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1. WO2020111904 - SILVER POWDER PREPARATION METHOD FOR CONTROLLING DEGREE OF AGGLOMERATION

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7   8  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

9   10  

과제 해결 수단

11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21  

발명의 효과

22  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107   108   109  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

명세서

발명의 명칭 : 응집도를 조절하는 은 분말의 제조방법

기술분야

[1]
본 발명은 응집도를 조절하는 은 분말의 제조방법에 관한 것으로서, 태양전지용 전극이나 적층 콘덴서의 내부전극, 회로 기판의 도체 패턴 등 전자 부품에서 전극을 형성시키기 위한 도전성 페이스트에 사용되기 적합한 은 분말 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

배경기술

[2]
도전성 금속 페이스트는 도막 형성이 가능한 도포 적성을 갖고 건조 또는 소성된 도막에 전기가 흐르는 페이스트로서, 수지계 바인더와 용매로 이루어지는 비히클 중에 도전성 필러(금속 필러) 단독 또는 글라스 프릿과 함께 분산시킨 유동성 조성물이며, 전기 회로의 형성이나 세라믹 콘덴서의 외부 전극의 형성 등에 널리 사용되고 있다.
[3]
특히, 은 페이스트(Silver Paste)는 복합계 도전성 페이스트 중에서 가장 화학적으로 안정하고 도전성이 우수하여 전도성 접착 및 코팅용 그리고 미세회로 형성 등 여러 분야에 있어서 상당히 그 응용범위가 넓다. PCB(Printed Circuit Board) 등과 같은 신뢰성을 특별히 중요시하는 전자부품에 있어서 은 페이스트의 용도는 STH(Silver Through Hole)용 접착 또는 코팅재 등으로 사용되며, 적층 콘덴서에서는 내부전극용으로, 최근에는 실리콘계 태양전지에서 전극 재료로 널리 사용되고 있다.
[4]
더욱 구체적으로 태양전지의 전면전극은 주로 은(Ag) 분말을 주재료로 한 도전성 페이스트가 반사 방지막상에 그리드 패턴(grid pattern)으로 인쇄된 다음, 소결되어 형성된다. 이때, 전면 전극은 열처리를 통한 소결 과정에서 반사 방지막을 침투하여 N형 실리콘층과 오믹 컨택(ohmic contact)을 형성함으로써, 태양전지의 직렬 저항을 낮춰 변환 효율을 상승시킨다.
[5]
도전성 페이스트의 유변물성(rheology)은 인쇄 특성(도포 적성)을 결정짓는 주요 인자인데, 전자부품의 소형화가 진행되고, 전극 패턴의 고밀도화나 미세패턴화에 대응하기 위해서는 인쇄 특성에 영향을 주는 도전성 페이스트의 유변물성이 중요하며, 특히 태양전지용 스크린 인쇄된 전극은 전극의 좁은 선폭과 높은 두께, 즉 종횡비(aspect ratio)의 증가를 요구하기 때문에 도전성 페이스트의 유변물성이 더욱 중요하다.
[6]
도전성 페이스트를 구성하고 있는 필러, 수지계 바인더, 용제, 첨가제 등의 상호작용에 의해 형성되는 망목(Network) 구조에 의해 유변물성을 포함하는 특성이 달라지게 된다. 특히 도전성 페이스트에 가장 많은 양을 차지하는 은 분말은 그 표면에 코팅된 표면처리제의 종류 및 함량에 따라 은 분말과 다른 구성 성분들과의 상호작용력을 다르게 하여 형성되는 망목 구조의 형태를 결정 짓는데 중요한 역할을 하게 된다. 따라서 페이스트의 인쇄 특성 및 유변 물성을 제어하기 위해서는 은 분말의 표면처리제 종류 및 함량에 따른 표면 화학적 특성을 제어하는 기술이 필요하게 된다.
[7]
종래 선행 특허(일본공개특허 제2016-35101호, 제2016-35102호)에서는 분말 표면에 코팅할 표면처리제의 종류를 변경하여 페이스트의 틱소비(낮은 rpm 점도/높은 rpm 점도) 와 항복치 등 레올로지를 제어하는 방법을 제공하고 있으며, 또 다른 종래 선행 특허(일본공개 특허 제2016-33259호)에서는 스크린 인쇄를 통한 미세 패턴 형성을 위해 추가적인 표면처리 단계를 통해 새로운 결합을 갖는 표면처리제를 형성하여 페이스트의 틱소비 및 항복치가 높은 도전성 페이스트를 얻을 수 있는 은가루 및 그 제조 방법을 제공하고 있다.
[8]
그러나 표면처리제의 종류를 변경하는 것은 은 분말의 전도성을 저해하거나, 바인더와의 상용성을 저해하는 문제를 일으킬 수 있고, 추가적인 코팅을 통한 2중 코팅은 공정이 추가되어 생산성이 감소하는 문제가 있다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[9]
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 은 분말 제조 공정 중 세척 단계에서 분말의 세척 조건을 조절하여 분말의 응집도를 조절함으로써 페이스트의 유변 물성을 제어할 수 있는 은 분말 제조방법을 제공하는 것이다.
[10]
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

