電極組成物、電極以及太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電極組成物、電極以及太陽能電池。所述電極組成物包含導電粉末、玻璃料、有機粘合劑以及溶劑，其中所述有機粘合劑是包含由化學式1表示的結(jié)構(gòu)單元的化合物。[化學式1]化學式1的每個取代基與【具體實施方式】中相同。所述電極組成物可以提供具有高分辨率和改良的可印刷性的精細圖案。
【專利說明】
電極組成物、電極從及太陽能電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 實施例設(shè)及一種電極組成物、電極W及太陽能電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能電池使用將日光的光子轉(zhuǎn)化成電的p-n結(jié)的光生伏打效應(yīng)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)的半導體晶片或襯底的前表面和后表 面上。然后，通過進入半導體晶片的日光誘發(fā)P-n結(jié)的光生伏打效應(yīng)，并且由p-n結(jié)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。
[0003] 太陽能電池的電極可W通過涂布、圖案化W及燒結(jié)電極組成物W預定圖案形成于 晶片的表面上。
[0004] 太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率已知可通過W下方式提高：改良電極與晶片的接觸性質(zhì)， 并且因此最小化接觸電阻(R。)和串聯(lián)電阻(Rs),或使用有機材料調(diào)節(jié)絲網(wǎng)掩模的圖案線寬 使其較小，并且因此形成細線并且增加短路電流（Is。）。然而，用絲網(wǎng)掩模減小電極圖案的線 寬的方法可能會導致串聯(lián)電阻(Rs)增加并且劣化精細圖案的連續(xù)可印刷性。
[0005] 電極組成物包含有機媒劑W賦予適用于印刷的粘度和流變學特征，并且有機媒劑 通常包含有機粘合劑和溶劑。需要開發(fā)一種能夠改良電極組成物的可印刷性的有機粘合 劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] -個實施例提供一種能夠提供具有高分辨率的精細圖案的電極組成物。
[0007] 另一個實施例提供一種使用所述電極組成物制造的電極。
[000引又一個實施例提供一種包含所述電極的太陽能電池。
[0009] -個實施例提供一種電極組成物，包含導電粉末、玻璃料、有機粘合劑W及溶劑， 其中所述有機粘合劑是包含由化學式1表示的結(jié)構(gòu)單元的化合物。
[0010] [化學式1]
[0011]
[001^ 在化學式1中，
[0013] R1、R2W及R3各自獨立地由W下各項中選出：氨、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈 a到C15烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈C2到C15締基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C3到C20 環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C3到C20雜環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C3到C20芳基、經(jīng)取代 或未經(jīng)取代的C3到C20雜芳基W及由化學式2表示的取代基，其條件是r1、R2W及R3中的至少 一個是由化學式2表示的取代基。
[0014] [化學式2]
[0015]
[0016] 在化學式2中，
[0017] 1?3、護、護從及1?皆自獨立地是氨或直鏈或支鏈(：巧化10烷基，
[001引 m是巧Ijio的整數(shù)，n是0到10的整數(shù)，
