專利名稱：銅納米膏、形成其的方法、和利用其形成電極的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及銅膏、用于形成銅膏的方法、以及利用銅膏用于形成太陽能電池的電極的方法，并且更具體地，涉及銅納米膏、用于形成銅納米膏的方法、以及利用銅納米膏用于形成太陽能電池的電極的方法，其中銅納米膏能夠在200°C或更低的低溫下煅燒。尤其是，本發(fā)明涉及銅納米膏、用于形成銅納米膏的方法、以及利用銅納米膏用于形成電極的方法，其中銅納米膏能夠利用絲網(wǎng)印刷方法等用于在難以對其施加高溫過程的硅基板、聚合物基板、玻璃板、或印刷電路板上形成電極。
背景技術(shù)：
銀(Ag)納米膏或金(Au)納米膏已廣泛用于形成太陽能電池的電極。然而，Ag納米膏或Au納米膏的使用可顯著地増加電極的制造成本。因此，近來已開發(fā)了通過噴墨印刷方法使用相對便宜的銅(Cu)納米膏用于形成太陽能電池的電極的技木。銅金屬容易被氧化。因此，與Ag納米膏或Au納米膏相比，具有納米級粒徑的Cu納米膏，非常容易被氧化。具體地，因為銅在大氣中在約120°C的溫度下容易被氧化，所以通過熱處理形成電極非常困難。因此，銅納米顆粒墨的煅燒需要在還原氣氛中進(jìn)行，以便防止銅納米膏的氧化。另外，為了利用銅納米膏在用于太陽能電池的基板上形成電極，煅燒溫度局限于基板的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)或更低。為了滿足上面的條件，銅納米膏可利用氫氣在還原氣氛中煅燒。然而，在這種情況下，需要在約600°C或更高的溫度氣氛中進(jìn)行熱處理持續(xù)相對較長的時間，以便完成銅納米膏的煅燒。而且，電極的電阻率非常高。如果使用硅基板作為用于太陽能電池的基板，銅納米膏可能不會被煅燒，因為硅基板的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為約250°C或更低。同吋，已使用了具有幾微米粒徑的Ag膏。這樣的微米級Ag膏需要約500°C或更高的煅燒溫度。因此，在具有非晶硅層的太陽能電池的情況下，在利用Ag膏形成電極中存在限制。為了克服該限制，可以使用低溫可固化的Ag膏。然而，在這種情況下，電極的電阻率較高，其會劣化電極性能。此外，如果將電流施加于利用Ag膏形成的電極持續(xù)較長的時間段，則會發(fā)生遷移現(xiàn)象。也就是說，Ag顆粒從電極遷移到外部。
而且，膏組合物必須能夠在至少200°C或更低的溫度下煅燒，以便能夠通過絲網(wǎng)印刷方法在難以對其進(jìn)行高溫過程的聚合物基板、玻璃板、以及印刷電路板上形成電極。然而，目前使用的AiuAg和Cu膏組合物，具有300°C或更高的煅燒溫度。因此，可能難以將這些膏組合物應(yīng)用于上面提到的技術(shù)領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)創(chuàng)造了本發(fā)明以便克服上面描述的問題，因此，本發(fā)明的目的在于提供銅納米膏以及用于形成銅納米膏的方法，其中銅納米膏可以在約200°c或更低的低溫下煅燒。本發(fā)明的另一目的在于提供銅納米膏以及用于形成銅納米膏的方法，其中銅納米膏可以用于在難以對其施加高溫過程的硅基板、聚合物基板、玻璃板或印刷電路板上形成電極。本發(fā)明的另一目的在于提供銅納米膏以及用于形成銅納米膏的方法，其中銅納米膏可以用于形成與利用Ag膏形成的電極相比具有低電阻率的電極。
