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The front electrode should be used to make solar cell panel so as to collect electron. The front electrode is used by paste type, printed on the Si-solar cell wafer and sintered at about $800^{\circ}C$. The paste is composed Ag powder and glass frit which make the ohmic contact between Ag...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이러한 전면 전극 내 포함된 glass frit의 경우 매우 소량이 사용되지만 저항에 지대한 영향을 미침에도 불구하고 소재의 조성적 관점에서 어떤 차이가 저항의 큰 변화를 가져오는지에 대한 구체적인 연구 결과는 보고된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 선행 연구에서 확인된 결과 중 Bi계열 glass frit인 두 종류의 상용 glass의 차이점을 규명하기 위하여 각각의 glass의 성분을 조사하고 그 결과를 바탕으로 glass 조성을 변화하면서 태양전지 전면전극용 Ag paste를 제조하여 이를 SiNx 코팅된 반도성 Si-wafer 위에 인쇄하고 열처리 한 후 Bi계열 glass frit의 조성 중 어떤 원소가 저항의 증가에 영향을 주는지 확인하고자 하였다. 이 결과를 바탕으로 Bi계열 전면전극용 paste에 사용될 수 있는 glass frit의 안정적인 조성 영역을 설정하고자 하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 선행 연구에서 확인된 결과 중 Bi계열 glass frit인 두 종류의 상용 glass의 차이점을 규명하기 위하여 각각의 glass의 성분을 조사하고 그 결과를 바탕으로 glass 조성을 변화하면서 태양전지 전면전극용 Ag paste를 제조하여 이를 SiNx 코팅된 반도성 Si-wafer 위에 인쇄하고 열처리 한 후 Bi계열 glass frit의 조성 중 어떤 원소가 저항의 증가에 영향을 주는지 확인하고자 하였다. 이 결과를 바탕으로 Bi계열 전면전극용 paste에 사용될 수 있는 glass frit의 안정적인 조성 영역을 설정하고자 하였다.
  • 태양전지 전면전극의 구성요소 중 Bi계 glass frit 의 조성 중에서 계면저항의 증가에 크게 영향을 주는 성분에 대한 실험 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Ag paste는 어떻게 구성되어 있는가? 그리고 광흡수 면적을 최대화하기 위하여 인쇄 공정에서 미세한 인쇄 패턴 형성이 가능해야 하며 상대적으로 높은 인쇄 두께를 요구한다. 이를 만족하기 위하여 Ag paste는 전도성이 우수한 Ag powder와 Si-wafer와의 부착력을 확보하기 위한 glass frit을 원료로 paste화 및 인쇄성 확보를 위하여 solvent와 각종 유기 첨가제의 혼합으로 구성되어 진다 [4-8].
Si-solar cell에서 전면전극으로 주로 사용되는 것은? Si-solar cell은 기본적으로 Si-wafer에 반도성화를 통하여 광흡수층을 형성하고 그 양면에 전극을 형성하는 형태로 구성되며 전극은 전면전극과 후면전극이 있다. 이들 중 전면전극으로 주요 사용되는 Ag paste 는 소성 후 전극에 의한 저항을 최소화하기 위하여 높은 전기전도도를 요구하며 전극의 장기 신뢰성 확보를 위하여 Si-wafer와의 부착력이 충분히 확보되어야 한다. 그리고 광흡수 면적을 최대화하기 위하여 인쇄 공정에서 미세한 인쇄 패턴 형성이 가능해야 하며 상대적으로 높은 인쇄 두께를 요구한다.
Ag paste에서 Ag는 어떤 역할을 하는가? 전면전극 Ag paste의 구성 요소 중 glass frit은 Si-wafer의 표면에 코팅되어 있는 반사 방지막 층(SiNx)을 식각하여 wafer의 n층과 전면전극의 Ag가 ohmic contact을 형성하게 함으로써 태양전지의 회로를 형성하고 효율을 증가시키며 부착력을 증대하여 신뢰성을 확보하는 역할을 한다. 과거에는 주로 Pb계 열의 glass frit으로 제작되었으나, 환경오염과 인체에 유해하다는 이유로 사용이 제한되고 있으며 현재는 Bi계열의 glass frit을 제작하고 있다 [9-11].
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참고문헌 (12)

  1. P. K. Chang, P. T. Hsieh, C. H. Lu, C. H. Yeh, and M. P. Houng, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 95, 2659 (2011). 

  2. J. H. Heo and S. H. Won, Thin Solid Films, 546, 353 (2013). 

  3. B. Parida, S. Iniyan, and R. Goic, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15, 1625 (2011). 

  4. J. H. Kim, H. Y. Koo, Y. N. Ko, and Y. C. Kang, J. Alloys Compd., 497, 259 (2010). 

  5. M. Eberstein, H. Falk-windisch, M. Peschel, J. Schilm, T. Seuthe, M. Wenzel, C. Kretzschmar, and U. Partsch, Energy Procedia, 27, 522 (2012). 

  6. Q. Che, H. Yang, L. Lu, and Y. Wang, J. Alloys Compd., 549, 221 (2013). 

  7. Y. Zhang, Y. Yang, J. Zheng, W. Hua, and G. Chen, Mater. Chem. Phys., 114. 319 (2009). 

  8. J. T. Tsai and S. T. Lin, J. Alloys Compd., 548, 105 (2013). 

  9. Q. Che, H. Yang, L. Lu, and Y. Wang, Applied Energy, 112, 657 (2013). 

  10. C. S. Lee, K. W. Chung, and S. C. Choi, Journal of the Microelectronics & Packaging Society, 6, 55 (1999). 

  11. C. S. Lee, J. R. Yoo, K. W. Jung, S. C. Choi, J. Kor. Ceram. Soc., 38, 628 (2001). 

  12. I. A. Kim, S. H. Shin, D. H. Yeo, and D. Y. Jeong, Asian J. Chem., (submitted). 

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