CN109903884A - 用于形成太阳能电池电极的组合物及使用其制造的电极 - Google Patents

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金艺真
金哲奎
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Abstract

本文公开了一种用于形成太阳能电池电极的组合物及使用其制造的电极。用于太阳能电池电极的组合物包含:导电粉末、玻璃料、有机载体、滑爽剂、以及触变剂,并且具有如在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下针对tanδmax测量的0.1rad/s至80rad/s的角速度。

Description

用于形成太阳能电池电极的组合物及使用其制造的电极
相关申请的引证
本申请要求2017年12月7日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请号10-2017-0167840的权益,通过引证将其全部公开内容并入本文中。
技术领域
本发明涉及用于太阳能电池电极的组合物及使用其制造的电极。
背景技术
随着化石燃料能源的耗尽,太阳能电池作为新的替代能源得到关注。太阳能电池利用p-n结的光伏效应来发电,所述p-n结将太阳光的光子转化为电。在太阳能电池中,前电极和后电极分别形成在具有p-n结的半导体晶片或基底的上表面和下表面上。然后,通过太阳光进入半导体晶片来诱导p-n结处的光伏效应以及在p-n结处通过光伏效应产生的电子通过电极向外部提供电流。通过施加、图案化和烘烤电极浆料,在晶片上形成太阳能电池的电极。
对于这种太阳能电池而言,重要的是提高转化效率,即太阳能电池的有用输出与输入的比率(就能量而言)。传统上,为了提高太阳能电池的转化效率,已经提出了通过调节导电粉末颗粒的尺寸和混合比或通过导电粉末颗粒的表面处理来制备合适的电极浆料的方法。然而,这种单独的方法对提高太阳能电池的转化效率具有限制。此外,通过混合具有不同粒径的导电粉末获得所需烧结密度或电极电阻的方法具有有限的可印刷性和图案化能力(patternability,图案形成性能,可成图案性)的问题。因此,需要通过对其使用的有机材料进行改进能够提高太阳能电池的转化效率并且能够在丝网印刷中表现出从筛网(mesh)改善的可喷射性的电极浆料,从而实现了具有由于较小的线宽和较高的线高导致的较高的高宽比(aspect ratio,纵横比)的前电极。
为了改善用于太阳能电池电极的浆料的可印刷性,提出了使用表面处理的导电颗粒或通过调节导电颗粒的尺寸和混合比来提高可分散性的方法。此外,还提出了一种方法,其中使用丙烯酸酯粘合剂来代替典型的纤维素粘合剂树脂。然而,前者在电性质方面具有限制,而后者的优点在于,丙烯酸酯粘合剂可以通过比纤维素粘合剂树脂更简单的方法来制备,通过各种单体的组合,为浆料提供所需的性能,并且由于低残留碳含量以及在其聚合物侧基中存在极性官能团而呈现出良好的分散性。然而,与典型的纤维素粘合剂树脂相比,后者具有相对较差的可印刷性(触变性)的缺点。大多数常规方法是材料方法,因此需要开发流变学方法。
本发明的背景技术公开于日本未审查专利公开号2015-144162中。
发明内容
根据本发明的一个方面,用于太阳能电池电极的组合物包含:导电粉末、玻璃料、有机载体、滑爽剂、以及触变剂,并且可以具有如在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下针对tanδmax测量的0.1rad/s至80rad/s的角速度。
根据本发明的另一个方面,使用根据本发明的太阳能电池电极的组合物来制造电极。
本发明提供能够以30μm或更小的细线宽(fine line-width)印刷的用于太阳能电池电极的组合物。
此外,本发明提供了用于太阳能电池电极的组合物,其能够在丝网印刷中表现出由筛网的改善的可喷射性。
此外,本发明提供了用于太阳能电池电极的组合物,其可以实现具有由于在丝网印刷中的较小的线宽和较高的线高导致的较高的高宽比,从而降低太阳能电池的电阻,同时提高太阳能电池的转换效率。
附图说明
图1是根据本发明一个实施方式的太阳能电池的示意图。
图2是示出实施例1的依赖角速度的储能模量(storage modulus,储存模量)(G')、损耗模量(G")和tanδ值的曲线图。
图3是示出比较例1的依赖角速度的储能模量(G')、损耗模量(G")和tanδ值的曲线图。
图4是烘烤后实施例1的图案形状的图像。
图5是在烘烤之后比较例1的图案形状的图像。
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述本发明的实施方式。应当理解,本发明可以以不同的方式实施,并不局限于以下实施方式。
用于太阳能电池电极的组合物
用于太阳能电池电极的组合物包含导电粉末、玻璃料、有机载体、滑爽剂和触变剂,并且可以具有如在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下针对tanδmax测量的0.1rad/s至80rad/s的角速度(凝胶点)。在该范围内,组合物可以以30μm或更小的细线宽印刷,并且在丝网印刷中具有由筛网的改进的可喷射性。此外,组合物可实现具有由于在丝网印刷中较小的线宽和较高的线高导致的较高的高宽比的电极,从而降低太阳能电池的电阻,同时提高太阳能电池的转换效率。优选地,组合物具有如在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下针对tanδmax测量的0.1rad/s至70rad/s的角速度。