本發(fā)明的另一目的在于提供利用銅納米膏用于形成電極的方法，其中銅納米膏可以在約200°C或更低的低溫下煅燒。本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于在難以對其施加高溫過程的硅基板、聚合物基板、玻璃板或印刷電路板上形成電極的方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于形成與利用Ag膏形成的電極相比具有低電阻率的電極的方法。根據(jù)實現(xiàn)該目的的本發(fā)明的ー個方面，提供了銅納米膏，所述銅納米膏包括以0. I至30重量份的量加入的粘合劑；以不多于10重量份的量加入的添加劑；以及以I至95重量份的量加入的銅顆粒，其中銅顆粒具有150nm或更小的粒徑，并且銅顆粒的表面用帽化材料(封端材料，capping material)涂覆。帽化材料可以包括脂肪酸和脂肪胺中的至少ー種。粘合劑可以包括基于纖維素的樹脂、基于丙烯?；臉渲?基于丙烯酸基的樹月旨，acryl-based resin)、環(huán)氧樹脂、基于こ烯基的樹脂、基于酰亞胺的樹脂、基于酰胺的樹月旨、以及丁縮醛樹脂中的至少ー種。添加劑可以包括觸變劑和均化劑(流平劑，leveling agent)。根據(jù)本發(fā)明的另ー個實施方式，提供了用于形成銅納米顆粒的方法，所述方法包括通過向反應(yīng)器提供銅化合物、還原劑、和溶劑來形成混合溶液；將帽化材料加入到混合溶液中以形成具有銅納米顆粒的反應(yīng)組合物，所述銅納米顆粒具有150nm或更小的粒徑，其中，銅納米顆粒的表面用帽化材料涂覆；以及從反應(yīng)組合物中獲得銅納米顆粒?？梢允褂弥舅岷椭景分械闹辽侃`種作為帽化材料。形成混合溶液的步驟還可以包括加入基于纖維素的樹脂、基于丙烯?；臉渲h(huán)氧樹脂、基于こ烯基的樹脂、基于酰亞胺的樹脂、基于酰胺的樹脂、以及丁縮醛樹脂中的至少ー種。形成混合溶液的步驟還可以包括加入觸變劑和均化劑。所述方法還可以包括將觸變劑和均化劑中的至少ー種加入到反應(yīng)組合物中。形成混合溶液的步驟可以包括將萜品醇注入到反應(yīng)器中；使こ基纖維素溶解于萜品醇中；以及在降低施加于反應(yīng)器的溫度吋，加入具有IOnm或更小粒徑的銅納米顆粒。形成混合溶液的步驟可以包括將萜品醇注入到反應(yīng)器中；使甲苯、こ基纖維素、醋酸纖維素衍生物、和甲基丙烯酸甲酯聚合物溶解于萜品醇中；以及在降低施加于反應(yīng)器的溫度時，加入具有IOnm或更小粒徑的銅納米顆粒。
形成混合溶液的步驟可以包括將丁基卡必醇注入到反應(yīng)器中；以及在丁基卡必醇中溶解羥丙基甲基纖維素和甲基丙烯酸こ酯聚合物時，加入銅納米顆粒。形成混合溶液的步驟可以包括在反應(yīng)器中混合萜品醇、ニ氫萜品醇和新癸酸酯(neodecanate);以及在降低施加于反應(yīng)器的溫度時，在反應(yīng)器中溶解こ基纖維素、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸こ酯聚合物。形成混合溶液的步驟可以包括將萜品醇注入到反應(yīng)器中；使丁基卡必醇、醋酸纖維素、和羥丙基纖維素溶解于萜品醇中；以及將鄰苯ニ甲酸ニ辛酯和表面活性劑加入到反應(yīng)器中。 根據(jù)本發(fā)明的另ー個實施方式，提供了利用上面所描述的銅納米膏用于形成電極的方法，所述方法包括制備用于形成電極的基板；將銅納米膏涂覆在基板上；以及在200 V的溫度下煅燒銅納米膏。制備基板的步驟可以包括制備其中沉積了透明導(dǎo)電氧化物的用于太陽能電池的基板，而涂覆銅納米膏的步驟可以包括利用絲網(wǎng)印刷方法將銅納米膏印刷在用于太陽能電池的基板上。制備基板的步驟可以包括制備用于印刷電路板的聚酰亞胺基板，而涂覆銅納米膏的步驟可以包括利用絲網(wǎng)印刷方法將銅納米膏涂覆在聚酰亞胺基板上。煅燒銅納米膏的步驟可以包括在180°C的溫度氣氛下還原-煅燒銅納米膏。制備基板的步驟可以包括制備硅基板、聚合物基板、玻璃板、以及印刷電路板中的任何ー種。
