KR20190088558A - Organic vehicle containing poly-siloxane for electroconductive paste for PERC solar cells - Google Patents

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이 양
리신 송
광 자이
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Abstract

본 발명은 전면과 후면을 가지는 실리콘 기판, 실리콘 기판 후면 상의, 그 안에 형성된 다수의 개방 홀을 가지는 후방 패시베이션 층, 후방 패시베이션 층의 개방 홀에 형성된 알루미늄 후면 접촉 층, 및 실리콘 기판 후면 상의 적어도 하나의 배면 납땜 탭을 포함하는, 패시베이션된 이미터 후방 태양전지에 관한 것이다. 배면 납땜 탭은 전도성 금속성 입자, 적어도 하나의 납 없는 유리 프릿, 및 적어도 하나의 실리콘 오일을 포함하는 유기 비히클을 포함하는 전기전도성 페이스트 조성물로부터 형성된다.The present invention relates to a semiconductor device comprising a silicon substrate having a front surface and a back surface, a rear passivation layer having a plurality of open holes formed in the rear surface of the silicon substrate, an aluminum back contact layer formed in the opening hole of the rear passivation layer, To a passivated emitter rear solar cell comprising a backside solder tab. The backside solder tab is formed from an electrically conductive paste composition comprising conductive metallic particles, at least one lead-free glass frit, and an organic vehicle comprising at least one silicone oil.

Figure pct00005
Figure pct00005

Description

PERC 태양전지용 전기전도성 페이스트용 폴리-실록산 함유 유기 비히클Organic vehicle containing poly-siloxane for electroconductive paste for PERC solar cells

관련출원Related application

본 출원은 2016년 8월 2일에 제출된 미국 특허 출원 제15/226,546호의 일부 계속 출원이며, 2015년 9월 25일에 제출된 미국 가출원 제62/232,796호에 대하여 우선권을 주장한다. 상기 출원의 개시 내용은 그 전문이 본원에 참고로 인용된다. This application is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 15 / 226,546, filed August 2, 2016, and claims priority to U.S. Provisional Application No. 62 / 232,796, filed September 25, 2015. The disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.

기술분야Technical field

본 발명은 전기전도성 페이스트 제형에 사용되는 유기 비히클에 관한 것이다. 일 양태에서, 유기 비히클은 적어도 하나의 실리콘 오일을 포함하고, 패시베이션된 이미터 후방 태양전지 상에 전극을 형성하기 위한 전기전도성 페이스트에 사용된다. 또한, 본 발명은 본원에 개시되는 전기전도성 페이스트를 사용하여 형성된 패시베이션된 이미터 후방 태양전지에 관한 것이다.The present invention relates to organic vehicles for use in electroconductive paste formulations. In one embodiment, the organic vehicle comprises at least one silicone oil and is used in an electrically conductive paste to form an electrode on a passivated emitter rear solar cell. The present invention also relates to a passivated emitter rear solar cell formed using the electroconductive paste disclosed herein.

태양전지는 광전 효과를 이용하여 광 에너지를 전기로 전환하는 장치이다. 태양 에너지는 지속 가능하고, 무공해성의 부산물만 생산하기 때문에 매력적인 녹색 에너지원이다. 작동시 광이 태양전지에 닿으면, 입사광의 일부가 표면에서 반사되고, 나머지는 태양전지로 투과된다. 투과된 광의 광자는, 일반적으로 반도체 물질, 예컨대 실리콘으로 제조된 태양전지에 흡수된다. 흡수된 광자의 에너지는 반도체 물질의 원자로부터 전자를 여기시켜 전자-홀 쌍을 발생시킨다. 이후, 이 전자-홀 쌍은 p-n 접합에 의해 분리되고, 태양전지 표면 상에 적용되는 전도성 전극에 의해 수집된다. 이러한 방식으로, 상호 연결된 태양전지 사이에서 전기가 전도될 수 있다.Solar cells are devices that convert light energy into electricity using photoelectric effect. Solar energy is an attractive green energy source because it produces only sustainable, pollution-free by-products. When the light touches the solar cell during operation, part of the incident light is reflected from the surface, and the remainder passes through the solar cell. The photons of the transmitted light are generally absorbed by a solar cell made of a semiconductor material, for example, silicon. The energy of the absorbed photons excites electrons from the atoms of the semiconductor material to generate electron-hole pairs. These electron-hole pairs are then separated by a p-n junction and collected by a conductive electrode applied on the surface of the solar cell. In this way, electricity can be conducted between interconnected solar cells.

태양전지는 다양한 상이한 구조를 가질 수 있다. 종래의 태양전지는 입사광의 반사를 줄이기 위해, 반도체 기판의 정면에 도포된 반사방지 코팅 (ARC: antireflection coating)을 가진다. 전형적으로 전기전도성 페이스트로 형성된 정면 전극이 반사방지 코팅의 상부에 그리드형 패턴으로 도포된다. 또 다른 전기전도성 페이스트 (정면 전기전도성 페이스트와 동일하거나 상이할 수 있음)가 태양전지의 배면에 도포되어 배면 전극/납땜 패드를 형성한다. 또한, 태양전지 성능을 향상시키는 후면 필드를 형성하기 위해, 납땜 패드의 모서리와 중첩되는 알루미늄 페이스트가 기판의 배면에 도포된다.Solar cells can have a variety of different structures. Conventional solar cells have an antireflection coating (ARC) applied to the front side of a semiconductor substrate to reduce the reflection of incident light. A front electrode, typically formed of an electrically conductive paste, is applied in a grid-like pattern on top of the antireflective coating. Another electrically conductive paste (which may be the same as or different from the front electrically conductive paste) is applied to the backside of the solar cell to form a backside electrode / solder pad. In addition, an aluminum paste is applied to the backside of the substrate to overlay the edges of the solder pads to form a backside field that enhances solar cell performance.

일 특정 유형의 태양전지는 패시베이션된 이미터 후방 전지 ("PERC")이다. 종래의 태양전지에서, 알루미늄 페이스트는 태양전지 기판의 후면에 직접 도포되어 후면 필드를 형성한다. PERC 태양전지에서, 전형적으로 유전체 재료, 예컨대 알루미나로 형성된 후방 패시베이션 층이 먼저 기판의 후면에 도포된다. 추가적인 후방 표면 층, 예컨대 실리콘 나이트라이드 캡핑 층이 후방 패시베이션 층의 상부에 도포될 수 있다. 다음으로, 후방 패시베이션 층 및 추가적인 후방 층의 일부를 제거하여 하층 기판의 영역을 노출시킨다. 이 단계는, 예를 들어, 산 에칭 또는 레이저 드릴링에 의해 달성될 수 있다. 이후, 알루미늄 전기전도성 페이스트는 후방 층의 상부에 도포되고, 이로써 제거 공정 중에 생성된 "홀"을 채운다. 이러한 영역에서, 알루미늄 페이스트가 소성될 때 국부적인 후면 필드가 형성된다. 배면 납땜 탭은 알루미늄 페이스트의 도포 전후에 후면에 도포될 수 있다. 표준 태양전지 및 예시적인 PERC 태양전지를 도 1 및 도 2에 나타낸다. PERC 태양전지는 후방 패시베이션 층을 가지지 않는 태양전지에 비해 증가된 효율을 가지는 것으로 나타났다.One particular type of solar cell is a passivated emitter back cell ("PERC"). In a conventional solar cell, the aluminum paste is applied directly to the rear surface of the solar cell substrate to form a rear field. In a PERC solar cell, a back passivation layer, typically formed of a dielectric material, such as alumina, is first applied to the backside of the substrate. An additional rear surface layer, such as a silicon nitride capping layer, may be applied to the top of the back passivation layer. Next, the rear passivation layer and a portion of the additional backing layer are removed to expose regions of the underlying substrate. This step can be accomplished, for example, by acid etching or laser drilling. The aluminum electroconductive paste is then applied to the top of the backing layer, thereby filling the "hole " created during the removal process. In this region, a local backside field is formed when the aluminum paste is baked. The backside solder taps can be applied to the backside before and after the application of the aluminum paste. A standard solar cell and an exemplary PERC solar cell are shown in Figures 1 and 2. The PERC solar cell has been shown to have increased efficiency compared to solar cells that do not have a rear passivation layer.

정면 및 배면 전극을 형성하기 위해 사용되는 전기전도성 페이스트 조성물은 이의 특정 용도로 특별히 제조된다. 전형적인 전기전도성 조성물은 금속성 입자, 무기 성분 및 유기 비히클을 함유한다. PERC 태양전지 상에 배면 납땜 탭을 형성하기 위해 사용되는 페이스트와 관련하여, 전형적으로 이는 금속성 입자로서 은, 무기 성분으로서 유리 프릿, 및 유기 비히클을 사용하여 형성된다. 이러한 PERC 배면 페이스트는 하층 기판 층, 예컨대 후방 패시베이션 층 및 캡핑 층과의 화학적 반응성이 제한적이거나 전혀 없도록 설계되어, 태양전지의 전기적 성능을 저하시키는 결과를 초래하는 이들 층의 손상을 방지한다.The electrically conductive paste compositions used to form the front and back electrodes are specially made for their particular use. Typical electrically conductive compositions contain metallic particles, inorganic components and organic vehicles. With respect to the paste used to form the backside solder tab on the PERC solar cell, typically it is formed using silver as the metallic particles, glass frit as the inorganic component, and organic vehicle. These PERC backside pastes are designed to have limited or no chemical reactivity with the underlying substrate layers, such as the rear passivation layer and the capping layer, to prevent damage to these layers resulting in degraded electrical performance of the solar cell.

따라서, 매우 전도성이고, PERC 태양전지 기판의 하층 표면 층과의 제한된 화학적 반응성을 가지는 전기전도성 조성물이 필요하다. 특히, 후방 패시베이션 또는 캡핑 층을 손상시키지 않고 셀의 전기적 성능을 향상시키는, PERC 태양전지 상의 배면 납땜 탭을 형성하는데 사용하기 위한 전기전도성 조성물이 요구된다.Therefore, there is a need for an electrically conductive composition that is highly conductive and has limited chemical reactivity with the underlying surface layer of the PERC solar cell substrate. In particular, there is a need for an electrically conductive composition for use in forming a back solder tab on a PERC solar cell that improves the electrical performance of the cell without damaging the back passivation or capping layer.

본 발명의 유기 비히클은 PERC 태양전지에서 향상된 전기적 성능을 가지는 전기전도성 페이스트를 제공한다.The organic vehicle of the present invention provides an electrically conductive paste having improved electrical performance in a PERC solar cell.

본 발명의 일 양태에서, 패시베이션된 이미터 후방 태양전지가 제공된다. 패시베이션된 이미터 후방 태양전지는 전면과 후면을 가지는 실리콘 기판, 실리콘 기판의 후면 상의, 그 안에 형성된 다수의 개방 홀을 가지는 후방 패시베이션 층, 후방 패시베이션 층의 개방 홀에 형성된 알루미늄 후면 접촉 층, 및 실리콘 기판의 후면 상의 적어도 하나의 배면 납땜 탭을 포함한다. 배면 납땜 탭은 전도성 금속성 입자, 적어도 하나의 납 없는 유리 프릿, 및 적어도 하나의 실리콘 오일을 포함하는 유기 비히클을 포함하는 전기전도성 페이스트 조성물로부터 형성된다.In one aspect of the present invention, a passivated emitter backward solar cell is provided. The passivated emitter backward solar cell comprises a silicon substrate having a front surface and a back surface, a back passivation layer having a plurality of open holes formed therein on the back surface of the silicon substrate, an aluminum back contact layer formed in the open hole of the back passivation layer, And at least one back surface solder tab on the back surface of the substrate. The backside solder tab is formed from an electrically conductive paste composition comprising conductive metallic particles, at least one lead-free glass frit, and an organic vehicle comprising at least one silicone oil.

본 발명은, 그 위에 형성된 적어도 하나의 후방 패시베이션 층을 가지는 실리콘 기판의 후방 표면에 배면 전기전도성 페이스트 조성물을 도포하는 단계로서, 후방 패시베이션 층은 그 안에 형성된 다수의 개방 홀을 가져서 실리콘 기판의 영역을 노출시키는 것인 단계, 후방 패시베이션 층의 개방 홀에 알루미늄 전기전도성 페이스트 조성물을 도포하여 실리콘 기판과 접촉시키는 단계, 및 실리콘 기판을 가열하는 단계를 포함하는, 패시베이션된 이미터 후방 태양전지를 제조하는 방법을 추가로 제공한다. 배면 전기전도성 페이스트 조성물은 전도성 금속성 입자, 적어도 하나의 납 없는 유리 프릿 및 적어도 하나의 실리콘 오일을 포함하는 유기 비히클을 포함한다.The present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: applying a back electroconductive paste composition to a backside surface of a silicon substrate having at least one back passivation layer formed thereon, the back passivation layer having a plurality of open holes formed therein, Applying an aluminum electroconductive paste composition to the open hole of the rear passivation layer to contact the silicon substrate, and heating the silicon substrate. ≪ RTI ID = 0.0 > A < / RTI > method of fabricating a passivated emitter rear solar cell, . The back electroconductive paste composition comprises an electrically conductive metallic particle, at least one lead-free glass frit, and an organic vehicle comprising at least one silicone oil.

첨부한 도면과 관련하여 고려할 때, 다음의 상세한 설명을 참조하면, 본 발명 및 이로부터 수반되는 많은 이점에 대한 보다 완전한 이해가 쉽게 얻어질 것이다.
도 1은 표준 태양전지의 측 단면도이고,
도 2는 PERC 태양전지의 측 단면도이다.A more complete understanding of the present invention and many of the attendant advantages will readily be gained with reference to the following detailed description when considered in connection with the accompanying drawings.
1 is a side sectional view of a standard solar cell,
2 is a side cross-sectional view of a PERC solar cell.

태양전지 전극을 형성하는 데 사용되는 전기전도성 페이스트는 일반적으로 전도성 금속성 입자, 유리 프릿, 유기 비히클 및 임의의 첨가제를 포함한다. 본 발명의 유기 비히클은 향상된 전기적 특성을 가지는 PERC 태양전지 상의 배면 납땜 탭용 전기전도성 페이스트 조성물을 형성하는데 유용하다. The electrically conductive paste used to form the solar cell electrode generally comprises conductive metallic particles, glass frit, organic vehicle and optional additives. The organic vehicle of the present invention is useful for forming an electrically conductive paste composition for a back solder tab on a PERC solar cell having improved electrical properties.

유기 abandonment 비히클Vehicle

본 발명의 유기 비히클은 전도성 금속성 입자 및 유리 프릿이 실리콘 표면에 도포되어 배면 납땜 탭을 형성하기 위한 매질을 제공한다. 바람직한 유기 비히클은 하나 이상의 용매, 바람직하게는 유기 용매로 형성된 용액, 유화액(emulsion) 또는 분산액(dispersion)이며, 이는 페이스트 성분이 용해, 유화 또는 분산 형태로 존재하도록 한다. 전기전도성 조성물 성분에 최적의 안정성을 제공하고, 생성된 PERC 태양전지의 전기적 성능을 향상시키는 유기 비히클이 바람직하다.The organic vehicle of the present invention provides a medium for applying conductive metallic particles and glass frit to a silicon surface to form a back solder tab. A preferred organic vehicle is a solution, emulsion or dispersion formed of at least one solvent, preferably an organic solvent, such that the paste component is present in a dissolved, emulsified or dispersed form. An organic vehicle that provides optimum stability to the electrically conductive composition components and improves the electrical performance of the resulting PERC solar cell is desirable.

일 구체예에서, 유기 비히클은 전기전도성 페이스트 조성물 전체 중량 100 %를 기준으로, 전기전도성 조성물에 적어도 약 5 중량%, 바람직하게는 적어도 약 10 중량%, 더 바람직하게는 적어도 약 15 중량%, 더 바람직하게는 적어도 약 20 중량%, 그리고 가장 바람직하게는 25 중량%의 양으로 존재한다. 동시에, 유기 비히클은 전기전도성 페이스트 조성물 전체 중량 100 %를 기준으로, 바람직하게는 약 60 중량% 이하, 바람직하게는 약 55 중량% 이하, 그리고 더 바람직하게는 약 50 중량% 이하이다.In one embodiment, the organic vehicle comprises at least about 5 wt.%, Preferably at least about 10 wt.%, More preferably at least about 15 wt.%, And most preferably at least about 10 wt.% Of the electrically conductive composition Preferably at least about 20% by weight, and most preferably 25% by weight. At the same time, the organic vehicle is preferably not more than about 60 wt%, preferably not more than about 55 wt%, and more preferably not more than about 50 wt%, based on 100 wt% of the total weight of the electrically conductive paste composition.

바람직한 구체예에서, 유기 비히클은 적어도 하나의 폴리-실록산 화합물을 포함한다. 폴리-실록산 화합물은 Si-O-Si 결합을 가지는 다수의 실록산 작용 기를 가지는 화합물이다. 바람직한 구체예에서, 폴리-실록산 화합물은 유기 측쇄를 가지는 액체 중합된 실록산인 실리콘 오일이다. 전기전도성 페이스트 조성물에서 폴리-실록산 화합물의 사용은 PERC 태양전지의 후방 표면 층의 에칭을 최소화하고, 따라서 PERC 태양전지의 개방 회로 전압 (Voc) 및 효율 (Eta)을 개선한다. 전기전도성 페이스트 조성물에 사용하기 적합한 임의의 실리콘 오일이 사용될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 약 1-40 kcps의 점도를 가지는 실리콘 오일이 사용되며, 바람직하게는 약 1-10 kcps, 예컨대 약 5 kcP의 점도를 가지는 실리콘 오일 또는 약 25-35 kcps, 예컨대 약 30 kcps의 점도를 가지는 실리콘 오일이 사용된다. 점도는 본원에 기재된 방법에 따라 측정된다.In a preferred embodiment, the organic vehicle comprises at least one poly-siloxane compound. The poly-siloxane compound is a compound having a plurality of siloxane functional groups having Si-O-Si bonds. In a preferred embodiment, the poly-siloxane compound is a silicone oil which is a liquid polymerized siloxane having organic side chains. The use of poly-siloxane compounds in electrically conductive paste compositions minimizes the etching of the rear surface layer of the PERC solar cell and thus improves the open circuit voltage (Voc) and efficiency (Eta) of the PERC solar cell. Any silicone oil suitable for use in an electrically conductive paste composition may be used. In a preferred embodiment, a silicone oil having a viscosity of about 1-40 kcps is used, preferably silicone oil having a viscosity of about 1-10 kcps, such as about 5 kcP, or a silicone oil having a viscosity of about 25-35 kcps, Of silicone oil is used. The viscosity is measured according to the method described herein.