[0019] X由W下各項中選出：經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈Cl到C18烷基、徑基(-OH)、 面素、簇基（-C00H)、醋基（COOR4，其中R4是直鏈或支鏈Cl到C6烷基）、憐酸基（-O-P( = 0) (0H)2)、憐酸醋基(-0-P( =0) (0R4)2,其中R4是直鏈或支鏈Q到C6烷基）、經(jīng)取代或未經(jīng)取代 的C3到C20環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C6到C20芳基W及包含N、0、S和其組合的經(jīng)取代或 未經(jīng)取代的5元或6元脂環(huán)基，并且
[0020] *表示所述取代基鍵聯(lián)到化學式1的01?1、0護^及0護的氧(0)的點。
[0021] 在化學式2中，不與酷胺基相鄰的至少一個經(jīng)取代或未經(jīng)取代的亞甲基(-(C(Ra) (Rb))-或-(C(RC)(Rd))-)可W經(jīng)由W下各項中選出的鍵聯(lián)基團置換:-〇-、-S-、-C(=0)-、-S (=0)-、-5(=0)2-、-(：(=0)-0-、-0-(：(=0)-、-(：(=0)順5-(其中1?5是氨或(：1到〔6烷基）和其 組合。
[0022] 所述包含N、0、S和其組合的經(jīng)取代或未經(jīng)取代的5元或6元脂環(huán)基可W由W下各項 中選出：咪挫基、咪挫嘟基、化挫基、化挫嘟基、化咯嘟基、=挫基、四挫基、慷基W及異嗯挫 基。
[0023] 所述由化學式1表示的化合物的重量平均分子量(Mw)可W是5000g/mo巧Ij200， OOOg/mol。
[0024] 所述包含由化學式I表示的結(jié)構(gòu)單元的化合物可W包含每一個由化學式I表示的 結(jié)構(gòu)單元中一個或兩個由化學式2表示的取代基。
[00巧]所述電極組成物可W包含60重量％到95重量％的所述導電粉末，0.5重量％到20 重量％的所述玻璃料、1重量％到20重量％的所述有機粘合劑W及余量的所述溶劑。
[0026] 所述玻璃料可W包含至少一種由W下各項中選出的金屬元素:鉛(Pb)、蹄(Te)、祕 (Bi)、裡化 i)、憐(P)、錯(Ge)、嫁(Ga)、姉(Ce)、鐵(Fe)、娃(Si)、鋒(Zn)、鶴(W)、儀(Mg)、飽 (Cs)、鎖(Sr)、鋼(Mo)、鐵(Ti)、錫(Sn)、銅（In)、饑(V)、領(lǐng)(Ba)、儀(Ni)、銅(Cu)、鋼(化）、鐘 化）、神(As)、鉆(Co)、錯(Zr)、儘(Mn) W 及侶(Al)。
[0027] 所述溶劑可W包含由W下各項中選出的至少一種：甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、下基 溶纖劑、脂肪醇、Q-松油醇、e-松油醇、二氨-松油醇、乙二醇、乙二醇單下基酸、下基溶纖劑 乙酸醋W及2,2,4-S甲基-1,3-戊二醇單異下酸醋。
[002引所述玻璃料的平均粒徑(D50)可W是0.1皿到10皿。
[0029] 所述電極組成物可W還包含由W下各項中選出的至少一種:表面處理劑、分散劑、 觸變劑、塑化劑、粘度穩(wěn)定劑、消泡劑、顏料、紫外(UV)穩(wěn)定劑、抗氧化劑W及偶合劑。
[0030] 另一個實施例提供一種使用所述電極組成物制造的電極。
[0031] 另一個實施例提供一種包含所述電極的太陽能電池。
[0032] 所述電極組成物可W提供具有高分辨率和改良的可印刷性的精細圖案。
【附圖說明】
[0033] 圖1是展示根據(jù)一個實施例的太陽能電池的結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0034] 將參考附圖在下文中更加全面地描述本發(fā)明，在運些附圖中示出了本發(fā)明的例示 性實施例。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，可W各種不同方式來修改所描述的實施例，運 些修改均在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下進行。
[0035] 在附圖中，為清楚起見放大層、膜、面板、區(qū)域等的厚度。在說明書通篇，相似附圖 元件符號表示相似元件。應(yīng)理解，當如層、膜、區(qū)域或襯底的元件被稱作"在"另一個元件 "上"時，其可W直接在另一個元件上或還可W存在插入元件。相比之下，當元件被稱作"直 接在"另一個元件"上"時，不存在插入元件。
