專利名稱：電解質(zhì)組合物的制作方法
電解質(zhì)組合物技術(shù)領(lǐng)域
本申請涉及一種用于將金屬沉積到基材上的電解質(zhì)組合物。所述電解質(zhì)組合物 至少包含將用該組合物沉積的金屬的金屬離子。
背景技術(shù)：
由電解質(zhì)溶液電沉積金屬在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。為此目的，需要解決的問題 是各金屬以其離子的形式存在并保持其處于該狀態(tài)。因此，通常使用絡(luò)合劑。適當(dāng)絡(luò)合 劑的重要標(biāo)準(zhǔn)是各自形成絡(luò)合物的足夠高的穩(wěn)定性?，F(xiàn)有技術(shù)中，常將氰化物用作為絡(luò) 合劑，其與許多金屬形成極穩(wěn)定的絡(luò)合物。特別是銀和氰化物形成優(yōu)異的絡(luò)合物，并于 金屬在表面上的沉積過程中提供良好的結(jié)果。但是，氰化物的缺點(diǎn)是劇毒，所以并不希 望將它用作為絡(luò)合劑。
因此，已經(jīng)作了許多努力以用其它絡(luò)合劑代替有毒的氰化物絡(luò)合劑。這種絡(luò) 合劑的一個例子是乙內(nèi)酰脲以及一些其衍生物。使用乙內(nèi)酰脲作為絡(luò)合劑例如在EP 1918426A2中進(jìn)行了討論。
在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域已知的另一種有機(jī)絡(luò)合劑是琥珀酰亞胺及其衍生物。該絡(luò)合劑 例如提供在US 4,126,524中。
不含氰化物的已知的電解質(zhì)組合物具有一個重大缺點(diǎn)，即只有0.8 1微米每分 鐘的、非常低的沉積速率。低沉積速率導(dǎo)致用于電沉積的設(shè)備的長周期設(shè)計。因此不僅 設(shè)備的購置和維護(hù)成本，而且待使用的電解質(zhì)組合物的成本均將大大增加。從而對于高 價格的特別金屬，比如銀，高沉積速率越來越受到關(guān)注。
合適電解質(zhì)組合物還應(yīng)具有的性能是，還能夠和并不希望沉積到各基材上的雜 質(zhì)金屬離子形成絡(luò)合物，從而保持電解質(zhì)組合物在整個沉積過程中及之后的穩(wěn)定性。還 希望電解質(zhì)組合物能經(jīng)受在電鍍過程中pH發(fā)生的波動。琥珀酰亞胺和乙內(nèi)酰脲衍生物不 具有這些性能。
特別希望提供這樣的電解質(zhì)組合物，其適于將金屬，特別是銀，沉積到太陽能 電池上。一方面，特別希望將銀電沉積到太陽能電池上，因為所施加的層具有接近理 論電導(dǎo)率的電導(dǎo)率，但另一方面，它在技術(shù)上具有挑戰(zhàn)性。太陽能電池通常具有鋁的背 側(cè)。因此，弱堿性的pH非常重要，因為否則鋁將會溶解，而這是不希望的。在要求特 定的電解質(zhì)組合物的整個沉積過程中，必須提供理想的、9到10的pH。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電解質(zhì)組合物，其兼具高沉積速率和對雜質(zhì)離子和pH 波動的高穩(wěn)定性，且同時其不顯示毒性。此外，所述電解質(zhì)組合物應(yīng)適用于將金屬、特 別是銀沉積到太陽能電池上。
通過本專利權(quán)利要求的主題實(shí)現(xiàn)了所述目的。
尤其通過用于將金屬沉積到基材上、特別是沉積到太陽能電池上的電解質(zhì)組合物解決了所述目的，所述電解質(zhì)組合物至少包含一種金屬離子，并且其特征在于存在作 為絡(luò)合劑的亞氨基二琥珀酸衍生物。下面，本發(fā)明中的亞氨基二琥珀酸衍生物縮寫為 IDSD。
本發(fā)明意義上的IDSD其特征在于如下通式
權(quán)利要求
1.一種用于將金屬沉積到基材上的電解質(zhì)組合物，其包括如下組分a.金屬離子，b.亞氨基二琥珀酸衍生物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解質(zhì)組合物，其中，亞氨基二琥珀酸衍生物選自如下通式 結(jié)構(gòu)1RIR2:R7、J^tWR6R5
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電解質(zhì)組合物，其中所述亞氨基二琥珀酸衍生物以鹽的 形式存在。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解質(zhì)組合物，其中所述鹽是鈉鹽或鉀鹽。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求一項或多項所述的電解質(zhì)組合物，其中所述金屬離子是選自 銀、鈣、鎂、鐵、鉻、鈷、鎳、銅和鋁的離子。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求一項或多項所述的電解質(zhì)組合物，其中所述金屬離子是選自銀 的離子。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求一項或多項所述的電解質(zhì)組合物，其中所述金屬離子存在的濃 度為10 60g/L。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求一項或多項所述的電解質(zhì)組合物，其中所述亞氨基二琥珀酸衍 生物選自亞氨基二琥珀酸的堿金屬鹽。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求一項或多項所述的電解質(zhì)組合物，其中所述亞氨基二琥珀酸衍 生物是組合物中的主要絡(luò)合劑，且使用的比例為50 250g/L，優(yōu)選150 225g/L。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求一項或多項所述的電解質(zhì)組合物，其中所述亞氨基二琥珀酸衍 生物與另一種絡(luò)合劑組合使用，且使用的比例為2 40g/L，優(yōu)選5 20g/L。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求一項或多項所述的電解質(zhì)組合物，其中其另外含有乙內(nèi)酰脲， 優(yōu)選比例是50 250g/L，更優(yōu)選是100 175g/L。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求一項或多項所述的電解質(zhì)組合物，其中其另外含有5.5-二甲基 乙內(nèi)酰脲。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求一項或多項所述的電解質(zhì)組合物，其中其不包含氰化物。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求一項或多項所述的電解質(zhì)組合物，其中其還包含檸檬酸，優(yōu)選 比例是20 75g/L，更優(yōu)選是30 50g/L。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求一項或多項所述的電解質(zhì)組合物，其中其pH值是8 12，優(yōu) 選是9.5 11。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15的電解質(zhì)組合物用于將金屬電沉積到基材上的用途。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用途，其中所述基材是太陽能電池。
18.—種用于基材鍍銀的方法，包括如下步驟a.將基材置于根據(jù)權(quán)利要求1至15之一所述的電解質(zhì)組合物中，和b.在陽極和陰極之間施加電壓，其中所述基材是陰極。
全文摘要
本申請涉及用于將金屬沉積到基材上的電解質(zhì)組合物。所述電解質(zhì)組合物特別適用于將金屬、尤其是銀沉積到太陽能電池上。根據(jù)本發(fā)明，所述電解質(zhì)組合物包含亞氨基二琥珀酸衍生物且優(yōu)選不含氰化物。
文檔編號C25D3/00GK102021613SQ20101028266
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者斯特凡·道維, 洛塔爾·利珀特 申請人:肖特太陽能控股公司