일 구체예에서, 유기 비히클은 유기 비히클 전체 중량 100 %를 기준으로, 적어도 약 0.5 중량%의 실리콘 오일을 포함한다. 동시에, 유기 비히클은 약 20 중량% 이하, 바람직하게는 약 15 중량% 이하, 그리고 가장 바람직하게는 약 13 중량% 이하의 실리콘 오일을 포함한다. In one embodiment, the organic vehicle comprises at least about 0.5% by weight silicone oil, based on 100% of the total weight of the organic vehicle. At the same time, the organic vehicle comprises up to about 20% by weight, preferably up to about 15% by weight, and most preferably up to about 13% by weight of silicone oil.

페이스트 조성물 전체에 대하여, 실리콘 오일은 전기전도성 페이스트 전체 중량 100 %를 기준으로, 바람직하게는 적어도 0.1 중량%, 바람직하게는 적어도 약 0.2 중량%, 더 바람직하게는 적어도 0.5 중량%, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 1 중량%의 양으로 바람직하게 존재한다. 동시에, 실리콘 오일은 전기전도성 페이스트 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 10 중량% 이하, 바람직하게는 약 5 중량% 이하의 양으로 바람직하게 존재한다. 바람직한 구체예에서, 실리콘 오일은 전기전도성 페이스트 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 4 중량% 이하의 양으로 바람직하게 존재한다. 또 다른 바람직한 구체예에서, 페이스트 조성물은 약 0.2 내지 약 3.5 중량%, 바람직하게는 약 1 내지 약 3 중량%의 실리콘 오일을 포함한다.For the paste composition as a whole, the silicone oil is preferably present in an amount of at least 0.1% by weight, preferably at least about 0.2% by weight, more preferably at least 0.5% by weight, and most preferably, Is preferably present in an amount of at least 1% by weight. At the same time, the silicone oil is preferably present in an amount of up to about 10 wt%, preferably up to about 5 wt%, based on 100 wt% of the total weight of the electrically conductive paste. In a preferred embodiment, the silicone oil is preferably present in an amount of up to about 4% by weight, based on 100% of the total weight of the electrically conductive paste. In another preferred embodiment, the paste composition comprises from about 0.2 to about 3.5 weight percent, preferably from about 1 to about 3 weight percent silicone oil.

일 구체예에서, 폴리-실록산 화합물은 유기 비히클 또는 임의의 다른 페이스트 성분과는 별도로, 전기전도성 페이스트에 혼입된다. 폴리-실록산 화합물은 다른 페이스트 성분, 즉 전도성 금속성 입자, 유리 프릿 및 유기 비히클과 함께 첨가되나, 또는 페이스트 조성물이 이미 혼합되고 나서 페이스트 조성물에 첨가될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 폴리-실록산 화합물은 잔류 유기 비히클 성분과 혼합되기 전에, 적어도 하나의 용매와 함께 섞인다. 일 구체예에서, 혼합되었을 때 이들이 잘 섞였는지 또는 분리되었는지를 알아내기 위해 용매와 폴리-실록산의 상호작용을 관찰한다. In one embodiment, the poly-siloxane compound is incorporated into an electrically conductive paste, separate from the organic vehicle or any other paste component. The poly-siloxane compound is added with other paste components, i.e., conductive metallic particles, glass frit and organic vehicle, or the paste composition may be added to the paste composition after it has already been mixed. In a preferred embodiment, the poly-siloxane compound is mixed with at least one solvent before being mixed with the residual organic vehicle component. In one embodiment, the interaction of the solvent with the poly-siloxane is observed to see if they are mixed well or separated when mixed.

일 구체예에서, 유기 비히클은 적어도 하나의 유기 용매 및 적어도 하나의 수지 (예를 들어, 중합체)를 추가로 포함한다. 바람직한 구체예에서, 유기 비히클은 적어도 하나의 유기 용매, 적어도 하나의 수지, 적어도 하나의 폴리-실록산 화합물, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. In one embodiment, the organic vehicle further comprises at least one organic solvent and at least one resin (e.g., a polymer). In a preferred embodiment, the organic vehicle comprises at least one organic solvent, at least one resin, at least one poly-siloxane compound, or any combination thereof.

바람직한 수지는 양호한 인쇄성(printability) 및 점도를 가지는 전기전도성 조성물의 형성에 기여하는 수지이다. 당업계에 공지되어 있고, 본 발명의 내용에서 적합하다고 여겨지는 모든 수지가 유기 비히클의 수지로 사용될 수 있다. 바람직한 수지는 비제한적으로, 중합체성 수지, 단량체 수지, 및 중합체와 단량체의 조합인 수지를 포함한다. 또한, 중합체성 수지는 적어도 2 가지의 상이한 단량체 단위가 단일 분자에 함유된 공중합체일 수 있다. 바람직한 중합체성 수지는 중합체 주쇄에 작용 기를 가지는 수지, 주쇄에서 벗어난 곳에 작용 기를 가지는 수지, 주쇄 및 주쇄에서 벗어난 곳 둘 다에서 작용 기를 가지는 수지들이다. 주쇄에 작용 기를 가지는 바람직한 중합체는 예를 들어, 폴리에스테르, 치환된 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 치환된 폴리카보네이트, 주쇄에 고리 기를 가지는 중합체, 폴리-설탕, 치환된 폴리-설탕, 폴리우레탄, 치환된 폴리우레탄, 폴리아미드, 치환된 폴리아미드, 페놀 수지, 치환된 페놀 수지, 하나 이상의 상기 중합체의 단량체, 임의의 다른 공-단량체, 또는 이들 중 적어도 2 가지의 조합의 공중합체를 포함한다. 일 구체예에 따르면, 수지는 폴리비닐부티랄 또는 폴리에틸렌일 수 있다. 주쇄에 고리 기를 가지는 바람직한 중합체는 예를 들어, 폴리비닐부틸레이트 (PVB) 및 이의 유도체 및 폴리-테르피네올 및 이의 유도체 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 폴리-설탕은 예를 들어, 셀룰로오스 및 이들의 알킬 유도체, 바람직하게는 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스, 프로필 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 부틸 셀룰로오스 및 이들의 유도체, 및 이들 중 적어도 2 가지의 혼합물을 포함한다. 다른 바람직한 중합체는 예를 들어, 셀룰로오스 에스테르 수지, 예를 들어 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 및 이들의 임의의 조합을 포함한다. 주쇄에서 벗어난 곳에 작용 기를 가지는 바람직한 중합체는 아미드 기를 가지는 중합체, 종종 아크릴 수지로 불리는 산 및/또는 에스테르 기를 가지는 중합체 또는 전술한 작용 기의 조합을 가지는 중합체, 또는 이들의 조합을 포함한다. 주쇄에서 벗어난 곳에 아미드를 가지는 바람직한 중합체는 예를 들어, 폴리비닐 피롤리돈 (PVP) 및 이의 유도체를 포함한다. 주쇄에서 벗어난 곳에 산 및/또는 에스테르 기를 가지는 바람직한 중합체는 예를 들어, 폴리아크릴산 및 이의 유도체, 폴리메타크릴레이트 (PMA) 및 이의 유도체 또는 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA) 및 이의 유도체, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 단량체 수지는 에틸렌 글리콜계 단량체, 테르피네올 수지 또는 로진 유도체, 또는 이들의 혼합물이다. 바람직한 에틸렌 글리콜계 단량체 수지는 에테르 기, 에스테르 기, 또는 에테르 기 및 에스테르 기를 가지고, 바람직한 에테르 기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 및 고(higher) 알킬 에테르이고, 바람직한 에스테르 기는 아세테이트 및 이의 알킬 유도체, 바람직하게는 에틸렌 글리콜 모노부틸에테르 모노 아세테이트 또는 이들의 혼합물이다. 에스테르 검(Estergum) 수지, 폴리비닐 부티레이트 및 에틸 셀룰로오스가 가장 바람직한 수지이다. 일 구체예에서, 결합제로서 에틸 셀룰로오스가 사용된다.Preferred resins are resins that contribute to the formation of electrically conductive compositions having good printability and viscosity. Any resin known in the art and considered suitable in the context of the present invention may be used as the resin of the organic vehicle. Preferred resins include, but are not limited to, polymeric resins, monomeric resins, and resins that are a combination of polymers and monomers. Further, the polymeric resin may be a copolymer in which at least two different monomer units are contained in a single molecule. Preferred polymeric resins are resins having functional groups in the polymer backbone, resins having functional groups off the main chain, and resins having functional groups both in the main chain and off the main chain. Preferred polymers having functional groups in the backbone include, for example, polyesters, substituted polyesters, polycarbonates, substituted polycarbonates, polymers having a backbone group in the backbone, poly-sugars, substituted poly-sugars, polyurethanes, Copolymers of polyurethane, polyamides, substituted polyamides, phenolic resins, substituted phenolic resins, monomers of one or more of the above polymers, any other co-monomers, or a combination of at least two of these. According to one embodiment, the resin may be polyvinyl butyral or polyethylene. Preferred polymers having a ring group in the backbone include, for example, polyvinyl butyrate (PVB) and derivatives thereof and poly-terpineol and derivatives thereof or mixtures thereof. Preferred poly-sugars are, for example, cellulose and alkyl derivatives thereof, preferably methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, propylcellulose, hydroxypropylcellulose, butylcellulose and derivatives thereof, and at least 2 Includes a mixture of branches. Other preferred polymers include, for example, cellulose ester resins, such as cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, and any combination thereof. Preferred polymers having functional groups off the main chain include polymers having amide groups, polymers having an acid and / or ester group often referred to as an acrylic resin, or polymers having combinations of the above-mentioned functional groups, or combinations thereof. Preferred polymers having an amide at a position off the main chain include, for example, polyvinylpyrrolidone (PVP) and derivatives thereof. Preferred polymers having acid and / or ester groups off the main chain are, for example, polyacrylic acids and derivatives thereof, polymethacrylates (PMA) and derivatives thereof or polymethylmethacrylate (PMMA) and derivatives thereof, And mixtures thereof. Preferred monomeric resins are ethylene glycol-based monomers, terpineol resins or rosin derivatives, or mixtures thereof. Preferred ether glycol groups are methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, and higher alkyl ethers, with the preferred ester groups being acetate and its esters. Preferred ethyleneglycol monomeric resins have ether, ester, or ether and ester groups, Alkyl derivatives, preferably ethylene glycol monobutyl ether monoacetate or mixtures thereof. Estergum resins, polyvinyl butyrate and ethyl cellulose are the most preferred resins. In one embodiment, ethylcellulose is used as the binder.

수지는 유기 비히클 전체 중량 100 %를 기준으로, 적어도 약 0.5 중량%, 바람직하게는 적어도 약 1 중량%, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 약 3 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 동시에, 수지는 유기 비히클 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 10 중량% 이하, 그리고 바람직하게는 약 8 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 일 구체예에서, 수지는 유기 비히클 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 5 중량%의 양으로 존재한다.The resin may be present in an amount of at least about 0.5 wt%, preferably at least about 1 wt%, and most preferably at least about 3 wt%, based on 100 wt% of the total weight of the organic vehicle. At the same time, the resin may be present in an amount of up to about 10 wt%, and preferably up to about 8 wt%, based on 100 wt% of the total weight of the organic vehicle. In one embodiment, the resin is present in an amount of about 5% by weight, based on 100% of the total weight of the organic vehicle.

바람직한 용매는 소성(firing) 동안 유의적인 정도까지 페이스트로부터 제거되는 성분이다. 바람직하게는, 이들은 소성 후에 소성 전과 비교하여 절대 중량이 적어도 약 80 % 감소, 바람직하게는 소성 전과 비교하여 적어도 약 95 % 감소되어 존재한다. 바람직한 용매는 양호한 점도 및 인쇄 특성에 기여하는 용매이다. 당업계에 공지되어 있고, 본 발명의 내용에서 적합한 것으로 여겨지는 모든 용매가 유기 비히클의 용매로서 사용될 수 있다. 바람직한 용매는 표준 대기 온도 및 압력 (SATP) (298.15 K, 25℃, 77℉), 100 kPa (14.504 psi, 0.986 atm) 하에서 액체로 존재하는 용매이고, 바람직하게는 약 90℃ 이상의 끓는점 및 약 -20℃ 이상의 녹는점을 가지는 용매이다. 바람직한 용매는 극성 또는 비극성, 양성자성 또는 비양성자성, 방향족 또는 비방향족이다. 바람직한 용매는 예를 들어, 모노-알코올, 디-알코올, 폴리-알코올, 모노-에스테르, 디-에스테르, 폴리-에스테르, 모노-에테르, 디-에테르, 폴리-에테르, 이들 카테고리의 작용 기 중 적어도 하나 이상의 작용기를 포함하는 용매, 임의로 다른 카테고리의 작용 기, 바람직하게는 고리 기, 방향족 기, 불포화 결합, 하나 이상의 O 원자가 헤테로원자로 치환된 알코올 기, 하나 이상의 O 원자가 헤테로 원자로 치환된 에테르 기, 하나 이상의 O 원자가 헤테로 원자로 치환된 에스테르 기를 포함하는 용매, 및 상기 언급된 용매 중 2 가지 이상의 혼합물을 포함한다. 본 명세서에서 바람직한 에스테르는 예를 들어, 아디프 산의 디-알킬 에스테르, 바람직한 알킬 구성 성분은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 및 고 알킬 기 또는 이러한 알킬 기의 2 가지 상이한 조합이고, 바람직하게는 디메틸아디페이트 및 2 가지 이상의 아디페이트 에스테르의 혼합물을 포함한다. 본 명세서에서 바람직한 에테르는 예를 들어, 디에테르, 바람직하게는 에틸렌 글리콜의 디알킬 에테르, 바람직한 알킬 구성 성분은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 및 고 알킬 그룹 또는 이러한 알킬 기의 2 가지 상이한 조합이며, 2 가지 디에테르의 혼합물을 포함한다. 본 명세서에서 바람직한 알코올은 예를 들어, 1차, 2차 및 3차 알코올, 바람직하게는 3차 알코올, 테르피네올 및 이의 유도체가 바람직하며, 또는 2 가지 이상의 알코올의 혼합물을 포함한다. 하나 이상의 상이한 작용 기를 결합하는 바람직한 용매는 종종 텍사놀이라고 불리는 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트 및 이의 유도체, 종종 카르비톨로서 공지된 2-(2-에톡시에톡시)에탄올, 이의 알킬 유도체, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 및 헥실 카르비톨, 바람직하게는 헥실 카르비톨 또는 부틸 카르비톨 및 이들의 아세테이트 유도체, 바람직하게는 부틸 카르비톨 아세테이트, 또는 상기 언급된 것 중 적어도 2 가지의 혼합물이다. 바람직한 일 구체예에서, 용매는 부틸 카르비톨, 부틸 카르비톨 아세테이트, 테르피네올 또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함한다. 이들 3 가지 용매는 폴리-실록산 화합물과 잘 섞이는 것으로 여겨진다.Preferred solvents are those which are removed from the paste to a significant extent during firing. Preferably, they are present after firing with an absolute weight reduction of at least about 80%, preferably at least about 95% as compared to before firing, as compared to before firing. Preferred solvents are those which contribute to good viscosity and printing properties. Any solvent known in the art, and considered suitable in the context of the present invention, may be used as the solvent of the organic vehicle. Preferred solvents are those that are present in a liquid state under standard atmospheric temperature and pressure (SATP) (298.15 K, 25 캜, 77)), 100 kPa (14.504 psi, 0.986 atm), preferably boiling points above about 90 캜, It is a solvent having a melting point of 20 ° C or higher. Preferred solvents are polar or nonpolar, protic or aprotic, aromatic or non-aromatic. Preferred solvents are, for example, mono-alcohols, di-alcohols, poly-alcohols, mono-esters, di-esters, poly-esters, mono-ethers, di- An aromatic group, an unsaturated bond, an alcohol group in which at least one O atom is replaced by a heteroatom, an ether group in which at least one O atom is substituted by a heteroatom, a group containing one or more functional groups, A solvent containing an ester group wherein at least one O atom is substituted with a hetero atom, and a mixture of two or more of the above-mentioned solvents. Preferred esters herein include, for example, di-alkyl esters of adipic acid, the preferred alkyl constituents being methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl and higher alkyl groups or two different combinations of such alkyl groups, Preferably a mixture of dimethyl adipate and two or more adipate esters. Preferred ethers herein include, for example, diethers, preferably dialkyl ethers of ethylene glycol, the preferred alkyl components being methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl and higher alkyl groups or two It is a different combination and comprises a mixture of two diethers. Preferred alcohols herein are, for example, primary, secondary and tertiary alcohols, preferably tertiary alcohols, terpineol and derivatives thereof, or mixtures of two or more alcohols. Preferred solvents that bind one or more different functional groups are 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate and derivatives thereof, often referred to as Texanol, 2- (2-ethoxy Preferably an alkyl derivative thereof, preferably methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl and hexylcarbitol, preferably hexylcarbitol or butylcarbitol and acetate derivatives thereof, preferably butylcarbitol acetate, or A mixture of at least two of the above. In a preferred embodiment, the solvent comprises at least one of butyl carbitol, butyl carbitol acetate, terpineol or mixtures thereof. These three solvents are believed to mix well with poly-siloxane compounds.

유기 용매는 유기 비히클 전체 중량 100 %를 기준으로, 적어도 약 50 중량%, 더 바람직하게는 적어도 약 60 중량%, 더 바람직하게는 적어도 약 70 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 동시에, 유기 용매는 유기 비히클 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 95 중량% 이하, 더 바람직하게는 약 90 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다.The organic solvent may be present in an amount of at least about 50% by weight, more preferably at least about 60% by weight, more preferably at least about 70% by weight, based on 100% of the total weight of the organic vehicle. At the same time, the organic solvent may be present in an amount of up to about 95 wt%, more preferably up to about 90 wt%, based on 100 wt% of the total weight of the organic vehicle.