[0036] 如本文所用，當未另外提供特定定義時，術(shù)語"經(jīng)取代"是指經(jīng)W下各項取代代替 至少一個氨：面素(F、C1、化或I)、徑基、a到C20烷氧基、硝基、氯基、氨基、亞氨基、疊氮基、 脈基、阱基、亞阱基、幾基、氨甲酯基、硫醇基、醋基、酸基、簇基或其鹽、橫酸基或其鹽、憐酸 基或其鹽、Cl到C20烷基、C2到C20締基、C2到C20烘基、C6到C30芳基、C3到C20環(huán)烷基、C3到 C20環(huán)締基、C3到C20環(huán)烘基、C2到C20雜環(huán)烷基、C2到C20雜環(huán)締基、C2到C20雜環(huán)烘基、C3到 C30雜芳基或其組合。
[0037] 如本文所用，當未另外提供特定定義時，術(shù)語"雜"是指在環(huán)基中包含至少一個由 W下各項中選出的雜原子:N、0、SW及P。
[003引根據(jù)一個實施例的電極組成物包含導電粉末、玻璃料、有機粘合劑W及溶劑。在下 文中，詳細描述本發(fā)明。
[0039] 電極組成物包含金屬粉末作為導電粉末。金屬粉末可W包含銀(Ag)、金(Au)、鈕 (Pd)、銷(Pt)、釘(Ru)、錠(化）、餓(Os)、銀(Ir)、鍊(Re)、鐵(Ti)、妮(Nb)、粗(Ta)、侶(Al)、銅 (Cu)、儀(Ni)、鋼(Mo)、饑(V)、鋒(Zn)、儀(Mg)、錠(Y)、鉆(Co)、錯(Zr)、鐵(Fe)、鶴(W)、錫 (Sn)、銘(Cr)、儘(Mn)等，但不限于此。
[0040] 導電粉末的粒度可W是納米或微米級。舉例來說，導電粉末的粒度可W是幾十納 米到幾百納米或幾微米到幾十微米。在其它實施例中，導電粉末可W是具有不同粒度的兩 種或多于兩種類型的銀粉末的混合物。
[0041] 導電粉末可W具有球形、薄層形或不定形的粒子形狀。導電粉末的平均粒徑(D50) 可W是0.1 wii到IOwh，例如0.5WI1到扣m。平均粒徑可W在室溫(24°C到25 °C)下通過超聲波處 理將導電粉末分散于異丙醇（IPA)中3分鐘后，使用例如型號1064D(西萊斯有限公司(CILAS Co. ,Ltd.))設(shè)備測量。在此平均粒徑范圍內(nèi)，組成物可W提供低接觸電阻和低線路電阻。
[0042] W電極組成物的100重量％計，導電粉末可W60重量％到95重量％的量存在。在此 范圍內(nèi)，可W防止轉(zhuǎn)化效率由于電阻增加而劣化，并且還可W防止由有機媒劑的相對減少 所產(chǎn)生的硬糊形成。在一個實施例中，導電粉末可W70重量％到90重量％的量存在。
[0043] 玻璃料可W用W增強導電粉末與晶片或襯底之間的粘著力，并且通過蝕刻抗反射 層和使導電粉末烙融在發(fā)射極區(qū)中形成銀晶粒，W便在電極糊的燒結(jié)過程期間降低接觸電 阻。此外，在燒結(jié)過程期間，玻璃料可W被軟化并且可W降低燒結(jié)溫度。
[0044] 當增加太陽能電池的面積W便提高太陽能電池效率時，存在太陽能電池的接觸電 阻可能增加的可能性。因此，希望最小化對p-n結(jié)的影響同時最小化串聯(lián)電阻(Rs)。另外，燒 結(jié)溫度可W隨具有不同薄層電阻的各種晶片的增加使用在廣泛范圍內(nèi)變化。希望玻璃料確 保充足熱穩(wěn)定性W耐受廣泛范圍的燒結(jié)溫度。
[0045] 玻璃料可W是通常用于電極組成物中的鉛玻璃料和非鉛玻璃料中的一種或多種。
[0046] 玻璃料可W還包含至少一種由W下各項中選出的金屬或半金屬元素:鉛(Pb)、蹄 (Te)、祕(Bi)、裡化 i)、憐(P)、錯(Ge)、嫁(Ga)、姉(Ce)、鐵(Fe)、娃(Si)、鋒(Zn)、鶴(W)、儀 (Mg)、飽(Cs)、鎖（Sr)、鋼(Mo)、鐵(Ti)、錫(Sn)、銅（In)、饑(V)、領(lǐng)(Ba)、儀(Ni)、銅(Cu)、鋼 (Na)、鐘化）、神(As)、鉆(Co)、錯(Zr)、儘(Mn 似及侶(Al)。
[0047] 玻璃料可W通過任何適合方法由金屬或半金屬元素的氧化物制備。舉例來說，金 屬或半金屬氧化物可W通過W下方式獲得：W預定比率混合金屬或半金屬元素的氧化物， 使混合物烙融，對所得物進行澤火，并且然后粉碎經(jīng)澤火的產(chǎn)物?；旌峡蒞使用球磨機或行 星式磨機進行。烙融可W在700°C到1300°C下進行，并且澤火可W在室溫(24°C到25°C )下進 行。粉碎可W使用(但不限于)盤磨機或行星式磨機進行。
[004引玻璃料的平均粒徑(D50)可W是0.1皿到10皿，并且W電極組成物的100重量％計 可W0.5重量％到20重量％的量存在。在此范圍內(nèi)，玻璃料可W確保電極的極佳粘著強度同 時不會劣化電極的電特征。
