用于太陽能電池電極的組合物以及使用其制備的電極制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種用于太陽能電池電極的組合物及使用其制備的電極。所述組合物包含銀(Ag)粉末、玻璃料、有機(jī)粘合劑以及溶劑，其中所述有機(jī)粘合劑包含含有由式1表示的重復(fù)單元的化合物：其中R1是Na+、K+、NH4+或PH3+；R2是氫原子或C1到C2烷基；以及n是1到3，500的整數(shù)。所述組合物在分散性和儲存穩(wěn)定性方面具有極佳特性，允許形成精細(xì)圖案，且展現(xiàn)極佳可印刷性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
相關(guān)申請案的交叉參考本專利技術(shù)要求2014年11月19日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請案第10-2014-0161957號的權(quán)益，所述申請案的全部公開內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
本專利技術(shù)涉及一種用于太陽能電池電極的組合物以及使用其制備的電極。
技術(shù)介紹
太陽能電池使用將日光的光子轉(zhuǎn)化成電的p-n結(jié)(p-njunction)的光生伏打效應(yīng)(photovoltaiceffect)產(chǎn)生電能。在太陽能電池中，前電極和后電極分別形成于具有p-n結(jié)的半導(dǎo)體晶片或襯底的上表面和下表面上。隨后，通過進(jìn)入半導(dǎo)體晶片的日光誘發(fā)p-n結(jié)處的光生伏打效應(yīng)并且通過p-n結(jié)處的光生伏打效應(yīng)產(chǎn)生的電子將電流經(jīng)由電極提供到外部。通過涂覆、圖案化以及烘烤用于電極的組合物在晶片上形成太陽能電池的電極。為了提高太陽能電池電極的轉(zhuǎn)化效率，相關(guān)技術(shù)中已知經(jīng)制備以通過增強(qiáng)關(guān)于晶片的接觸效率來提供最小化接觸電阻(contactresistance，Rc)和串聯(lián)電阻(serialresistance，Rs)的用于太陽能電池電極的組合物，或經(jīng)制備以通過經(jīng)由使用有機(jī)物質(zhì)調(diào)節(jié)絲網(wǎng)掩模圖案(screenmaskpattem)的線寬形成細(xì)線(fineline)來增加短路電流(shortcircuitcurrent，Isc)的用于太陽能電池電極的組合物。然而，使用絲網(wǎng)掩模減小電極線寬的方法可引起串聯(lián)電阻(Rs)增加以及精細(xì)圖案的連續(xù)可印刷性降低。用于太陽能電池電極的組合物采用有機(jī)載體(organicvehicle)以便為印刷賦予適合的粘度和流變特性，且有機(jī)載體可通常包含有機(jī)粘合劑(organicbinder)、溶劑或其類似物。有機(jī)粘合劑可選自纖維素樹脂(celluloseresin)或丙烯酸酯樹脂(acrylateresin)。乙基纖維素(ethylcellulose)通常被用作有機(jī)粘合劑。然而，所述有機(jī)粘合劑的問題在于必須考慮到有機(jī)粘合劑在溶劑中的溶解度。為了增加分散性和儲存穩(wěn)定性，有機(jī)粘合劑的含量可增加，或可使用高分子量有機(jī)粘合劑。然而，當(dāng)有機(jī)粘合劑的含量增加時，所得電極可具有高電阻。另外，當(dāng)使用高分子量有機(jī)粘合劑時，用于電極的組合物的粘度甚至在高剪切速率(shearrate)下也變得較高，由此引起拖尾(tailing)和印刷疵點(diǎn)(printingdefect)。盡管組合物可包含添加劑以便增加分散性和儲存穩(wěn)定性，但如聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)的分散劑在有機(jī)溶劑中的溶解度較差，且如增塑劑(plasticizer)的低分子量添加劑可在長期儲存中遇到相分離的問題，由此對糊料(paste)的儲存穩(wěn)定性提供不利影響。因此，需要一種可提高分散性和儲存穩(wěn)定性而無需單獨(dú)添加劑同時保證在溶劑中的溶解度的有機(jī)粘合劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，用于太陽能電池電極的組合物包含銀(Ag)粉末(silverpowder)、玻璃料(glassfrit)、有機(jī)粘合劑(organicbinder)以及溶劑(solvent)，其中所述有機(jī)粘合劑包含含有由式1表示的重復(fù)單元的化合物：[式1]其中R1是Na+、K+、NH4+或PH3+；R2是氫原子或C1到C2烷基(alkylgroup)；以及n是1到3,500的整數(shù)。有機(jī)粘合劑可包含含有由式2表示的重復(fù)單元的化合物：[式2]其中R1是Na+、K+、NH4+或PH3+；R2是氫原子、C1到C6烷基、羥丙基(hydroxypropylgroup)或羥乙基(hydroxyethylgroup)；R3以及R4各自獨(dú)立地是氫原子或C1到C2烷基；以及m1以及m2各自獨(dú)立地是1到3,000的整數(shù)。