(57)【要約】【課題】連続印刷性に優れ、基板と電極パターンとの付着力を増加させて太陽電池の効率と信頼性とを向上させることのできる電極形成用組成物を提供する。【解決手段】導電性粉末と、ガラスフリットと、有機バインダー、多官能性（メタ）アクリレート化合物および溶媒を含む有機ビヒクルと、を含む電極形成用組成物であって、前記多官能性（メタ）アクリレート化合物は、２００〜５００の分子量を有し、前記電極形成用組成物１００重量％に対して０．１５〜２重量％で含まれる、電極形成用組成物が提供される。【選択図】図１
2016210962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粉末と、
ガラスフリットと、
有機バインダー、多官能性（メタ）アクリレート化合物および溶媒を含む有機ビヒクルと、を含む電極形成用組成物であって、
前記多官能性（メタ）アクリレート化合物は、２００〜５００の分子量を有し、前記電極形成用組成物１００重量％に対して、０．１５〜２重量％で含まれる、電極形成用組成物。
【請求項２】
前記多官能性（メタ）アクリレート化合物は、ジ（メタ）アクリレート化合物、トリ（メタ）アクリレート化合物、テトラ（メタ）アクリレート化合物およびこれらの混合物からなる群より選択される、請求項１に記載の電極形成用組成物。
【請求項３】
前記多官能性（メタ）アクリレート化合物は、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートおよびこれらの混合物からなる群より選択される、請求項１または２に記載の電極形成用組成物。
【請求項４】
前記多官能性（メタ）アクリレート化合物は、前記電極形成用組成物１００重量％に対して０．２〜２重量％の量で含まれる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極形成用組成物。
【請求項５】
前記多官能性（メタ）アクリレート化合物は、２５０〜４００の分子量を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電極形成用組成物。
【請求項６】
前記多官能性（メタ）アクリレート化合物は、前記電極形成用組成物を２００〜４００℃で熱処理した後に生成された膜に残存するものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電極形成用組成物。
【請求項７】
前記ガラスフリットは、ビスマス系ガラスフリット、鉛系ガラスフリットおよびこれらの混合物からなる群より選択される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電極形成用組成物。
【請求項８】
前記ビスマス系ガラスフリットは、ビスマス（Ｂｉ）−テルリウム（Ｔｅ）ガラスフリットである、請求項７に記載の電極形成用組成物。
【請求項９】
前記ビスマス（Ｂｉ）−テルリウム（Ｔｅ）ガラスフリットは、酸化物換算でテルリウム２０〜８０モル％とビスマス２０〜８０モル％を含むガラスフリットである、請求項８に記載の電極形成用組成物。
【請求項１０】
前記電極形成用組成物は、前記導電性粉末６０〜９５重量％；前記ガラスフリット０．５〜２０重量％；および前記有機ビヒクル１〜３０重量％を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電極形成用組成物。
【請求項１１】
前記電極形成用組成物は、表面処理剤、分散剤、揺変剤、可塑剤、粘度安定化剤、消泡剤、顔料、紫外線安定剤、酸化防止剤およびカップリング剤からなる群より選択される添加剤を１種以上さらに含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電極形成用組成物。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電極形成用組成物を用いて製造される電極。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電極を含む太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極形成用組成物ならびにこれを用いて製造された電極および太陽電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、太陽光の光子（ｐｈｏｔｏｎ）を電気に変換させるｐｎ接合の光電効果を利用して電気エネルギーを発生させる。太陽電池は、ｐｎ接合が構成される半導体ウエハまたは基板の上下面にそれぞれ前面電極と後面電極とが形成されている。太陽電池は、半導体ウエハに入射する太陽光によってｐｎ接合の光電効果が誘導され、これから発生した電子が電極を通して外部に流れる電流を提供する。
【０００３】