[0049] 玻璃料可W具有球形或不定形。在一個實施例中，可W使用具有不同轉(zhuǎn)變溫度的 兩種不同種類的玻璃料。舉例來說，轉(zhuǎn)變溫度在高于或等于200°C到低于或等于350°C范圍 內(nèi)的第一玻璃料和轉(zhuǎn)變溫度在高于350°C到低于或等于550°C范圍內(nèi)的第二玻璃料可Wl: 0.2到1:1范圍內(nèi)的重量比混合。
[0050] 有機粘合劑可W由化學式1表示。
[005U [化學式。
[0化2]
[0化3] 在化學式1中，
[0054] R1、R2W及R3各自獨立地是氨、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈Cl到C15烷基、經(jīng)取 代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈C2到C15締基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C3到C20環(huán)烷基、經(jīng)取代或 未經(jīng)取代的C3到C20雜環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C3到C20芳基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C3 至化20雜芳基W及由化學式2表示的取代基，其條件是r1、R2W及R3中的至少一個是由化學式 2表示的取代基。
[0055] [化學式2]
[0化6]
[0化7] 在化學式2中，
[0化引1?3、護、護^及1?4各自獨立地是氨或直鏈或支鏈(：1到(：10烷基，特別是直鏈或支鏈(：1 到C6烷基，
[0059] m是巧IjlO的整數(shù)，n是0到10的整數(shù)，
[0060] X由W下各項中選出：經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈Cl到C18烷基、徑基(-OH)、 面素(-F、-Cl、-化或-I)、簇基(-C00H)、醋基(-COOR4，其中R4是直鏈或支鏈Cl到C6烷基）、憐 酸基(憐酸，-O-P( = 0)OH)2)、憐酸醋基(-O-P( = 0) (OR4)2，其中R4是直鏈或支鏈C1到C6燒 基）、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C3到C20環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C6到C20芳基W及包含N、0、 S和其組合的經(jīng)取代或未經(jīng)取代的5元或6元脂環(huán)基，并且
[0061] *表示所述取代基鍵聯(lián)到化學式1的01?1、01?2^及0護的氧(0)的點。
[0062] 經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈Cl到C15烷基可W是例如經(jīng)至少一個徑基取代的 直鏈或支鏈Cl到Cl 5徑烷基。
[0063] 經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈Cl到C15烷基可W是例如甲基、乙基、正丙基、仲 下基、異丙基、正戊基、異戊基、異下基等。
[0064] 在化學式2中，不與酷胺基相鄰的至少一個經(jīng)取代或未經(jīng)取代的亞甲基(-(C(Ra) (Rb))-或-(C(RC)(Rd))-)可W經(jīng)由W下各項中選出的鍵聯(lián)基團置換:-〇-、-S-、-C(=0)-、-S (=0)-、-5(=0)2-、-(：(=0)-0-、-0-(：(=0)-、-(：(=0)順5-(其中1?5是氨或(：1到〔6烷基）和其 組合。當至少兩個亞甲基經(jīng)至少兩個鍵聯(lián)基團置換時，鍵聯(lián)基團不與彼此相鄰存在。
[0065] 經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈Cl到C15烷基或經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈 C巧IjClS烷基的至少一個經(jīng)取代或未經(jīng)取代的亞甲基可W經(jīng)由W下各項中選出的鍵聯(lián)基團 置換：-〇-、-S-、-〔（=〇) -、-S(=0)-、-S(=0)2_、-C (=0) -〇-、-〇_C (=0)-、-C (=0) nr5-(其 中R5是氨或Cl到C6烷基)和其組合。當至少兩個亞甲基經(jīng)至少兩個鍵聯(lián)基團置換時，鍵聯(lián)基 團不與彼此相鄰存在。當化學式2中的n是加寸，鍵聯(lián)基團不接續(xù)化學式2的酷胺基存在。