과제 해결 수단

[11]
본 발명은 은 이온, 암모니아, 유기산 및 인 화합물을 포함하는 제1 반응액 및 환원제를 포함하는 제2 반응액을 제조하는 반응액제조단계(S21) 및 제1 반응액 및 제2 반응액을 반응시켜 은 분말을 얻는 석출단계(S22)를 포함하는 은 염 환원단계(S2)를 통하여 은 분말을 제조하고, 상기 제조된 은 분말을 알칼리 수용액에서 교반하여 세척하는 세척단계(S3)를 포함하며, 상기 세척단계에서 세척온도, 교반속도 및 교반시간을 조절함으로써 세척된 은 분말의 응집도(D 50/D sem)를 조절하는 은 분말의 제조방법을 제공한다.
[12]
또한 상기 알칼리 수용액은 40 내지 50℃로 유지되는 순수에 상기 제조된 은 분말 대비 2 내지 10wt%의 알칼리 화합물을 녹인 후 2500 내지 3500RPM으로 5 내지 15분간 교반하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
[13]
또한 상기 세척단계에서 세척온도는 40 내지 50℃로 유지되는 것을 특징으로 한다.
[14]
또한 상기 세척단계에서 상기 교반속도는 1500 내지 3000rpm 범위 내에서 조절하며, 상기 교반시간은 30 내지 120분 범위 내에서 조절하는 것을 특징으로 한다.
[15]
또한 상기 세척단계에서 상기 범위 내에서 교반속도를 증가시키는 경우 상기 범위 내에서 교반시간을 증가시키고, 상기 범위 내에서 교반속도를 감소시키는 경우 상기 범위 내에서 교반시간을 감소시켜 세척하는 것을 특징으로 한다.
[16]
또한 상기 세척단계는 세척된 은 분말의 응집도(D 50/D sem)를 2.0 내지 2.3 범위로 조절하는 것을 특징으로 한다.
[17]
또한 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조되어 SEM에 의해 측정되는 평균 입자 크기(D sem)가 1.0 내지 1.3μm 인 은 분말로서, SEM size(D sem, μm) 에 대한 PSA size(D 50, μm)의 비로 측정되는 응집도(D 50/D sem)가 2.0 내지 2.3 인 도전성 페이스트용 은 분말을 제공한다.
[18]
또한 상기 도전성 페이스트용 은 분말을 포함하는 금속 분말; 및 용제 및 유기 바인더를 포함하는 유리 비히클; 을 포함하는 도전성 페이스트를 제공한다.
[19]
또한 상기 도전성 페이스트는 25℃에서 점도 및 저장탄성율을 측정한 경우, 전단속도 4 1/s 일 때 점도값이 500 내지 560 Pa·s 이고, 전단응력 100 Pa 일 때 저장탄성율이 720 내지 810 kPa 인 도전성 페이스트를 제공한다.
[20]
또한 상기 도전성 페이스트를 이용하여 40 μm 선폭의 패턴을 스크린 인쇄하고 100℃에서 30분간 건조시킨 경우, 선폭 퍼짐율이 21% 이하인 도전성 페이스트를 제공한다.
[21]
또한 본 발명은 제7항의 도전성 페이스트용 은 분말을 포함하는 금속 분말; 유리 프릿; 및 용제 및 유기 바인더를 포함하는 유기 비히클;을 포함하는 태양전지 전극용 도전성 페이스트를 제공한다.