このような太陽電池の電極は、電極形成用組成物の塗布、パターニングおよび焼成によって、ウエハの表面に一定のパターンで形成される。
【０００４】
太陽電池の変換効率を向上させるために、基板との接触性を向上して接触抵抗（Ｒｃ）とシリーズ抵抗（Ｒｓ）とを最小化させたり、有機物でスクリーンマスクのパターンの線幅を小さく調節したりすることにより、微細線幅（ｆｉｎｅ  ｌｉｎｅ）を形成して短絡電流（Ｉｓｃ）を高める方法が知られている。
【０００５】
しかし、スクリーンマスクを利用して電極パターンの線幅を減少させる方法は、シリーズ抵抗（Ｒｓ）の上昇を誘発し、微細パターンの連続印刷性を低下させることがある。
【０００６】
基板に形成された電極パターンは、太陽電池を構成するセルがリボンで互いに連結して最終モジュールとして製作される工程において、基板によく付着していなければならないが、電極パターンが基板から剥離し、導通不良が発生して信頼性が低下することがある。
【０００７】
そのため、電極パターン形成時の印刷性を確保しつつ、電極パターンの付着性を向上させることができる電極形成用組成物が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２００９−０１２８０８２号公報
【特許文献２】韓国公開特許第１０−２０１３−０１３６７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、連続印刷性に優れ、基板と電極パターンとの付着力を増加させて太陽電池の効率と信頼性とを向上させることのできる電極形成用組成物を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、前記電極形成用組成物を用いて製造された電極を提供することである。
【００１１】
また他の目的は、前記電極を含む太陽電池を提供することである。
【００１２】
前記およびその他の目的は、下記で説明する本発明によって全て達成することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明に係る一実施形態は、導電性粉末と、ガラスフリットと、有機バインダー、多官能性（メタ）アクリレート化合物および溶媒を含む有機ビヒクルと、を含む電極形成用組成物であって、前記多官能性（メタ）アクリレート化合物は、２００〜５００の分子量を有し、前記電極形成用組成物１００重量％に対して０．１５〜２重量％で含まれる電極形成用組成物を提供する。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、前記多官能性（メタ）アクリレート化合物は、ジ（メタ）アクリレート化合物、トリ（メタ）アクリレート化合物、テトラ（メタ）アクリレート化合物およびこれらの混合物からなる群より選択される。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、前記多官能性（メタ）アクリレート化合物は、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートおよびこれらの混合物からなる群より選択される。
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、前記多官能性（メタ）アクリレート化合物は、前記電極形成用組成物１００重量％に対して０．１５〜２重量％の量で含まれる。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、前記多官能性（メタ）アクリレート化合物は、２５０〜４００の分子量を有する。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、前記多官能性（メタ）アクリレート化合物は、前記電極形成用組成物を２００〜４００℃で熱処理した後に生成された膜に、残存することができる。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、前記ガラスフリットは、ビスマス系ガラスフリット、鉛系ガラスフリットおよびこれらの混合物からなる群より選択される。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、前記ビスマス系ガラスフリットは、ビスマス（Ｂｉ）−テルリウム（Ｔｅ）ガラスフリットであってよい。
【００２１】
本発明の一実施形態によれば、前記ビスマス（Ｂｉ）−テルリウム（Ｔｅ）ガラスフリットは、酸化物換算でテルリウム２０〜８０モル％とビスマス２０〜８０モル％とを含む。