在一个实施方式中,用于太阳能电池电极的组合物可以具有如在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下测量的11或更小、特别是10.5或更小、例如1至10.5的tanδmax。在该范围内,组合物可以以细线宽印刷,并且可以实现具有较高的高宽比的电极。
在一个实施方式中,用于太阳能电池电极的组合物可以具有如在23℃和1rad/s的条件下测量的小于3,500Pa或更小的储能模量,具体为3,200Pa或更小,例如,400Pa至3,200Pa,1,000Pa至3,200Pa。在该范围内,组合物可以以细线宽印刷,并且可以实现具有较高的高宽比的电极。
在一个实施方式中,用于太阳能电池电极的组合物可以具有如在23℃和10rpm的条件下测定的100kcPs至500kcPs、具体为100kcPs至300kcPs的粘度。在此范围内,用于太阳能电池电极的组合物可以用作用于太阳能电池电极的组合物。
现在,将更详细地描述根据本发明的用于太阳能电池电极的组合物的各组分。
导电粉末
导电粉末可以包括选自银、金、铂、钯、铝和镍中的至少一种金属粉末。具体地,导电粉末可以包括银(Ag)粉末。
导电粉末可以具有纳米或微米级的粒度。例如,导电粉末可以具有几十至几百纳米的平均粒径或可以具有几至几十微米的平均粒径。可替代地,导电粉末可以是两种或更多种类型的具有不同粒度的导电粉末的混合物。
导电粉末可以具有各种颗粒形状,如球形、片状或无定形颗粒形状,但不限于此。
导电粉末可以具有0.1μm至10μm、特别是0.5μm至5μm的平均粒径(D50)。在此范围内,组合物可以降低太阳能电池的接触电阻和线电阻。在此,在通过超声波处理在25℃下将导电粉末分散于异丙醇(IPA)中3分钟之后,可以使用模型(Model)1064D粒度分析仪(CILASCo.,Ltd.)测量平均粒径。
在用于太阳能电池电极的组合物中,导电粉末可以以60wt%至95wt%的量存在。在该范围内,组合物能够改善太阳能电池的转化效率,并且可以容易地以浆料形式制备。优选地,导电粉末以70wt%至95wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。例如,导电粉末可以以60wt%、61wt%、62wt%、63wt%、64wt%、65wt%、66wt%、67wt%、68wt%、69wt%、70wt%、71wt%、72wt%、73wt%、74wt%、75wt%、76wt%、77wt%、78wt%、79wt%、80wt%、81wt%、82wt%、83wt%、84wt%、85wt%、86wt%、87wt%、88wt%、89wt%、90wt%、91wt%、92wt%、93wt%、94wt%、或95wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。
玻璃料
通过在用于太阳能电池电极的组合物的烘烤过程中,蚀刻抗反射层并熔融导电粉末,玻璃料用于形成发射极区(emitter region,发射器)中导电粉末的晶粒。此外,玻璃料提高了导电粉末与晶片的粘附性,以及在烘烤过程中,其被软化以降低烘烤温度。
在本发明中,玻璃料可以是具有200℃至300℃的玻璃化转变温度的低熔点玻璃料。在该玻璃化转变温度的范围内,组合物在接触电阻方面可以表现出良好的性能。
在本发明中,玻璃料可以是无铅玻璃料。具体地,玻璃料可以包括选自以下的至少一种:铋(Bi)、碲(Te)、锂(Li)、锌(Zn)、磷(P)、锗(Ge)、镓(Ga)、铈(Ce)、铁(Fe)、硅(Si)、钨(W)、镁(Mg)、铯(Cs)、锶(Sr)、钼(Mo)、钛(Ti)、锡(Sn)、铟(In)、钒(V)、钡(Ba)、镍(Ni)、铜(Cu)、钠(Na)、钾(K)、砷(As)、钴(Co)、锆(Zr)和锰(Mn)。优选地,玻璃料是铋-碲-锌-锂-氧化物(Bi-Te-Zn-Li-O)玻璃料。
玻璃料的形状和尺寸无特别限制。例如,玻璃料可以具有0.1μm至10μm的平均粒径(D50)。玻璃料可以具有球形或无定形形状。在此,在通过超声波处理在25℃下将导电粉末分散于异丙醇(IPA)中3分钟之后,可以使用模型1064D粒度分析仪(CILAS Co.,Ltd.)测量平均粒径(D50)。
玻璃料可以通过本领域已知的任何典型方法从金属和/或金属氧化物制备。例如,可以通过使用球磨机或行星式磨机混合碲氧化物、铋氧化物、以及任选的其它金属和/或金属氧化物,在800℃至1300℃下熔融混合物,并将熔融的混合物淬火至25℃,然后使用圆盘磨机、行星式磨机等粉碎得到的产物来制备玻璃料。
