다구찌 방법을 이용한 박형 실리콘 태양전지 고종횡비 전극용 Ag paste 개발에 관한 연구

Abstract

다양한 기능성 재료를 바탕으로 프린팅 공정기법을 이용한 전자소자 또는 부품을 생산하는 인쇄전자 방식의 기술발전이 거듭되고 있다. 그리고 생산공정 단순화 및 비용의 감소에 대한 요구도 증가하고 있다.

그 중 기존 방식의 결정질 실리콘계 태양전지 가격경쟁시장이 심화됨에 따라 초박형 실리콘 기판에 적용 가능한 저온공정용 페이스트가 필요성이 늘어나는 추세이다.

본 연구에서는 태양전지 전면전극의 저온페이스트를 이용하여 고종횡비 구현을 통한 효율 향상을 위한 실험을 진행하였다. 재료 중에 거의 80% 이상을 차지하는 Ag Filler 고유의 특성별로 실험하였으며, 최적 조건을 찾기 위해 Taguchi 방법을 사용하였다.

총 Ag filler 8가지 재료로 6종의 샘플을 만들었으며, 망대특성 S/N 비와 L8(27) 형태의 직교배열법을 토대로 8번의 실험을 거쳐 결과를 얻었다. 최적수준의 두께는 예측치로 12.73um 그리고 실험으로 얻어진 결과치는 12.98um으로 확인하였다.

Ag Filler의 여러 가지 변수들(표면적, 입자, 사이즈, 밀도, 형태, 고형분, 점도) 중에서 고형분과 점도가 두께에 미치는 영향이 제일 컸다. 표면적은 낮을수록, 입자 사이즈는 클수록, 밀도는 높을수록, 입자형태는 구형 일때, 그리고 점도는 높을수록, 두께가 향상되는 경향을 보였다.

영향 별로 큰 변수는 고형분, 점도, 밀도, 형태, 표면적, 사이즈 순 이었다. 그리고 최적화된 조건을 바탕으로 실제 얻어진 결과 값이 실험 예측치보다 두께가 증가하였다. 결과적으로 Taguchi 방법을 통하여 더 증가된 두께를 얻을 수 있었다.