[0066] 所述包含N、0、S和其組合的經(jīng)取代或未經(jīng)取代的5元或6元脂環(huán)基可W由W下各項 中選出：咪挫基、咪挫嘟基、化挫基、化挫嘟基、化咯嘟基、=挫基、四挫基、慷基W及異嗯挫 基。
[0067] 由化學式1表示的化合物可W通過使纖維素或纖維素衍生物與包含由化學式2a表 示的酷胺基的化合物反應(yīng)而制備。
[0068] [化學式 2a]
[0069]
[0070] 在化學式2a中，
[0071] 1?3、護、護、1?3、"1、11^及乂與化學式2中相同，并且￥是與纖維素衍生物的徑基或燒氧 基反應(yīng)的反應(yīng)性基團，例如面素，并且具體來說是C1。
[0072] 包含酷胺基的化合物可W通過使具有簇酸基的化合物和胺化合物反應(yīng)而獲得。
[0073] 有機粘合劑在纖維素主鏈處包含至少一個由化學式2表示的具有酷胺基的取代 基，并且因此可W改良電極組成物的印刷特征、分散W及儲存穩(wěn)定性。另外，有機粘合劑在 電極組成物的組分之中，例如在其中具有纖維素主鏈的有機粘合劑或?qū)щ姺勰┝Ｗ又行?成纏結(jié)結(jié)構(gòu)（entanglement Struc化re)，并且因此使組分緊密接觸彼此。此外，有機粘合劑 可W改良襯底的可潤濕性和因此改良電極組成物與襯底的親和力。因此，當電極組成物印 刷于襯底上時，電極組成物可W不散布但防止增加電極圖案的寬度并且維持其均勻?qū)挾龋?并且因此獲得具有高縱橫比（電極圖案的截面高度/電極圖案的截面寬度)的精細圖案。
[0074] 另外，有機粘合劑增加有機粘合劑之中的氨鍵并且減少寬度變寬的現(xiàn)象，同時通 過在烘烤期間生成的熱量娠壓糊體，并且因此可W獲得具有高縱橫比的精細圖案，并且還 由于側(cè)鏈作用而具有極佳剪切稀化(shear thinning)，并且因此可W獲得具有高分辨率的 電極圖案。
[0075] 另外，有機粘合劑可W改良后面描述的添加劑與有機粘合劑之間的相容性并且因 此改良電極組成物的印刷特征。
[0076] 所述由化學式1表示的化合物的重量平均分子量(Mw)可W是5000g/mo巧Ij200， OOOg/mo 1。當重量平均分子量(Mw)在所述范圍內(nèi)時，可W改良電極組成物的分散和印刷特 征。
[0077] 所述由化學式1表示的化合物可W包含每一個由化學式1表示的結(jié)構(gòu)單元中一個 或兩個由化學式2表示的取代基。
[0078] W此方式，當存在由化學式2表示的取代基時，可W改良電極組成物的分散穩(wěn)定 性，并且可W獲得具有高縱橫比的精細電極圖案。
[0079] 由化學式2表示的取代基可W定位在(但不限于）由化學式1表示的結(jié)構(gòu)單元的Ri (第3號位置）、R2(第6號位置)或R3 (第2號位置）。
[0080] W電極組成物的100重量％計，有機粘合劑可Wo. 1重量％到20重量％、例如0.2重 量％到15重量％的量存在。當有機粘合劑在所述范圍內(nèi)使用時，電極組成物可W具有適當 粘度，并且防止與襯底的粘著性劣化，并且還可W由于有機粘合劑在燒結(jié)期間的不順分解 而具有高電阻，并且防止電極在燒結(jié)期間開裂、斷開、具有針孔等。
[0081] 溶劑的沸點可W是IOCTC或更高，并且溶劑可W是甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、下基 溶纖劑、脂肪醇、Q-松油醇、e-松油醇、二氨-松油醇、乙二醇、乙二醇單下基酸、下基溶纖劑 乙酸醋、醋醇(2,2,4-S甲基-1,3-戊二醇單異下酸醋)等，其可W單獨或W兩者或多于兩者 的組合使用。
[0082] 溶劑可W余量，例如W電極組成物的總量計1重量％到30重量％存在。當溶劑在所 述范圍內(nèi)使用時，可W確保充足粘著強度和極佳印刷特征。
[0083] 電極組成物可W按需要還包含典型添加劑W增強流動性質(zhì)、加工性質(zhì)W及穩(wěn)定 性。添加劑可W包含表面處理劑、分散劑、觸變劑、塑化劑、粘度穩(wěn)定劑、消泡劑、顏料、紫外 (UV)穩(wěn)定劑、抗氧化劑、偶合劑等。運些添加劑可W單獨或W其混合物形式使用。
[0084] W電極組成物的100重量％計，運些添加劑可Wo. 1重量％到5重量％的量存在。此 量可W按需要而改變。添加劑的量可W考慮電極組成物的印刷特征、分散W及儲存穩(wěn)定性 而選擇。