具體實施例方式通過下面本發(fā)明實施方式的詳細(xì)說明，本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)勢將會顯而易見。然而，本發(fā)明可以以不同的形式實施，并不應(yīng)被理解為局限于在此所陳述的實施方式。更確切地說，提供這些實施方式使得本公開內(nèi)容詳盡和完全，并將本發(fā)明的范圍全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。本文中使用的術(shù)語僅僅用于描述特定的實施方式，并不g在限制本發(fā)明。除非在上下文中具有明顯不同的意義，否則用于単數(shù)的表達(dá)包含復(fù)數(shù)的表達(dá)。在本申請中，應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語如“包括”或“具有”等，旨在表明在說明書中公開的組分、步驟、操作和/或裝置的存在，并不g在排除可以存在或可以加入ー種或多種其他組分、步驟、操作和/或裝置的可能性。在下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明實施方式的銅納米膏、用于形成銅納米膏的方法、以及利用銅納米膏用于形成電極的方法。根據(jù)本發(fā)明實施方式的銅納米膏可以是用于形成預(yù)定金屬圖案的材料。例如，銅納米膏可以是用于形成太陽能電池的電極的材料。銅納米膏可以包括具有納米級粒徑的銅顆粒。例如，每個銅顆粒的直徑可以為約150nm或更小。更優(yōu)選地，每個銅顆粒的直徑可以為約20nm或更小。銅顆粒直徑的減小，可以改進(jìn)銅膏的涂覆性能以及利用銅膏形成的導(dǎo)電圖案的電性能。具體地說，隨著銅顆粒的直徑減小，熱反應(yīng)性提高，因此煅燒效率提高。銅顆?？梢杂妙A(yù)定的帽化材料涂覆?？梢允褂妹被牧献鳛榉稚?，用于防止銅納米膏的銅顆粒聚集。為此，可以將用帽化材料帽化銅顆粒的步驟加入到合成銅顆粒的步驟中?？梢允褂酶鞣N材料作為帽化材料。例如，可以使用各種脂肪酸作為帽化材料。使用帽化材料帽化的銅納米顆?？梢岳酶鞣N制備方法制備，其專利申請已被本發(fā)明的申請人提交。作為ー個實例，根據(jù)韓國專利申請第2005-72478號，利用銅化合物作為還原劑，金屬納米顆粒能夠用脂肪酸如鏈烷酸，例如，月桂酸、油酸、癸酸、以及棕櫚酸帽化。作為另ー實例，根據(jù)韓國專利申請第2005-66936號，通過在金屬鏈烷酸鹽(酷)上實施熱處理，可以將脂肪酸帽化在金屬納米顆粒周圍。作為另ー實例，根據(jù)韓國專利申請第2006-64481號，在脂肪酸中分離金屬前體，并利用金屬如錫、鎂和鐵的金屬鹽，用脂肪酸帽化金屬納米顆粒。作為另ー實例，根據(jù)韓國專利申請第2006-98315號，用脂肪酸帽化的銅納米顆粒，可以通過在脂肪酸中分離銅前體材料并加熱銅前體材料，或進(jìn)ー步加入還原劑獲得。作為另ー實例，可以使用用脂肪胺帽化的金屬納米顆粒。在這種情況下，如在韓國專利申請第2006-127697號中所公開的，可以同時使用具有兩種分散劑，S卩脂肪酸和脂肪胺的顆粒。上面描述的方法僅是示例性的，而不是限制于此。此外，可以使用各種方法用于制備用脂肪酸 帽化的金屬納米顆粒。另外，銅納米膏還可以包括粘合劑和其他添加剤。粘合劑和其他添加劑將在下面更加詳細(xì)地描述?？梢岳蒙厦嫠枋龅你~膏形成太陽能電池的電極。例如，根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于形成太陽能電池的電極的方法，可以包括將銅納米膏印刷在用于太陽能電池的基板上，以及煅燒印刷的銅納米膏。在下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明具體實施方式