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、前記電極形成用組成物は、前記導電性粉末６０〜９５重量％；前記ガラスフリット０．５〜２０重量％；および前記有機ビヒクル１〜３０重量％を含む。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、前記電極形成用組成物は、表面処理剤、分散剤、揺変剤、可塑剤、粘度安定化剤、消泡剤、顔料、紫外線安定剤、酸化防止剤およびカップリング剤からなる群より選択される添加剤を１種以上さらに含む。
【００２４】
本発明の他の実施形態は、前記電極形成用組成物を用いて製造される電極を提供する。
【００２５】
本発明のまた他の実施形態は、前記電極を含む太陽電池を提供する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明による電極形成用組成物は、連続印刷性に優れ、基板と電極パターンとの付着力を増加させて太陽電池の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽電池の構造を簡略的に示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付した図面を参考として本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は、多様な異なる形態で実現でき、ここで説明する実施例に限定されない。
【００２９】
図面では様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。明細書全体にわたって類似の部分については同一の図面符号を付し、重複する説明を省略する。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるとするとき、これは他の部分の「直ぐ上」にある場合だけでなく、その間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直ぐ上」にあるとするときには、その間に他の部分がないことを意味する。
【００３０】
本発明の一実施形態は、導電性粉末と、ガラスフリットと、有機バインダー、多官能性（メタ）アクリレート化合物および溶媒を含む有機ビヒクルと、を含む電極形成用組成物を提供する。
【００３１】
以下、本発明を詳しく説明する。
【００３２】
本発明の一実施形態である電極形成用組成物は、導電性粉末を含む。
【００３３】
電極形成用組成物は、導電性粉末として金属粉末を使用することができる。金属粉末は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒｅ）、チタニウム（Ｔｉ）、ニオビウム（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、イットリウム（Ｙ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、タングステン（Ｗ）、錫（Ｓｎ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）等を含むことができる。これらのうち、導電性粉末の金属粉末としては、銀（Ａｇ）が好ましい。
【００３４】
導電性粉末は、ナノサイズまたはマイクロサイズの粒径を有する粉末であってよいが、例えば、数十〜数百ナノメートルの大きさの導電性粉末、数〜数十マイクロメートルの導電性粉末であってもよく、２つ以上の互いに異なるサイズを有する導電性粉末を混合して使用してもよい。
【００３５】
導電性粉末は、粒子の形状が球状、板状、または無定形の形状を有することができる。導電性粉末の平均粒径（Ｄ５０）（体積換算）は、好ましくは０．１μｍ〜１０μｍであり、より好ましくは０．５μｍ〜５μｍである。平均粒径は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）に導電性粉末を超音波で常温（２４℃〜２５℃）で３分間分散させた後、ＣＩＬＡＳ社製の１０６４ＬＤモデルを用いて測定したものである。導電性粉末の平均粒径が前記範囲内であれば、接触抵抗と線抵抗が低くなる効果を有することができる。
【００３６】
導電性粉末は、電極形成用組成物の総量１００重量％に対して６０〜９５重量％で含まれるのが好ましい。導電性粉末が前記範囲で含有されることで、抵抗の増加によって変換効率が低くなるのを防止することができ、有機ビヒクル量の相対的な減少でペースト化が困難になるのを防止することができる。導電性粉末は、より好ましくは電極形成用組成物の総量１００重量％に対して７０〜９０重量％で含まれる。
【００３７】
本発明の一実施形態である電極形成用組成物は、ガラスフリットを含む。
【００３８】
ガラスフリット（ｇｌａｓｓ  ｆｒｉｔ）は、電極形成用組成物の焼成工程中に反射防止膜をエッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）し、導電性粉末粒子を溶融させて抵抗が低くなるようにエミッタ領域に導電性粉末の金属結晶粒子を生成させ、導電性粉末とウエハとの間の接着力を向上させ、焼結時に軟化して焼成温度をより下げる効果を誘導する。