발명의 효과

[22]
본 발명은 은 분말의 제조 공정 중, 세척 단계에서 세척 조건을 조절함으로써 분말의 응집도를 적정 범위로 조절하여, 응집도가 조절된 은 분말을 포함하는 도전성 페이스트를 제조할 경우 점도 및 탄성이 높고 고종횡비의 패턴 형성에 유리하며, 전극 인쇄 시 단선이 발성하지 않는 양호한 인쇄 특성을 갖는 도전성 페이스트를 제공할 수 있다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[23]
이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
[24]
본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.
[25]
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다.
[26]
본 발명은 은 분말 제조 공정 중 세척 단계에서 분말의 세척 조건을 조절하여 분말의 응집도를 조절함으로써 점도 및 탄성이 높아 미세패턴 형성에 유리하고 인쇄 특성이 우수한 도전성 페이스트를 얻을 수 있는 은 분말 제조방법을 제공한다.
[27]
1. 은 염 제조단계(S1)
[28]
본 발명의 일실시예에 따른 은 염 제조단계(S1)는 잉곳, 립, 그래뉼 형태의 은(silver, Ag)을 산처리하여 은 이온(Ag +)을 포함하는 은 염(silver salt) 용액을 제조하는 단계로서, 본 단계를 거쳐 은 염 용액을 직접 제조하여 은 분말을 제조할 수 있으나, 시중에서 구입한 질산은(AgNO 3), 은 염 착체 또는 은 중간체 용액을 이용하여 이 후 단계를 진행할 수 있다.
[29]
2. 은 염 환원단계(S2)
[30]
본 발명의 일실시예에 따른 은 염 환원단계(S2)는 은 염 용액에 환원제 및 암모니아를 첨가하여 은 이온을 환원시켜 은 입자(silver particle)를 석출하는 단계로서, 은 이온, 암모니아, 유기산 및 인화합물을 포함하는 제1 반응액 및 환원제를 포함하는 제2 반응액을 제조하는 반응액제조단계(S21) 및 제1 반응액 및 제2 반응액을 반응시켜 은 분말을 얻는 석출단계(S22)를 포함한다.
[31]
본 발명의 일실시예에 따른 반응액제조단계(S21)는 은 이온을 포함하는 은 염 용액에 암모니아 및 질산을 첨가하고 교반하여 용해시켜 제1 반응액을 제조한다.
[32]
상기 은 이온은 은 양이온의 형태로 포함되는 물질이라면 제한되지 않는다. 일례로 질산은(AgNO 3), 은 염 착체 또는 은 중간체일 수 있다. 바람직하게는 질산은(AgNO 3)을 사용하는 것이 좋다. 이하 질산은(AgNO 3) 1kg을 기준으로 기타 다른 성분의 함량 등을 설명한다.
[33]
암모니아(NH 3)는 수용액 형태로 사용될 수 있으며, 25% 암모니아 수용액을 사용하는 경우 질산은(AgNO 3) 1kg에 대하여 1.2 내지 1.8 L 첨가한다. 암모니아 수용액이 1.2L 미만으로 첨가되는 경우 반응 pH가 낮아서 은 이온이 모두 환원되지 않거나, 균일한 입자 분포를 형성시키는데 문제가 있으며, 1.8L 를 초과하여 첨가되는 경우 제조된 은 분말 중 유기물 함량이 지나치게 높아지는 문제점이 있다. 바람직하게는 질산은(AgNO 3) 1kg 에 대하여 25% 암모니아 수용액을 1.4 내지 1.6 L 첨가하는 것이 좋다. 상기 암모니아는 그 유도체를 포함한다. 암모니아를 사용함으로써 후술할 석출단계(S22)에서 환원이 일어나는 pH 조건을 8 내지 11로 조절한다.
[34]
상기 유기산은 분말의 수축율 및 결정화도를 증가시켜 주며, 분말입도를 미세화하고 유기물 함량 및 반응속도를 감소시키는 역할을 하며, 상기 질산은(AgNO 3) 1kg에 대하여 150 내지 200g 첨가되고, 초산(CH 3COOH), 포름산(CH 2O 2), 옥살산(C 2H 2O 4), 젖산(C 3H 6O 3), 시트르산(C 6H 8O 7), 푸마르산(C 4H 4O 4), 구연산(C 6H 8O 7), 뷰티르산(C 4H 8O 2), 프로피온산(CH 3CH 2COOH) 및 요산(C 5H 4N 4O 3) 으로 구성되는 군에서 선택되는 어느 1종 이상의 유기산(단쇄지방산)을 포함한다. 바람직하게는 초산(CH 3COOH)), 포름산(HCOOH) 및 옥살산(C 2H 2O 4)으로 구성되는 군에서 선택되는 어느 1종 이상을 사용하는 것이 좋다.
[35]
상기 인 화합물은 분말의 비표면적을 감소시키고 결정화도를 증가시키며 유기물 함량을 감소시키는 역할을 하여 표면 코팅 특성을 개선시키며, 또한 반응 후 분말의 상기 질산은(AgNO 3) 1kg에 대하여 0.1 내지 0.5g 첨가되고, 피로인산나트륨(Sodium Pyrophosphate)을 포함하는 피로인산염, 인산나트륨(sodium phosphate), 인산칼륨(Potassium phosphate)을 포함하는 인산염 및 메타인산염(metaphosphate)으로 구성되는 군에서 선택되는 어느 1종 이상을 포함한다. 바람직하게는 피로인산나트륨 또는 인산나트륨을 첨가하여 표면 특성을 조절하는 것이 좋다.
[36]
은 이온, 암모니아, 유기산 및 인 화합물을 포함하는 제1 반응액은 물 등의 용제에 은 이온, 암모니아 수용액, 유기산 및 인 화합물 수용액을 첨가하고 교반하여 용해시켜 수용액 상태로 제조될 수 있으며, 또한 슬러리 형태로 제조될 수 있다.
[37]
본 발명의 일실시예에 따른 반응액제조단계(S21)는 또한 환원제를 포함하는 제2 반응액을 제조한다.
[38]
상기 환원제는 아스코르브산, 알칸올아민, 하이드로퀴논, 히드라진 및 포르말린으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이 중에서 하이드로퀴논을 바람직하게 선택할 수 있다. 환원제의 함량은 제1 반응액에 포함되는 질산은(AgNO 3) 1kg에 대하여 200 내지 300g 포함되는 것이 바람직하다. 200g 미만을 사용하는 경우, 은 이온이 모두 환원되지 않을 수 있고, 300g을 초과하여 사용하는 경우 유기물 함량이 증가하는 문제가 있다. 바람직하게는 질산은 질산은(AgNO 3) 1kg에 대하여 환원제를 230 내지 280g 사용하여 제2 반응액을 제조하는 것이 좋다.
[39]
환원제를 포함하는 제2 반응액은 물 등의 용매에 환원제를 첨가하고 교반하여 용해시켜 수용액 상태로 제조될 수 있다.
[40]
본 발명의 일실시예에 따른 석출단계(S22)는 제1 반응액 및 제2 반응액을 반응시켜 은 분말을 얻는 단계로서, 반응 온도를 30 내지 35℃로 조절한 후, 반응액제조단계(S21)에 의해 제조된 제1 반응액을 교반하는 상태에서 제2 반응액을 천천히 적가하거나, 일괄 첨가하여 반응시킬 수 있다. 바람직하기로는 일괄 첨가한 후 5분 내지 10분간 더 교반하여 혼합액 중에서 입자를 성장시키는 것이 빠른 시간 내에 환원 반응이 일괄 종료되어 입자끼리의 응집을 방지하고 분산성을 높일 수 있어 좋다.
[41]
한편, 본 발명의 실시예에서는 은 입자의 분산성 향상 및 응집 방지를 위해 상기 분산제가 더 첨가되어 반응시키는 것을 권리범위에서 제외하지 않는다. 그러나, 상기 분산제가 첨가되는 경우, 잔존 유기물 함량이 증가하여 문제될 수 있으므로, 분산제의 첨가 없이 은 분말의 입경, 잔존 유기물 함량 및 결정자 지름을 제어하는 것이 바람직하다.
[42]
3. 세척단계(S3)
[43]
본 발명의 일실시예에 따른 세척단계(S3)는 은 염 환원단계(S2)를 통해 은 입자 석출 반응을 완료한 후 수용액 또는 슬러리 내에 분산되어 있는 은 분말을 여과 등을 이용하여 분리하고 세척하는 단계이다. 더욱 구체적으로는 먼저 온도가 40~50℃로 유지되는 순수 1L에 은 분말 대비 2~10wt%의 알칼리 화합물을 녹인 후 호모믹서(K&S company, Lab용)를 사용하여 1500~2000RPM으로 5~15분간 교반하여 알칼리 수용액을 조제한다. 상기 온도가 40~50℃로 유지되는 알칼리 수용액에 제조된 은 분말 500g을 투입하여 30~120분간 1500~3000rpm으로 교반한 뒤, 혼합액을 원심분리기를 이용하여 여과하고, 여재를 순수로 세정하여 상등액의 전기전도도가 50㎲ 이하가 되게 하여 세척된 은 분말을 얻는다.
[44]