的銅納米膏、用于形成銅納米膏的方法、以及利用銅納米膏用于形成太陽能電池的電極的方法。以下將描述的制備方法，僅是示例性的，并且本發(fā)明的精神和范圍并不限制于此。<制備方法>a)銅納米顆粒的形成根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于形成銅納米顆粒的方法可以包括形成包含銅(Cu)的金屬前體、在高溫氣氛下還原金屬前體、以及用預(yù)定的帽化材料帽化金屬前體的表面?？梢酝ㄟ^向反應(yīng)器中提供含銅化合物、第一還原劑、和溶劑而制備混合溶液。制備混合溶液的步驟可在30°C至250°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行?？梢詫⒕哂信c銅化合物相同摩爾數(shù)的帽化材料逐漸滴入到反應(yīng)器內(nèi)的混合溶液中，以便控制銅納米顆粒的粒徑并穩(wěn)定銅納米顆粒。可以使用各種脂肪酸和脂肪胺作為帽化材料。另外，可以向混合溶液中加入第二還原劑，使得混合溶液在相對高的溫度下反應(yīng)?？梢允褂每箟难?、酚酸、馬來酸、醋酸、檸檬酸、以及甲酸中的至少ー種作為第一還原劑和第二還原劑。通過上述過程，可以在反應(yīng)器內(nèi)形成包含銅納米顆粒的反應(yīng)組合物，所述銅納米顆粒具有直徑為150nm或更小的基本球形的形狀。 其后，可以進(jìn)行后處理過程從而由反應(yīng)組合物獲得銅納米顆粒。例如，后處理過程可以包括用反應(yīng)溶劑冷卻組合物、用非溶劑清洗組合物、以及將組合物離心。此時，可以重復(fù)后處理過程以便獲得更加均勻的高純度銅納米顆粒。因此，可以由反應(yīng)組合物制備具有150nm或更小直徑的銅納米顆粒。此時,優(yōu)選銅納米顆粒具有20nm或更小的直徑。如上面所描述的，根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于形成銅納米顆粒的方法，可以形成其表面用帽化材料帽化的銅納米顆粒。當(dāng)在隨后的過程中形成銅納米膏時，帽化材料可以防止銅納米顆粒的聚集。b)銅納米膏的形成根據(jù)本發(fā)明實施方式的銅納米膏可以包括由上面所描述方法制備的銅納米顆粒、粘合劑、和添加剤。
可以以I至95重量份的量包含銅納米顆粒。如果以不多于I重量份的量加入銅納米顆粒，則銅納米顆粒的含量相對非常低。因此，如果利用這種銅納米顆粒形成金屬圖案，貝U電導(dǎo)率較低。因此，可能難以利用金屬圖案作為導(dǎo)電圖案，如太陽能電池的電極。另一方面，如果以不少于95重量份的量加入銅納米顆粒，則與粘合劑和溶劑的混合效率可能會降低，并且噴墨印刷機的涂覆效率可能降低。因此，這樣的銅納米膏不適合作為用于噴墨印刷的膏組合物。在印刷銅納米顆粒時，可以采用粘合劑作為基體使得金屬和其他添加劑組分在待印刷的物體上形成均勻的膜?？梢允褂没跇渲牟牧献鳛檎澈蟿?。粘合劑的實例可以包括基于纖維素的樹脂、基于丙烯?；臉渲h(huán)氧樹脂、基于こ烯基的樹脂、基于酰亞胺的樹脂、基于酰胺的樹脂、以及丁縮醛樹脂中的至少ー種。可以以約0. I至30重量份的量包含粘合剤。如果以不多于0. I重量份的量加入粘合劑，則銅納米顆?？赡茈y以被施加到待印刷的物體上。另外，銅納米膏對于待印刷的物體的粘合強度降低。因此，如果利用該銅納米膏在待印刷的物體上形成電極，則電極與待印刷的物體之間的粘合強度下降。因此，電極可能容易從待印刷的物體上分層。另ー方面，如果以不少于30重量份的量加入粘合劑，則銅納米顆粒之間的煅燒是非常困難的。因此，如果利用這樣的銅納米膏形成電極，則電極的電性能可能會被劣化。添加劑可以包括用于提高銅膏的涂覆性能和電極的性能的材料。例如，作為添加劑，可以包括觸變劑和均化劑。