[0085] 另一個實施例提供一種由所述電極組成物形成的電極。
[0086] 另外，另一個實施例提供一種包含所述電極的太陽能電池。
[0087] 參考圖1，說明根據(jù)一個實施例的太陽能電池。圖1是展示根據(jù)一個實施例的太陽 能電池的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0088] 參考圖1，電極組成物印刷于包含P層101(或n層)和n層102(或P層)作為發(fā)射極的 晶片100上，并且經(jīng)燒結(jié)，形成后電極210和前電極230。舉例來說，用于后電極210的先前制 備步驟可W通過W下方式進行：將電極組成物印刷于晶片的后表面上，并且在200°C到400 °C下干燥10秒到60秒。
[0089] 另外，用于前電極230的先前制備步驟可W通過W下方式進行:將電極組成物印刷 于晶片的前表面上，并且使其干燥。然后，可W將前電極和后電極在400°C到980°C、并且具 體來說700°C到980°C下燒結(jié)30秒到210秒。
[0090] 提供W下實例和比較例W便突出一個或多個實施例的特征，但應(yīng)理解，實例和比 較例不應(yīng)理解為限制實施例的范圍，比較例也不應(yīng)理解為在實施例的范圍之外。此外，應(yīng)理 解，實施例不限于實例和比較例中所述的特定細節(jié)。
[0091] 有機粘合劑的合成實例
[0092] <合成實例1>
[0093] 將300ml的1,4-二嗯燒和50g的乙基纖維素（STD200,陶氏化學公司（Dow Chemical Co.))放置于IL圓燒瓶中，緩慢加熱達到6(TC并且攬動30分鐘W使乙基纖維素完全溶解，將 溶液冷卻到室溫，向其中添加23gS乙胺（TEA,西格瑪-阿爾德里奇公司（Sigma-Aldrich Co)),將混合物攬動10分鐘，在氮氣(化)氛圍下向其中緩慢添加Ilg的N-下基-2-氯乙酷胺 (西格瑪-阿爾德里奇公司），并且將混合物緩慢加熱達到6(TC并且攬動5小時，完成反應(yīng)。當 反應(yīng)完全時，將來自其的產(chǎn)物純化并且干燥，獲得經(jīng)N-下基-2-氯乙酷胺改性的乙基纖維素 (CBA-I)。
[0094] <合成實例2>
[00M]經(jīng)N-下基-2-氯乙酷胺改性的乙基纖維素(CBA-2)根據(jù)與合成實例1中相同的方法 獲得，不同之處在于改變N-下基-2-氯乙酷胺的量。
[0096] <合成實例3>
[0097] 經(jīng)N-下基-2-氯乙酷胺改性的乙基纖維素(CBA-3)根據(jù)與合成實例1中相同的方法 獲得，不同之處在于改變N-下基-2-氯乙酷胺的量。
[0098] 合成實例1至合成實例3中所用的組分的量列于W下表1中。
[0099] (表1)
[0100]
[0101] 制備電極組成物
[0102] < 實例 1>
[0103] 太陽能電池電極組成物通過W下方式制備:在50°C下將0.8重量％的根據(jù)合成實 例I的經(jīng)N-下基-2-氯乙酷胺改性的乙基纖維素(CBA-I)(作為有機粘合劑)充分溶解于8.5 重量％的醋醇(作為溶劑）中；向其中添加87.0重量％的平均粒徑是5.0皿的球形的銀粉末 (5-8F，多瓦高科技有限公司（Dowa Hightech Co丄td. )),3.0重量％的平均粒徑是1.0皿、 轉(zhuǎn)變點是34 TC并且具有低烙點的含鉛玻璃料（Cl-124,帕蒂克洛戈瑞有限公司 (Particlogy Co . ,Ltd.))，W及0.2重量％ 的分散劑(BYK102，畢克化學公司（BYK-Chemie Inc.))和0.5重量％的觸變劑(TMxa化〇1 ST，海名斯公司化Iementis Co.))作為添加劑； 并且然后用=漉混合器將其均勻地混合并且分散混合物。
[0104] < 實例 2>
[0105] 太陽能電池電極組成物根據(jù)與實例1中相同的方法制備，不同之處在于使用根據(jù) 合成實例2的經(jīng)N-下基-2-氯乙酷胺改性的乙基纖維素(CBA-2)代替根據(jù)合成實例1的CBA-I 作為有機粘合劑。
[0106] < 實例 3>
[0107] 太陽能電池電極組成物根據(jù)與實例1中相同的方法制備，不同之處在于使用根據(jù) 合成實例3的經(jīng)N-下基-2-氯乙酷胺改性的乙基纖維素(CBA-3)代替根據(jù)合成實例1的CBA-I 作為有機粘合劑。
[010引 < 比較例1>