【００３９】
太陽電池の効率を増加させるために太陽電池の面積を増加させると、太陽電池の接触抵抗が高くなり得るので、ｐｎ接合（ｐｎ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ）に対する被害を最小化すると同時に、直列抵抗を最小化させなければならない。また、多様な面抵抗のウエハの増加によって焼成温度の変動幅が大きくなるので、広い焼成温度でも熱安定性を十分に確保可能なガラスフリットを使用することが好ましい。
【００４０】
ガラスフリットは、通常、電極形成用組成物に使用される有鉛ガラスフリットおよび無鉛ガラスフリットのうちのいずれか１つ以上が使用できる。
【００４１】
ガラスフリットは、好ましくは、ビスマス系ガラスフリット、鉛系ガラスフリットおよびこれらの混合物からなる群より選択される。
【００４２】
ガラスフリットは、鉛（Ｐｂ）、テルリウム（Ｔｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、リチウム（Ｌｉ）、リン（Ｐ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム（Ｇａ）、セリウム（Ｃｅ）、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、タングステン（Ｗ）、マグネシウム（Ｍｇ）、セシウム（Ｃｓ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタニウム（Ｔｉ）、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、バナジウム（Ｖ）、バリウム（Ｂａ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、砒素（Ａｓ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マンガン（Ｍｎ）およびアルミニウム（Ａｌ）から選択される１種以上の元素を含むことができる。
【００４３】
ビスマス系ガラスフリットは、ビスマス（Ｂｉ）−テルリウム（Ｔｅ）ガラスフリットであるのが好ましい。
【００４４】
ビスマス（Ｂｉ）−テルリウム（Ｔｅ）ガラスフリットは、好ましくは、酸化物換算でテルリウム２０〜８０モル％およびビスマス２０〜８０モル％を含む。ビスマス（Ｂｉ）−テルリウム（Ｔｅ）ガラスフリットの各成分が前記範囲の含有量であれば、優れた太陽電池の変換効率（ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）および電極パターンの付着強度（ａｄｈｅｓｉｏｎ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を同時に確保可能である。
【００４５】
ガラスフリットは、通常の方法を用いて、前述した元素の酸化物から由来するものであってよい。例えば、前記元素の酸化物を特定組成で混合して製造した混合物を溶融した後、クエンチング（ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）してから、再び粉砕して得ることができる。前記混合工程は、ボールミル（ｂａｌｌ  ｍｉｌｌ）またはプラネタリーミル（ｐｌａｎｅｔａｒｙ  ｍｉｌｌ）を用いて実施できる。前記溶融工程は、７００℃〜１３００℃の条件で実施可能であり、前記クエンチング工程は、常温（２４℃〜２５℃）で実施可能である。前記粉砕工程は、ディスクミル（ｄｉｓｋ  ｍｉｌｌ）、プラネタリーミルなどによって実施できるが、これに限定されるものではない。
【００４６】
ガラスフリットは、平均粒径（Ｄ５０）（体積換算）が０．１μｍ〜１０μｍのものが使用可能である。また、ガラスフリットは、好ましくは、電極形成用組成物の総量１００重量％に対して０．５〜２０重量％で含まれる。ガラスフリットが前記範囲内で含有されることで、電極の電気的特性を阻害しない範囲で電極パターンの付着強度（ａｄｈｅｓｉｏｎ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を向上させることができる。なお、平均粒径（Ｄ５０）は、溶媒にガラスフリットを超音波で、常温（２４℃〜２５℃）で３分間分散させた後、ＣＩＬＡＳ社製の１０６４ＬＤモデルを用いて測定したものである。
【００４７】
ガラスフリットの形状は、球状でも無定形状（ｎｏｎ−ｓｈａｐｅ）でも構わない。一実施形態において、転移温度が異なる２種のガラスフリットを使用してもよい。例えば、転移温度が２００℃以上３５０℃以下の第１ガラスフリットと、転移温度が３５０℃超過５５０℃以下の第２ガラスフリットを、１：０．２〜１：１の重量比で混合して使用することができる。