觸變劑可通過在絲網(wǎng)印刷的早期快速地減小銅膏的粘度用于增加網(wǎng)格傳輸效率(mesh transmission efficiency),并通過在絲網(wǎng)印刷的后期快速地增加銅膏的粘度用于最大地抑制印刷圖案的展開(spread-out)。為此，觸變劑可以增加粘合劑的分子量，使得粘合劑的分子鏈在高剪應(yīng)カ下以單向排列。因此，可以在絲網(wǎng)印刷的早期減小銅膏的粘度。另外，觸變劑可以與包圍銅納米顆粒的帽化材料較弱地結(jié)合。均化劑可以防止其中網(wǎng)格痕跡(網(wǎng)格標(biāo)記，mesh marks)留在待印刷的物體上的非均勻圖案的形成，這由分散劑導(dǎo)致的銅膏均化性能的劣化所引起。為此，均化劑可以向銅膏提供適當(dāng)?shù)牧鲃有浴Ａ硗?，可以使用各種類型的添加剤。在這種情況下，添加劑可優(yōu)選以不多于10重量份的量加入。如果添加劑以多于10重量份的量加入，則可劣化添加劑的獨特性質(zhì)，因此，可以劣化利用銅膏形成的電極的電性能?？梢允褂门c銅納米顆粒、粘合劑和添加劑具有極好的相容性并且具有低沸點的材料作為溶剤，以便防止膏的物理性能在銅膏的制造和印刷工藝期間由于揮發(fā)而改變。作為ー個實例，溶劑可包括選自甲苯、甲こ酮、和甲基異丁基酮中的至少ー種有機溶剤。作為另ー實例，溶劑可包括選自石蠟油、十四烷、萘滿、以及礦物油中的至少ー種非極性溶齊U。作為另ー實例，溶劑可包括選自丙醇、異丙醇、萜品醇、丁基卡必醇、以及新癸酸酯(neodecanate)中的至少一種極性溶劑。銅納米顆粒、粘合剤、添加剤、以及溶劑的混合物可通過混合器混合?？梢允褂酶咚倩旌掀骱托行鞘交旌掀髯鳛榛旌掀?。此時，混合物可利用三輥研磨機(triple rollermill)混合，以便再分散重新聚集的混合物顆粒。因此，可以制備具有均勻組合物的銅納米膏。c)太陽能電池的電極的形成 由上面所描述的方法制備的銅納米膏可以形成在用于太陽能電池的基板上。例如，可以通過絲網(wǎng)印刷方法將銅納米膏印刷在用于太陽能電池的硅基板上。另外，可以通過在200°C或更低的溫度下煅燒銅納米膏而在硅基板上形成電極。電極可是太陽能電池的正(plus)電極和負(fù)(minus)電極。煅燒一般的銅膏需要約600°C或更高的相對高溫處理氣氛。然而，如果煅燒過程在高溫處理氣氛下進(jìn)行，則銅組分因為其性質(zhì)容易擴(kuò)散到用于太陽能電池的基板中。因此，可損壞在基板中形成的PN結(jié)層，導(dǎo)致太陽能電池效率的減少。尤其是，因為將透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層沉積在用于太陽能電池的基板上，所以當(dāng)它經(jīng)受600°C或更高的高溫處理吋，TCO層被破壞。結(jié)果，可以降低太陽能電池的效率。然而，在根據(jù)本發(fā)明實施方式的銅納米膏的情況下，通過將銅的尺寸調(diào)節(jié)在150nm或更小的超細(xì)單位，極端地増加了膏組合物的反應(yīng)性。因此，即使是在200°C或更低的低溫下，也可以容易地煅燒銅納米膏。因而，根據(jù)本發(fā)明實施方式的銅納米膏，可以在其中形成了在高溫氣氛下會被破壞的薄膜如TCO的用于太陽能電池的基板上通過低溫煅燒過程而形成電極。如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施方式的銅納米膏通過將銅顆粒的尺寸控制至150nm或更小而具有高熱反應(yīng)效率的組合物，并且可以在200°C或更低的低溫下煅燒銅納米膏。因此，可以使用銅納米膏作為用于形成太陽能電池的電極的膏。<形成銅納米膏的實施例>a)實施例I在反應(yīng)器中將2g的こ基纖維素加入到41g的萜品醇中，并通過在約60°C的溫度下加熱而溶解。在こ基纖維素溶解時，緩慢加入220g具有IOnm或更小粒徑的銅納米顆粒，同時將施加于反應(yīng)器的溫度下降到約室溫。