[0109] 太陽能電池電極組成物根據(jù)與實例1中相同的方法制備，不同之處在于使用乙基 纖維素(STD200,陶氏化學公司)代替根據(jù)合成實例1的CBA-I作為有機粘合劑。
[0110] 性質(zhì)評估
[0111] (1)儲存穩(wěn)定性
[0112] 通過使用根據(jù)W下方程式1獲得的儲存前后的粘度變化比，來評估根據(jù)實例巧。實 例3和比較例1的太陽能電池電極組成物的儲存穩(wěn)定性(百分比），并且結(jié)果提供于下表2中。 [011；3][方程式。
[0114]
[011引在方程式1中，
[0116] Fo是在25°C下在50±5%的相對濕度下儲存電極組成物1天后在室溫（24°C)下測 量的粘度，并且Fi是在25°C下在50±5%相對濕度下儲存電極組成物30天后在室溫（25°C) 下測量的粘度。
[0117] 通過W下方式獲得粘度測量值:使用粘度計化BDV-2+pro,布洛克菲爾德工程化實 驗室（BrookfieId Engineering Laboratories))并且在其上安裝SC4-14轉(zhuǎn)軸和SC4-6RP腔 室，并且然后在25 °C和IOrpm下預剪切組成物30秒。
[0118] (2)精細圖案評估
[0119] 將根據(jù)實例1到實例3和比較例1的太陽能電池電極組成物分別通過使用絲網(wǎng)掩模 絲網(wǎng)印刷于薄層電阻是90 Q的多P型娃晶片的前表面上W印刷電極圖案，并且然后通過使 用紅外線干燥爐干燥。然后，將包含侶的電極組成物印刷于晶片的后表面上，并且然后W如 上所述的相同方法干燥。隨后，將過程中制造的電池通過使用傳送帶型爐在400°C到950°C 下燒結(jié)40秒，并且然后通過使用VK設(shè)備(VK9710,基恩±公司化EYENCE Co.))測量電極線路 的線寬和厚度，并且結(jié)果提供于下表2中。
[0120] * 絲網(wǎng)掩模:SUS325 型 / 乳化(emulsion)厚度 15 皿 / 指棒線（finger bar line):寬 度35皿，90個指棒
[0121] (表 2)
[01221
[0123] 如表2中所示，與使用根據(jù)比較例1的乙基纖維素的太陽能電池電極組成物相比， 根據(jù)實例巧Ij實例3使用由化學式1表示的化合物作為有機粘合劑的太陽能電池電極組成物 展示極佳儲存穩(wěn)定性、極佳縱橫比W及細線寬。
[0124] 雖然已經(jīng)結(jié)合目前視為實用例示性實施例的內(nèi)容來描述本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā) 明不限于所公開的實施例，而是相反，本發(fā)明旨在涵蓋包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍 內(nèi)的各種修改和等效配置。
【主權(quán)項】
1. 一種電極組成物，包括： 導電粉末、玻璃料、有機粘合劑W及溶劑， 其中所述有機粘合劑是包含由化學式1表示的結(jié)構(gòu)單元的化合物： [化學式1]其中，在化學式1中， r1、R2W及R3各自獨立地由W下各項中選出：氨、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈C1到 C15烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈C2到C15締基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C3到C20環(huán)燒 基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C3到C20雜環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C3到C20芳基、經(jīng)取代或未 經(jīng)取代的C3到C20雜芳基W及由化學式2表示的取代基，其條件是r1、R2W及R3中的至少一個 是由化學式2表示的取代基： [化學式2]其中，在化學式2中， 尺3、護、護從及3皆自獨立地是氨或直鏈或支鏈(：巧化10烷基， m是巧IjlO的整數(shù)，η是0到10的整數(shù)， X由W下各項中選出：經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈或支鏈C1到C18烷基、徑基、面素、簇基、 由C00R4表示的醋基、憐酸基、由-0-P(=0)(0R4)康示的憐酸醋基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C3 到C20環(huán)烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的C6到C20芳基W及包含N、0、S和其組合的經(jīng)取代或未經(jīng) 取代的5元或6元脂環(huán)基，其中R4是直鏈或支鏈C1到C6烷基，并且 *表示取代基鍵聯(lián)到化學式1的〇1?1、〇護從及〇護的氧的點。