세척 단계에서 세척 효율(유기물 제거 효율)에 영향을 주는 인자는 세척재 종류, 세척재 농도, 세척액의 온도, 세척공정에서의 교반속도와 교반시간 등이 있다. 예를 들어, 교반속도 및 교반시간을 동시에 증가시키면 세척이 더욱 잘 되지만 세척이 과하게 되어 분말 간의 응집이 심화되고 큰 응집체가 발생하여 페이스트 제조 불량 및 인쇄 시 단선 등의 인쇄 불량이 나타나기 때문에 기존에는 교반속도를 증가시키면 교반시간을 감소시키고, 교반속도를 감소시키면 교반시간을 증가시키는 제어를 통해 적절한 응집도를 가질 수 있도록 하였다.
[45]
그러나 종래의 조건에서 교반속도를 증가시키면서 교반시간을 감소시키면 제조시간을 줄일 수 있으나 분말 간의 응집 속도가 가속화되어 응집도 제어가 어려우며, 교반속도를 감소시키면서 교반시간을 증가시키면 응집도 제어에는 유리하지만 제조시간이 길어지는 문제가 있다.
[46]
본 발명에서는 상기 세척 시 교반시간 및 교반속도 범위 내에서 교반시간 및 교반속도를 조절하여 적절한 응집도를 갖도록 세척 조건을 제시하는 것인데, 상기 세척 온도 범위일 때, 상기 교반시간 및 교반속도 범위 내에서 교반시간을 증가시키고 교반속도도 증가시키거나 교반시간을 감소시키고 교반속도도 감소시키더라도 은 분말이 적절한 응집도를 가지도록 세척이 가능한 것을 일 특징으로 한다.
[47]
D 50/D sem으로 측정되는 은 분말의 응집도는 세척이 잘될수록 증가한다. 이 응집도가 증가할수록 은 분말을 포함하는 페이스트의 점도 및 탄성이 증가하여 미세선폭 형성에 유리(선폭 퍼짐율이 감소)하지만, 너무 높을 경우에는 페이스트 제조 시, 쓰리롤밀(three roll mill) 공정에서 다량의 플레이크(flake)가 발생하고, 인쇄 시 단선이 발생하므로 응집도의 적정 범위가 존재한다.
[48]
본 발명에 따른 세척방법으로 세척하는 경우 세척 효율이 우수할 뿐만 아니라, D 50/D sem으로 측정되는 은 분말의 응집도가 2.0 내지 2.3 으로 조절되어, 이를 포함하는 도전성 페이스트 제조 시 점도와 탄성이 미세패턴 형성에 유리하도록 제조되며, 인쇄 특성 또한 우수한 효과를 제공한다.
[49]
은 분말의 응집도가 2.0 미만인 경우 제조되는 도전성 페이스트의 점도 및 탄성이 떨어져 미세선폭 형성에 매우 불리한 문제가 있으며, 2.3 을 초과하는 경우 응집도가 매우 높기 때문에 페이스트 제조시 다량의 플레이크가 발생하여 인쇄 시 단선이 발생하게 되는 문제가 있다.
[50]
상기 조제한 알칼리 수용액을 이용한 세척 시 온도가 40℃ 미만인 경우 세척효율이 매우 떨어져 충분한 응집도를 갖지 못하므로 이를 포함한 페이스트를 이용하여 미세패턴을 형성하는 것이 매우 어려우며, 50℃ 초과인 경우 응집도가 너무 높아져 이를 포함한 페이스트를 포함하여 미세패턴 인쇄 시 단선이 발생하거나 페이스트 제조 자체가 어려운 문제가 있다.
[51]
4. 표면처리단계(S4)
[52]
[53]
*본 발명의 일실시예에 따른 표면처리단계(S4)는 은 분말의 친수 표면을 소수화하는 단계로서, 선택적으로 이루어질 수 있다. 더욱 구체적으로 순수 1L에 세척된 은 분말 500g을 투입하여 2500~3500rpm으로 15~25분간 교반하여 분산시킨 뒤, 표면처리제를 투입하여 10~20분간 더 교반하여 표면처리를 완료하고, 혼합액을 원심분리기를 이용하여 여과하고, 여재를 순수로 세정하여 상등액의 전기전도도가 50㎲ 이하가 되게 하여 표면처리된 은 분말을 얻는다.
[54]
상기 표면처리제로서는 지방산 또는 지방산염을 포함하는 알코올 용액을 사용한다. 알코올은 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 벤질알코올, 테르피네올(Terpineol) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 에탄올을 사용한다.
[55]
상기 지방산은 라우르산(lauric acid), 미리스틴산(myristic acid), 팔미틴산(palmitic acid), 스테아린산(Stearic Acid), 베헨산(behenic acid), 올레인산(oleic acid), 리놀산(linolic acid) 및 아라키돈산(arachidonic acid)으로 구성되는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함한다. 바람직하게는 스테아린산(Stearic Acid)을 사용하는 것이 좋다.
[56]
상기 지방산염은 상기 지방산이 수산화칼슘(calcium hydroxide), 수산화나트륨(sodium hydroxide), 암모니아(ammonia), 메틸아민(methylamine), 디에틸아민(dimethylamine), 트리메틸아민(trimethylamine), 에틸아민(ethylamine), 디에틸아민(diethylamine), 트리에틸아민(triethylamine), 에탄올아민(ethanolamine), 디에탄올아민(diethanolamine) 또는 트리에탄올아민(triethanolamine)과 염을 형성한 지방산염을 포함한다. 바람직하게는 스테아린산이 암모니아수와 염을 형성한 암모늄스테아레이트(ammonium stearate)를 사용하는 것이 좋다.
[57]
이 후 70 내지 90℃에서 10 내지 15시간 건조한 후, 제트 밀(Jet mill)을 이용하여 해쇄 과정을 거쳐 은 분말을 얻을 수 있다. 은 분말을 표면처리할 때 분말의 분산이 잘 되어야 표면처리가 충분히 이루어지고, 함수율이 낮으면 분산 효율이 떨어지기 때문에 일정량의 함수율을 가지고 표면처리를 하는 것이 좋다.
[58]
본 발명의 일실시예에 따른 은 분말 제조방법에 따라 제조된 은 분말은 평균 입자 크기(D sem)가 1.0 내지 1.3 ㎛이며, 세척 후 은 분말의 응집도(D 50/D sem)가 2.0 내지 2.3으로 용이하게 조절 가능하다.
[59]
본 발명은 또한 본 발명의 일실시예에 따라 제조되는 은 분말을 포함하는 도전성 페이스트를 제공한다. 도전성 페이스트는 금속 분말 및 유기 비히클을 포함한다.
[60]
상기 금속 분말로는 본 발명의 일실시예에 따라 세척된 은 분말을 사용한다. 금속 분말의 함량은 인쇄 시 형성되는 전극 두께 및 전극의 선저항을 고려할 때 도전성 페이스트 조성물 총 중량을 기준으로 85 내지 95 중량% 포함되는 것이 바람직하다.
[61]
상기 유기 비히클은 용제에 유기 바인더가 5 내지 15 중량%로 혼합된 것으로서, 도전성 페이스트 조성물 총 중량을 기준으로 5 내지 15 중량% 포함되는 것이 바람직하다.
[62]
상기 유기 바인더는 셀룰로오스 에스테르계 화합물로 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 등을 예로 들 수 있으며, 셀룰로오스 에테르 화합물로는 에틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 플로필 셀룰로오스, 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸 메틸 셀룰로오스 등을 예로 들 수 있으며, 아크릴계 화합물로는 폴리 아크릴아미드, 폴리 메타 아크릴레이트, 폴리 메틸 메타 아크릴레이트, 폴리 에틸 메타 아크릴레이트 등을 예로 들 수 있으며, 비닐계로는 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 아세테이트 그리고 폴리비닐 알코올 등을 예로 들 수 있다. 상기 유기 바인더들은 적어도 1종 이상 선택되어 사용될 수 있다.
[63]
조성물의 희석을 위해 사용되는 용제로서는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 벤질알코올, 테르피네올(Terpineol) 등 의 알코올류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 이소포론, 아세틸아세톤 등의 케톤류; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 아미드류; 테트라히드로푸란, 디옥산, 메틸셀로솔브, 디글림, 부틸카르비톨 등의 에테르류; 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 탄산 디에틸, TXIB(1-이소프로필-2,2-디메틸트리메틸렌디이소부티레이트), 아세트산 카르비톨, 아세트산 부틸카르비톨 등의 에스테르류; 디메틸술폭시드, 술포란 등의 술폭시드 및 술폰류; 염화메틸렌, 클로로포름, 사염화탄소, 1,1,2-트리클로로에탄 등의 지방족 할로겐화 탄화수소; 벤젠, 톨루엔, o-크실렌, p-크실렌, m-크실렌, 모노클로로벤젠, 디클로로벤젠 등의 방향족류 등으로 이루어진 화합물 중에서 적어도 1종 이상 선택되어 사용되는 것이 좋다.