당업계에 공지된 계면활성제가 폴리-실록산 화합물과 함께 사용될 수 있다. 적합한 계면활성제는 양호한 인쇄성 및 점도 특성을 가지는 전기전도성 조성물의 형성에 기여하는 계면활성제이다. 당업계에 공지되어 있고, 본 발명의 내용에서 적합하다고 여겨지는 모든 계면활성제가 유기 비히클의 계면활성제로 사용될 수 있다. 바람직한 계면활성제는 선형 사슬, 분지형 사슬, 방향족 사슬, 플루오르화 사슬, 폴리에테르 사슬 및 이들의 조합에 기초한 계면활성제이다. 바람직한 계면활성제는 비제한적으로, 단일 사슬형, 이중 사슬형 또는 폴리 사슬형 중합체를 포함한다. 바람직한 계면활성제는 비이온성, 음이온성, 양이온성, 양친매성 또는 양성이온성(zwitterionic) 헤드를 가질 수 있다. 바람직한 계면활성제는 중합체성 및 단량체 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 바람직한 계면활성제는 안료 친화성 기, 바람직하게는 안료 친화성 기를 가지는 히드록시 작용성 카르복실산 에스테르 (예를 들어, BYK USA, Inc.에서 제조한 DISPERBYK®-108), 안료 친화성 기를 가지는 아크릴레이트 공중합체 (예를 들어, BYK USA, Inc.에서 제조한 DISPERBYK®-116), 안료 친화성 기를 가지는 변형된 폴리에테르 (예를 들어, Evonik Tego Chemie GmbH에서 제조한 TEGO® DISPERS 655) 및 높은 안료 친화성을 가지는 다른 계면활성제 (예를 들어, Akzo Nobel N.V.에서 제조한 Duomeen TDO®)를 가질 수 있다. 상기 목록에 없는 다른 바람직한 중합체는 비제한적으로, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리에틸렌 글리콜 및 이의 유도체, 및 알킬 카르복실산 및 이들의 유도체 또는 염, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 폴리에틸렌 글리콜 유도체는 폴리(에틸렌글리콜)아세트산이다. 바람직한 알킬 카르복실산은 완전 포화된 것 및 단일 또는 폴리 불포화 알킬 사슬 또는 이들의 혼합물이다. 포화 알킬 사슬을 가지는 바람직한 카르복실산은 약 8 내지 약 20 탄소 원자의 범위의 알킬 사슬 길이를 가지며, 바람직하게는 C9H19COOH (카프르산), C11H23COOH (라우르산), C13H27COOH (미리스트산), C15H31COOH (팔미트산), C17H35COOH (스테아르산), 또는 이들의 염 또는 혼합물이다. 불포화 알킬 사슬을 가지는 바람직한 카르복실산은 C18H34O2 (올레산) 및 C18H32O2 (리놀레산)이다.Surfactants known in the art may be used with the poly-siloxane compounds. Suitable surfactants are surfactants that contribute to the formation of electroconductive compositions having good printability and viscosity characteristics. Any surfactant known in the art and considered suitable in the context of the present invention may be used as the surfactant of the organic vehicle. Preferred surfactants are surfactants based on linear chains, branched chains, aromatic chains, fluorinated chains, polyether chains and combinations thereof. Preferred surfactants include, but are not limited to, single-chain, double-chain, or polysaccharide polymers. Preferred surfactants can have a nonionic, anionic, cationic, amphipathic or zwitterionic head. Preferred surfactants can be polymeric and monomers or mixtures thereof. Preferred surfactants include hydroxy-functional carboxylic acid esters having pigment affinity groups, preferably pigment affinity groups (e.g., DISPERBYK®-108, manufactured by BYK USA, Inc.), acrylics having pigment affinity groups (For example, DISPERBYK®-116 manufactured by BYK USA, Inc.), modified polyethers having pigment affinity groups (for example, TEGO® DISPERS 655 manufactured by Evonik Tego Chemie GmbH) and high And other surfactants having pigment affinity (e.g., Duomeen TDO (R) manufactured by Akzo Nobel NV). Other preferred polymers not listed above include, but are not limited to, polyethylene oxide, polyethylene glycol and derivatives thereof, and alkylcarboxylic acids and derivatives or salts thereof, or mixtures thereof. A preferred polyethylene glycol derivative is poly (ethylene glycol) acetic acid. Preferred alkylcarboxylic acids are fully saturated and single or polyunsaturated alkyl chains or mixtures thereof. Preferred carboxylic acids having saturated alkyl chains have alkyl chain lengths ranging from about 8 to about 20 carbon atoms, preferably C 9 H 19 COOH (capric acid), C 11 H 23 COOH (lauric acid) C 13 H 27 COOH (myristic acid), C 15 H 31 COOH (palmitic), C 17 H 35 COOH (stearic acid), or salts thereof or mixtures thereof. Preferred carboxylic acids having unsaturated alkyl chains are C 18 H 34 O 2 (oleic acid) and C 18 H 32 O 2 (Linoleic acid).

존재한다면, 추가의 계면활성제는 유기 비히클 전체 중량 100 %를 기준으로, 적어도 약 0.5 중량%일 수 있다. 동시에, 계면활성제는 유기 비히클 전체 중량100 %를 기준으로, 바람직하게는 약 10 중량% 이하, 바람직하게는 약 8 중량% 이하이다.If present, the additional surfactant may be at least about 0.5% by weight, based on 100% of the total weight of the organic vehicle. At the same time, the surfactant is preferably up to about 10% by weight, preferably up to about 8% by weight, based on 100% of the total weight of the organic vehicle.

또한, 유기 비히클은 하나 이상의 요변성(thixotropic)제 및/또는 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 통상의 기술자에게 공지된 임의의 요변성제는 본 발명의 유기 비히클과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어 비제한적으로, 요변성제는 천연 원료로부터 유도되거나 합성될 수 있다. 바람직한 요변성제는 비제한적으로, 피마자유 및 이의 유도체, 무기 점토, 폴리아미드 및 이의 유도체, 훈증된(fumed) 실리카, 카르복실산 유도체, 바람직하게는 지방산 유도체 (예를 들어, C9H19COOH (카프르산), C11H23COOH (라우르산), C13H27COOH (미리스트산), C15H31COOH (팔미트산), C17H35COOH (스테아르산) C18H34O2 (올레산), C18H32O2 (리놀레산)) 또는 이들의 조합이다. 또한, 상업적으로 입수 가능한 요변성제, 예컨대, 예를 들어, Thixotrol® MAX, Thixotrol® ST 또는 THIXCIN®E가 사용될 수 있다.In addition, the organic vehicle may comprise one or more thixotropic agents and / or other additives. Any thixotropic agent known to the ordinarily skilled artisan may be used with the organic vehicle of the present invention. By way of example and not limitation, thixotropic agents may be derived or synthesized from natural sources. Preferred thixotropic agents include, but are not limited to, castor oil and derivatives thereof, inorganic clays, polyamides and derivatives thereof, fumed silicas, carboxylic acid derivatives, preferably fatty acid derivatives (for example C 9 H 19 COOH (capric acid), C 11 H 23 COOH (lauric acid), C 13 H 27 COOH (myristic acid), C 15 H 31 COOH (palmitic), C 17 H 35 COOH (stearic acid) C 18 H 34 O 2 (oleic acid), C 18 H 32 O 2 (Linoleic acid) or a combination thereof. Commercially available thixotropic agents such as, for example, Thixotrol ® MAX, Thixotrol ® ST or THIXCIN ® E may also be used.

일 구체예에 따르면, 유기 비히클은 유기 비히클 전체 중량 100 %를 기준으로, 적어도 약 1 중량%, 바람직하게는 적어도 약 7 중량%의 요변성제를 포함한다. 동시에, 유기 비히클은 바람직하게는 유기 비히클 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 20 중량% 이하, 바람직하게는 약 15 중량% 이하의 요변성제를 포함한다.According to one embodiment, the organic vehicle comprises at least about 1 wt%, preferably at least about 7 wt% thixotropic agent based on 100 wt% of the total weight of the organic vehicle. At the same time, the organic vehicle preferably comprises up to about 20 wt%, preferably up to about 15 wt%, of a thixotropic agent based on 100 wt% of the total weight of the organic vehicle.

유기 비히클의 바람직한 첨가제는 상기 언급된 성분과는 구별되고, 전기전도성 조성물의 양호한 특성, 예컨대 향상된 전기적 성능 및 안정성 특성에 기여하는 물질이다. 당업계에 공지되어 있고 본 발명의 내용에 적합하다고 여겨지는 첨가제가 사용될 수 있다. 바람직한 첨가제는 비제한적으로, 점도 조절제, 안정화제, 무기 첨가제, 점도증가제(thickeners), 유화제, 분산제 및 pH 조절제를 포함한다. 존재한다면, 이러한 첨가제는 바람직하게는 유기 비히클 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 15 중량% 이하이다.Preferred additives of the organic vehicle are those distinct from the above-mentioned components and contribute to the good properties of the electrically conductive composition, such as improved electrical performance and stability properties. Additives which are known in the art and which are believed to be suitable for the content of the present invention may be used. Preferred additives include, but are not limited to, viscosity modifiers, stabilizers, inorganic additives, thickeners, emulsifiers, dispersants and pH adjusting agents. If present, such additives are preferably up to about 15% by weight, based on 100% of the total weight of the organic vehicle.

유기 비히클의 제형은 전기전도성 페이스트 조성물의 점도에 영향을 줄 수 있으며, 이는 결과적으로 인쇄성에 영향을 줄 수 있다. 점도가 너무 높으면, 페이스트가 스크린 메쉬를 잘 통과하지 못해 라인 파단이나 저 스팟(low spots)이 발생할 수 있다. 점도가 너무 낮으면, 페이스트가 너무 유동적이어서 인쇄 라인이 넓어지고 종횡비가 감소한다. 본원에 제시된 바와 같이, 임의의 페이스트 성분의 점도를 측정하기 위해, CP-44Y 샘플 컵 및 #51 콘을 구비한 Brookfield HBDV-III 디지털 유량계(Rheometer)가 사용되었다. 샘플 온도는 TC-502 순환 온도 조(bath)를 사용하여 25℃로 유지되었다. 측정 갭은 대략 0.5 mL의 샘플 부피로 0.026 mm로 설정되었다. 샘플을 2 분간 평형을 이루게 한 이후, 1.0 rpm의 일정한 회전 속도를 1 분 동안 가했다. 이 시간 후에 샘플의 점도는 kcps 단위로 기록되었다.Formulations of organic vehicles can affect the viscosity of the electroconductive paste composition, which can ultimately affect printability. If the viscosity is too high, the paste will not pass well through the screen mesh and line breaks or low spots may occur. If the viscosity is too low, the paste is too fluid to widen the lines of print and decrease the aspect ratio. As described herein, a Brookfield HBDV-III digital flow meter with CP-44Y sample cup and # 51 cone was used to measure the viscosity of any paste component. The sample temperature was maintained at 25 占 폚 using a TC-502 circulating temperature bath. The measurement gap was set at 0.026 mm with a sample volume of approximately 0.5 mL. After allowing the sample to equilibrate for 2 minutes, a constant rotational speed of 1.0 rpm was applied for 1 minute. After this time the viscosity of the sample was recorded in units of kcps.

전도성 금속성 입자Conductive metallic particles

전기전도성 조성물은 또한 전도성 금속성 입자를 포함한다. 바람직한 전도성 금속성 입자는 최적의 전도성을 나타내고 소성시 효과적으로 소결(sinter)되어 높은 전도성을 가지는 전극을 생성하는 것이다. 태양전지 전극을 형성하는데 사용하기에 적합한 당업계에 공지된 전도성 금속성 입자가 바람직하다. 바람직한 금속성 입자는 비제한적으로, 금속 원소, 합금, 금속 유도체, 적어도 2 가지의 금속 혼합물, 적어도 2 가지의 합금의 혼합물 또는 적어도 하나의 금속과 적어도 하나의 합금의 혼합물을 포함한다.The electrically conductive composition also includes conductive metallic particles. The preferred conductive metallic particles are those that exhibit optimal conductivity and are sintered effectively upon firing to produce electrodes with high conductivity. Conductive metallic particles well known in the art suitable for use in forming solar cell electrodes are preferred. Preferred metallic particles include, but are not limited to, metallic elements, alloys, metallic derivatives, at least two metal mixtures, a mixture of at least two alloys, or a mixture of at least one metal and at least one alloy.

본 발명의 구체예에서, 전기전도성 페이스트는 페이스트 전체 중량 100 %를 기준으로, 적어도 약 30 중량%, 바람직하게는 적어도 약 35 중량%, 더 바람직하게는 적어도 약 40 중량%, 더 바람직하게는 적어도 약 45 중량%, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 약 50 중량%의 금속성 입자를 포함할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 전기전도성 페이스트는 페이스트 전체 중량 100 %를 기준으로, 적어도 약 60 중량%의 금속성 입자를 포함한다. 동시에, 전기전도성 페이스트는 바람직하게는 페이스트 조성물 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 99 중량% 이하, 바람직하게는 약 95 중량% 이하, 더 바람직하게는 약 90 중량% 이하, 더 바람직하게는 약 85 중량% 이하, 더 바람직하게는 약 80 중량% 이하, 더 바람직하게는 약 75 중량% 이하, 더 바람직하게는 약 70 중량% 이하, 그리고 더 바람직하게는 약 65 중량% 이하의 금속성 입자를 포함한다. 이러한 전도성 금속성 입자 함유량을 가지는 전기전도성 페이스트는 PERC 태양전지의 배면 납땜 탭을 형성하는데 사용하기 적합하다.In an embodiment of the present invention, the electrically conductive paste comprises at least about 30% by weight, preferably at least about 35% by weight, more preferably at least about 40% by weight, more preferably at least about 30% by weight, About 45 wt%, and most preferably at least about 50 wt% metallic particles. In a preferred embodiment, the electrically conductive paste comprises at least about 60% by weight of metallic particles, based on 100% of the total weight of the paste. At the same time, the electrically conductive paste is preferably present in an amount of up to about 99% by weight, preferably up to about 95% by weight, more preferably up to about 90% by weight, more preferably up to about 85% by weight, By weight, more preferably not more than about 80%, more preferably not more than about 75%, more preferably not more than about 70% by weight, and more preferably not more than about 65% by weight of metallic particles . The electrically conductive paste having such a conductive metallic particle content is suitable for use in forming a back solder tab of a PERC solar cell.

금속성 입자로서 사용될 수 있는 금속은 은, 구리, 금, 알루미늄, 니켈, 백금, 팔라듐, 몰리브덴 및 이들의 혼합물 또는 합금 중 적어도 하나를 포함한다. 바람직한 구체예에서, 금속성 입자는 은이다. 은은 은 원소, 은 합금 또는 은 유도체로 존재할 수 있다. 적합한 은 유도체는 예를 들어, 은 합금 및/또는 은 염, 예컨대 은 할라이드 (예를 들어, 은 클로라이드), 은 옥사이드, 은 니트레이트, 은 아세테이트, 은 트리플루오로아세테이트, 은 오르토포스테이트 및 이들의 조합을 포함한다. 또 다른 구체예에서, 금속성 입자는 하나 이상의 상이한 금속 또는 합금으로 코팅된 금속 또는 합금, 예를 들어 알루미늄으로 코팅된 은 입자 또는 은으로 코팅된 구리 입자를 포함할 수 있다.The metal that can be used as the metallic particles includes at least one of silver, copper, gold, aluminum, nickel, platinum, palladium, molybdenum and mixtures or alloys thereof. In a preferred embodiment, the metallic particles are silver. Silver may be present as an element, a silver alloy or a silver derivative. Suitable silver derivatives include, for example, silver alloys and / or silver salts such as silver halide (e.g., silver chloride), silver oxide, silver nitrate, silver acetate, silver trifluoroacetate, . ≪ / RTI > In yet another embodiment, the metallic particles may comprise a metal or alloy coated with one or more different metals or alloys, for example silver particles coated with aluminum or coated with silver.

금속성 입자는 유기 또는 무기의 표면 코팅과 함께 존재할 수 있다. 당업계에 공지되어 있고 본 발명과 관련하여 적합한 것으로 여겨지는 임의의 상기 코팅이 금속성 입자에 사용될 수 있다. 바람직한 유기 코팅은 유기 비히클 내로 분산을 촉진하는 코팅이다. 바람직한 무기 코팅은 소결을 조절하고 생성된 전기전도성 페이스트의 접착 성능을 촉진하는 코팅이다. 상기 코팅이 존재한다면, 코팅은 금속성 입자 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 5 중량% 이하, 바람직하게는 약 2 중량% 이하, 그리고 가장 바람직하게는 약 1 중량% 이하에 해당하는 것이 바람직하다. Metallic particles can be present with organic or inorganic surface coatings. Any of the coatings known in the art and deemed suitable in the context of the present invention may be used for the metallic particles. A preferred organic coating is a coating that promotes dispersion into an organic vehicle. A preferred inorganic coating is a coating that controls sintering and promotes the adhesive performance of the resulting electroconductive paste. If such a coating is present, it is preferred that the coating corresponds to no more than about 5 wt%, preferably no more than about 2 wt%, and most preferably no more than about 1 wt%, based on 100 wt% of the total weight of the metallic particles.

전도성 입자는 다양한 형태, 크기 및 비표면적을 나타낼 수 있다. 형태의 일부 예는 비제한적으로, 구형, 각진 형, 길쭉한 형 (막대 또는 바늘 형) 및 편평한 형(시트 형)을 포함한다. 또한, 전도성 금속성 입자는 상이한 형태의 입자의 조합, 예컨대, 예를 들어, 구형 금속성 입자와 플레이크-형태 금속성 입자의 조합으로서 존재할 수 있다.Conductive particles can exhibit various shapes, sizes, and specific surface areas. Some examples of shapes include, but are not limited to, spherical, angular, elongated (rod or needle) and flat (sheet). In addition, the conductive metallic particles may be present as a combination of different types of particles, for example, a combination of spherical metallic particles and flake-shaped metallic particles.

금속성 입자의 또 다른 특성은 평균 입자 크기, d50이다. d50는 입자 크기 분포의 중간 직경 또는 중간 값이다. 누적 분포에서 입자 직경 50 %의 값이다. 입자 크기 분포는 레이저 회절, 동적 광 산란, 이미징, 전기영동 광 산란 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 방법을 통해 측정될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 입자 크기는 ISO 13317-3:2001에 따라 측정된다. 본 명세서에 제시된 바와 같이, Horiba LA-910 레이저 회절 입자 크기 분석기는 LA-910 소프트웨어 프로그램과 함께 컴퓨터에 연결되어 중간 입자 직경을 측정하는데 사용된다. 금속성 입자의 상대 굴절률은 LA-910 매뉴얼에서 선택되고 소프트웨어 프로그램에 입력된다. 테스트 챔버는 탱크의 적절한 충전 라인까지 탈 이온수로 채워진다. 이후, 용액은 소프트웨어 프로그램의 순환 및 교반 기능을 사용하여 순환된다. 1 분 후, 용액은 배출된다. 상기 방법은 챔버가 임의의 잔여 물질로부터 깨끗하게 되는 것을 보장하기 위해 추가 시간 동안 반복된다. 이후, 챔버는 탈 이온수로 3 번 채워지고, 1 분 동안 순환되고 교반된다. 용액의 임의의 백그라운드 입자는 소프트웨어의 블랭크 함수를 사용하여 제거된다. 이후, 초음파 교반을 시작하고, 금속성 입자를 투과율 막대(bars)가 소프트웨어 프로그램의 적정 영역에 도달할 때까지 테스트 챔버의 용액에 천천히 첨가한다. 일단 투과율이 올바른 수준에 도달하면, 레이저 회절 분석을 실행하고 금속성 성분의 입자 크기 분포를 측정하고 d50로 표시한다.Another characteristic of the metallic particles is the average particle size, d 50 . d 50 is the median diameter or median of the particle size distribution. And the particle diameter is 50% in the cumulative distribution. Particle size distribution can be measured by laser diffraction, dynamic light scattering, imaging, electrophoresis light scattering or any other method known in the art. Particularly, the particle size according to the invention is measured according to ISO 13317-3: 2001. As set forth herein, the Horiba LA-910 laser diffraction particle size analyzer is connected to a computer with the LA-910 software program to measure the median particle diameter. The relative refractive index of the metallic particles is selected in the LA-910 manual and entered into the software program. The test chamber is filled with deionized water to the proper fill line of the tank. The solution is then circulated using the circulation and agitation function of the software program. After one minute, the solution is drained. The method is repeated for additional time to ensure that the chamber is clean from any residual material. Thereafter, the chamber is filled with deionized water three times, circulated for one minute, and stirred. Any background particles in the solution are removed using the software's blank function. The ultrasonic agitation is then started and the metallic particles are slowly added to the solution in the test chamber until the transmittance bars reach the appropriate area of the software program. Once the transmission has reached the proper level, and executes the laser diffraction analysis to measure the particle size distribution of the metallic component, and represented by d 50.