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組成物，其中不與酷胺基相鄰的至少一個經(jīng)取代或未經(jīng) 取代的亞甲基經(jīng)由W下各項中選出的鍵聯(lián)基團置換:-o-、-s-、-c(=o)-、-s(=o)-、-s( = 0)2-、-(：(=0)-0-、-0-(：(=0)-、-(：(=0州1?5-和其組合，其中1?5是氨或(：1到〔6烷基。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組成物，其中所述包含N、0、S和其組合的經(jīng)取代或未經(jīng)取 代的5元或6元脂環(huán)基由W下各項中選出：咪挫基、咪挫嘟基、化挫基、化挫嘟基、化咯嘟基、 =挫基、四挫基、慷基W及異嗯挫基。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組成物，其中所述包含由化學式1表示的結(jié)構(gòu)單元的化合 物的重量平均分子量是5000g/mol到200，OOOg/mol。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組成物，其中所述包含由化學式1表示的結(jié)構(gòu)單元的化合 物包括每一由化學式1表示的結(jié)構(gòu)單元中一個或兩個由化學式2表示的取代基。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組成物，其中所述電極組成物包括： 60重量％到95重量％的所述導電粉末； 0.5重量％到20重量％的所述玻璃料； 1重量％到20重量％的所述有機粘合劑；W及 余量的所述溶劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組成物，其中所述玻璃料包括由W下各項中選出的至少 一個:鉛、蹄、祕、裡、憐、錯、嫁、姉、鐵、娃、鋒、鶴、儀、飽、鎖、鋼、鐵、錫、銅、饑、領(lǐng)、儀、銅、鋼、 鐘、神、鉆、錯、儘W及侶。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組成物，其中所述溶劑包括由W下各項中選出的至少一 種：甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、下基溶纖劑、脂肪醇、α-松油醇、β-松油醇、二氨-松油醇、乙二 醇、乙二醇單下基酸、下基溶纖劑乙酸醋W及2,2,4-Ξ甲基-1,3-戊二醇單異下酸醋。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組成物，其中所述玻璃料的平均粒徑是Ο.?μπι到ΙΟμπι。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組成物，其中所述電極組成物還包括由W下各項中選出 的至少一種:表面處理劑、分散劑、觸變劑、塑化劑、粘度穩(wěn)定劑、消泡劑、顏料、紫外穩(wěn)定劑、 抗氧化劑W及偶合劑。11. 一種電極，使用根據(jù)權(quán)利要求巧ijlO中任一項所述的電極組成物制造。12. -種太陽能電池，包括根據(jù)權(quán)利要求11所述的電極。
【文檔編號】H01L31/042GK106098143SQ201610109510
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年2月26日 公開號201610109510.1, CN 106098143 A, CN 106098143A, CN 201610109510, CN-A-106098143, CN106098143 A, CN106098143A, CN201610109510, CN201610109510.1
【發(fā)明人】文成日, 柳昇澈, 樸亨錫, 李柍實
【申請人】三星Sdi株式會社