玻璃料可以在用于太阳能电池电极的组合物中以0.1wt%至20wt%的量存在,特别是0.5wt%至10wt%,更具体地1.5wt%至2wt%。在此范围内,玻璃料能够确保在各种薄层电阻(sheet resistance,片材电阻)下p-n结的稳定性,将串联电阻降至最低,并且最终提高太阳能电池的效率。例如,玻璃料可以在用于太阳能电池电极的组合物中以0.1wt%、0.5wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、或20wt%的量存在。
有机载体
有机载体通过与组合物的无机组分的机械混合,赋予对于印刷用于太阳能电池电极的组合物的合适的粘度和流变学特性。
有机载体可以包括粘合剂树脂、溶剂等。
溶剂可以选自由以下各项组成的组:例如己烷、甲苯、乙基溶纤剂、环己酮、丁基溶纤剂、丁基卡必醇(二甘醇单丁醚)、二丁基卡必醇(二甘醇二丁醚)、丁基卡必醇乙酸酯(二甘醇单丁醚乙酸酯)、丙二醇单甲醚、己二醇、松油醇、甲基乙基酮、苄醇、γ-丁内酯、乳酸乙酯、和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(例如,texanol)。这些可单独使用或作为其混合物使用。
粘合剂树脂可以选自丙烯酸酯树脂或纤维素树脂。乙基纤维素通常用作粘合剂树脂。此外,粘合剂树脂可以选自乙基羟乙基纤维素、硝化纤维素、乙基纤维素和酚醛树脂(phenol resin)的共混物、醇酸树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、二甲苯树脂、聚丁烯树脂、聚酯树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、乙酸乙烯酯树脂、松香树脂(如木松香)、醇的聚甲基丙烯酸酯等。这些可以单独使用或作为其混合物使用。
在一个实施方式中,粘合剂树脂可以是重均分子量为20,000至200,000、特别是20,000至100,000的第一粘合剂树脂。在另一实施方式中,粘合剂树脂可以是重均分子量为20,000至200,000的第一粘合剂树脂和数均分子量为500至5,000、特别是500至3,000的第二粘合剂树脂的混合物。当粘合剂树脂是具有在该范围内的重均分子量的第一粘合剂树脂和具有在该范围内的数均分子量的第二粘合剂树脂的混合物时,用于太阳能电池电极的组合物可以具有如在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下针对tanδmax测量的0.1rad/s至80rad/s的角速度。
第一粘合剂树脂可以以0.1wt%至20wt%、特别是0.1wt%至10wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。第二粘合剂树脂可以以0.1wt%至10wt%、特别是0.1wt%至5wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。在这些范围内,用于太阳能电池电极的组合物可以具有如在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下针对tanδmax测量的0.1rad/s至80rad/s的角速度。
有机载体可以以基于用于太阳能电池电极的组合物总重量的1wt%至30wt%的量存在。在此范围内,有机载体可以为组合物提供充分的粘合强度和良好的可印刷性。例如,有机载体可以以基于用于太阳能电池电极的组合物总重量的1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、16wt%、17wt%、18wt%、19wt%、20wt%、21wt%、22wt%、23wt%、24wt%、25wt%、26wt%、27wt%、28wt%、29wt%、或30wt%的量存在。
滑爽剂
在本发明中,滑爽剂可以包括线型硅氧烷和环状硅氧烷中的至少一种。
线性硅氧烷可以以5wt%或更少、例如0.1wt%至5wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。在此范围内,用于太阳能电池电极的组合物可以具有如在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下针对tanδmax测量的0.1rad/s至80rad/s的角速度。例如,线性硅氧烷可以以0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、或5wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。
线性硅氧烷可以包括聚甲基硅氧烷、聚乙基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和聚二乙基硅氧烷中的至少一种。
环状硅氧烷可以以5wt%或更少、例如0.1wt%至5wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。在此范围内,用于太阳能电池电极的组合物可以具有如在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下针对tanδmax测量的0.1rad/s至80rad/s的角速度。例如,环状硅氧烷可以以0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、或5wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。