금속성 입자의 중간 입자 직경 d50은 적어도 약 0.1 ㎛, 바람직하게는 적어도 약 0.5 ㎛인 것이 바람직하다. 동시에, d50은 바람직하게는 약 5 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 약 4 ㎛ 이하이다. 일 구체예에서, 전기전도성 페이스트 조성물은 구형 은 입자 및 플레이크-형태 은 입자의 조합을 포함하며, 구형 은 입자의 d50은 바람직하게는 약 3 ㎛ 이하이고, 플레이크-형태 은 입자의 d50은 바람직하게는 약 5 ㎛ 이하이다.The median particle diameter d 50 of the metallic particles is preferably at least about 0.1 탆, and preferably at least about 0.5 탆. At the same time, d 50 is preferably not more than about 5 탆, more preferably not more than about 4 탆. In one embodiment, the electroconductive paste composition comprises spherical particles and flake-form comprising a combination of particles, spherical and the particles d 50 is preferably about 3 ㎛, flake-form, of the particles d 50 is Preferably about 5 mu m or less.

입자의 형태와 표면을 특징짓는 또 다른 방법은 이의 비표면적을 이용하는 것이다. 비표면적은 단위 질량, 고체 또는 벌크 부피 또는 단면적 당 물질의 전체 표면적과 동등한 고체의 특성이다. 이는 표면적을 질량으로 나눈 값 (단위 m2/g) 또는 표면적을 부피로 나눈 값 (단위 m-1)으로 정의된다. 비표면적은 BET (Brunauer-Emmett-Teller) 방법으로 측정할 수 있으며, 이는 당업계에 공지되어 있다. 본원에 제시된 바와 같이, BET 측정법은 DIN ISO 9277:1995에 따라 행해진다. SMART 방법 (조정할 수 있는 투여 속도의 수착(Sorption) 방법)에 따라 작동하는 Monosorb Model MS-22 기기 (Quantachrome Instruments 제조)가 측정에 사용된다. 기준 물질로는 알루미늄 옥사이드 (Quantachrome Instruments에서 표면적 기준 물질 카탈로그 번호 2003로 입수 가능)를 사용한다. 샘플은 내장된 가스가 제거된 스테이션에서 분석을 위해 제조된다. 유동 가스 (30 % N2 및 70 % He)는 불순물을 제거하여 흡착이 일어날 수 있는 깨끗한 표면을 만든다. 샘플은 제공된 가열 덮개(mantle)로 사용자가 선택할 수 있는 온도로 가열할 수 있다. 디지털 온도 조절기 및 디스플레이는 기기의 전면 패널에 장착된다. 탈기(degassing)가 완료된 후, 샘플 셀은 분석 스테이션으로 이송된다. 빠른 연결 피팅(connect fittings)은 이송 중에 샘플 전지(cell)를 자동으로 밀봉하고, 이후 시스템은 분석을 시작하기 위해 활성화된다. 냉각제가 채워진 듀어(dewar) 플라스크를 수동으로 들어올려 샘플 전지를 담그고 흡착시킨다. 기기는 흡착이 완료되면 (2-3 분) 자동으로 듀어 플라스크를 낮추고, 내장된 열기 송풍기를 사용하여 샘플 전지를 상온으로 돌아오도록 부드럽게 가열한다. 결과적으로, 탈착된 가스 신호는 디지털 미터에 표시되고, 표면적은 전면 패널 디스플레이에 직접 나타난다. 전체 측정 (흡착 및 탈착) 사이클은 일반적으로 6 분 미만이 필요하다. 이 기술은 흡착 및 탈착이 진행됨에 따라 흡착질/불활성 운반 가스 혼합물의 농도 변화를 측정하기 위해 높은 감도, 열 전도도 검출기를 사용한다. 온-보드 전자 장치에 통합되고 교정(calibration)과 비교할 때, 검출기는 흡착 또는 탈착된 가스의 양을 제공한다. 흡착 측정을 위해, 77K에서 0.162 nm2의 분자 단면적을 가지는 N2 5.0이 교정에 사용된다. 원-포인트 분석이 수행되고, 내장된 마이크로프로세서가 선형성을 보장하고 샘플의 BET 표면적을 m2/g 단위로 자동으로 계산한다.Another way to characterize the shape and surface of a particle is to use its specific surface area. The specific surface area is a property of a solid equivalent to the total surface area of the material per unit mass, solid or bulk volume or cross-sectional area. It is defined as the surface area divided by mass (unit m 2 / g) or the surface area divided by volume (unit m -1 ). The specific surface area can be measured by the BET (Brunauer-Emmett-Teller) method, which is known in the art. As set forth herein, the BET measurement method is performed in accordance with DIN ISO 9277: 1995. A Monosorb Model MS-22 instrument (manufactured by Quantachrome Instruments) operating according to the SMART method (a Sorption method with adjustable dose rate) is used for the measurement. Aluminum oxide (available from Quantachrome Instruments as surface area reference material catalog number 2003) is used as a reference material. Samples are prepared for analysis at the station where the built-in gas is removed. The flowing gas (30% N 2 and 70% He) removes impurities to create a clean surface on which adsorption can take place. The sample can be heated to a user selectable temperature with the provided heating mantle. The digital thermostat and display are mounted on the front panel of the instrument. After degassing is complete, the sample cell is transferred to the analysis station. Quick connect fittings automatically seal the sample cell during transfer, after which the system is activated to start the analysis. The dewar flask filled with coolant is manually lifted to immerse and adsorb the sample cell. The instrument automatically lowers the Dewar flask when adsorption is complete (2-3 minutes) and gently heats the sample cell to return to room temperature using an internal hot air blower. As a result, the desorbed gas signal is displayed on the digital meter, and the surface area appears directly on the front panel display. The total measurement (adsorption and desorption) cycle generally requires less than 6 minutes. This technique uses a high sensitivity, thermal conductivity detector to measure the concentration change of adsorbate / inert carrier gas mixture as adsorption and desorption progress. When incorporated into on-board electronics and compared to calibration, the detector provides an amount of adsorbed or desorbed gas. For adsorption measurements, N 2 5.0 with a molecular cross-section of 0.162 nm 2 at 77 K is used for calibration. One-point analysis is performed, and the embedded microprocessor ensures linearity and automatically calculates the BET surface area of the sample in m 2 / g.

일 구체예에 따르면, 금속성 입자는 적어도 약 0.1 ㎡/g, 바람직하게는 적어도 약 0.2 ㎡/g의 비표면적을 가질 수 있다. 동시에, 비표면적은 바람직하게는 10 ㎡/g 이하, 더 바람직하게는 약 5 ㎡/g 이하이다. 일 구체예에서, 금속성 입자는 약 0.7 내지 1.7 ㎡/g의 비표면적을 가진다.According to one embodiment, the metallic particles may have a specific surface area of at least about 0.1 m 2 / g, preferably at least about 0.2 m 2 / g. At the same time, the specific surface area is preferably 10 m 2 / g or less, more preferably about 5 m 2 / g or less. In one embodiment, the metallic particles have a specific surface area of about 0.7 to 1.7 m 2 / g.

유리 Glass 프릿Frit

정면 태양전지 전극을 형성하기 위해 사용되는 전기전도성 페이스트에서, 유리 프릿은 접착 매질로 작용하여, 전도성 입자와 실리콘 기판 사이의 결합을 용이하게 하고, 따라서 이들 사이에 양호한 전기적 접촉을 제공한다. 특히, 소성 시, 종래의 유리 프릿은 실리콘 기판의 표면 층 (예를 들어, 반사방지 층)이 에칭되어, 전기전도성 페이스트와 실리콘 웨이퍼 사이에 효과적인 전기 접촉이 이루어질 수 있다.In the electrically conductive paste used to form the front solar cell electrode, the glass frit acts as an adhesive medium to facilitate bonding between the conductive particles and the silicon substrate, thus providing good electrical contact therebetween. In particular, during firing, conventional glass frit can etch the surface layer (e.g., antireflection layer) of the silicon substrate to provide effective electrical contact between the electrically conductive paste and the silicon wafer.

전기전도성 페이스트 조성물에 사용되는 유리 프릿의 종래의 역할과는 반대로, 본 발명의 유리 프릿은 최소의 에칭 특성을 나타내도록 설계된다. 이러한 상기 유리 프릿은 PERC 태양전지 상에 배면 납땜 탭을 형성하는 데 특히 유용하다. 특히, 본원에 기재된 유리 프릿은 PERC 태양전지의 후방 표면 층 (예를 들어, 후방 패시베이션 및 캡핑 층)의 에칭을 최소화하여, 그렇지 않으면 션트(shunting) 및 개방 회로 전압 손실에 따라 태양전지 효율 감소를 야기할 수 있는 층에 대한 손상을 결과적으로 최소화한다. 이와 같이, 본 발명의 유리 프릿은 저-에칭 및 비접촉 성형 유리가 되도록 설계된다.Contrary to the conventional role of glass frit used in electroconductive paste compositions, the glass frit of the present invention is designed to exhibit minimal etch characteristics. Such glass frit is particularly useful for forming a back solder tab on a PERC solar cell. In particular, the glass frit described herein minimizes the etch of the rear surface layer (e.g., the back passivation and capping layer) of the PERC solar cell, or otherwise reduces the solar cell efficiency due to shunting and open circuit voltage loss Thus minimizing damage to the layer that may result. Thus, the glass frit of the present invention is designed to be a low-etch and non-contact molded glass.

일 구체예에서, 납은 태양전지 상의 표면 층에 대하여 강한 에칭 특성을 가지는 것으로 알려져 있기 때문에, 본 발명의 유리 프릿은 바람직하게는 낮은 납 함량을 가지거나 납이 없다. 본원에 제시된 바와 같이, 용어 "낮은 납 함량"은 유리 프릿 전체 중량 100 %를 기준으로, 적어도 0.5 중량%에서 약 5 중량% 미만, 예컨대 약 4 중량% 미만, 약 3 중량% 미만, 약 2 중량% 미만, 약 1 중량% 미만 및 약 0.8 중량% 미만의 납 함량을 가지는 유리 프릿을 말한다. 본원에 제시된 바와 같이, 용어 "납 없는"은 유리 프릿 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 0.5 중량% 미만, 바람직하게는 약 0.4 중량% 미만, 더 바람직하게는 약 0.3 중량% 미만, 더 바람직하게는 0.2 중량% 미만, 그리고 가장 바람직하게는 0.1 중량% 미만의 납 함량을 가지는 유리 프릿을 말한다. 가장 바람직한 구체예에서는, 유리 프릿은 약 0.01 중량 % 미만의 납을 포함하며, 이는 다른 유리 성분으로부터의 부수적인 불순물로서 존재할 수 있다. 일 바람직한 구체예에서는, 유리 조성물은 임의의 의도적으로 첨가된 납을 포함하지 않는다.In one embodiment, the glass frit of the present invention preferably has a low lead content or is free of lead, since lead is known to have strong etch characteristics for the surface layer on the solar cell. The term "low lead content ", as used herein, is meant to include at least 0.5 wt% to less than about 5 wt%, such as less than about 4 wt%, less than about 3 wt% , Less than about 1 wt%, and less than about 0.8 wt% lead content. As provided herein, the term "lead free" means less than about 0.5 wt.%, Preferably less than about 0.4 wt.%, More preferably less than about 0.3 wt. Refers to a glass frit having a lead content of less than 0.2% by weight, and most preferably less than 0.1% by weight. In the most preferred embodiment, the glass frit contains less than about 0.01% by weight of lead, which may be present as an additional impurity from other glass components. In one preferred embodiment, the glass composition does not contain any deliberately added lead.

본 발명의 일 양태에서, 유리 프릿은 바람직하게는 상대적으로 높은 함량의 실리콘 옥사이드 (SiO2), 보론 옥사이드 (B2O3), 및/또는 비스무트 옥사이드 (Bi2O3)를 포함한다. 이들 옥사이드는 전형적으로 유리 성형 옥사이드로 기능한다. 일 구체예에서, SiO2, B2O3 및 Bi2O3의 전체 함량은 유리 프릿 전체 중량 100 %를 기준으로, 적어도 약 70 중량%, 바람직하게는 적어도 약 75 중량%이다. 동시에, 유리 프릿은 바람직하게는 유리 프릿 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 90 중량% 이하, 바람직하게는 약 85 중량% 이하의 SiO2, B2O3 및 Bi2O3 전체 함량을 포함한다.In one aspect of the present invention, the glass frit preferably includes relatively high levels of silicon oxide (SiO 2 ), boron oxide (B 2 O 3 ), and / or bismuth oxide (Bi 2 O 3 ). These oxides typically function as glass forming oxides. In one embodiment, the total content of SiO 2 , B 2 O 3 and Bi 2 O 3 is at least about 70% by weight, preferably at least about 75% by weight, based on 100% of the total weight of the glass frit. At the same time, the glass frit preferably comprises a total SiO 2 , B 2 O 3 and Bi 2 O 3 content of up to about 90 wt%, preferably up to about 85 wt%, based on 100 wt% of the glass frit .

추가로, 유리 프릿은 바람직하게는 적어도 하나의 알칼리성 옥사이드, 예컨대, 예를 들어, Na2O, Li2O 및/또는 K2O를 포함한다. 이들 알칼리성 옥사이드는 전형적으로 상승 된 소성 온도에서, 유리 프릿의 화학적 반응성을 감소시키는 유리 개질제로 기능한다. 바람직하게는, 유리 프릿은 적어도 두 가지의 이들 알칼리성 옥사이드의 조합, 예컨대 Na2O 및 Li2O를 포함한다. 일 구체예에서, 유리 프릿은 유리 프릿 전체 중량 100 %를 기준으로, 적어도 약 5 중량%, 바람직하게는 적어도 약 8 중량%의 전체 알칼리성 옥사이드를 포함한다. 동시에, 유리 프릿은 유리 프릿 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 20 중량% 이하, 바람직하게는 약 15 중량% 이하의 전체 알칼리성 옥사이드를 포함한다.In addition, the glass frit preferably contains at least one alkaline oxide, for example, Na 2 O, Li 2 O and / or K 2 O. These alkaline oxides typically function as a glass modifier which reduces the chemical reactivity of the glass frit, at elevated firing temperatures. Preferably, the glass frit comprises a combination, e.g., Na 2 O and Li 2 O of at least two of these alkaline oxide. In one embodiment, the glass frit comprises at least about 5 wt%, preferably at least about 8 wt%, of the total alkaline oxide, based on 100 wt% of the total weight of the glass frit. At the same time, the glass frit comprises no more than about 20 wt%, preferably no more than about 15 wt% of the total alkaline oxide, based on 100 wt% of the total weight of the glass frit.

또한, 유리 프릿은 아연 옥사이드 (ZnO)를 추가로 포함할 수 있다. 유리 프릿이 ZnO를 포함한다면, ZnO은 유리 프릿 전체 중량 100 %를 기준으로, 15 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하의 양으로 존재한다.In addition, the glass frit may further comprise zinc oxide (ZnO). If the glass frit contains ZnO, the ZnO is present in an amount of up to 15% by weight, preferably up to 10% by weight, based on 100% of the total weight of the glass frit.

유리 프릿은 적어도 하나의 몰리브덴 (예를 들어, MoO3), 니오븀 (예를 들어, Nb2O5), 알루미늄, 황, 셀레늄, 텔루르, 바나듐 및 텅스텐의 옥사이드를 추가로 포함한다. 일 구체예에서, 유리 프릿은 바람직하게는 유리 프릿 전체 중량 100 %를 기준으로 적어도 약 2 중량%에서 약 5 중량% 이하의 MoO3를 포함한다. 존재한다면, 유리 프릿은 약 2 중량% 미만의 Nb2O5를 포함한다.The glass frit may further comprise at least one of molybdenum (e.g., MoO 3), niobium (e.g., Nb 2 O 5), aluminum, sulfur, selenium, tellurium, an oxide of vanadium and tungsten. In one embodiment, the glass frit preferably comprises at least about 2 wt% to about 5 wt% or less of MoO 3 based on 100 wt% of the total glass frit. If present, the glass frit contains less than about 2% by weight of Nb 2 O 5 .

유리 프릿은 다른 원소, 옥사이드, 가열시 옥사이드를 생성하는 화합물 및/또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 유리 프릿은 비제한적으로, 마그네슘, 티타늄, 지르코늄, 니켈, 가돌리늄, 안티몬, 세륨, 지르코늄, 티타늄, 망간, 주석, 루테늄, 코발트, 철, 구리, 게르마늄, 인듐, 알칼리성 토금속, 희토류 금속, 인 및 크롬 또는 이들 중 적어도 2 가지의 임의의 조합, 상기 금속 옥사이드를 소성시 생성할 수 있는 화합물, 또는 상기 언급된 금속의 적어도 2 가지의 혼합물, 상기 언급된 옥사이드의 적어도 2 가지의 혼합물, 상기 언급된 소성시 상기 금속 옥사이드를 생성할 수 있는 화합물의 적어도 2 가지 이상의 혼합물, 또는 상기 언급된 임의의 것들의 2 가지 이상의 혼합물을 포함하는, 통상의 기술자에게 공지된 다른 옥사이드 또는 화합물을 포함할 수 있다. The glass frit may comprise other elements, oxides, compounds that produce oxides upon heating, and / or mixtures thereof. In one embodiment, the glass frit may include, but is not limited to, magnesium, titanium, zirconium, nickel, gadolinium, antimony, cerium, zirconium, titanium, manganese, tin, ruthenium, cobalt, iron, copper, germanium, indium, Metal, phosphorus and chromium or any combination of at least two of them, a compound capable of forming upon calcination of the metal oxide, or a mixture of at least two of the above-mentioned metals, a mixture of at least two of the above-mentioned oxides , Other oxides or compounds known to those of ordinary skill in the art, including mixtures of at least two or more of the compounds capable of forming the metal oxide upon firing, as described above, or a mixture of two or more of any of the above- can do.

