDDA가 7:3의 중량비로 혼합), 0.5 중량%의 라디칼 개시제(벤조일퍼옥사이드), 7 중량%의 부틸카비톨아세테이트 및 0.5 중량%의 분산제(염화알킬 디벤질 암모늄)가 될 수 있다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3
전도성입자 1 은분말, 2.5㎛,
(중량부)		 100 100 100 100 100 100 100 100 100
전도성입자 2 Au coated Ni, 0.5㎛, 판상형(중량부) 6.25 13.33 6.25
Au coated PMMA, 0.5㎛, 판상형(중량부) 6.25
Ag coated Ni, 0.5㎛, 판상형(중량부) 6.25
Ag coated PMMA, 0.5㎛, 판상형(중량부) 6.25
Au coated Ni, 0.5㎛, 구형(중량부) 13.33
니켈 분말, 0.5㎛,
판상형 (중량부)		 13.33
바인더 에틸셀룰로오스
(중량부)		 3.75 3.75 3.75 3.75 4 3.75 3.53 4 4
열경화성
올리고머		 아크릴계 올리고머와
에폭시 아크릴레이트올리고머 (중량부)		 3.75 3.75 3.75 3.75 4 3.75 3.53 4 4
열경화성
모노머		 아크릴계 모노머
(중량부)		 1.25 1.25 1.25 1.25 1.33 1.25 1.18 1.33 1.33
열경화
개시제		 라디칼개시제
(중량부)		 0.625 0.625 0.625 0.625 0.67 0.625 0.59 0.67 0.67
용매 부틸카비톨아세테이트 (중량부) 8.75 8.75 8.75 8.75 9.33 8.75 8.24 9.33 9.33
첨가제 분산제 (중량부) 0.625 0.625 0.625 0.625 0.67 0.625 0.59 0.67 0.67
물성평가
상기 실시예 1-6 및 비교예 1-3에서 제조된 전극 페이스트에 대하여, 다음의 방법으로 물성을 평가하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
1) 비저항
상기 실시예 1-6 및 비교예 1-3에서 제조된 전극 페이스트를 각각 기재에 인쇄 및 건조한 후 180℃에서 30분, 200℃에서 30분, 220℃에서 30분으로 경화시킨 후 4 point probe를 사용하여 비저항을 측정하였다.
2) 선저항 (리본 솔더링(ribbon soldering) 전)
상기 실시예 1-6 및 비교예 1-3에서 제조된 전극 페이스트를 태양전지 셀의 전면에 TLM 패턴용 마스크를 사용하여 스크린 인쇄 기법으로 인쇄하고, 160℃에서 6분간 건조 후 220℃에서 30분간 소성하였다. 그리고, 선저항 측정기를 사용하여 100㎛ 선폭에서 선저항을 측정하였다.
3) 선저항 (리본 솔더링 후)
상기 실시예 1-6의 전극 페이스트를 태양전지 셀의 전면에 TLM 패턴용 마스크를 사용하여 스크린 인쇄 기법으로 인쇄하고, 160℃에서 6분간 건조 후 220℃에서 30분간 소성하였다. 모듈화 공정을 위해 Ulbrich社 리본을 사용하여 200℃에서 tabbing 공정을 진행하였고, 이때 SCF 삽입공정은 제외하였다. 그 후 리본이 부착되어 있는 상태에서 선저항 측정기를 사용하여 100㎛ 선폭에서의 선저항을 측정하였다.
그리고, 비교예 1-3에서 제조된 전극 페이스트를 태양전지 셀의 전면에 TLM 패턴용 마스크를 사용하여 스크린 인쇄 기법으로 인쇄하고, 160℃에서 6분간 건조 후 220℃에서 30분간 소성하였다. 모듈화 공정을 위해 Ulbrich社 리본을 사용하여 200℃에서 tabbing 공정을 진행하였고, 이때 SCF(소니케미칼社)를 사용하여 180℃에서 tabbing 공정을 진행하였고, 그 위에 Ulbrich社 리본을 사용하여 200℃에서 tabbing 공정을 진행하였다. 그리고, 리본이 부착되어 있는 상태에서 선저항 측정기를 사용하여 100㎛ 선폭에서의 선저항을 측정하였다.
4) 솔더 리본 부착력
Solder 리본과 전극의 tabbing 공정을 진행 후 부착력 평가를 위해 인장시험기(UTM)를 사용하여 90° peeling test를 진행하였고, 그 결과 부착력을 기록하였다.