环状硅氧烷是具有硅-氧-硅-氧的环的环状硅氧烷化合物,并且可以包括选自以下的至少一种:取代或未取代的环三硅氧烷、取代或未取代的环四硅氧烷、取代或未取代的环五硅氧烷、取代或未取代的环六硅氧烷、取代或未取代的环七硅氧烷、取代或未取代的环八硅氧烷、取代或未取代的环九硅氧烷、和取代或未取代的环十硅氧烷。本文所用的术语“取代的”是指偶联到硅氧烷中的硅(Si)的至少一个氢原子被以下各项取代:C1至C5烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基)、C2至C5烯基(例如,乙烯基)、C6至C10芳基(例如苯基)或C1至C5卤代烷基(例如,三氟丙基)。
例如,环状硅氧烷化合物可以包括选自以下的至少一种:六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、十四甲基环七硅氧烷、十八甲基环九硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、六苯基环三硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(如2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷)、三(三氟丙基)-三甲基环三硅氧烷(如1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)-1,3,5-三甲基环三硅氧烷)、十六甲基环八硅氧烷、五甲基环五硅氧烷、六甲基环六硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、三苯基环三硅氧烷、四苯基环四硅氧烷、四甲基-四苯基环四硅氧烷、四乙烯基-四苯基环四硅氧烷、六甲基-六乙烯基环六硅氧烷、六甲基-六苯基环六硅氧烷和六乙烯基-六苯基环六硅氧烷,但不限于此。
滑爽剂可以以0.1wt%至5wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。在此范围内,滑爽剂可以降低组合物的区域中变化的比率,并防止太阳能电池的电阻增加。例如,滑爽剂可以以0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、或5wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。
触变剂
在本发明中,触变剂可以包括双酰胺类触变剂(bisamide-based thixotropicagent,基于双酰胺的触变剂)。双酰胺类触变剂可以包括本领域已知的任何典型的双酰胺类触变剂,例如,Thixatrol Max(Elementis Co.,Ltd.)。
触变剂可以以0.1wt%至5wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。在此范围内,用于太阳能电池电极的组合物可以具有如在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下针对tanδmax测量的0.1rad/s至80rad/s的角速度。例如,触变剂可以以0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、或5wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。
在一个实施方式中,用于太阳能电池电极的组合物不含蓖麻油类触变剂。如果用于太阳能电池电极的组合物含有蓖麻油类触变剂,组合物难以具有如在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下针对tanδmax测量的0.1rad/s至80rad/s的角速度。
分散剂
用于太阳能电池电极的组合物还可以包含分散剂。分散剂可以包括酸类分散剂(acid-based dispersant)。酸类分散剂可以包括本领域已知的任何典型的酸类分散剂,例如,包括丁二酸类分散剂的饱和或不饱和酸类分散剂,和聚羧酸类分散剂,如三价或更高价的羧酸类分散剂。
分散剂还可以包括胺盐类分散剂。胺盐类分散剂可以包括本领域已知的任何典型的胺盐类分散剂。
分散剂可以以0.1wt%至5wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。在此范围内,分散剂可以降低组合物的区域中的变化率,并防止太阳能电池的电阻增加。例如,分散剂可以以0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%或5wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。
其它添加剂