[64]
또한 태양전지 전극 형성용으로 사용되는 경우 본 발명에 따른 도전성 페이스트는 금속 분말, 유리 프릿 및 유기 비히클을 포함하여 이루어진다.
[65]
상기 금속 분말로는 본 발명의 일실시예에 따라 표면처리된 은 분말을 사용한다. 금속 분말의 함량은 인쇄 시 형성되는 전극 두께 및 전극의 선저항을 고려할 때 도전성 페이스트 조성물 총 중량을 기준으로 85 내지 95 중량% 포함하는 것이 바람직하다.
[66]
상기 유리 프릿의 조성이나 입경, 형상에 있어서 특별히 제한을 두지 않는다. 유연 유리 프릿뿐만 아니라 무연 유리 프릿도 사용 가능하다. 바람직하기로는 유리 프릿의 성분 및 함량으로서, 산화물 환산 기준으로 PbO는 5 ~ 29 mol%, TeO 2는 20 ~ 34 mol%, Bi 2O 3는 3 ~ 20 mol%, SiO 2 20 mol% 이하, B 2O 3 10 mol% 이하, 알칼리 금속(Li, Na, K 등) 및 알칼리 토금속(Ca, Mg 등)은 10 ~ 20 mol%를 함유하는 것이 좋다. 상기 각 성분의 유기적 함량 조합에 의해 전극 선폭 증가를 막고 고면저항에서 접촉저항을 우수하게 할 수 있으며, 단략전류 특성을 우수하게 할 수 있다.
[67]
유리 프릿의 평균 입경은 제한되지 않으나 0.5 내지 10㎛ 범위 내의 입경을 가질 수 있으며, 평균 입경이 다른 다종이 입자를 혼합하여 사용할 수도 있다. 바람직하기로는 적어도 1종의 유리 프릿은 평균 입경(D50)이 2㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 것을 사용하는 것이 좋다. 이를 통해 소 성시 반응성이 우수해지고, 특히 고온에서 n층의 데미지를 최소화할 수 있으며 부착력이 개선되고 개방전압(Voc)을 우수하게 할 수 있다. 또한, 소성시 전극의 선폭이 증가하는 것을 감소시킬 수 있다.
[68]
유리 프릿의 함량은 도전성 페이스트 조성물 총중량을 기준으로 1 내지 5 중량%가 바람직한데, 1 중량% 미만이면 불완전 소성이 이루어져 전기 비저항이 높아질 우려가 있고, 5 중량% 초과하면 은 분말의 소성체 내에 유리 성분이 너무 많아져 전기 비저항이 역시 높아질 우려가 있다.
[69]
상기 유기 비히클로는 제한되지 않으나 유기 바인더와 용제 등이 포함될 수 있다. 때로는 용제가 생략될 수 있다. 유기 비히클은 제한되지 않으나 도전성 페이스트 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%가 바람직하다.
[70]
유기 비히클은 금속 분말과 유리 프릿 등이 균일하게 혼합된 상태를 유지하는 특성이 요구되며, 예를 들면 스크린 인쇄에 의해 도전성 페이스트가 기재에 도포될 때에, 도전성 페이스트를 균질하게 하여, 인쇄 패턴의 흐려짐 및 흐름을 억제하고, 또한 스크린판으로부터의 도전성 페이스트의 토출성 및 판분리성을 향상시키는 특성이 요구된다.
[71]
유기 비히클에 포함되는 유기 바인더는 제한되지 않으나 셀룰로오스 에스테르계 화합물로 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 등을 예로 들 수 있으며, 셀룰로오스 에테르 화합물로는 에틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 플로필 셀룰로오스, 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 하이드록시 프로필 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸 메틸 셀룰로오스 등을 예로 들 수 있으며, 아크릴계 화합물로는 폴리 아크릴아미드, 폴리 메타 아크릴레이트, 폴리 메틸 메타 아크릴레이트, 폴리 에틸 메타 아크릴레이트 등을 예로 들 수 있으며, 비닐계로는 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 아세테이트 그리고 폴리비닐 알코올 등을 예로 들 수 있다. 상기 유기 바인더들은 적어도 1종 이상 선택되어 사용될 수 있다.
[72]
조성물의 희석을 위해 사용되는 용제로서는 알파-터피네올, 텍사놀, 디옥틸 프탈레이트, 디부틸 프탈레이트, 시클로헥산, 헥산, 톨루엔, 벤질알코올, 디옥산, 디에틸렌글리콜, 에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르 아세테이트 등으로 이루어진 화합물 중에서 적어도 1종 이상 선택되어 사용되는 것이 좋다.
[73]
본 발명에 의한 도전성 페이스트 조성물은 필요에 따라 통상적으로 알려져 있는 첨가제, 예를 들면, 분산제, 가소제, 점도 조정제, 계면활성제, 산화제, 금속 산화물, 금속 유기 화합물 등을 더 포함할 수 있다.
[74]
본 발명에 따라 제조된 은 분말을 사용하여 제조되는 도전성 페이스트는 점도가 500 내지 560 Pa.s 범위 이고, 저장탄성율이 720 내지 810 kPa 범위로서 40μm의 미세선폭 형성에 유리(선폭 퍼짐율 21% 이하)하면서도 인쇄 시 단선이 발생하지 않는 효과를 제공한다.
[75]
본 발명은 또한 상기 도전성 페이스트를 기재 위에 도포하고, 건조 및 소성하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 전극 형성 방법 및 상기 방법에 의하여 제조된 태양전지 전극을 제공한다. 본 발명의 태양전지 전극 형성방법에서 상기 특성의 은 분말을 포함하는 도전성 페이스트를 사용하는 것을 제외하고, 기재, 인쇄, 건조 및 소성은 통상적으로 태양전지의 제조에 사용되는 방법들이 사용될 수 있음은 물론이다. 일예로 상기 기재는 실리콘 웨이퍼일 수 있다.
[76]
제조예 1 은 분말의 제조
[77]
상온의 순수 6L에 질산은 1kg, 암모니아수(농도 25%) 1.58L, 옥살산 183g, 피로인산나트륨 0.3g을 넣고 교반하여 용해시켜 제1 반응액을 조제하였다. 한편 상온의 순수 8.3L에 하이드로퀴논 250g을 첨가하여 교반하여 용해시켜 제2 반응액을 조제하였다. 이에 반응 온도를 30~35℃로 맞춘 후, 제1 반응액을 교반한 상태로 하고, 이 제1 반응액에 제2 반응액을 일괄 첨가하여, 첨가 종료 후부터 10분간 더 교반하여 혼합액 중에서 입자를 성장시켰다. 그 후 교반을 멈추고, 혼합액 중의 입자를 침강시킨 후, 혼합액의 상등액을 버리고 혼합액을 원심분리기를 이용하여 여과하고, 여재를 순수로 세정하여 은 분말을 제조하였다.
[78]
실시예 및 비교예 은 분말의 세척
[79]
상온 내지 50℃(액온)의 순수 1L에 NaOH 0 내지 50g(Ag 대비 0 내지 10wt%)(세척재 함량)을 넣고 교반하여 용해시켜 세척액을 조제하였다. 이 세척액을 상기 액온으로 유지시킨 뒤, 제조된 은 분말 500g을 투입하여 1500rpm 내지 3000rpm(교반속도)으로 30 내지 150분(교반시간)간 교반하여 분말 표면에 잔류하는 유기물을 제거하는 세척 공정을 진행하였다. 그 후 교반을 멈추고 혼합액의 상등액을 버리고 혼합액을 원심분리기를 이용하여 여과하고, 여재를 순수로 세정하여 세척된 은 분말을 제조하였다.
[80]
실시예 및 비교예에 따른 세척 조건은 하기 표 1에 나타내었다.
[81]
[표1]
세척조건
세척재 함량(wt%) 액온(℃) 교반속도(rpm) 교반시간(min)
실시예 1 NaOH 2% 50 3000 90
실시예 2 NaOH 10% 50 1500 30
실시예 3 NaOH 10% 40 3000 120
실시예 4 NaOH 10% 45 3000 90
실시예 5 NaOH 10% 50 3000 60
비교예 1 DMW 25 1500 30
비교예 2 NaOH 2% 25 1500 30
비교예 3 NaOH 2% 30 3000 150
비교예 4 NaOH 10% 70 1500 30
비교예 5 NaOH 10% 60 3000 30
비교예 6 NaOH 10% 70 3000 30
비교예 7 NaOH 10% 80 3000 60