5) 종횡비 (%)
상기 전극 페이스트의 소성 후 전극패턴의 높이 및 패턴 선폭을 각각 SEM으로 측정하고, 패턴의 높이/패턴의 선폭 비율을 구하여 종횡비(%)를 기록하였다.
6) 점도변화율 (%)
상기 실시예 1-6 및 비교예 1-3에서 제조된 전극 페이스트를 25℃에서 3개월간 보관 후, 점도 변화를 브룩필드(Brookfield) HBT 점도계, #51 스핀들을 사용하여 25℃에서 1 rpm의 점도 변화를 측정하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3
비저항1
(리본 솔더링 전)		 180℃, 30min
(*10-5Ωㆍcm)		 1.53 1.64 1.74 1.91 1.53 1.55 2.31 2.01 3.5
200℃, 30min
(*10-5Ωㆍcm)		 1.14 1.27 1.30 1.35 1.07 1.16 1.47 1.38 3.1
220℃, 30min
(*10-6Ωㆍcm)		 8.00 8.27 8.33 8.39 7.99 8.01 8.50 8.45 2.5*10-5Ωㆍcm)
선저항 2*)
(리본 솔더링 전)		 200℃, 30min
(100㎛, Ω/m)		 74.4 76.6 80.3 82.8 66.5 74.6 85.3 83.1 102
선저항 2**)
(리본 솔더링 후)		 200℃, 30min
(100㎛, Ω/m)		 83.9 84.5 88.3 88.6 80 83.7 91 89.5 115
솔더 리본 부착력 인장시험기
(UTM test, N)		 3.2 2.9 2.7 2.7 2.5 2.6 1.8 2.1 2.4
종횡비(%) 소성 후
패턴높이/패턴 선폭 비율		 35.6 34.9 35.1 35.9 34.8 34.5 35.7 34.9 30.2
점도변화율(%) 상온에서 3개월 경과 후 점도 변화율 5 5 5 5 5 5 5 5 6
주)
1. 비저항 데이터 : 순수 전극의 비저항 값임
2. 선저항 데이터 :
*) 리본 솔더링 전 선저항 - 순수 Ag 전극을 측정한 선저항
**) 리본 솔더링 후 선저항 - Ag 전극에 리본을 솔더링 한 후 측정한 선저항
3. 실시예 1~5, 비교예 2: SCF 삽입 없이 리본 솔더링 후 선저항 평가함
4. 실시예 6, 비교예 1: SCF 삽입 및 리본 솔더링 후 선저항 평가함
상기 표 2의 결과를 보면, 본 발명의 실시예 1 내지 5의 경우 비교예 2와 비교하여, SCF 삽입 없이도 솔더 리본 부착력이 우수하고, 기본 물성도 우수하였다. 또한, 리본 솔더링 후, 실시예 1 내지 5는 비교예 2보다 낮은 선저항 값을 나타내었다.
또한, 실시예 6의 경우 SCF를 삽입하더라도, 비교예 1 대비 리본 솔더링 전 비저항 값이 낮으며 리본 솔더링 전후의 선저항 값도 낮고 솔더 리본 부착력도 우수하였다.
또한 비교예 3의 경우, 전도성 입자로 구형의 은분말과 함께 판상형의 니켈 분말을 사용하였지만, 전극의 저항이 상승하여 cell 특성을 저하시키는 문제를 야기하였다.

