구형 실리콘 태양전지용 저온경화형 Silver paste 물성연구

Abstract

요 약 전도성 필러로써 Ag powder를 사용하고, 수지의 종류 및 함량을 달리하여 저온 경화형 Ag paste를 제조하였고, 스크린 인쇄공법을 이용하여 구형 실리콘 태양전지 전면 전극을 제작하였다. 실제 구상실리콘 태양전지 셀 제작에서 전면전극은 패드인쇄법을 사용하기 때문에, 본 연구에서 제조한 paste의 레올로지 특성 및 접촉각 특성을 통해 적합한 물성을 검토하였다. 검토한 결과 레올로지 특성을 보면, Shear thinning 거동이 크지 않으며, 초기 스트레스 영역에서 페이스트의 점성적 거동이 탄성적 거동보다 큰 경우 레벨링 특성이 우수하였고, 태양전지 셀을 형성하였을 때 실리콘 볼과의 접촉 면적이 충분하여 접촉저항 및 광전변환효율이 높게 나타났다. 수지의 종류 및 함량에 따라 접착성 및 접촉저항, 전도성 특성이 달라져 태양전지 효율이 다르게 나타남을 알 수 있었고, 수지 고형분이 12%인 에폭시 수지로 제조한 paste(6)의 경우, 셀의 특성 평가에서 광전변환효율(Eff)이 11.64%로 가장 우수함을 알 수 있었다. 서 론 최근 지구온난화의 규제 강화 및 석탄, 천연가스 등의 에너지 자원의 고갈에 따라 청정 에너지 관련 기술 사업이 크게 성장하고 있다. 청정 에너지원 중 태양광 에너지는 고갈되지 않는 영구적인 에너지이며 친환경적인 에너지로, 이를 이용한 기술이 태양전지이다. 태양전지(Solor cell)는 광기전력 효과를 이용하여 빛에너지를 직접 전기 에너지로 변화시키는 반도체 소자이다1-5). 본 연구에서는 스크린 공법을 이용하여 구상형 실리콘 태양전지용 전면 전극을 제작하였다. 이를 위해 전도성 필러로 Ag powder를 사용하였고, 유동성 및 접착력 부여를 위해 3가지 종류의 수지로 전극 페이스트를 제조하였다. 제조된 페이스트의 분산특성, 레올로지 특성 및 전극 패턴의 표면 형상 특성을 검토하였으며, 형성된 전극 패턴의 접착성 및 전기전도성, 태양전지 특성을 검토하였다. 실 험 태양전지용 전극 paste에 전도성을 부여하기 위하여 Ag powder(XF301, (주)후쿠다)를 사용하였다. 분말 상태인 Ag powder의 유동성을 부여하기 위해 바인더 수지를 사용하였으며, 아크릴계 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 3종류의 바인더 수지를 사용하여 동시에 피인쇄체에 대한 접착성을 부여해주었다

The sun is a limitless and clean source of power. The energy the earth's surface receives from the sun in one hour is equivalent to the world's annual energy consumption and almost none of the greenhouse gas associated with fossil fuels is produced from solar power. Solar power generation is the technique of obtaining electricity directly from sunlight, at the core of which lie solar cells, which convert sunlight directly into electricity. Early solar cells were used to generate power on spacecraft and their application to regular power generation began to receive attention after the oil shocks of the 1970s. As energy and environmental issues become global problems, solar cells have come to be considered as one of the most viable renewable energy technologies. Solar cell production has increased by more than 40 percent each year for the past five years and in 2007 more than 4 gigawatts worth were produced and production is projected to reach 20 gigawatts worth in 2010. If the current growth rate is maintained, electricity from photovoltaics (PV) will be able to supply 10 percent of the world's total electricity needs. At present, first generation solar cells - those made from crystalline silicon - account for about 90 percent of the market. However, problems with silicon supplies and conversion efficiency and the high production cost have prevented solar cells from being economically competitive and hampered the growth of the solar power industry. So, in order to overcome the limitations of the first generation solar cells and produce them more cheaply, research organizations and companies all over the world are trying to develop next generation of solar cells through technologies like amorphous silicone, GaAs, CIGS, CdTe, spherical silicone solar cell. Spherical silicone solar cells are produced from silicon ball and aluminium sheets. Since they are more inexpensive than crystalline silicon wafers and they can be produced using only about 20 percent of the materials required for crystalline silicon wafer production. As such, the production cost is expected to be dramatically lower with Spherical silicone solar cells. This study shows a method manufacturing a front electrode for spherical silicone solar cell by the screen print method and contents that the physical properties examined. Flake type's Ag powder was used as a conductivity filler and made comparitive pastes on epoxy resins, polyester resins, acrylic resins and etc as an organic binder to give adhesive strength on substrate. The purpose of this study is to know the effects of the conductivity filler and organic binder on Ag paste including dispersibility, conductivity and adhesive property and a special quality of the solar cell including Jsc, Fill factor, Voc, Rseise and Efficiency.