[82]
제조예 2 은 분말의 표면처리 상온의 순수 1L에 상기 세척된 은 분말 500g을 넣고 Homo-mixer를 이용하여 3000rpm에서 20분간 분말을 분산시킨 뒤, 에탄올 15ml에 스테아린산 1.5g(Ag 대비 0.3wt%)과 암모니아수 1.5ml를 넣고 초음파로 용해시켜 조제된 암모늄스테아레이트 코팅액을 첨가하여 동일 속도로 10분간 상기 세척된 은 분말을 표면처리하였다.
[83]
그 후, 원심분리를 통해 순수로 추가 세척함으로써 표면처리된 은 분말을 제조하였다. 이후, 80℃에서 12시간동안 열풍 건조하고 Jetmill를 통해 해쇄함으로써 은 분말을 완성하였다.
[84]
실험예 1 은 분말의 측정
[85]
(1) 세척 효율 측정
[86]
세척 후 은 분말 표면에 잔존하는 유기물의 양을 Hot-NaOH 수용액 평가를 통해 분석하여 세척 효율을 측정하였다. 즉, Hot-NaOH 수용액을 이용하여 은 분말 표면에 잔존하는 유기물을 용해시킨 후, 상등액의 색도를 측정하여 잔존 유기물의 농도를 수치화하였다. 상등액의 색도가 진할수록 잔존 유기물의 농도가 높다는 것을 의미, 즉 세척이 잘 안되었다는 것을 의미한다. Hot-NaOH 수용액 평가 방법은 하기와 같다.
[87]
세척 공정이 완료된 은 분말 10g(수분의 무게를 제외한 은 분말의 중량) 과 NaOH 5mol/L 수용액 30g을 50ml vial에 각각 계량한 뒤 80℃의 water bath에 20분간 Dipping(5분마다 hand shaking) 하고 30분간 상온에 방치하였다. 그 후 상등액의 색도를 측정하기 위해 상등액을 따로 따라내어 순수와 2:1 비율로 혼합한 뒤, 유체 색도계를 사용하여 혼합액의 색도값(PCU, Platinum Cobalt Units)을 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[88]
색도값의 수치가 높을수록 상등액의 색도가 진한 것을 의미하고, 세척공정에서 세척되지 않은 유기물이 용해되어 나와 상등액 색상이 진해지기 때문에 색도값이 클수록 세척이 잘 되지 않은 것을 의미한다.
[89]
(2) 응집도 측정
[90]
제조된 은 분말의 응집도를 평가하기 위하여 SEM size(D SEM, μm) 에 대한 PSA size(D 50, μm)의 비를 측정하였다. 광산란에 의하여 다분산된 입자를 하나의 입자로 입도 분석이 이루어지는 PSA 입자 크기가 각각의 입자의 지름을 SEM 촬영을 통해 측정한 입자 크기와 차이가 클수록 많이 응집된 것을 의미하며, 세척이 잘될수록 분말의 D 50 이 증가하므로 응집도가 증가한다.
[91]
실시예 및 비교예에 의해 세척이 완료된 은 분말 100개 각각의 지름 크기를 측정한 후 평균을 내어 SEM size 를 측정하였다.
[92]
또한 실시예 및 비교예에 의해 제조된 은 분말 0.03g을 에탄올 30ml에 투입 후, 초음파 1분 하여 에탄올에 은 분말을 분산시킨 후 입도 분석 장비에 투입하여 PSA size를 측정하였다. 입경의 누적분포도에서, 그래프의 전체 넓이를 기준으로 가장 큰 입경으로부터 넓이가 50%인 입경을 D 50으로 표현한다.
[93]
응집도 측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[94]
제조예 2 도전성 페이스트
[95]
상기 실시예 및 비교예에 따라 표면 처리된 은 분말 89.5 중량%, 유리 프릿 1.92 중량%, 유기 비히클 5.20 중량%, 첨가제 3.38 중량%를 자전공전식 진공 교반 탈포 장치로 혼합한 후 삼본롤을 사용함으로써, 도전성 페이스트를 얻었다.
[96]
실험예 2 도전성 페이스트의 유변물성(점도) 측정
[97]
(1) 점도 측정
[98]
상기 제조된 도전성 페이스트에 대하여, Rotational viscometer인 HAAKE RotoVisco1을 사용하여 25℃에 있어서 전단속도 0.1~100 1/s 범위의 점도를 측정하였다. 이 때, 측정센서는 PP35Ti(serrated type)이며 Gap size는 0.4mm이었으며, 전단속도 4 1/s일 때, 점도값을 하기 표 3에 나타내었다.
[99]
(2) 저장탄성율 측정
[100]
상기 제조된 도전성 페이스트에 대하여, Rotational rheometer인 HAAKE RheoStress1을 사용하여 25℃에 있어서 amplitude sweep을 통해 저장탄성율을 측정하였다. 이 때, 측정센서는 PP35Ti이며, Gap size는 0.4mm이고, 전단응력은 1~1000 Pa, 각주파수는 1 rad/s였다. 평탄영역에서의 저장탄성율을 탄성으로 나타내며, 전단응력 100 Pa일때, 저장탄성율을 하기 표 3에 나타내었다.
[101]
(3) 인쇄 선폭 및 단선 측정
[102]
상기 제조된 도전성 페이스트를 알루미나 기판 상에 ASYS 회사제 스크린 인쇄기를 이용하여 이격거리 1.5mm, 스퀴지 압력 75N, 인쇄 속도 300mm/s로 하여 무라가미 회사제 360mesh 스크린 제판을 이용하여 40μm 선폭의 패턴을 스크린 인쇄하고, 100℃에서 30분간 건조시켰다. 광학현미경을 이용하여 건조된 전극 패턴의 선폭 및 선폭 퍼짐율을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다. 또한 상기 인쇄 패턴에서 5개 이상의 단선 발생 시 단선이 발생한 것으로 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
[103]
[표2]
실험 결과 1
세척효율 응집도
상등액 색상(PCU) Dsem(μm) D50(μm) 응집도(D50/Dsem)
실시예 1 70 1.13 2.4 2.12
실시예 2 120 1.14 2.4 2.11
실시예 3 30 1.14 2.5 2.19
실시예 4 10 1.12 2.4 2.14
실시예 5 40 1.13 2.5 2.21
비교예 1 690 1.15 2.2 1.91
비교예 2 250 1.16 2.2 1.90
비교예 3 220 1.14 2.2 1.93
비교예 4 30 1.13 2.8 2.48
비교예 5 20 1.14 2.8 2.46
비교예 6 20 1.13 3 2.65
비교예 7 0 1.15 3.5 3.04