【００４８】
本発明の一実施形態である電極形成用組成物は、有機ビヒクルを含む。
【００４９】
有機ビヒクルは、電極形成用組成物の無機成分と機械的混合を通じて、電極形成用組成物に印刷に適した粘度および流変学的特性を付与する。有機ビヒクルは、有機バインダー、多官能性（メタ）アクリレート化合物および溶媒を含む。
【００５０】
有機バインダーは、アクリレート系またはセルロース系樹脂などを使用することができ、エチルセルロースが一般的に使用される樹脂である。また、エチルヒドロキシエチルセルロース、ニトロセルロース、エチルセルロースとフェノール系樹脂との混合物、アルキド樹脂、フェノール系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂、キシレン系樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリエステル系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、木材ロジン（ｒｏｓｉｎ）またはアルコールのポリメタクリレート等も使用することができる。
【００５１】
有機バインダーの重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは３０，０００〜２００，０００ｇ／ｍｏｌであり、より好ましくは４０，０００〜１５０，０００ｇ／ｍｏｌである。重量平均分子量（Ｍｗ）が前記範囲内である場合、印刷性の面で優れた効果を有することができるため好ましい。なお、有機バインダーの重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）を用いて測定した値である。
【００５２】
多官能性（メタ）アクリレート化合物は、２つ以上のアクリレート基またはメタクリレート基を有する化合物を意味する。つまり、単官能性（メタ）アクリレート化合物は、本発明では排除される。
【００５３】
本発明において、多官能性（メタ）アクリレート化合物は、ジ（メタ）アクリレート化合物、トリ（メタ）アクリレート化合物、テトラ（メタ）アクリレート化合物およびこれらの混合物からなる群より選択されるのが好ましい。
【００５４】
さらには、多官能性（メタ）アクリレート化合物は、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートおよびこれらの混合物からなる群より選択されるのがより好ましい。
【００５５】
多官能性（メタ）アクリレート化合物は、好ましくは２００〜５００、より好ましくは２５０〜４００、さらに好ましくは２５０〜３６０の分子量を有する。分子量が前記範囲内であれば、良好な連続印刷性を確保し、シリーズ抵抗（Ｒｓ）の増加を最小化することにより、効率を向上させることができる。
【００５６】
多官能性（メタ）アクリレート化合物は、２００℃〜４００℃で熱処理された後にも熱硬化されずに膜に残存することができる。つまり、多官能性（メタ）アクリレート化合物は、熱処理によって熱硬化されずに膜内に残存することにより、多官能性基が基板とパターンとの接着性を向上させる役割を果たすことができる。
【００５７】
すなわち、多官能性（メタ）アクリレート化合物は、前記電極形成用組成物を２００〜４００℃で熱処理した後に生成された膜に残存するものである。
【００５８】
多官能性（メタ）アクリレート化合物は、電極形成用組成物１００重量％に対して、好ましくは０．１５〜２重量％、より好ましくは０．２〜２重量％で含まれる。前記範囲で、電極形成用組成物の連続印刷性を向上させることができ、電極パターンと基板との付着力を向上させることができる。
【００５９】
溶媒としては、例えば、ヘキサン、トルエン、テキサノール（ｔｅｘａｎｏｌ）（登録商標）（２，２，４−トリメチルペンタン−１，３−ジオールモノイソブチラート）、メチルセロソルブ（ｍｅｔｈｙｌ  ｃｅｌｌｏｓｏｌｖｅ）、エチルセロソルブ、シクロヘキサノン、ブチルセロソルブ、脂肪族アルコール（ａｌｉｐｈａｔｉｃ  ａｌｃｏｈｏｌ）、ブチルカルビトール（ジエチレングリコールモノブチルエーテル）、ジブチルカルビトール（ジエチレングリコールジブチルエーテル）、ブチルカルビトールアセテート（ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート）、プロピレングリコールモノメチルエーテル、へキシレングリコール、テルピネオール（ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ）、メチルエチルケトン、ベンジルアルコール、ガンマブチロラクトン、乳酸エチルなどを単独または２種以上混合して使用することができる。
【００６０】