본 발명에 따른 바람직한 유리 프릿은 유리 전이를 나타내는 비정질 또는 부분 결정성 고체 분말이다. 유리 전이 온도 Tg는 비정질 물질이 가열시 단단한 고체에서 부분적으로 유동적인 과냉각 용융물로 변하는 온도이다. 본 발명의 유리 프릿의 또 다른 중요한 특성은 유리 연화점이며, 이는 유리 전이 온도보다 전형적으로 더 낮고 유리가 임의의 지점을 초과하여 연화되기 시작하는 지점을 식별한다. 유리 연화 및 유리 전이 온도의 측정 방법은 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다. 구체적으로, 유리 전이 온도 Tg는 차등 주사 열량계 (differential scanning calorimetry; DSC) 및 열 중량 분석 (thermogravimetric analysis; TGA) 곡선을 동시에 기록하는 DSC 장치 SDT Q600 (TA 인스트루먼츠로부터 입수 가능)을 사용하여 측정할 수 있다. 상기 기기에는 백금/백금-로듐 (유형 R) 열전대(thermocouple)를 가지는 수평 저울과 용광로가 장착되어 있다. 사용된 샘플 홀더는 약 40-90 ㎕의 용량을 가지는 알루미늄 옥사이드 세라믹 도가니이다. 측정 및 데이터 평가를 위해, 측정 소프트웨어 Q Advantage; Thermal Advantage Release 5.4.0 및 Universal Analysis 2000, 4.5A Build 4.5.0.5 버전이 각각 사용된다. 기준 및 샘플 용 팬으로서, 약 85 ㎕의 부피를 가지는 알루미늄 옥사이드 팬이 사용된다. 약 10-50 mg의 양의 샘플은 0.01 mg의 정확도로 샘플 팬에 가중된다. 빈 기준 팬과 샘플 팬을 장치에 두고, 오븐을 닫고 측정을 시작한다. 25℃의 출발 온도부터 1000℃의 종료 온도까지 10 K/min의 가열 속도를 적용한다. 기기의 저울은 항상 질소 (N2 5.0)로 퍼지하고, 오븐은 50 ml/min의 유속으로 합성 공기 (Linde의 80 % N2 및 20 % O2)로 퍼지한다. DSC 신호의 첫 단계는 상기 설명한 소프트웨어를 사용하여 유리 전이로 평가하고, 측정된 시작 값을 Tg의 온도로 취한다.A preferred glass frit according to the present invention is an amorphous or partially crystalline solid powder which exhibits glass transition. The glass transition temperature, T g, is the temperature at which the amorphous material changes from a hard solid to a partially fluidized supercooled melt upon heating. Another important property of the glass frit of the present invention is the glass softening point, which is typically lower than the glass transition temperature and identifies where the glass starts to soften beyond any point. Glass softening and methods of measuring glass transition temperature are well known to those of ordinary skill in the art. Specifically, the glass transition temperature T g is measured using a DSC apparatus SDT Q600 (available from TA Instruments) that simultaneously records differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) curves . The instrument is equipped with a horizontal balance and a furnace with a platinum / platinum-rhodium (type R) thermocouple. The sample holder used is an aluminum oxide ceramic crucible with a capacity of about 40-90 [mu] l. For measurement and data evaluation, the measurement software Q Advantage; Thermal Advantage Release 5.4.0 and Universal Analysis 2000, and 4.5A Build 4.5.0.5, respectively. As a reference and sample pan, an aluminum oxide pan having a volume of about 85 [mu] l is used. A sample of about 10-50 mg in weight is added to the sample pan with an accuracy of 0.01 mg. Place an empty reference pan and sample pan in the unit, close the oven and start the measurement. A heating rate of 10 K / min is applied from the starting temperature of 25 ° C to the ending temperature of 1000 ° C. The balance of the instrument is always purged with nitrogen (N 2 5.0) and the oven is purged with synthetic air (Linde's 80% N 2 and 20% O 2 ) at a flow rate of 50 ml / min. The first step of the DSC signal is evaluated as a glass transition using the software described above, and the measured start value is taken as the temperature of T g .

바람직하게는, Tg는 전기전도성 페이스트의 소정의 소성 온도 미만이다. 본 발명에 따르면, 바람직한 유리 프릿은 적어도 약 200℃, 바람직하게는 적어도 약 250℃의 Tg를 가진다. 동시에, 바람직한 유리 프릿은 약 900℃ 이하, 바람직하게는 약 800℃ 이하, 가장 바람직하게는 약 700℃ 이하의 Tg를 가진다. 추가로, 일 구체예에서, 유리는 약 400-550℃, 더 바람직하게는 약 480-530℃의 유리 연화점을 가진다. 또 다른 구체예에서, 유리는 약 650-800℃, 바람직하게는 약 690-760℃의 유리 연화점을 가진다.Preferably, T g is less than a predetermined sintering temperature of the electroconductive paste. According to the present invention, the preferred glass frit has a T g of at least about 200 캜, preferably at least about 250 캜. At the same time, the preferred glass frit has a T g of about 900 ° C or less, preferably about 800 ° C or less, and most preferably about 700 ° C or less. Additionally, in one embodiment, the glass has a glass softening point of about 400-550 占 폚, more preferably about 480-530 占 폚. In another embodiment, the glass has a glass softening point of about 650-800 占 폚, preferably about 690-760 占 폚.

유리 프릿 입자가 다양한 형태, 크기 및 표면적 대 부피 비율을 나타낼 수 있음은 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다. 유리 입자는 본원에서 논의된 바와 같이, 전도성 금속성 입자에 의해 나타낼 수 있는 것과 동일하거나 유사한 형태 (길이:폭:두께 비율 포함)을 나타낼 수 있다. 생성된 전극의 향상된 전기적 접촉을 촉진하는 형태 또는 형태의 조합을 가지는 유리 프릿 입자가 바람직하다. 유리 프릿 입자의 중앙 입자 직경 d50 (전도성 금속성 입자에 대해 제시된 바와 같음)는 적어도 약 0.1 ㎛인 것이 바람직하다. 동시에, 유리 프릿의 d50는 약 10 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 약 5 ㎛ 이하, 가장 바람직하게는 약 3.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 일 구체예에서, 유리 프릿 입자는 적어도 약 0.5 m2/g, 바람직하게는 적어도 약 1 m2/g, 가장 바람직하게는 적어도 약 2 m2/g의 비표면적을 가진다. 동시에, 비표면적은 약 15 m2/g 이하, 바람직하게는 약 10 m2/g 이하인 것이 바람직하다.It is well known to those of ordinary skill in the art that glass frit particles can exhibit various shapes, sizes, and surface area to volume ratios. The glass particles may exhibit the same or similar shape (including length: width: thickness ratio) that can be represented by the conductive metallic particles, as discussed herein. Glass frit particles having a shape or combination of shapes that promote enhanced electrical contact of the resulting electrode are preferred. The median particle diameter d 50 of the glass frit particles (as presented for the conductive metallic particles) is preferably at least about 0.1 탆. At the same time, it is preferable that the d 50 of the glass frit is about 10 탆 or less, more preferably about 5 탆 or less, and most preferably about 3.5 탆 or less. In one embodiment, the glass frit particles have a specific surface area of at least about 0.5 m 2 / g, preferably at least about 1 m 2 / g, and most preferably at least about 2 m 2 / g. At the same time, the specific surface area is preferably not more than about 15 m 2 / g, preferably not more than about 10 m 2 / g.

또 다른 실시예에 따르면, 유리 프릿 입자는 표면 코팅을 포함할 수 있다. 당업계에 공지되어 있고 본 발명의 내용에서 적합하다고 여겨지는 임의의 상기 코팅이 유리 프릿 입자에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 코팅은 유기 비히클 내의 유리의 분산 및 전기전도성 페이스트의 개선된 접촉을 촉진시키는 코팅을 포함한다. 이러한 코팅이 존재한다면, 코팅은 유리 프릿 입자 전체 중량을 기준으로, 각각 약 10 중량% 이하, 바람직하게는 약 8 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 5 중량% 이하에 해당하는 것이 바람직하다.According to yet another embodiment, the glass frit particles may comprise a surface coating. Any such coatings known in the art and deemed suitable in the context of the present invention may be used for the glass frit particles. Preferred coatings according to the present invention include coatings that promote dispersion of the glass in the organic vehicle and improved contact of the electroconductive paste. If such coatings are present, it is preferred that the coatings correspond to no more than about 10 wt%, preferably no more than about 8 wt%, and most preferably no more than about 5 wt%, based on the total weight of the glass frit particles.

전기전도성 페이스트는 페이스트 전체 중량 100 %를 기준으로, 적어도 약 0.5 중량%, 바람직하게는 적어도 약 1 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 약 2 중량%의 유리 프릿을 포함한다. 동시에, 페이스트는 바람직하게는 전기전도성 페이스트 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 10 중량% 이하, 바람직하게는 약 8 중량% 이하, 더 바람직하게는 약 6 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 5 중량% 이하의 유리 프릿을 포함한다.The electrically conductive paste comprises at least about 0.5 wt.%, Preferably at least about 1 wt.%, And most preferably at least about 2 wt.% Glass frit, based on 100 wt.% Of the paste total weight. At the same time, the paste is preferably present in an amount of up to about 10% by weight, preferably up to about 8% by weight, more preferably up to about 6% by weight, most preferably up to about 5% by weight, % Glass frit.

첨가제additive

명시적으로 언급된 다른 성분 이외에도, 바람직한 첨가제는 페이스트에 첨가되는 성분이며, 이는 페이스트, 이들로부터 제조된 전극, 또는 생성되는 태양전지의 전기적 성능 향상에 기여한다. 유리 프릿 및 비히클 내에 존재하는 첨가제 이외에, 첨가제는 또한 전기전도성 페이스트에 별도로 존재할 수 있다. 바람직한 첨가제는 비제한적으로, 요변성제, 점도 조절제, 유화제, 안정화제 또는 pH 조절제, 무기 첨가제, 점도증가제 및 분산제, 또는 이들의 적어도 2 가지의 조합을 포함한다. 바람직한 무기 유기금속 첨가제는 비제한적으로, Mg, Ni, Te, W, Zn, Mg, Gd, Ce, Zr, Ti, Mn, Sn, Ru, Co, Fe, Rh, V, Y, Sb, P, Cu 및 Cr 또는 이들의 적어도 2 가지의 조합, 바람직하게는 Zn, Sb, Mn, Ni, W, Te, Rh, V, Y, Sb, P 및 Ru 또는 이들의 적어도 2 가지의 조합, 이들의 옥사이드, 소성시 상기 금속 옥사이드를 생성할 수 있는 화합물, 또는 상기 언급된 금속 적어도 2 가지의 혼합물, 상기 언급된 옥사이드의 적어도 2 가지의 혼합물, 소성시 상기 금속 옥사이드를 생성할 수 있는 상기 언급된 화합물의 적어도 2 가지의 혼합물 또는 상기 언급된 것들 중 임의의 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 전기전도성 페이스트는 접착을 촉진하는 첨가제, 예컨대 망간, 아연, 알루미늄 또는 비스무트의 옥사이드 를 포함한다.In addition to the other components explicitly mentioned, preferred additives are components added to the paste, which contribute to the electrical performance improvement of the paste, the electrode produced therefrom, or the resulting solar cell. In addition to the additives present in the glass frit and the vehicle, the additives may also be present separately in the electrically conductive paste. Preferred additives include, but are not limited to, thixotropic agents, viscosity modifiers, emulsifiers, stabilizers or pH adjusting agents, inorganic additives, viscosity enhancers and dispersants, or combinations of at least two of these. Preferred inorganic metalorganic additives include but are not limited to Mg, Ni, Te, W, Zn, Mg, Gd, Ce, Zr, Ti, Mn, Sn, Ru, Co, Fe, Rh, V, Y, Sb, Cu and Cr or a combination of at least two of them, preferably Zn, Sb, Mn, Ni, W, Te, Rh, V, Y, Sb, P and Ru or a combination of at least two of them, , A compound capable of forming the metal oxide upon firing, or a mixture of at least two of the above-mentioned metals, a mixture of at least two of the above-mentioned oxides, a compound of the above-mentioned compound capable of producing the metal oxide upon firing At least two mixtures or a mixture of any two or more of the above. In a preferred embodiment, the electrically conductive paste comprises an additive promoting adhesion, such as an oxide of manganese, zinc, aluminum or bismuth.

일 구체예에 따르면, 페이스트는 적어도 약 0.1 중량 %의 첨가제를 포함할 수 있다. 동시에, 페이스트는 바람직하게는 페이스트 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 10 중량% 이하, 바람직하게는 약 5 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 2 중량% 이하의 첨가제를 포함한다. 가장 바람직한 구체예에서, 전기전도성 페이스트는 페이스트 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 1 중량% 이하의 첨가제를 포함한다.According to one embodiment, the paste may comprise at least about 0.1 weight percent additive. At the same time, the paste preferably comprises up to about 10% by weight, preferably up to about 5% by weight, most preferably up to about 2% by weight, based on 100% of the paste total weight. In a most preferred embodiment, the electrically conductive paste comprises up to about 1% by weight of the additive, based on 100% of the total weight of the paste.

전기전도성 Electrical conductivity 페이스트Paste 조성물의 형성 Formation of the composition

전기전도성 페이스트를 형성하기 위해, 유리 프릿 물질은 페이스트 조성물을 제조하기 위한 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여, 전도성 금속성 입자 및 유기 비히클과 혼합된다. 균질하게 분산된 페이스트를 생성한다면, 제조 방법은 중요하지 않다. 성분들은 예컨대 믹서로 혼합될 수 있고, 이후 예를 들어 분산된 균일 페이스트를 제조하기 위해, 3 롤 밀로 통과시킨다. 모든 성분을 동시에 함께 섞는 것 이외에, 원료 유리 프릿 물질을 은 입자와, 예를 들어 볼 밀에서 2-24 시간 동안 함께 밀링하여 유리 프릿 및 은 입자의 균질한 혼합물을 수득할 수 있으며, 이후 유기 비히클과 혼합된다.To form an electrically conductive paste, the glass frit material is mixed with the conductive metallic particles and the organic vehicle, using any method known in the art for making the paste composition. If a homogeneously dispersed paste is produced, the manufacturing method is not important. The ingredients can be mixed, for example, in a mixer, and then passed through a three roll mill, for example to produce a dispersed uniform paste. In addition to mixing all the ingredients together at the same time, the raw glass frit material can be milled together with silver particles, for example, in a ball mill for 2-24 hours to obtain a homogeneous mixture of glass frit and silver particles, .

태양전지Solar cell

또한, 본 발명은 태양전지에 관한 것이다. 일 구체예에서, 태양전지는 반도체 기판 (예를 들어, 실리콘 웨이퍼) 및 본원에 설명된 임의의 구체예에 따른 전기전도성 페이스트 조성물을 포함한다.The present invention also relates to a solar cell. In one embodiment, the solar cell comprises a semiconductor substrate (e.g., a silicon wafer) and an electrically conductive paste composition according to any of the embodiments described herein.

또 다른 양태에서, 본 발명은 반도체 기판 (예를 들어, 실리콘 웨이퍼)에 본원에 기재된 임의의 구체예에 따른 전기전도성 페이스트 조성물을 도포하고 상기 반도체 기판을 소성하는 것을 포함하는 공정에 의해 제조된 태양전지에 관한 것이다.In another aspect, the present invention is directed to a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: applying to a semiconductor substrate (e.g., a silicon wafer) an electrically conductive paste composition according to any of the embodiments described herein, Battery.

실리콘 웨이퍼Silicon wafer

본 발명에 따른 바람직한 웨이퍼는, 태양전지의 다른 영역 중에서도, 높은 효율로 광을 흡수하여 전자-정공 쌍을 생성하고, 높은 효율로 정공과 전자를 경계를 가로 질러, 바람직하게는 p-n 접합 경계를 가로 질러 분리할 수 있는 영역을 가진다. 본 발명에 따른 바람직한 웨이퍼는 전면 도핑 층 및 후면 도핑 층으로 구성된 단일 바디를 포함하는 웨이퍼이다.A preferred wafer according to the present invention is a wafer which absorbs light with high efficiency even in other regions of the solar cell to generate electron-hole pairs, and has a high efficiency to cross holes and electrons across the boundary, It has an area that can be separated. A preferred wafer according to the present invention is a wafer comprising a single body consisting of a front doping layer and a back doping layer.

바람직하게는, 웨이퍼는 적절하게 도핑된 4가 원소, 2원 화합물, 3원 화합물 또는 합금을 포함한다. 이 명세서에서 바람직한 4가 원소는 비제한적으로, 실리콘, 게르마늄 또는 주석, 바람직하게는 실리콘을 포함한다. 바람직한 2원 화합물은 비제한적으로, 2 개 이상의 4가 원소의 조합, V 족 원소와 Ⅲ 족 원소의 2원 화합물, VI 족 원소와 Ⅱ 족 원소의 2원 화합물 또는 VI 족 원소와 IV 족 원소의 2원 화합물을 포함한다. 4가 원소의 바람직한 조합은 비제한적으로, 실리콘, 게르마늄, 주석 또는 탄소로부터 선택되는 2 가지 이상의 원소의 조합, 바람직하게는 SiC을 포함한다. V 족 원소와 III 족 원소의 바람직한 2원 화합물은 GaAs이다. 본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 웨이퍼는 실리콘이다. 실리콘이 명시적으로 언급된 상기 설명은 또한 본원에 기재된 다른 웨이퍼 조성물에도 적용된다.Preferably, the wafer comprises a suitably doped tetravalent element, a binary compound, a ternary compound or an alloy. Preferred quaternary elements in this specification include, but are not limited to, silicon, germanium or tin, preferably silicon. Preferred binary compounds include, but are not limited to, a combination of two or more tetravalent elements, a binary compound of a group V element and a Group III element, a binary compound of a Group VI element and a Group II element, or a binary compound of a Group VI element and a Group IV element Bicyclic compounds. Preferred combinations of quaternary elements include, but are not limited to, combinations of two or more elements selected from silicon, germanium, tin or carbon, preferably SiC. The preferred binary compound of Group V elements and Group III elements is GaAs. According to a preferred embodiment of the present invention, the wafer is silicon. The above description, in which silicon is explicitly mentioned, also applies to the other wafer compositions described herein.

p-n 접합 경계는 웨이퍼의 전면 도핑 층 및 후면 도핑 층이 만나는 곳에 위치한다. n-형 태양전지에서, 후면 도핑 층은 전자 공여 n-형 도펀트로 도핑되고, 전면 도핑 층은 전자 수용 또는 정공 공여 p-형 도펀트로 도핑된다. p-형 태양전지에서, 후면 도핑 층은 p-형 도펀트로 도핑되고 전면 도핑 층은 n-형 도펀트로 도핑된다. 본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, p-n 접합 경계를 가지는 웨이퍼는 먼저, 도핑된 실리콘 기판을 제공하고, 이후 그 기판의 일면에 반대 유형의 도핑 층을 도포함으로써 제조된다.The p-n junction boundary is located where the front doping layer and the back doping layer of the wafer meet. In an n-type solar cell, the back doping layer is doped with an electron donating n-type dopant and the front doping layer is doped with an electron accepting or hole donating p-type dopant. In a p-type solar cell, the back doping layer is doped with a p-type dopant and the front doping layer is doped with an n-type dopant. According to a preferred embodiment of the present invention, a wafer having a p-n junction boundary is first prepared by providing a doped silicon substrate and then applying a doping layer of the opposite type on one side of the substrate.