[104]
[표3]
실험 결과 2
점도(Pa.s) 저장탄성율(kPa) 인쇄특성
shear rate: 4 1/s Stress: 100Pa 선폭(μm) 선폭 퍼짐율(%) 단선 발생
실시예 1 553.4 805 44.2 10.5 양호
실시예 2 526.5 764 46.4 16.0 양호
실시예 3 529.4 732 47.9 19.8 양호
실시예 4 521.9 722 47.6 19.0 양호
실시예 5 509.9 742 48.2 20.5 양호
비교예 1 428.6 584 60.4 51.0 양호
비교예 2 475.4 629 57.3 43.3 양호
비교예 3 484.2 641 56.2 40.5 양호
비교예 4 504.4 715 47.3 18.3 단선 발생
비교예 5 436.6 573 58.1 45.3 단선 발생
비교예 6 584.3 778 45.8 14.5 단선 발생
비교예 7 Paste 제조 시, 응집 분말에 의해 다량의 flake 발생, 제조 불량

[105]
상기 표 2에 나타나는 것과 같이 본 발명의 실시예에 따라 세척한 은 분말의 경우 상등액 색상이 200PCU 이하로 세척효율이 우수한 것을 알 수 있다. 또한 SEM 입경이 1.12 내지 1.16 μm 인 실시예 및 비교예의 응집도를 비교해보면 실시예에 따른 은 분말은 2.0 내지 2.3 범위이지만 비교예의 응집도는 2.0 미만 또는 2.3 초과인 것을 알 수 있다. 상기 실시예와 같은 응집도 범위를 갖는 경우 표 3의 실험 결과 2에 의해 뒷받침되는 것과 같이 페이스트의 점도가 500 내지 560 Pa.s 범위 이고, 저장탄성율이 720 내지 810 kPa 범위로서 미세선폭 형성에 유리(선폭 퍼짐율이 약 21% 이하)하면서도 인쇄 시 단선이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다. 비교예 1 내지 3의 경우, 상등액 색상이 220PCU 이상으로 세척효율이 현저히 떨어지는 것을 알 수 있다. 이에 응집도 또한 2.0 미만으로 낮기 때문에 페이스트의 점도가 500 Pa.s 미만, 저장탄성율이 650 kPa 미만으로써 점도 및 탄성이 떨어져 미세선폭 형성에 불리(선폭 퍼짐율이 40% 이상)을 확인할 수 있다.
[106]
비교예 4 및 6의 경우, 상등액 색상이 200PCU 이하로 세척효율은 우수하지만 응집도가 2.4 이상으로 높다. 응집도가 높기 때문에 페이스트의 점도 및 탄성이 비교적 증가하여 미세선폭 형성이 가능하지만 페이스트 내에 큰 응집체가 존재하여 페이스트 토출 특성이 나빠져 인쇄시 단선이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
[107]
비교예 5의 경우, 상등액 색상이 200PCU 이하로 세척효율은 우수하지만 응집도가 2.4 이상으로 높다. 그러나 응집도가 높음에도 불구하고 분말 내에 큰 응집체의 존재로 인해 분말의 비표면적이 감소하여 점도 및 탄성이 떨어지고, 미세선폭 형성이 어렵고 또한 인쇄시 단선이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
[108]
비교예 7의 경우, 응집도가 매우 높아 페이스트 제조 시, 삼본롤 공정에서 다량의 플레이크(flake)가 발생하여 점도 및 탄성 측정이 불가하고 인쇄가 불가하였다.
[109]
전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