Claims (12)

  1. (a) 제1 전도성 입자인 은분말 100 중량부에 대하여,
    (b) 금 코팅된 니켈 분말, 은 코팅된 니켈 분말, 금 코팅된 폴리메틸메타크릴레이트 분말 및 은 코팅된 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 판상형의 금속 코팅된 제2 전도성 입자 1 내지 50 중량부,
    (c) 바인더 0.1 내지 30 중량부,
    (d) 유기용매 5 내지 30 중량부,
    (e) 열경화성 올리고머, 열경화성 모노머 또는 이들의 혼합물 1 내지 30 중량부, 및
    (f) 열경화 개시제 0.01 내지 10 중량부
    를 포함하는 저온경화형 태양전지용 전극 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 전도성 입자는 평균입경 0.2미크론 내지 10미크론의 은분말을 포함하는 저온경화형 태양전지용 전극 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 금속 코팅된 제2 전도성 입자는 평균입경이 0.2미크론 내지 10미크론인, 저온경화형 태양전지용 전극 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 금속 코팅된 제2 전도성 입자의 함량은 제1 전도성 입자인 은분말 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부인, 저온경화형 태양전지용 전극 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 바인더는 셀룰로오스계 수지, 아크릴계 수지 및 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택된 것인, 저온경화형 태양전지용 전극 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유기용매는 에틸셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 부틸카비톨아세테이트, 디프로필렌글리콜, 메틸에테르아세테이트, 부틸카비톨, 프필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르프로피오네이트, 에틸에테르프로피오네이트, 테르피네올, 텍사놀, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 트리에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜메틸에테르, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디메틸아미노 포름알데히드, 메틸에틸케톤, 감마부티로락톤, 및 에틸락테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 저온경화형 태양전지용 전극 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열경화성 올리고머는 아크릴계 올리고머, 메타 아크릴계 올리고머, 아크릴 카복실레이트 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 올리고머(에폭시 아크릴레이트 공중합체), 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 및 우레탄 아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이며,
    상기 열경화성 모노머는 (메타)아크릴계 모노머로서 메타아크릴레이트 모노머, 또는 에폭시 모노머, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 이들의 구체적인 예를 들면, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 트리시클로데칸디메타놀디메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 아크릴로일옥시에틸숙시네이트, 페녹시에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 하드록시프로필 아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 아릴메타아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 글리세롤 디메타아크릴레이트, 펜타메틸 기페리딜 메타아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트, 하이드록시 에틸 아크릴레이트, 하이드록시 프로필 아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트라아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 에톡시레이티드 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에폭실레이트 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 글리세린프로폭시레이티드 트리아크릴레이트 및 메톡시에틸렌글리콜아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인, 저온경화형 태양전지용 전극 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 열경화 개시제는 아조비스계 개시제, 벤조일퍼옥사이드 및 트리페닐 메틸 클로라이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 저온경화형 태양전지용 전극 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전극 조성물은 제1 전도성 입자인 은분말 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부의 (g) 첨가제를 더욱 포함하는, 저온경화형 태양전지용 전극 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 저온경화형 태양전지용 전극 조성물을 이용하여 제조된 전극; 및 상기 전극 상에 직접 형성된 솔더 리본을 포함하는, 태양전지 모듈.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전극은 제1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 저온경화형 태양전지용 전극 조성물을 기재의 일면 또는 양면에 인쇄 코팅하고, 건조 및 경화하여 제조되는, 태양전지 모듈.
  12. 제10항에 있어서, 상기 전극은 1미크론 내지 50미크론의 두께를 가지는 태양전지 모듈.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103956197A (zh) * 2013-11-04 2014-07-30 浙江凯盈新材料有限公司 一种适用于硅太阳能电池背银主栅的混合银粉
CN104575662A (zh) * 2013-10-21 2015-04-29 三星Sdi株式会社 用于太阳电池电极的组成物、用其制造的电极及太阳电池
KR20160022545A (ko) * 2014-08-20 2016-03-02 박계현 도전패턴 형성방법
KR20170033391A (ko) * 2014-07-22 2017-03-24 알파 어셈블리 솔루션스 인크. 가요성 전자 표면을 위한 연신성 상호접속재
KR20210085057A (ko) * 2019-12-30 2021-07-08 한국생산기술연구원 저온 소성 도전성 페이스트를 이용한 태양전지의 전극 제조 방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104575662A (zh) * 2013-10-21 2015-04-29 三星Sdi株式会社 用于太阳电池电极的组成物、用其制造的电极及太阳电池
US9666731B2 (en) 2013-10-21 2017-05-30 Samsung Sdi Co., Ltd. Composition for solar cell electrodes, electrode fabricated using the same, and solar cell having the electrode
CN103956197A (zh) * 2013-11-04 2014-07-30 浙江凯盈新材料有限公司 一种适用于硅太阳能电池背银主栅的混合银粉
KR20170033391A (ko) * 2014-07-22 2017-03-24 알파 어셈블리 솔루션스 인크. 가요성 전자 표면을 위한 연신성 상호접속재
US11139089B2 (en) 2014-07-22 2021-10-05 Alpha Assembly Solutions Inc. Stretchable interconnects for flexible electronic surfaces
US11830640B2 (en) 2014-07-22 2023-11-28 Alpha Assembly Solutions, Inc. Stretchable interconnects for flexible electronic surfaces
KR20160022545A (ko) * 2014-08-20 2016-03-02 박계현 도전패턴 형성방법
KR20210085057A (ko) * 2019-12-30 2021-07-08 한국생산기술연구원 저온 소성 도전성 페이스트를 이용한 태양전지의 전극 제조 방법

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