有機ビヒクルの含有量は、電極形成用組成物の総量１００重量％に対して、好ましくは１〜３０重量％、より好ましくは５〜１５重量％で含まれる。前記範囲であれば、電極パターンと基板との付着強度を向上させることができ、優れた連続印刷性を確保することができる。
【００６１】
電極形成用組成物は、上述した構成要素のほか、流動特性、工程特性および安定性を向上させるために、必要に応じて通常の添加剤をさらに含むことができる。添加剤は、表面処理剤、分散剤、揺変剤、可塑剤、粘度安定化剤、消泡剤、顔料、紫外線安定剤、酸化防止剤、カップリング剤などを単独または２種以上混合して使用することができる。
【００６２】
添加剤は、電極形成用組成物の総量１００重量％に対して、０．１〜５重量％で含まれてもよいが、必要に応じて含有量を変更することができる。添加剤の含有量は、電極形成用組成物の印刷特性、分散性および保存安定性を考慮して選択可能である。
【００６３】
本発明の他の実施形態によれば、前記電極形成用組成物を用いて形成される電極が提供される。
【００６４】
電極は、電極形成用組成物の塗布、パターニングおよび焼成により、ウエハの表面に一定のパターンで形成可能である。前記電極形成用組成物の塗布は、スクリーンプリンティング、グラビアオフセット工法、ロータリースクリーンプリンティング工法またはリフトオフ法などの多様な方法が使用できるが、これに限定されるものではない。塗布した電極形成用組成物は、一定のパターンを有し、１０μｍ〜４０μｍの厚さを有することが好ましい。
【００６５】
パターニングした電極形成用組成物の焼成工程は、下記太陽電池の製作工程で詳しく説明する。
【００６６】
また本発明の他の実施形態によれば、前記電極を含む太陽電池が提供される。図１を参照して本発明の一実施形態に係る太陽電池を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る太陽電池の構造を簡略に示した概略図である。なお、矢印である符号３００は、光の入射方向を示す。
【００６７】
図１を参照すれば、ｐ層（またはｎ層）１０１およびエミッタとしてのｎ層（またはｐ層）１０２を含む基板１００上に、電極形成用組成物を印刷し焼成して、後面電極２１０および前面電極２３０を形成することができる。例えば、電極形成用組成物を基板１００の後面に印刷塗布した後、約２００℃〜４００℃の温度で、約１０〜６０秒程度熱処理して、後面電極のための事前準備段階を行うことができる。このとき、熱処理後の電極形成用組成物には、多官能性（メタ）アクリレート化合物が熱硬化されずに残存する。
【００６８】
また、基板１００の前面に電極形成用組成物を印刷した後、乾燥して、前面電極のための事前準備段階を行うことができる。以降、４００℃〜９８０℃、好ましくは７００℃〜９８０℃で、約３０秒〜２１０秒焼成する焼成過程を行って、前面電極および後面電極を形成することができる。
【００６９】
以下、実施例を通じて、本発明をより具体的に説明するが、これらの実施例は単に説明の目的のためのものであって、本発明を制限するものと解釈されてはならない。
【実施例】
【００７０】
実施例１〜７および比較例１〜１１
有機バインダー（エチルセルロース、Ｄｏｗ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｃｏｍｐａｎｙ、ＳＴＤ４）（Ｍｗ＝５０，０００ｇ／ｍｏｌ）とテキサノール（登録商標）（Ｅａｓｔｍａｎ）とを６０℃で十分に溶解した後、平均粒径（体積換算）が２．０μｍの球状の銀粉末（Ｄｏｗａ  Ｈｉｇｈｔｅｃｈ  Ｃｏ.ＬＴＤ  ＡＧ−５−１１Ｆ）、平均粒径が１．０μｍ（体積換算）であり、Ｂｉ−Ｔｅ系無鉛ガラス粉末（ＡＢＴ−１、旭硝子株式会社製）、（メタ）アクリレート化合物、分散剤（ＢＹＫ−ｃｈｅｍｉｅ、ＢＹＫ−１０２）および揺変剤（Ｅｌｅｍｅｎｔｉｓ  Ｃｏ.、Ｔｈｉｘａｔｒｏｌ  ＳＴ）を投入してミキシング後、３本ロールミルで混合分散させて、電極形成用組成物を製造した。
【００７１】
Ｂｉ−Ｔｅ系無鉛ガラス粉末は、旭硝子株式会社製、ＡＢＴ−１を用いた。
【００７２】
（メタ）アクリレート化合物としては、Ｍｉｗｏｎ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社の下記化合物を使用した。
【００７３】
（Ａ）単官能アクリレート化合物のフェノール（ＥＯ）４アクリレート（Ｐｈｅｎｏｌ（ＥＯ）４Ａｃｒｙｌａｔｅ）（Ｍｉｒａｍｅｒ  Ｍ４１４４、分子量：３２４）、
（Ｂ）二官能アクリレート化合物のポリエチレングリコ−ル２００ジアクリレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｇｌｙｃｏｌ  ２００  Ｄｉａｃｒｙｌａｔｅ）（Ｍｉｒａｍｅｒ  Ｍ２８２、分子量：３０８）、