도핑된 실리콘 기판은 당업계에 공지되고 본 발명에 적합하다고 여겨지는 임의의 방법으로 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 실리콘 기판의 바람직한 공급원은 비제한적으로, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 비정질 실리콘 및 업그레이드된 야금(metallurgical) 실리콘, 가장 바람직하게는 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘을 포함한다. 도핑된 실리콘 기판을 형성하기 위한 도핑은 실리콘 기판의 제조 중에 도펀트를 첨가함으로써 동시에 수행되거나, 후속 단계에서 수행될 수 있다. 실리콘 기판의 제조에 이어 도핑은 예를 들어 가스 확산 에피택시에 의해 수행될 수 있다. 도핑된 실리콘 기판은 또한 쉽게 상업적으로 입수 가능하다. 일 구체예에 따르면, 실리콘 기판의 초기 도핑은 도펀트를 실리콘 혼합물에 첨가함으로써 이를 형성하는 것과 동시에 수행될 수 있다. 또 다른 구체예에 따르면, 전면 도핑 층 및 고도로 도핑된 후면 층의 적용은, 존재한다면, 기체 상 에피택시에 의해 수행될 수 있다. 이러한 기체 상 에피택시는 바람직하게는 적어도 약 500℃, 바람직하게는 적어도 약 600℃, 가장 바람직하게는 적어도 약 650℃의 온도에서 수행된다. 동시에, 온도는 바람직하게는 약 900℃ 이하, 바람직하게는 약 800℃ 이하, 가장 바람직하게는 약 750℃ 이하이다. 기체 상 에피택시는 바람직하게는 적어도 약 2 kPa, 바람직하게는 적어도 약 10 kPa, 가장 바람직하게는 적어도 약 40 kPa의 압력에서 수행된다. 동시에, 압력은 바람직하게는 약 100 kPa 이하, 바람직하게는 약 80 kPa 이하, 가장 바람직하게는 약 70 kPa 이하이다.The doped silicon substrate can be made by any method known in the art and considered suitable for the present invention. Preferred sources of silicon substrates according to the present invention include, but are not limited to, monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon and upgraded metallurgical silicon, most preferably monocrystalline silicon or polycrystalline silicon. Doping to form a doped silicon substrate may be performed simultaneously by adding a dopant during the manufacture of the silicon substrate, or may be performed at a later stage. Following fabrication of the silicon substrate, doping can be performed, for example, by gas diffusion epitaxy. Doped silicon substrates are also readily commercially available. According to one embodiment, the initial doping of the silicon substrate can be performed at the same time as it is formed by adding a dopant to the silicon mixture. According to another embodiment, the application of the front doped layer and the highly doped back layer can be performed by gas phase epitaxy, if present. This gas phase epitaxy is preferably carried out at a temperature of at least about 500 캜, preferably at least about 600 캜, and most preferably at least about 650 캜. At the same time, the temperature is preferably about 900 캜 or less, preferably about 800 캜 or less, and most preferably about 750 캜 or less. Gaseous phase epitaxy is preferably carried out at a pressure of at least about 2 kPa, preferably at least about 10 kPa, and most preferably at least about 40 kPa. At the same time, the pressure is preferably less than or equal to about 100 kPa, preferably less than or equal to about 80 kPa, and most preferably less than or equal to about 70 kPa.

실리콘 기판이 다수의 형태, 표면 조직 및 크기를 나타낼 수 있다는 것은 당 업계에 공지되어 있다. 기판의 형태는 몇 가지 예를 들자면, 입방체(cuboid), 디스크, 웨이퍼 및 불규칙 다면체를 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 웨이퍼는 2 면은 유사하고, 바람직하게는 동일하며, 3번째 면이 다른 2 면보다 유의적으로 작은 입방체이다. 3번째 면은 처음 두 면보다 적어도 100 배 작을 수 있다. 추가로, 표면이 거친 실리콘 기판이 바람직하다. 기판의 거칠기(roughness)를 평가하는 한 가지 방법은, 기판의 서브-표면에 대한 표면 거칠기 파라미터의 값을 구하는 것이며, 이는 기판의 전체 표면적과 비교하여 작고, 바람직하게는 전체 표면적의 약 1/100 미만이고, 이는 본질적으로 평면이다. 표면 거칠기 파라미터의 값은 평균 평방 변위를 최소화함으로써, 서브-표면에 가장 잘 맞는 평면에 서브 표면을 투영(project)함으로써 형성된 이론적 표면의 면적에 대한 서브-표면 면적의 비율에 의해 주어진다. 표면 거칠기 파라미터 값이 높을수록 거칠고 더 불규칙한 표면을 나타내고, 표면 거칠기 파라미터 값이 낮을수록 표면이 더 매끄럽고 더 균일함을 나타낸다. 본 발명에 따르면, 실리콘 기판의 표면 거칠기는 바람직하게는 비제한적으로, 광 흡수 및 표면에의 부착을 포함하는 다수의 인자 사이에서 최적의 균형을 만들도록 변형된다.It is well known in the art that silicon substrates can exhibit many shapes, surface textures and sizes. The shape of the substrate can include, for example, cuboids, disks, wafers, and irregular polyhedrons. According to a preferred embodiment of the present invention, the wafer is a cube that is similar on two sides, preferably the same, and the third side is significantly smaller than the other two sides. The third side can be at least 100 times smaller than the first two. Further, a silicon substrate having a rough surface is preferable. One way to evaluate the roughness of a substrate is to determine the value of the surface roughness parameter for the sub-surface of the substrate, which is small compared to the total surface area of the substrate, preferably about 1/100 of the total surface area , Which is essentially planar. The value of the surface roughness parameter is given by the ratio of the sub-surface area to the area of the theoretical surface formed by projecting the sub-surface to the plane best suited to the sub-surface, by minimizing the mean square displacement. A higher surface roughness parameter value indicates a rougher and more irregular surface, and a lower surface roughness parameter value indicates a smoother and more uniform surface. According to the present invention, the surface roughness of the silicon substrate is preferably modified to produce an optimal balance between a number of factors, including, but not limited to, light absorption and adhesion to the surface.

실리콘 기판의 2 개의 더 큰 면은 생성되는 태양전지에 요구되는 용도에 적합하도록 달라질 수 있다. 본 발명에 따르면 실리콘 웨이퍼의 두께가 약 0.5 mm 미만, 더 바람직하게는 약 0.3 mm 미만, 가장 바람직하게는 약 0.2 mm 미만인 것이 바람직하다. 일부 웨이퍼는 0.01 mm 이상의 최소 두께를 가진다. The two larger planes of the silicon substrate can be varied to suit the application required for the resulting solar cell. According to the present invention, it is preferred that the thickness of the silicon wafer is less than about 0.5 mm, more preferably less than about 0.3 mm, and most preferably less than about 0.2 mm. Some wafers have a minimum thickness of at least 0.01 mm.

전면 도핑 층은 후면 도핑 층과 비교하여 얇은 것이 바람직하다. 또한, 전면 도핑 층은 적어도 약 0.1 ㎛, 바람직하게는 약 10 ㎛ 이하, 바람직하게는 약 5 ㎛ 이하, 가장 바람직하게는 약 2 ㎛ 이하의 두께를 가지는 것이 바람직하다.The front doping layer is preferably thin compared to the back doping layer. It is also preferred that the overlying doped layer has a thickness of at least about 0.1 占 퐉, preferably about 10 占 퐉 or less, preferably about 5 占 퐉 or less, and most preferably about 2 占 퐉 or less.

도펀트Dopant

바람직한 도펀트는 실리콘 웨이퍼에 첨가될 때 전자 또는 정공을 밴드 구조에 도입함으로써 p-n 접합 경계를 형성하는 것이다. 이들 도펀트의 본질(identity) 및 농도는 p-n 접합의 밴드 구조 프로파일을 조정하고 필요에 따라 광 흡수 및 전도성 프로파일을 설정하도록 구체적으로 선택되는 것이 바람직하다. 바람직한 p-형 도펀트는 비제한적으로, 실리콘 웨이퍼 밴드 구조에 정공을 부가하는 것을 포함한다. 당업계에 공지되어 있고 본 발명의 내용에 적합한 것으로 여겨지는 모든 도펀트가 p-형 도펀트로서 사용될 수 있다. 바람직한 p-형 도펀트는 비제한적으로, 3가 원소, 특히 주기율표 13 족의 원소를 포함한다. 본 명세서에서 주기율표의 바람직한 13 족 원소는 비제한적으로, 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨 또는 이들 중 적어도 2 가지의 조합을 포함하며, 붕소가 특히 바람직하다.A preferred dopant is a p-n junction boundary formed by introducing electrons or holes into the band structure when added to a silicon wafer. The identity and concentration of these dopants are preferably selected specifically to adjust the band structure profile of the p-n junction and to set the light absorption and conductivity profile as needed. Preferred p-type dopants include, but are not limited to, adding holes to the silicon wafer band structure. All dopants known in the art and believed to be appropriate to the context of the present invention may be used as p-type dopants. Preferred p-type dopants include, but are not limited to, elements of the trivalent element, in particular Group 13 of the Periodic Table. The preferred Group 13 elements of the periodic table herein include, without limitation, boron, aluminum, gallium, indium, thallium or a combination of at least two of these, with boron being particularly preferred.

바람직한 n-형 도펀트는 실리콘 웨이퍼 밴드 구조에 전자를 부가하는 것이다. 바람직한 n-형 도펀트는 주기율표 15 족의 원소이다. 본 명세서에서 주기율표의 바람직한 15 족 원소는 비제한적으로, 질소, 인, 비소, 안티몬, 비스무트 또는 이들 중 적어도 2 가지의 조합을 포함하며, 인이 특히 바람직하다.A preferred n-type dopant is to add electrons to the silicon wafer band structure. Preferred n-type dopants are elements of Group 15 of the periodic table. The preferred Group 15 elements of the periodic table herein include, but are not limited to, nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony, bismuth, or a combination of at least two of these, with phosphorus being particularly preferred.

전술한 바와 같이, p-n 접합의 다양한 도핑 레벨은 생성되는 태양전지의 소정의 특성을 조정하도록 변화될 수 있다. 도핑 레벨은 2차 이온 질량 분광법을 사용하여 측정된다.As described above, the various doping levels of the p-n junction can be varied to adjust the desired characteristics of the resulting solar cell. The doping level is measured using secondary ion mass spectrometry.

특정 구체예에 따르면, 반도체 기판 (즉, 실리콘 웨이퍼)은 약 60 Ω/□ 초과, 예컨대 약 65 Ω/□, 70 Ω/□, 90 Ω/□ 또는 100 Ω/□ 초과의 시트 저항을 나타낸다. 도핑된 실리콘 웨이퍼 표면의 시트 저항을 측정하기 위해, 소프트웨어 패키지 "GP-4 Test 1.6.6 Pro" (GP Solar GmbH로부터 입수 가능)가 내장된 "GP4-Test Pro" 장치가 사용된다. 측정을 위해, 4 지점 측정 원칙이 적용된다. 2 개의 외부 탐침은 일정한 전류를 공급하고, 2 개의 내부 탐침은 전압을 측정한다. 시트 저항은 옴의 법칙을 사용하여 Ω/□로 연역한다(deduce). 평균 시트 저항을 측정하기 위해, 측정은 25 개의 동등하게 분포된 웨이퍼 스팟 상에서 이루어진다. 22 ± 1℃ 온도의 냉방되는 공간에서, 모든 장비 및 물질은 측정 전에 평형을 이룬다. 측정을 수행하기 위해, "GP-Test.Pro"에 반사방지 및/또는 패시베이션 층을 관통하기 위해 뾰족한 팁이 장착되며, 4-지점 측정 헤드 (파트 넘버 04.01.0018)를 장착한다. 10 mA의 전류가 공급된다. 측정 헤드는 비금속 웨이퍼 물질과 접촉하게 되고, 측정이 시작된다. 25 개의 동등하게 분포된 웨이퍼 상의 스팟을 측정한 후, 평균 시트 저항이 Ω/□로 계산된다. According to a particular embodiment, the semiconductor substrate (i.e., the silicon wafer) exhibits a sheet resistance of greater than about 60 OMEGA / & squ &, e.g., about 65 OMEGA /, 70 OMEGA /, 90 OMEGA / or 100 OMEGA / To measure the sheet resistance of a doped silicon wafer surface, a "GP4-Test Pro" device with a software package "GP-4 Test 1.6.6 Pro" (available from GP Solar GmbH) is used. For measurement, the four-point measurement principle applies. Two external probes supply a constant current, and two internal probes measure voltage. The sheet resistance is deduced to Ω / □ using Ohm's law. To measure the average sheet resistance, measurements are made on 25 equally distributed wafer spots. In an air-cooled room at a temperature of 22 ± 1 ° C, all equipment and materials are balanced before measurement. To perform the measurement, a sharp tip is mounted on the "GP- Test.Pro" to penetrate the antireflection and / or passivation layer and mount the 4-point measurement head (part number 04.01.0018). A current of 10 mA is supplied. The measuring head comes into contact with the non-metallic wafer material and measurement begins. After measuring spots on 25 equally distributed wafers, the average sheet resistance is calculated in ohm / square.

태양전지 구조Solar cell structure

상기 기재된 목적 중 적어도 하나를 달성하기 위한 기여는 본 발명에 따른 방법으로부터 얻을 수 있는 태양전지에 의해 이루어진다. 본 발명에 따른 바람직한 태양전지는 전기 에너지 출력으로 변환된 입사광의 전체 에너지의 비율에 대해 높은 효율을 가지는 태양전지, 및 가볍고 내구성 있는 태양전지이다. 최소한, 태양전지는 (i) 전면 전극, (ii) 전면 도핑 층, (iii) p-n 접합 경계, (iv) 후면 도핑 층 및 (v) 납땜 패드를 포함한다. 태양전지는 또한 본원에 제시된 바와 같이 추가 층, 특히 PERC 태양전지를 포함할 수 있다.The contribution to achieve at least one of the objectives described above is achieved by a solar cell obtainable from the process according to the invention. A preferred solar cell according to the present invention is a solar cell having a high efficiency relative to the ratio of the total energy of incident light converted into an electric energy output, and a light and durable solar cell. At a minimum, the solar cell includes (i) a front electrode, (ii) a front doping layer, (iii) a p-n junction boundary, (iv) a backside doping layer, and (v) a solder pad. Solar cells may also include additional layers, particularly PERC solar cells, as set forth herein.

반사방지 층Antireflection layer

본 발명에 따르면, 반사방지 층은 전극이 태양전지의 전면에 도포되기 전에 외부 층으로서 도포될 수 있다. 일 구체예에서, 반사방지 층은 또한 태양전지의 후면에 도포될 수 있다. 당업계에 공지되어 있고 본 발명의 내용에서 적합하다고 여겨지는 모든 반사방지 층이 사용될 수 있다. 바람직한 반사방지 층은 전면에 의해 반사되는 입사광의 비율을 감소시키고 전면을 가로질러 웨이퍼에 의해 흡수되는 입사광의 비율을 증가시키는 반사방지 층이다. 양호한 흡수/반사율을 발생시키는 반사방지 층은 전기전도성 페이스트에 의해 에칭되기 쉽고, 그렇지 않으면 전기전도성 페이스트의 소성에 요구되는 온도에서 저항성이 있고, 전극 계면 부근의 전자 및 정공의 재결합 증가에 기여하지 않는 것이 바람직하다. 바람직한 반사방지 층은 비제한적으로, SiNx, SiO2, Al2O3, TiO2 또는 이들의 적어도 2 가지의 혼합물 및/또는 이들의 적어도 2 가지의 층의 조합을 포함한다. 바람직한 실시예에 따르면, 특히 실리콘 웨이퍼가 사용되는 경우, 반사방지 층은 SiNx이다.According to the present invention, the antireflection layer can be applied as an outer layer before the electrode is applied to the front surface of the solar cell. In one embodiment, the antireflective layer may also be applied to the back side of the solar cell. Any antireflective layer known in the art and considered suitable in the context of the present invention may be used. A preferred antireflective layer is an antireflective layer that reduces the proportion of incident light reflected by the front side and increases the ratio of incident light absorbed by the wafer across the front side. The antireflective layer which generates a good absorption / reflectance is susceptible to etching by the electroconductive paste, otherwise it is resistant at the temperature required for firing the electroconductive paste and does not contribute to the recombination of electrons and holes near the electrode interface . Preferred anti-reflection layers include, but are not limited to, SiN x , SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2, or a mixture of at least two thereof and / or a combination of at least two of these layers. According to a preferred embodiment, especially when a silicon wafer is used, the antireflection layer is SiN x .

반사방지 층의 두께는 적절한 광의 파장에 적합하다. 본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 반사방지 층은 적어도 20 nm, 바람직하게는 적어도 40 nm, 가장 바람직하게는 적어도 60 nm의 두께를 가진다. 동시에, 두께는 바람직하게는 약 300 nm 이하, 더 바람직하게는 약 200 nm 이하, 가장 바람직하게는 약 90 nm 이하이다.The thickness of the antireflection layer is suitable for the wavelength of the appropriate light. According to a preferred embodiment of the present invention, the antireflective layer has a thickness of at least 20 nm, preferably at least 40 nm, most preferably at least 60 nm. At the same time, the thickness is preferably about 300 nm or less, more preferably about 200 nm or less, and most preferably about 90 nm or less.