然后，通過使銅納米顆粒通過三輥研磨機形成具有5，500cP粘度的銅納米膏。b)實施例2在反應(yīng)器中，通過在約50°C的溫度下加熱而溶解IOg的甲苯、Ig的こ基纖維素、Ig的醋酸纖維素衍生物、和0. 7g的甲基丙烯酸甲酯聚合物，并且與50g的萜品醇混合。在こ基纖維素溶解吋，緩慢加入170g具有IOnm或更小粒徑的銅納米顆粒，同時使施加于反應(yīng)器的溫度下降至約室溫。通過利用高速混合器混合銅納米顆粒并使它們通過三輥研磨機來形成具有4，OOOcP粘度的銅納米膏。c)實施例3在反應(yīng)器中，通過在60°C的溫度下加熱而完全溶解2. 5g的羥丙基甲基纖維素和Ig的甲基丙烯酸こ酯聚合物，并且與IOOg的丁基卡必醇混合。在該エ藝過程中，緩慢加入并溶解250g具有IOnm或更小粒徑的銅納米顆粒?？梢粤硗饧尤?g的ニ氧化娃氣凝膠(娃膠，aerosil)以產(chǎn)生觸變性。然后,通過利用高速混合器混合銅納米顆粒并使它們通過三輥研磨機而形成具有5，OOOcP粘度的銅納米膏。d)實施例4在反應(yīng)器中，通過在約60°C的溫度下加熱而緩慢溶解150g的萜品醇、IOg的ニ氫萜品醇、20g的新癸酸酷、3g的こ基纖維素、3g的甲基丙烯酸丁酷、和3g的甲基丙烯酸こ酯共聚物。將325g具有IOnm或更小粒徑的銅納米顆粒緩慢加入到反應(yīng)器內(nèi)的混合物中并溶解。然后，通過利用高速混合器混合銅納米顆粒并使它們通過三輥研磨機而形成具有 5，OOOcP粘度的銅納米膏。e)實施例5在反應(yīng)器中，通過在約60°C的溫度下加熱而緩慢溶解40g的萜品醇、IOOg的丁基卡必醇、Ig的醋酸纖維素、和Ig的羥丙基纖維素。將137g具有IOnm或更小粒徑的銅納米顆粒緩慢加入到反應(yīng)器內(nèi)的混合物中并溶解。加入Ig的鄰苯ニ甲酸ニ辛酯和0. 5g的基于硅的表面活性劑以便提高觸變性和表面性能。然后，通過三輥研磨機而形成具有6，OOOcP粘度的銅納米膏。<形成太陽能電池的電極的實施例>通過絲網(wǎng)印刷方法將如上所述的由實施例I至5形成的銅納米膏印刷在其上沉積有TCO的用于太陽能電池的基板上。然后，將銅納米膏在約200°C的溫度氣氛下還原煅燒約30分鐘，以形成具有IOOiim線寬的電極圖案。電極圖案具有50至200 Q/m的電阻性質(zhì)、I至40m Q/cm2的接觸電阻、以及3至100 y Q/cm的電阻率。因為根據(jù)本發(fā)明實施例的銅納米膏包括具有約150nm或更小粒徑的銅顆粒，所以其煅燒效率増加。銅納米膏能夠在約200°C或更低的低溫氣氛下煅燒。因此，銅納米膏能夠用于形成太陽能電池的電極。<用于形成印刷電路板的電極的實施例>通過絲網(wǎng)印刷方法將如上所述的由實施例I至5形成的銅納米膏印刷在聚酰亞胺基板上。然后，在約180°C的溫度氣氛下將銅納米膏還原煅燒約I小吋，以形成具有SOym線寬的電極圖案。電極圖案具有50至200 Q/m的電阻性質(zhì)、以及3至IOOii Q/cm的電阻率。根據(jù)本發(fā)明的銅納米膏包括具有150nm或更小粒徑的銅納米顆粒，并且甚至在200°C或更低的低溫下都具有高反應(yīng)性的銅納米顆粒是緊密接觸和固化的(solidified)。因此，能夠煅燒銅納米膏。銅納米膏能夠用于在對其難以施加高溫過程的硅基板、聚合物基板、玻璃板、或印刷電路板上形成電極。根據(jù)本發(fā)明的用于形成銅納米膏的方法，能夠形成這樣的銅納米膏，所述銅納米膏可以在200°C或更低的低溫下煅燒，并且可用于在難以對其施加高溫過程的硅基板、聚合物基板、玻璃板、或印刷電路板上形成電極。根據(jù)本發(fā)明的用于形成電極的方法通過利用能夠在200°C的低溫下煅燒的銅納米膏能夠在難以對其施加高溫過程的硅基板、聚合物基板、玻璃板、或印刷電路板上形成電扱。因此，可以防止構(gòu)成其中待形成電極的基板的材料的物理和化學(xué)變化以及破壞。