청구범위

[청구항 1]
은 이온, 암모니아, 유기산 및 인 화합물을 포함하는 제1 반응액 및 환원제를 포함하는 제2 반응액을 제조하는 반응액제조단계(S21) 및 제1 반응액 및 제2 반응액을 반응시켜 은 분말을 얻는 석출단계(S22)를 포함하는 은 염 환원단계(S2)를 통하여 은 분말을 제조하고, 상기 제조된 은 분말을 알칼리 수용액에서 교반하여 세척하는 세척단계(S3)를 포함하며, 상기 세척단계에서 세척온도, 교반속도 및 교반시간을 조절함으로써 세척된 은 분말의 응집도(D 50/D sem)를 조절하는 은 분말의 제조방법.
[청구항 2]
제1항에 있어서, 상기 알칼리 수용액은 40 내지 50℃로 유지되는 순수에 상기 제조된 은 분말 대비 2 내지 10wt%의 알칼리 화합물을 녹인 후 2500 내지 3500RPM으로 5 내지 15분간 교반하여 제조하는 것을 특징으로 하는 은 분말의 제조방법.
[청구항 3]
제1항에 있어서, 상기 세척단계에서 세척온도는 40 내지 50℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 은 분말의 제조방법.
[청구항 4]
제1항에 있어서, 상기 세척단계에서 상기 교반속도는 1500 내지 3000rpm 범위 내에서 조절하며, 상기 교반시간은 30 내지 120분 범위 내에서 조절하는 것을 특징으로 하는 은 분말의 제조방법.
[청구항 5]
제4항에 있어서, 상기 세척단계에서 상기 범위 내에서 교반속도를 증가시키는 경우 상기 범위 내에서 교반시간을 증가시키고, 상기 범위 내에서 교반속도를 감소시키는 경우 상기 범위 내에서 교반시간을 감소시켜 세척하는 것을 특징으로 하는 은 분말의 제조방법.
[청구항 6]
제1항에 있어서, 상기 세척단계는 세척된 은 분말의 응집도(D 50/D sem)를 2.0 내지 2.3 범위로 조절하는 것을 특징으로 하는 은 분말의 제조방법.
[청구항 7]
제1항에 의해 제조되어 SEM에 의해 측정되는 평균 입자 크기(D sem)가 1.0 내지 1.3μm 인 은 분말로서, SEM size(D sem, μm) 에 대한 PSA size(D 50, μm)의 비로 측정되는 응집도(D 50/D sem)가 2.0 내지 2.3 인 도전성 페이스트용 은 분말.
[청구항 8]
제7항의 도전성 페이스트용 은 분말을 포함하는 금속 분말; 및 용제 및 유기 바인더를 포함하는 유리 비히클; 을 포함하는 도전성 페이스트.
[청구항 9]
제8항에 있어서, 상기 도전성 페이스트는 25℃에서 점도 및 저장탄성율을 측정한 경우, 전단속도 4 1/s 일 때 점도값이 500 내지 560 Pa·s 이고, 전단응력 100 Pa 일 때 저장탄성율이 720 내지 810 kPa 인 도전성 페이스트.
[청구항 10]
제9항에 있어서, 상기 도전성 페이스트를 이용하여 40 μm 선폭의 패턴을 스크린 인쇄하고 100℃에서 30분간 건조시킨 경우, 선폭 퍼짐율이 21% 이하인 도전성 페이스트.
[청구항 11]
제7항의 도전성 페이스트용 은 분말을 포함하는 금속 분말; 유리 프릿; 및 용제 및 유기 바인더를 포함하는 유기 비히클;을 포함하는 태양전지 전극용 도전성 페이스트.