패시베이션passivation 층 layer

하나 이상의 패시베이션 층이 외부 층으로서 실리콘 웨이퍼의 정면 및/또는 배면에 도포될 수 있다. 정면 패시베이션 층은 전면 전극이 형성되기 전에 또는 반사방지 층이 (존재한다면) 도포되기 전에 도포될 수 있다. 배면 패시베이션 층은 전형적으로 예컨대 플라즈마 기상 증착 기술을 통해 웨이퍼 제조 중에 도포된다. PERC 태양전지의 제조 중에, 전면 반사방지 층이 먼저 도포된 이후, 후방 패시베이션 층이 도포되고, 마지막으로 후방 캡핑 층이 도포된다.One or more passivation layers may be applied to the front and / or backside of the silicon wafer as an outer layer. The front passivation layer may be applied before the front electrode is formed or before the antireflective layer (if present) is applied. The backside passivation layer is typically applied during wafer fabrication via, for example, plasma vapor deposition techniques. During the fabrication of the PERC solar cell, the entire antireflective layer is first applied, then the rear passivation layer is applied, and finally the back capping layer is applied.

바람직한 패시베이션 층은 전극 계면 부근에서 전자/정공 재결합 속도를 감소시키는 층이다. 당업계에 공지되어 있고 본 발명의 내용에서 적합하다고 여겨지는 임의의 패시베이션 층이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 패시베이션 층은 비제한적으로, 알루미늄 옥사이드 (예를 들어, Al2O3)을 포함한다. 패시베이션 층은 적어도 0.1 nm, 바람직하게는 적어도 10 nm, 가장 바람직하게는 적어도 30 nm의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 동시에, 두께는 바람직하게는 약 2 ㎛ 이하, 바람직하게는 약 1 ㎛ 이하, 가장 바람직하게는 약 200 nm 이하이다.A preferred passivation layer is a layer that reduces the electron / hole recombination rate near the electrode interface. Any passivation layer known in the art and deemed suitable in the context of the present invention may be used. The preferred passivation layer according to the present invention includes but not limited to, aluminum oxide (e.g., Al 2 O 3). The passivation layer preferably has a thickness of at least 0.1 nm, preferably at least 10 nm, most preferably at least 30 nm. At the same time, the thickness is preferably not more than about 2 占 퐉, preferably not more than about 1 占 퐉, and most preferably not more than about 200 nm.

추가적인 additional 보호 층Protective layer

상기 기재된 층 이외에, 기계적 및 화학적 보호를 위해 추가 층을 추가할 수 있다. 전지는 화학적 보호를 제공하기 위해 캡슐화될 수 있다. 바람직한 구체예에 따르면, 종종 투명 열가소성 수지로 지칭되는 투명 중합체가, 캡슐화가 존재한다면 캡슐화 물질로서 사용된다. 본 명세서에서 바람직한 투명 중합체는 실리콘 고무 및 폴리에틸렌 비닐 아세테이트 (PVA)이다. 또한, 투명한 유리 시트가 전지의 전면에 기계적 보호를 제공하기 위해 태양전지의 전면에 추가될 수 있다. 후면 보호 물질은 기계적 보호를 제공하기 위해 태양전지의 후면에 부가될 수 있다. 바람직한 후면 보호 물질은 기계적 특성 및 내후성(weather resistance)이 우수한 물질이다. 본 발명에 따른 바람직한 후면 보호 물질은 폴리비닐 플루오라이드 층을 가지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다. 후면 보호 물질이 캡슐화 층 아래에 존재하는 것이 바람직하다 (후면 보호 층 및 캡슐화가 모두 존재하는 경우).In addition to the layers described above, additional layers may be added for mechanical and chemical protection. The cell may be encapsulated to provide chemical protection. According to a preferred embodiment, a transparent polymer, sometimes referred to as a transparent thermoplastic resin, is used as an encapsulating material if encapsulation is present. Preferred transparent polymers herein are silicone rubbers and polyethylene vinyl acetate (PVA). In addition, a transparent glass sheet can be added to the front of the solar cell to provide mechanical protection to the front of the cell. The backing material may be added to the back of the solar cell to provide mechanical protection. Preferred backing protection materials are those having excellent mechanical properties and weather resistance. A preferred backing material according to the present invention is a polyethylene terephthalate having a polyvinyl fluoride layer. It is preferred that the backing protection material be present under the encapsulation layer (if both the backside protection layer and encapsulation are present).

기계적 서포트를 제공하기 위해 태양전지 외부에 프레임 물질을 추가할 수 있다. 프레임 물질은 당업계에 잘 알려져있고, 본 발명의 내용과 관련하여 적합하다고 여겨지는 임의의 프레임 물질이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 프레임 물질은 알루미늄이다.Frame materials can be added outside the solar cell to provide mechanical support. The frame material may be any frame material that is well known in the art and is considered appropriate in connection with the context of the present invention. A preferred frame material according to the present invention is aluminum.

PERCPERC 태양전지 제조 방법 Solar cell manufacturing method

PERC 태양전지는 다음과 같이 제조된다. 먼저, 상기에서 설명한 바와 같이, 정면 확산 층이 실리콘 기판 상에 형성된다. 기판의 정면 상에, 본원에 기재된 것과 같은 반사방지 코팅이 도포된다. 다음에, 알루미나 층과 같은 후면 패시베이션 층이 플라즈마 기상 증착과 같은 방법으로 기판의 후면에 도포된다. 이후, 실리콘 나이트라이드 캡핑 층과 같은 추가 후방 표면 층이 후방 패시베이션 층의 상에 도포될 수 있다. 다음으로, 후방 패시베이션 층 및 추가 후방 층의 일부가 제거되어 하부 기판의 영역을 노출시킨다. 이 단계는 예를 들어 산 에칭 또는 레이저 드릴링에 의해 달성될 수 있다. 이후, 알루미늄 전기전도성 페이스트를 후방 층의 상부에 도포하고, 이로써 후방 패시베이션 층의 일부를 제거함으로써 생성된 "홀"을 채운다. 이러한 영역에서, 알루미늄 페이스트가 소성될 때 국부적인 후면 필드가 형성된다. 배면 납땜 탭은 알루미늄 페이스트의 도포 전후에 후면에 도포될 수 있다. 또한, 정면 전극은 당업계에 공지된 종래의 방법에 따라 배면 납땜 탭과 동시에 형성된다.The PERC solar cell is manufactured as follows. First, as described above, a front diffusion layer is formed on a silicon substrate. On the front side of the substrate, an antireflective coating as described herein is applied. Next, a back passivation layer, such as an alumina layer, is applied to the backside of the substrate in the same manner as a plasma vapor deposition. An additional rear surface layer, such as a silicon nitride capping layer, may then be applied on the back passivation layer. Next, a portion of the rear passivation layer and the additional back layer is removed to expose a region of the underlying substrate. This step can be accomplished by, for example, acid etching or laser drilling. Thereafter, an aluminum electroconductive paste is applied to the top of the back layer, thereby filling a "hole " created by removing a portion of the back passivation layer. In this region, a local backside field is formed when the aluminum paste is baked. The backside solder taps can be applied to the backside before and after the application of the aluminum paste. Also, the front electrode is formed simultaneously with the backside solder tabs in accordance with conventional methods known in the art.

예시적인 PERC 태양전지가 도 2에 나타나 있다. 이들 도면에서, 용어 "AR"은 반사방지 층을 지칭하고, 용어 "BSF"는 후면 필드를 지칭하고, 용어 "AlOx"는 알루미나 후방 패시베이션 층을 지칭하며, 용어 "SiNx"는 후방 캡핑 층을 지칭하고, 용어 "후방-Al"은 후방 알루미늄 페이스트를 지칭하고, 용어 "후방 Ag"는 배면 납땜 탭을 지칭한다. An exemplary PERC solar cell is shown in FIG. In these figures, the term "AR" refers to the anti-reflection layer, and the term "BSF" refers to the back surface field, and the term "AlO x" denotes an alumina back passivation layer, the term "SiN x" is the rear capping layer Quot; back-Al "refers to the rear aluminum paste, and the term" rear Ag "refers to the backside solder tab.

전기전도성 페이스트는 당업계에 공지되고 본 발명의 내용에서 적합하다고 여겨지는 임의의 방식으로 도포될 수 있다. 예는 비제한적으로, 함침(impregnation), 침지(dipping), 주입(pouring), 적하(dripping on), 사출(injection), 분무(spraying), 나이프 코팅, 커튼 코팅, 솔질 또는 인쇄 또는 이들 중 적어도 두 가지의 조합을 포함한다. 바람직한 인쇄 기술은 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 탐폰 프린팅, 오프셋 프린팅, 릴리프 프린팅 또는 스텐실 프린팅 또는 이들 중 적어도 두 가지의 조합이다. 본 발명에 따르면, 정면 및 배면 전기전도성 페이스트는 인쇄에 의해, 바람직하게는 스크린 프린팅에 의해 도포되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 스크린은 약 40 ㎛ 이하 (예를 들어, 약 35 ㎛ 이하, 약 30 ㎛ 이하)의 직경을 가지는 메쉬 개구를 가지는 것이 바람직하다. 동시에, 스크린은 바람직하게는 적어도 10 ㎛의 직경을 가지는 메쉬 개구를 가진다.The electrically conductive paste may be applied in any manner known in the art and deemed appropriate in the context of the present invention. Examples include, but are not limited to, impregnation, dipping, pouring, dripping on, injection, spraying, knife coating, curtain coating, brushing or printing, Includes a combination of the two. Preferred printing techniques are inkjet printing, screen printing, tampon printing, offset printing, relief printing or stencil printing, or a combination of at least two of them. According to the present invention, the front and back electroconductive pastes are preferably applied by printing, preferably by screen printing. Specifically, the screen preferably has a mesh opening having a diameter of about 40 microns or less (e.g., about 35 microns or less, about 30 microns or less). At the same time, the screen preferably has a mesh opening with a diameter of at least 10 mu m.

이후, 기판은 하나 이상의 열처리 단계, 예컨대, 예를 들어, 종래의 과건조(over drying), 적외선 또는 자외선 경화 및/또는 소성 단계를 거친다. 일 구체예에서, 기판은 적절한 프로파일에 따라 소성될 수 있다. 소성은 인쇄된 전기전도성 페이스트를 소결하여 고체 전극을 형성한다. 소성은 당업계에 잘 알려져 있고, 본 발명의 내용에서 적합한 것으로 여겨지는 임의의 방식에 영향 받을 수 있다. 소성은 유리 프릿 물질의 Tg 이상으로 수행되는 것이 바람직하다.The substrate is then subjected to one or more heat treatment steps such as conventional over drying, infrared or ultraviolet curing and / or baking steps. In one embodiment, the substrate may be fired in accordance with an appropriate profile. The firing sintered the printed electroconductive paste to form a solid electrode. The firing is well known in the art and can be effected in any manner considered appropriate in the context of the present invention. The calcination is preferably carried out in more than T g of the glass frit material.

본 발명에 따르면, 소성을 위해 설정된 최대 온도는 약 1000℃ 미만, 바람직하게는 약 900℃ 미만이다. 태양전지를 얻기 위해 약 800℃의 낮은 용광로 설정 온도가 사용되었다. 또한, 소성 온도는 금속성 입자의 효과적인 소결이 달성되도록 해야 한다. 소성 온도 프로파일은 전형적으로 전기전도성 페이스트 조성물로부터 유기 물질의 연소를 가능하게 하도록 설정된다. 소성 단계는 전형적으로 벨트 용광로 내의 공기 또는 산소 함유 분위기에서 수행된다. 소성은 전체 소성 시간이 적어도 30 초, 바람직하게는 적어도 40 초인 고속 소성 공정에서 수행하는 것이 바람직하다. 동시에, 소성 시간은 바람직하게는 약 3 분 이하, 더 바람직하게는 약 2 분 이하, 가장 바람직하게는 약 1 분 이하이다. 웨이퍼 온도가 600℃를 초과하는 시간은 약 3 내지 7 초의 범위가 가장 바람직하다. 기판은 약 1 내지 5 초 동안 약 700 내지 975℃ 범위의 피크 온도에 도달할 수 있다. 또한, 소성은 높은 수송 속도, 예를 들어 약 100-700 cm/분으로 수행될 수 있고, 그 결과 유지 시간(hold-up time)은 약 0.5 내지 3 분이다. 여러 온도 구역, 예를 들어 3-12 구역을 사용하여 소정의 열 프로파일을 제어할 수 있다.According to the present invention, the maximum temperature set for firing is less than about 1000 占 폚, preferably less than about 900 占 폚. A low furnace set temperature of about 800 ° C was used to obtain the solar cell. In addition, the firing temperature must ensure that effective sintering of the metallic particles is achieved. The firing temperature profile is typically set to enable combustion of the organic material from the electrically conductive paste composition. The firing step is typically carried out in an air or oxygen-containing atmosphere in the belt furnace. The firing is preferably carried out in a high-speed firing step in which the total firing time is at least 30 seconds, preferably at least 40 seconds. At the same time, the firing time is preferably about 3 minutes or less, more preferably about 2 minutes or less, and most preferably about 1 minute or less. The time at which the wafer temperature exceeds 600 DEG C is most preferably in the range of about 3 to 7 seconds. The substrate may reach a peak temperature in the range of about 700 to 975 DEG C for about 1 to 5 seconds. In addition, the firing can be carried out at a high transport speed, for example about 100-700 cm / min, resulting in a hold-up time of about 0.5 to 3 minutes. Several temperature zones, for example 3-12 zones, can be used to control the desired thermal profile.

전면 및 후면 상에 전기전도성 페이스트를 소성하는 것은 동시에 또는 순차적으로 수행될 수 있다. 동시 소성은 양면에 도포된 전기전도성 페이스트가 유사하고, 바람직하게는 동일한 최적의 소성 조건을 가지는 경우에 적절하다. 적절한 경우, 동시에 소성하는 것이 바람직하다. 소성을 순차적으로 수행하는 경우, 우선 후면 전기전도성 페이스트를 도포 및 소성한 후, 이어서 기판의 전면에 전기전도성 페이스트를 도포 및 소성하는 것이 바람직하다.The firing of the electrically conductive paste on the front and back surfaces may be performed simultaneously or sequentially. Co-firing is suitable when the electroconductive pastes applied on both sides are similar, and preferably have the same optimum firing conditions. If appropriate, it is preferable to sinter simultaneously. When firing is to be carried out sequentially, it is preferable to apply and fired the back electroconductive paste first, and then apply and fuse the electroconductive paste on the entire surface of the substrate.

전기전도성 Electrical conductivity 페이스트의Paste 특성 측정 Characterization

태양전지의 전기적 성능은 Halm Elektronik GmbH의 상용 IV-테스터 "cetisPV-CTL1"을 사용하여 측정한다. 전기적 측정 중에, 장비의 모든 측정 부분과 테스트되는 태양전지는 25℃에서 유지된다. 이 온도는 온도 탐침에 의해 실제 측정하는 동안 전지 표면 상에서 동시에 측정해야 한다. Xe 아크 램프는 전지 표면 상에서 1000 W/m2의 AM 1.5 강도로 알려진 태양광을 시뮬레이션한다. 시뮬레이터를 이 강도로 가져 오기 위해, IV-테스터의 "PVCTControl 4.313.0" 소프트웨어가 모니터링하는 안정된 레벨에 도달할 때까지 램프가 짧은 시간 내에 여러 번 깜박거린다. Halm IV 테스터는 다 지점 접촉 방법을 사용하여 태양전지의 IV-곡선을 측정하기 위해 전류 (I)와 전압 (V)을 측정한다. 이렇게 하기 위해, 태양전지를 탐침 핑거를 태양전지의 버스 바 (즉, 인쇄된 라인)와 접촉시키는 방식으로 다 지점 접촉 탐침 사이에 배치한다. 접촉 탐침 라인의 수는 전지 표면의 버스 바의 수로 조정된다. 모든 전기적 값은 구현된 소프트웨어 패키지에 의해 자동으로 이 곡선으로부터 직접 측정된다. 기준 표준으로, 동일한 면적 치수, 동일한 웨이퍼 물질로 이루어지고, 동일한 정면 레이아웃을 사용하여 가공된 ISE Freiburg의 조정된(calibrated) 태양전지를 테스트하였고, 데이터를 인증된 값과 비교되었다. 매우 동일한 방식으로 가공된 적어도 5 개의 웨이퍼를 측정하였고 데이터를 각 값의 평균을 계산하여 해석하였다. PVCTControl 4.313.0 소프트웨어는 효율 (Eta), 충진 계수 (FF), 단락 전류 (Jsc), 직렬 저항 (Rs) 및 개방 회로 전압 (Voc)에 대한 값을 제공한다. The electrical performance of the solar cell is measured using the commercial IV-tester "cetisPV-CTL1" from Halm Elektronik GmbH. During the electrical measurement, all measured parts of the equipment and the solar cell being tested are maintained at 25 ° C. This temperature should be measured simultaneously on the cell surface during actual measurement by the temperature probe. The Xe arc lamp simulates sunlight, known as AM 1.5 intensity, of 1000 W / m 2 on the cell surface. To bring the simulator to this strength, the lamp blinks several times in a short period of time until the IV-tester's "PVCTControl 4.313.0" software reaches a stable level monitored. The Halm IV tester measures the current (I) and voltage (V) to measure the IV curves of the solar cell using a multi-point contact method. To do this, the solar cell is placed between the multi-point contact probes in such a way that the probe fingers are in contact with the bus bars (i.e., printed lines) of the solar cell. The number of contact probe lines is adjusted by the number of bus bars on the cell surface. All electrical values are measured directly from this curve automatically by the implemented software package. As a reference standard, calibrated solar cells of ISE Freiburg, made from the same wafer dimensions and using the same frontal layout, were tested and the data compared to the certified values. At least five wafers processed in the very same manner were measured and the data were averaged by interpolation of each value. PVCTControl 4.313.0 software provides values for efficiency (Eta), fill factor (FF), short circuit current (Jsc), series resistance (Rs) and open circuit voltage (Voc).

태양전지 모듈Solar cell module

본 발명에 따른 다수의 태양전지는 공간적으로 및 전기적으로 연결되어 모듈이라 불리는 집합적 배열을 형성할 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 모듈은 다수의 배열, 바람직하게는 태양전지 패널로서 알려진 직사각형 배열을 가질 수 있다. 태양전지를 전기적으로 연결하는 많은 다양한 방법뿐만 아니라, 집합적 배열을 형성하기 위해 상기 전지를 기계적으로 배열하고 고정시키는 많은 다양한 방법이 당업계에 잘 알려져 있다. 본 발명에 따른 바람직한 방법은 낮은 질량 대 전력 출력 비, 낮은 부피 대 전력 출력 비 및 높은 내구성(durability)을 초래하는 방법이다. 알루미늄은 본 발명에 따른 태양전지의 기계적 고정을 위한 바람직한 물질이다.A plurality of solar cells according to the present invention can be spatially and electrically connected to form a collective array called a module. A preferred module according to the present invention may have a rectangular array known as a plurality of arrays, preferably solar cell panels. Many different methods of mechanically arranging and anchoring the cell to form a collective array, as well as many different ways of electrically connecting solar cells, are well known in the art. The preferred method according to the present invention is a method that results in low mass to power output ratio, low volume to power output ratio and high durability. Aluminum is the preferred material for the mechanical fixation of solar cells according to the invention.