根据需要,用于太阳能电池电极的组合物还可以包含任何典型的添加剂以增强流动性、可加工性和稳定性。添加剂可以包括增塑剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、紫外稳定剂、抗氧化剂、偶联剂等。这些可以单独使用或作为其混合物使用。添加剂可以以0.1wt%至5wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中,尽管添加剂的含量可以根据需要改变。例如,添加剂可以以0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、或5wt%的量存在于用于太阳能电池电极的组合物中。
太阳能电池电极和包括其的太阳能电池
本发明的其它方面涉及由用于太阳能电池电极的组合物形成的电极和包括其的太阳能电池。图1示出了根据本发明的一个实施方式的太阳能电池。
参照图1,太阳能电池100包括后电极21和前电极23,其通过以下来形成:将用于电极的组合物印刷在包含p-层(或n-层)11和n-层(或p-层)12(作为发射体)的晶片或基板10上,然后进行烘烤。例如,通过将组合物印刷在晶片的背面并且在200℃至400℃下将印刷的组合物干燥10秒至60秒来执行制备后电极的初步过程。此外,可以通过将组合物印刷在晶片的前表面上,并干燥印刷的组合物来执行用于制备前电极的初步过程。然后,可以通过在400℃至950℃、具体为700℃至950℃下烘烤晶片30秒至210秒来形成前电极和后电极。
接下来,将参照实施例更详细地描述本发明。然而,应当注意,这些实施例仅仅是为了说明的目的而提供的,而不应解释为以任何方式限制本发明。
实施例1
(A)将90重量份的银粉末与(B)2重量份的玻璃料混合,从而制备混合物。作为有机载体,将(C1)1重量份的乙基纤维素和(C3)5.6重量份的texanol加入到混合物中。然后,将(D1)0.35重量份的聚二甲基硅氧烷作为滑爽剂、(E1)0.6重量份的双酰胺类触变剂、和(F3)0.45重量份的聚羧酸类分散剂加入到混合物中,然后在3辊捏合机中进行混合和捏合,从而制备用于太阳能电池电极的组合物。
实施例2至8
以与实施例1相同的方式制备用于太阳能电池电极的组合物,不同之处在于各组分的含量(以重量份计)如表1所示改变。
比较例1至5
以与实施例1相同的方式制备用于太阳能电池电极的组合物,不同之处在于各组分的含量(以重量份计)如表2所示改变。
对实施例和比较例中制备的用于太阳能电池电极的组合物的每一种评价如下性质。结果示于表1、表2、图2和图3中。
(1)储能模量(单位:Pa,@1rad/s):使用旋转流变仪(ARES G2,TA仪器)通过扫频方法评价在实施例和比较例中制备的用于太阳能电池电极的组合物的每一种的储能模量。在此,每种组合物的储能模量的测量在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s(角速度)的条件下进行。储能模量由储能模量值在1rad/s的角速度下确定。
(2)Tanδmax:使用旋转流变仪(ARES G2,TA仪器)通过扫频方法评价在实施例和比较例中制备的用于太阳能电池电极的组合物的每一种的tanδmax。在此,在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s(角速度)的条件下进行tanδ值的测量,然后找到所测量的tanδ值中的最高值。
(3)凝胶点(针对tanδmax测量的角速度)(单位:rad/s,@最大tanδ):通过扫频方法评价在实施例和比较例中制备的用于太阳能电池电极的组合物中的每一种的凝胶点(针对tanδmax测量的角速度)。
(4)粘度(单位:kcPs,@10rpm,@23℃):使用Brookfield粘度计在10rpm和23℃的条件下评价在实施例和比较例中制备的用于太阳能电池电极的组合物的每一种的粘度。
使用实施例和比较例的用于太阳能电池电极的组合物的每一种制造电极,然后对于列于表1和表2的性能,对其进行评价。结果示于表1、表2和图2至图5。
通过以预定图案丝网印刷,然后在IR干燥炉中干燥将在实施例和比较例中制备的用于太阳能电池电极的组合物的每一种沉积在晶片的前表面上(薄层电阻:70Ω/sq)。然后,将铝浆料印刷在晶片的整个背面上,以与上述相同的方式进行干燥。在带式烘烤炉中将根据该方法形成的电池在400℃至900℃的温度下烘烤30秒至50秒,从而制造太阳能电池。根据下面的标准,评价太阳能电池的可印刷性、溢流(flooding)、图案化能力1、和图案化能力2。
(1)可印刷性:检查所获得的图案的分离,随后根据以下标准评价可印刷性。
○:分离线的数量:小于5
×:分离线的数量:大于或等于5
(2)溢流:将用于太阳能电池电极的组合物的每一种沉积在用于太阳能电池的硅晶片上,以制备样品。在沉积时表现出均匀溢流的样品被评定为“良好”以及在沉积时没有显示均匀溢流并且部分地不能再沉积的样品被评定为“差”。
(3)图案化能力1:用激光显微镜观察得到的图案的宽度。
○:线宽值的标准偏差:小于3μm,Rz:小于15μm
△:线宽值的标准偏差:大于或等于3μm且小于5μm,Rz:大于或等于15μm且小于20μm
×:线宽值的标准偏差:大于或等于5μm,Rz:大于或等于20μm
(4)图案化能力2:利用激光显微镜观察图案的高度和宽度,以及计算图案的高宽比(高度与宽度的比率)。
○:高宽比大于或等于25%
△:高宽比大于或等于20%且小于25%
×:高宽比小于20%
表1
表2
(A)银粉末:平均粒径:2.0μm(AG-5-11F,Dowa Hightech Co.,Ltd.)