詳細(xì)的描述用于說明本發(fā)明。而且，如上面提到的內(nèi)容僅是為了顯示和描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是本發(fā)明能夠在各種其他組合、替換和環(huán)境中使用。也就是說，如以上所描述的，雖然已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明總構(gòu)思的原則和精神的情況下，可以在這些實施方式中進(jìn)行代替、改變和變更，本發(fā)明的范圍在所附權(quán)利要求和它們的等價物中進(jìn)行限定。因此，本發(fā)明的詳細(xì)說 明并不g在將本發(fā)明限制在所公開的實施方式中。另外，應(yīng)當(dāng)理解，所附的權(quán)利要求包括其他的實施方式。
權(quán)利要求
1.ー種銅納米膏，所述銅納米膏包括 以O(shè). I至30重量份的量加入的粘合劑； 以不多于10重量份的量加入的添加劑；以及 以I至95重量份的量加入的銅顆粒，其中，所述銅顆粒具有150nm或更小的粒徑，并且所述銅顆粒的表面用帽化材料涂覆。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銅納米膏，其中，所述帽化材料包括脂肪酸和脂肪胺中的至少ー種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銅納米膏，其中，所述粘合劑包括基于纖維素的樹脂、基于丙 烯酰基的樹脂、環(huán)氧樹脂、基于こ烯基的樹脂、基于酰亞胺的樹脂、基于酰胺的樹脂、以及丁縮醛樹脂中的至少ー種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的銅納米膏，其中，所述添加劑包括觸變劑和均化劑。
5.一種用于形成銅納米顆粒的方法，所述方法包括 通過向反應(yīng)器中提供銅化合物、還原劑、和溶劑來形成混合溶液； 將帽化材料加入到所述混合溶液中以形成具有銅納米顆粒的反應(yīng)組合物，所述銅納米顆粒具有150nm或更小的粒徑，其中，所述銅納米顆粒的表面用所述帽化材料涂覆；以及從所述反應(yīng)組合物中獲得所述銅納米顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于形成銅納米顆粒的方法，其中，使用脂肪酸和脂肪胺中的至少ー種作為所述帽化材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于形成銅納米顆粒的方法，其中，形成所述混合溶液還包括加入基于纖維素的樹脂、基于丙烯?；臉渲?、環(huán)氧樹脂、基于こ烯基的樹脂、基于酰亞胺的樹脂、基于酰胺的樹脂、以及丁縮醛樹脂中的至少ー種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于形成銅納米顆粒的方法，其中，形成所述混合溶液還包括加入觸變劑和均化劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于形成銅納米顆粒的方法，所述方法還包括將觸變劑和均化劑中的至少ー種加入到所述反應(yīng)組合物中。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于形成銅納米顆粒的方法，其中，形成所述混合溶液包括 將萜品醇注入所述反應(yīng)器中； 使こ基纖維素溶解在所述萜品醇中；以及 在降低施加于所述反應(yīng)器的溫度吋，加入具有IOnm或更小粒徑的銅納米顆粒。