일 구체예에서, 다수의 태양전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결되고, 제1 전지 및 마지막 전지의 전극의 말단은 출력 배선에 연결되는 것이 바람직하다. 전지 커넥터는 배면 납땜 탭이 형성된 영역에 결합된다. 태양전지는 전형적으로 열가소성 수지, 예컨대 실리콘 고무 또는 에틸렌 비닐 아세테이트로 캡슐화된다. 캡슐화하고 있는 투명 열가소성 수지의 전면에 투명 유리 시트를 놓는다. 후면 보호 물질, 예를 들어, 폴리비닐 플루오라이드의 필름으로 코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트가 캡슐화 열가소성 수지 아래에 놓여진다. 이들 층상 물질은 적절한 진공 용광로에서 가열되어 공기를 제거하고, 이후 가열 및 가압에 의해 일체화될 수 있다. 더욱이, 태양전지는 전형적으로 장시간 동안 외부 공기 중에 방치되기 때문에, 태양전지의 원주를 알루미늄 등으로 이루어지는 프레임 물질로 덮는 것이 바람직하다.In one embodiment, it is preferred that a plurality of solar cells are connected in series and / or in parallel, and the ends of the electrodes of the first cell and the last cell are connected to the output wiring. The battery connector is joined to an area where the backside solder tab is formed. The solar cell is typically encapsulated with a thermoplastic resin such as silicone rubber or ethylene vinyl acetate. A transparent glass sheet is placed on the front side of the encapsulated transparent thermoplastic resin. A polyethylene terephthalate sheet coated with a backing material, for example a film of polyvinyl fluoride, is placed under the encapsulated thermoplastic resin. These layered materials can be heated in a suitable vacuum furnace to remove air and then be integrated by heating and pressing. Furthermore, since the solar cell is typically left in the outside air for a long time, it is preferable to cover the circumference of the solar cell with a frame material made of aluminum or the like.

본 발명은 다음의 비제한적인 실시예와 관련하여 설명될 것이다.The invention will be described in connection with the following non-limiting examples.

제1 세트의 예시적인 전기전도성 페이스트 조성물 및 기준 전기전도성 페이스트 조성물을 하기 표 1에 기재된 조성물에 따라 제조하였다. 모든 값은 페이스트 조성물의 전체 중량 100 %를 기준으로 제공된다. 각 페이스트 내의 유리 프릿은 유리 프릿의 100 % 전체 중량을 기준으로, 약 75.5 중량%의 (SiO2 + B2O3 + Bi2O3), 약 13 중량%의 알칼리성 금속 옥사이드, 약 9.6 중량%의 ZnO 및 약 1.9 중량%의 Nb2O5로 형성되었다. A first set of exemplary electroconductive paste compositions and a reference electroconductive paste composition were prepared according to the composition set forth in Table 1 below. All values are provided based on 100% of the total weight of the paste composition. The glass frit in each paste contains about 75.5 wt% (SiO 2 + B 2 O 3 + Bi 2 O 3 ), about 13 wt% alkaline metal oxide, about 9.6 wt% Of ZnO and about 1.9 wt% of Nb 2 O 5 .

Figure pct00001
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이후, 각각의 예시적인 페이스트 제형을 PERC 웨이퍼의 배면 상에 인쇄하여 배면 납땜 탭을 형성하였다. 이 실시예에서, 표준 정면 페이스트 (펜실베니아 주 웨스트콘쇼호켄의 Heraeus Precious Metals North America Conshohocken LLC에서 제조된 SOL9621E)를 약 35 ㎛ 와이어 직경과 5 ㎛ EOM의 280 메쉬 스테인레스 스틸 와이어를 가지는 스크린을 사용하여 PERC 웨이퍼의 정면에 스크린 프린팅 하여, 핑거 라인과 버스 바를 형성하였다. 사용된 PERC 웨이퍼는 대만 Yilan의 Sunrise Global Solar Energy Co., Ltd. (웨이퍼 1) 및 오레곤주 Hillsboro의 SolarWorld Americas Inc. (웨이퍼 2) 에서 상업적으로 입수하였다. PERC 웨이퍼는 이미 배면에 도포된 국부적으로 개방된 후방 패시베이션 층을 가지고 있다. 이를 위해, 실시예 1의 예시 및 기준 페이스트를 후면 상에 인쇄하여 배면 납땜 탭을 형성하고, 납땜 탭을 전지의 전체 길이에 걸쳐 연장하였고 폭은 약 3.5 mm 및 길이는 1.53 mm였다. 다음에, 상업적으로 입수 가능한 알루미늄 배면 페이스트 (중국 광동, Technology Development Co., Ltd.에서 제조된 RUX28K30)를 웨이퍼 배면에 인쇄하여 후방 패시베이션 층의 국부적으로 개방된 영역에 알루미늄 후면 필드를 형성하였고, 배면의 납땜 탭과 약간 겹치게 된다. 이후, 셀을 적절한 온도에서 건조시켰다. 이후, 인쇄된 정면과 배면 페이스트가 있는 실리콘 기판을 대략 700-975℃의 피크 온도에서 소성시켰다.Each exemplary paste formulation was then printed on the backside of the PERC wafer to form a backside solder tab. In this example, a standard frontal paste (SOL 9621E, manufactured by Heraeus Precious Metals North America Conshohocken LLC, West Conshohoken, PA) was coated with a PERC Screen printing was performed on the front side of the wafer to form a finger line and a bus bar. The PERC wafers used were Sunrise Global Solar Energy Co., Ltd., Yilan, Taiwan. (Wafer 1) and SolarWorld Americas Inc. of Hillsboro, Oregon. (Wafer 2). The PERC wafer has a locally open rear passivation layer already applied to the backside. To this end, the example and reference paste of Example 1 was printed on the back surface to form a back solder tab, the solder tab extending over the entire length of the cell, the width being about 3.5 mm and the length being 1.53 mm. Next, a commercially available aluminum backside paste (RUX28K30 manufactured by Technology Development Co., Ltd., Canton, Guangdong, China) was printed on the wafer backside to form an aluminum backside field in the locally open area of the back passivation layer, So that the solder taps are slightly overlapped. The cell was then dried at an appropriate temperature. Thereafter, the silicon substrate with printed front and back paste was fired at a peak temperature of approximately 700-975 캜.

이후, 예시적인 PERC 태양전지 각각의 전기적 테스트를 본원에 기재된 파라미터에 따라 수행하였다. 전기적 성능 결과는 하기 표 2에 제공된다. 모든 데이터는 기준 페이스트 데이터를 기준으로 하여 100에 대해 정규화되었다. 알 수 있는 바와 같이, 예시적인 페이스트 제형 둘 다, 기준 페이스트 조성물과 비교하여 개선된 개방 회로 전압 (Voc)을 나타냈다. 따라서, 어떤 유형이 사용되었는지에 관계없이 실리콘 오일의 존재는 페이스트 조성물의 전기적 성능을 개선시키는 것으로 나타났다.Thereafter, electrical testing of each of the exemplary PERC solar cells was performed according to the parameters described herein. Electrical performance results are provided in Table 2 below. All data were normalized to 100 based on the reference paste data. As can be seen, both exemplary paste formulations exhibited an improved open circuit voltage (Voc) compared to the reference paste composition. Thus, the presence of silicone oil, regardless of which type was used, has been shown to improve the electrical performance of the paste composition.

Figure pct00002
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예시적인 페이스트의 제2 세트를 하기 표 3에 기재된 조성물에 따라 제조하였다. 모든 값은 페이스트 조성물 전체 중량 100 %를 기준으로 한 중량%로 제공된다. 이들 페이스트 각각의 유리 프릿은 유리 프릿 전체 중량 100%를 기준으로, 약 82 중량%의 (SiO2 + B2O3 + Bi2O3), 약 10 중량%의 알칼리성 금속 옥사이드, 약 5 중량%의 ZnO, 약 1 중량%의 Nb2O5, 및 약 2 중량%의 MoO3로 형성되었다. 실리콘 오일 2는 실시예 1에서 개시된 것과 동일하다.A second set of exemplary pastes were prepared according to the compositions listed in Table 3 below. All values are given in percent by weight based on 100% of the total weight of the paste composition. The glass frit of each of these pastes contained about 82 wt.% (SiO 2 < RTI ID = 0.0 > + B 2 O 3 + Bi 2 O 3 ), about 10 wt% alkaline metal oxide, about 5 wt% ZnO, about 1 wt% Nb 2 O 5 , and about 2 wt% MoO 3 . Silicone oil 2 is the same as that described in Example 1.

Figure pct00003
Figure pct00003

이후, 예시적인 페이스트 조성물 각각을 PERC 웨이퍼의 배면에 인쇄하고, 전기적 성능 테스트를 실시예 1에 기재된 파라미터에 따라 수행하였다. 이 실시예에서, 사용된 PERC 웨이퍼는 중국 상하이 JinkoSolar Holding Co., Ltd.에서 상업적으로 구매하였다.Each of the exemplary paste compositions was then printed on the back side of a PERC wafer and electrical performance tests were performed according to the parameters described in Example 1. In this example, the PERC wafer used was commercially purchased from JinkoSolar Holding Co., Ltd., Shanghai, China.

전기적 성능 결과는 하기 표 4에 나와 있다. 모든 데이터는 기준 페이스트 데이터를 기준으로 100에 대해 정규화되었다. 알 수 있는 바와 같이, 예시적인 페이스트 제형 모두는 기준 페이스트 조성물과 비교하여 개선된 효율 (Eta, %)을 나타냈다.Electrical performance results are shown in Table 4 below. All data were normalized to 100 based on the reference paste data. As can be seen, all of the exemplary paste formulations exhibited improved efficiency (Eta,%) compared to the reference paste composition.

Figure pct00004
Figure pct00004

본 발명의 이들 및 다른 이점은 상기 명세서로부터 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 통상의 기술자는 본 발명의 광범위한 발명 개념으로부터 벗어나지 않고, 상기 설명된 구체예에 변화 또는 수정을 가할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 특정 구체예의 특정 치수(dimension)는 설명의 목적으로만 기술된다. 따라서, 본 발명은 본원에 설명된 특정 구체예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 모든 변경 및 수정을 포함하는 것으로 의도된다.These and other advantages of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the foregoing description. Thus, it will be appreciated by those of ordinary skill in the art that changes or modifications may be made to the embodiments described above without departing from the broad inventive concept thereof. The particular dimensions of a particular embodiment are described for illustrative purposes only. Accordingly, the invention is not to be limited to the specific embodiments described herein, but is intended to cover all modifications and alterations that come within the scope and spirit of the invention.

Claims (20)

패시베이션된 이미터 후방(rear) 태양전지로서,
전면과 후면을 가지는 실리콘 기판;
실리콘 기판 후면 상의, 그 안에 형성된 다수의 개방 홀을 가지는 후방 패시베이션 층;
후방 패시베이션 층의 개방 홀에 형성된 알루미늄 후면 접촉 층; 및
실리콘 기판 후면 상의 적어도 하나의 배면(backside) 납땜 탭을 포함하고,
배면 납땜 탭은 전도성 금속성 입자, 적어도 하나의 납 없는 유리 프릿, 및 적어도 하나의 실리콘 오일을 포함하는 유기 비히클을 포함하는 전기전도성 페이스트 조성물로부터 형성되는 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.A passivated emitter rear solar cell comprising:
A silicon substrate having a front surface and a rear surface;
A rear passivation layer on the back surface of the silicon substrate, the rear passivation layer having a plurality of open holes formed therein;
An aluminum back contact layer formed in the opening of the rear passivation layer; And
At least one backside solder tab on the back side of the silicon substrate,
Wherein the backside solder tab is formed from an electrically conductive paste composition comprising conductive metallic particles, at least one lead-free glass frit, and an organic vehicle comprising at least one silicone oil. 제1항에 있어서, 후방 패시베이션 층은 알루미나를 포함하는 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.The passivated emitter rear solar cell of claim 1, wherein the back passivation layer comprises alumina. 제1항에 있어서, 후방 패시베이션 층 및 알루미늄 후면 접촉 층 사이에 형성되는 후방 캡핑 층을 추가로 포함하는 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.The passivated emitter rear solar cell of claim 1, further comprising a back capping layer formed between the back passivation layer and the aluminum back contact layer. 제3항에 있어서, 후방 캡핑 층은 실리콘 나이트라이드를 포함하는 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.4. The passivated emitter rear solar cell of claim 3, wherein the back capping layer comprises silicon nitride. 제1항에 있어서, 전도성 금속성 입자는 페이스트 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 70 중량% 미만의 양으로 전기전도성 페이스트 조성물 내에 존재하는 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.The passivated emitter rear solar cell of claim 1, wherein the conductive metallic particles are present in the electroconductive paste composition in an amount less than about 70% by weight based on 100% of the total weight of the paste. 제1항에 있어서, 전도성 금속성 입자는 은 입자인 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.The passivated emitter rear solar cell of claim 1, wherein the conductive metallic particles are silver particles. 제6항에 있어서, 은 입자는 구형 은 분말 및 플레이크형 은 입자의 혼합물을 포함하는 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.7. The passivated emitter rear-view solar cell of claim 6, wherein the silver particles comprise a spherical silver powder and the flake silver comprises a mixture of particles. 제1항에 있어서, 전기전도성 페이스트 조성물은 MnO2를 포함하는 접착 촉진첨가제를 추가로 포함하는 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.The passivated emitter rear solar cell of claim 1, wherein the electrically conductive paste composition further comprises an adhesion promoting additive comprising MnO 2 . 제1항에 있어서, 실리콘 오일은 전기전도성 페이스트 조성물 전체 중량 100%를 기준으로, 약 0.2 내지 약 3.5 중량%의 양으로 전기전도성 페이스트 조성물 내에 존재하는 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.The passivated emitter rear solar cell of claim 1, wherein the silicone oil is present in the electrically conductive paste composition in an amount of about 0.2 to about 3.5 weight percent based on 100 weight percent of the total weight of the electrically conductive paste composition. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 납이 없는 유리 프릿은
(i) SiO2, B2O3 및 Bi2O3 (SiO2, B2O3 및 Bi2O3의 전체 함량은 유리 프릿 전체 중량 100 %를 기준으로, 적어도 약 70 중량%);
(ii) 적어도 5 중량%의 적어도 하나의 알칼리성 옥사이드; 및
(iii) 적어도 2 중량%의 MoO3
를 포함하는 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.The method of claim 1, wherein at least one lead-free glass frit
(i) SiO 2 , B 2 O 3 and Bi 2 O 3 (the total content of SiO 2 , B 2 O 3 and Bi 2 O 3 is at least about 70% by weight, based on 100% of the total weight of the glass frit);
(ii) at least 5% by weight of at least one alkaline oxide; And
(iii) at least 2% by weight of MoO 3
Wherein the photovoltaic cell comprises a passivated emitter backplane cell. 제10항에 있어서, 적어도 하나의 납 없는 유리 프릿은 유리 프릿 전체 중량 100 %를 기준으로, 적어도 약 2 중량%의 양으로 Nb2O5를 추가로 포함하는 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.Of claim 10, wherein the glass frit is not at least one lead of a glass frit based on the total weight of 100%, at least in an amount of about 2% by weight of Nb 2 O 5 more of the passivation two meters rearward solar cell comprises a . 제1항에 있어서, 실리콘 기판의 전면 상에 형성된 반사방지 층을 추가로 포함하는 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.The passivated emitter rear solar cell of claim 1, further comprising an antireflective layer formed on a front surface of the silicon substrate. 제12항에 있어서, 반사방지 층 상에 형성된 전면 전극을 추가로 포함하는 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.13. The passivated emitter rear solar cell of claim 12, further comprising a front electrode formed on the antireflective layer. 제1항에 있어서, 유기 비히클은 전기전도성 페이스트 조성물의 전체 중량 100 %를 기준으로, 약 5 중량% 이상 약 60 중량 % 이하의 양으로 존재하는 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.The passivated emitter rear solar cell of claim 1, wherein the organic vehicle is present in an amount of from about 5 wt% to about 60 wt%, based on 100 wt% of the total weight of the electrically conductive paste composition. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 실리콘 오일은 약 1-40 kcps의 점도를 가지는 것인 패시베이션된 이미터 후방 태양전지.3. The passivated emitter rear-view solar cell of claim 1, wherein the at least one silicone oil has a viscosity of about 1-40 kcps. 패시베이션된 이미터 후방 태양전지를 제조하는 방법으로서,
(i) 배면 전기전도성 페이스트 조성물을, 그 위에 형성된 적어도 하나의 후방 패시베이션 층을 가지는 실리콘 기판의 후방 표면에 도포하는 단계로서, 후방 패시베이션 층은 그 안에 형성된 다수의 개방 홀을 가져서 실리콘 기판 영역을 노출시키는 것인 단계;
(ii) 알루미늄 전기전도성 페이스트 조성물을 후방 패시베이션 층의 개방 홀에 도포하여 실리콘 기판과 접촉시키는 단계; 및
(iii) 실리콘 기판을 가열하는 단계를 포함하며,
배면 전기전도성 페이스트 조성물은 전도성 금속성 입자, 적어도 하나의 납 없는 유리 프릿, 및 적어도 하나의 실리콘 오일을 포함하는 유기 비히클을 포함하는 것인 방법.1. A method of fabricating a passivated emitter rear solar cell,
(i) applying a back electroconductive paste composition to a backside surface of a silicon substrate having at least one rear passivation layer formed thereon, wherein the back passivation layer has a plurality of open holes formed therein to expose the silicon substrate area Step;
(ii) applying an aluminum electroconductive paste composition to the open hole of the rear passivation layer to contact the silicon substrate; And
(iii) heating the silicon substrate,
Wherein the back electroconductive paste composition comprises an electrically conductive metallic particle, at least one lead-free glass frit, and an organic vehicle comprising at least one silicone oil. 제16항에 있어서, 실리콘 기판은 후방 패시베이션 층의 상부에 후방 캡핑 층을 추가로 포함하는 것인 방법.17. The method of claim 16, wherein the silicon substrate further comprises a back capping layer on top of the back passivation layer. 제17항에 있어서, 다수의 개방 홀은 후방 패시베이션 층 및 후방 캡핑 층에 형성되는 것인 방법. 18. The method of claim 17, wherein a plurality of open holes are formed in the rear passivation layer and the back capping layer. 제16항에 있어서, 단계 (i)는 스크린 프린팅으로 수행되는 것인 방법.17. The method of claim 16, wherein step (i) is performed by screen printing. 제16항에 있어서, 단계 (iii)는 700-975℃의 온도에서 수행되는 것인 방법.17. The method of claim 16, wherein step (iii) is performed at a temperature of 700-975 < 0 > C.
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