(B)玻璃料:玻璃化转变温度:270℃,平均粒径:2.0μm(ABT-1,Ashai Glass Co.,Ltd.)
(C)有机载体
(C1)乙基纤维素:重均分子量:40,000(STD4,Dow Chemical Company)
(C2)松香:数均分子量:600(Foral 85E,Eastman Chemical)
(C3)Texanol(Eastman Chemical)
(D)滑爽剂
(D1)聚二甲基硅氧烷(KF-96,ShinEtsu Chemical)
(D2)环戊硅氧烷(PMX-245,Dow Corning Corporation)
(E)触变剂
(E1)双酰胺类触变剂(Thixatrol Max,Elementis Co.,Ltd.)
(E2)蓖麻油类触变剂(Thixatrol ST,Elementis Co.,Ltd.)
(F)分散剂
(F1)胺盐类分散剂(TDO,Akzonobel Chemical)
(F2)十八烯基丁二酸类分散剂(KD-16,Croda Advanced Materials)
(F3)聚羧酸类分散剂(MALIALIM,NOF Corporation)
如表1和图2所示,可以看出,根据本发明的用于太阳能电池电极的组合物具有如在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下针对tanδmax测量的0.1rad/s至80rad/s的角速度。因此,根据本发明的用于太阳能电池电极的组合物允许细线宽印刷,从而表现出良好的可印刷性和图案化能力和均匀的溢流,如图4所示。
相反地,比较例1的用于太阳能电池电极的组合物具有如在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下针对tanδmax测量的在0.1rad/s至80rad/s的范围之外的角速度。因此,在细线宽印刷中,如图5所示,比较例1的组合物表现出较差的可印刷性和图案化能力和不均匀的溢流。
应理解的是,在不背离本发明精神和范围的前提下,本领域技术人员可以做出各种修改、变化、更改、和等效实施方式。

Claims (11)

1.一种用于太阳能电池电极的组合物,包含:
导电粉末、玻璃料、有机载体、滑爽剂、以及触变剂,
其中,所述组合物具有在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下针对tanδmax测量的0.1rad/s至80rad/s的角速度。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述组合物具有在23℃和0.1rad/s至1,000rad/s的条件下测量的11或更小的tanδmax。
3.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述组合物具有在23℃和1rad/s的条件下测量的3,500Pa或更小的储能模量。
4.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述有机载体包括具有20,000至200,000的重均分子量的第一粘合剂树脂。
5.根据权利要求4所述的组合物,其中,所述有机载体进一步包括具有500至5,000的数均分子量的第二粘合剂树脂。
6.根据权利要求5所述的组合物,其中,所述第一粘合剂树脂以0.1wt%至20wt%的量存在于所述组合物中并且所述第二粘合剂树脂以0.1wt%至10wt%的量存在于所述组合物中。
7.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述触变剂包括双酰胺类触变剂并且以0.1wt%至5wt%的量存在于所述组合物中。
8.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述滑爽剂包括线性硅氧烷和环状硅氧烷中的至少一种并且以0.1wt%至5wt%的量存在于所述组合物中。
9.根据权利要求1所述的组合物,还包含:分散剂,
其中,所述分散剂以0.1wt%至5wt%的量存在于所述组合物中。
10.根据权利要求1所述的组合物,还包含选自以下各项中的至少一种添加剂:增塑剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、紫外稳定剂、抗氧化剂、以及偶联剂。
11.一种使用根据权利要求1至10中任一项所述的用于太阳能电池电极的组合物制造的太阳能电池电极。
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