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于形成銅納米顆粒的方法，其中，形成所述混合溶液包括 將萜品醇注入所述反應(yīng)器中； 使甲苯、こ基纖維素、醋酸纖維素衍生物、和甲基丙烯酸甲酯聚合物溶解在所述萜品醇中；以及 在降低施加于所述反應(yīng)器的溫度吋，加入具有IOnm或更小粒徑的銅納米顆粒。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于形成銅納米顆粒的方法，其中，形成所述混合溶液包括 將丁基卡必醇注入所述反應(yīng)器中；以及在所述丁基卡必醇中溶解羥丙基甲基纖維素和甲基丙烯酸こ酯聚合物時，加入銅納米顆粒。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于形成銅納米顆粒的方法，其中，形成所述混合溶液包括 在所述反應(yīng)器中混合萜品醇、ニ氫萜品醇和新癸酸酯；以及 在降低施加于所述反應(yīng)器的溫度時，在所述反應(yīng)器中溶解こ基纖維素、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸こ酯聚合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于形成銅納米顆粒的方法，其中，形成所述混合溶液包括 將萜品醇注入所述反應(yīng)器中； 使丁基卡必醇、醋酸纖維素、和羥丙基纖維素溶解在所述萜品醇中；以及 將鄰苯ニ甲酸ニ辛酯和表面活性劑加入到所述反應(yīng)器中。
15.ー種利用根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的銅納米膏用于形成電極的方法，所述方法包括 制備用于形成電極的基板； 將所述銅納米膏涂覆在所述基板上；以及 在200°C的溫度下煅燒所述銅納米膏。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于形成電極的方法，其中， 制備所述基板包括制備其中沉積了透明導(dǎo)電氧化物的用于太陽能電池的基板，以及涂覆所述銅納米膏包括利用絲網(wǎng)印刷方法將所述銅納米膏印刷在所述用于太陽能電池的基板上。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于形成電極的方法，其中， 制備所述基板包括制備用于印刷電路板的聚酰亞胺基板， 涂覆所述銅納米膏包括利用絲網(wǎng)印刷方法將所述銅納米膏涂覆在聚酰亞胺基板上，以及 煅燒所述銅納米膏包括在180°C的溫度氣氛下還原-煅燒所述銅納米膏。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于形成電極的方法，其中，制備所述基板包括制備硅基板、聚合物基板、玻璃板、以及印刷電路板中的任何ー種。
全文摘要
本發(fā)明提供了銅納米膏、形成其的方法、和利用其形成電極的方法。所述銅納米膏能夠在相對低的溫度下煅燒。銅納米膏包含以0.1至30重量份的量加入的粘合劑；以不多于10重量份的量加入的添加劑；以及以1至95重量份的量加入的銅顆粒，其中銅顆粒具有150nm或更小的粒徑，并且銅顆粒的表面用帽化材料涂覆。根據(jù)本發(fā)明的用于形成銅納米膏的方法，能夠形成這樣的銅納米膏，所述銅納米膏可以在200℃或更低的低溫下煅燒，并且可用于在難以對其施加高溫過程的硅基板、聚合物基板、玻璃板、或印刷電路板上形成電極。
文檔編號H01B13/00GK102651249SQ20121004658
公開日2012年8月29日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者全炳珍, 全炳鎬, 吳圣日, 姜成求, 宋玲娥, 金東勛, 金晟鎮(zhèn) 申請人:三星電機株式會社