所述組合物可包含60重量％(wt％)到95重量％銀(Ag)粉末；0.5重量％到20重量％玻璃料；1重量％到30重量％有機(jī)粘合劑；以及1重量％到30重量％溶劑。玻璃料可包含選自以下各個之中的至少一個：鉛(Pb)、碲(Te)、鉍(Bi)、鋰(Li)、磷(P)、鍺(Ge)、鎵(Ga)、鈰(Ce)、鐵(Fe)、硅(Si)、鋅(Zn)、鎢(W)、鎂(Mg)、銫(Cs)、鍶(Sr)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、錫(Sn)、銦(In)、釩(V)、鋇(Ba)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鈉(Na)、鉀(K)、砷(As)、鈷(Co)、鋯(Zr)、錳(Mn)和鋁(Al)。溶劑可包含選自以下各個之中的至少一個：甲基溶纖劑(methylcellosolve)、乙基溶纖劑(ethylcellosolve)、丁基溶纖劑(butylcellosolve)、脂肪醇(aliphaticalcohol)、α-松油醇(α-terpineol)、β-松油醇(β-terpineol)、二氫-松油醇(dihydro-terpineol)、乙二醇(ethyleneglycol)、乙二醇單丁基醚(ethyleneglycolmonobutylether)、丁基溶纖劑乙酸酯(butylcellosolveacetate)和2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯(2，2，4-trimethyl-1，3-pentanediolmonoisobutyrate)。玻璃料的平均粒徑(averageparticledizmeter，D50)可為0.1微米到10微米。所述組合物可包含選自以下各個之中的至少一個：觸變劑(thixotropicagent)、粘度穩(wěn)定劑(viscositystablizer)、消泡劑(anti-foamingagent)、色素(pigment)、UV穩(wěn)定劑(UVstabilizer)、抗氧化劑(antioxidant)和偶合劑(couplingagent)。本專利技術(shù)的一個目的是提供一種在分散性和儲存穩(wěn)定性方面具有極佳特性的用于太陽能電池電極的組合物。本專利技術(shù)的另一個目的是提供一種允許形成精細(xì)圖案并且展現(xiàn)極佳可印刷性的用于太陽能電池電極的組合物。本專利技術(shù)的另一個目的是提供一種由所述組合物制備的電極。根據(jù)本專利技術(shù)的用于太陽能電池電極的組合物在分散性和儲存穩(wěn)定性方面具有極佳特性，允許形成精細(xì)圖案，并且展現(xiàn)極佳可印刷性。附圖說明圖1是根據(jù)本專利技術(shù)的一個實(shí)施例的太陽能電池的示意圖。具體實(shí)施方式用于太陽能電池電極的組合物用于太陽能電池電極的組合物可包含銀(Ag)粉末；玻璃料；有機(jī)粘合劑；以及溶劑。現(xiàn)在，將更詳細(xì)地描述根據(jù)本專利技術(shù)的用于太陽能電池電極的組合物的每一組分。(A)銀粉末根本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于太陽能電池電極的組合物，包括：銀粉末；玻璃料；有機(jī)粘合劑；以及溶劑，其中所述有機(jī)粘合劑包括含有由式1表示的重復(fù)單元的化合物：其中R1是Na+、K+、NH4+或PH3+；R2是氫原子或C1到C2烷基；以及n是1到3,500的整數(shù)。

【技術(shù)特征摘要】
2014.11.19 KR 10-2014-01619571.一種用于太陽能電池電極的組合物，包括：銀粉末；玻璃料；有機(jī)粘
合劑；以及溶劑，
其中所述有機(jī)粘合劑包括含有由式1表示的重復(fù)單元的化合物：
其中R1是Na+、K+、NH4+或PH3+；R2是氫原子或C1到C2烷基；以及n
是1到3,500的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池電極的組合物，其中所述有機(jī)
粘合劑包括含有由式2表示的重復(fù)單元的化合物：
其中R1是Na+、K+、NH4+或PH3+；R2是氫原子、C1到C6烷基、羥丙基
或羥乙基；R3以及R4各自獨(dú)立地是氫原子或C1到C2烷基；以及m1以及m2各自獨(dú)立地是1到3,000的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池電極的組合物，包括：60重量
％到95重量％的所述銀粉末；0.5重量％到20重量％的所述玻璃料；1重量％
到30重量％的所述有機(jī)粘合劑；以及1重量％到30重量％的所述溶劑。
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：樸亨錫，金銀京，南熙寅，文成日，李柍實(shí)，
申請(專利權(quán))人：三星SDI株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：韓國;KR