（Ｃ）三官能アクリレート化合物のペンタエリスリトールトリアクリレート（Ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ  ｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ）（Ｍｉｒａｍｅｒ  Ｍ３４０、分子量：２９８）、
（Ｄ）四官能アクリレート化合物のペンタエリスリトールテトラアクリレート（Ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ  Ｔｅｔｒａａｃｒｙｌａｔｅ）（Ｍｉｒａｍｅｒ  Ｍ４２０、分子量：３５２）および
（Ｅ）三官能アクリレート化合物のトリメチロールプロパン（ＥＯ）１５（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ（ＥＯ）１５）（Ｍｉｒａｍｅｒ  Ｍ３１５０、分子量：９５６）を使用した。
【００７４】
使用した各成分の含有量（重量％）を下記表１に記載した。
【００７５】
【表１】
2016210962.tif 000003
【００７６】
電極パターンの印刷性の評価
実施例１〜７および比較例１〜１１により製造した電極形成用組成物をウエハの上に前面印刷した後、印刷された電極のＬｉｎｅ  Ｂｒｏｋｅｎ数を肉眼で数えて、下記基準により評価した。その結果を下記表２に記載した。なお、印刷された電極のラインが断線となったものを、Ｌｉｎｅ  Ｂｒｏｋｅｎと判断した。
【００７７】
５Ａ：０個、４Ａ：０個を超えて３個未満、３Ａ：３個以上６個未満、２Ａ：６個以上１２個未満、１Ａ：１２個以上１５個未満、および０Ａ：１５個以上。
【００７８】
電極パターンの付着力の評価
４００ｍｅｓｈスクリーンで５ｃｍ×５ｃｍサイズで正四角形となるように、ウエハの上に実施例１〜７および比較例１〜１１により製造した電極形成用組成物を前面印刷して、３００〜４００℃の間で乾燥してサンプルを製作した。格子付着性の評価（ＡＳＴＭＤ３３５９）に基づいてｃｒｏｓｓｃｕｔ  ｋｎｉｆｅで１００個の格子模様を作って、金属付着力専用テープ（３Ｍ、＃６１０）を付けてから外し、取れた格子数を下記基準により換算して結果値を区分した。その結果を下記表２に記載した。
【００７９】
５Ｂ：０％、４Ｂ：０％を超えて５％未満、３Ｂ：５％以上１５％未満、２Ｂ：１５％以上３５％未満、１Ｂ：３５％以上６５％未満、および０Ｂ：６５％以上。
【００８０】
【表２】
2016210962.tif 000004
【００８１】
表２を参照すれば、実施例１〜７の電極形成用組成物で製造された電極パターンに対する比較例１、２、３、５、７および９の電極形成用組成物で製造された電極パターンは、付着力が良くなく、比較例４、６、８、１０および１１の場合、付着力は良好であるが、印刷性の不足によりＲｓ上昇を招いて、効率に逆効果を与えると予想される。これに対し、実施例１〜７の電極形成用組成物で製造された電極パターンは、付着力に優れながらも十分な印刷性を確保して効率向上に寄与すると判断される。
【００８２】
太陽電池の電気的効率の評価
ウエハ（ボロンがドーピングされたｐタイプのウエハ）の前面にテクスチャリング（ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）した後、ＰＯＣｌ３でｎ＋層を形成し、その上に窒化ケイ素（ＳｉＮｘ：Ｈ）を反射防止膜として形成させたＭｕｌｔｉｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅウエハ）の前面に、実施例１〜７および比較例１〜１１により製造した電極形成用組成物を、それぞれ一定のパターンでスクリーン印刷し、赤外線乾燥炉を用いて３００〜４００℃の温度で乾燥させた。以降、ウエハの後面にアルミニウムペーストを印刷した後、同様な方法で乾燥した。前記過程で形成したセルを、ベルト型焼成炉を用いて４００〜９００℃の温度で３０秒から５０秒間焼成を行って、テスト用セルを製作した。
【００８３】
製作したテスト用セルの電気的特性（短絡電流（Ｉｓｃ（Ａ））、曲線因子（ｆｉｌｌ  ｆａｃｔｏｒ）および効率）を、太陽電池効率測定装備（Ｐａｓａｎ社、ＣＴ−８０１）を用いて測定した。その結果を下記表３に記載した。
【００８４】
【表３】
2016210962.tif 000005
【００８５】
表３を参照すれば、実施例１〜７の電極形成用組成物を用いて製造された太陽電池は、比較例１〜１１による電極形成用組成物を用いて製造された太陽電池に比べて、ＦＦと効率が全て良好な値を示した。
【００８６】
本発明の単なる変形や変更は、この分野における通常の知識を有する者によって容易に実施可能であり、このような変形や変更は全て本発明の領域に含まれるものと見なされる。
【符号の説明】
【００８７】
１００  基板、
１０１  ｐ層（またはｎ層）、
１０２  ｎ層（またはｐ層）、
２１０  後面電極、
２３０  前面電極、
３００  光。
【図１】
2016210962.tif 000006