本发明有关一种太阳能电池用的导电胶，特别有关一种具有改质金属粒子的导电胶。
背景技术：
近年来，由于全球暖化、化石能源污染的排放、核废料及新电厂场址选择等问题，新型式的替代能源引起世人高度重视。其中，直接将太阳能转换成电能且无污染的太阳能电池的研发已有长足的进展。
目前广泛使用的太阳能电池于受光面附近成形有一p-n接面，且于太阳能电池吸收光能时会产生电子流。常见的电池设计，系在电池前后二侧分别形成电极。通常为了供电于大电压电器，该等电池系以串联方式电性连接以增加电压。
传统的太阳能电池采用p型的基板，然后再利用高温热扩散的处理，使p型的基板上形成一层薄薄的n型半导体。在进行扩散程序前，会在表面上形成一织状结构(texturing)，并加入抗反射层，以减少光的反射量。接着，进行网印程序，将制作完成的晶圆，涂布银(ag)胶及铝(al)胶，以一网印机将一种默认图形印刷在晶圆的两面。然后，进行共同烧结程序，将印刷有银胶及铝胶的晶圆，共同通过高温烧结炉，使得银胶及铝胶可分别与晶圆的对应面产生共晶结构，而与晶圆因此具有一定的欧姆接触(ohmiccontact)。如此，便可于晶圆的表面接出导电电极，以完成一个简单的太阳电池面板。
上述用于太阳能电池的导电胶主要可分为银胶及铝胶，银胶主要用来当作电池的电极，其优异的导电率，可提高太阳能电池转换效率。银胶又可分为正面银胶与背面银胶，分别应用在太阳能电池的正/反面。而铝胶则是于背面银电极印在硅晶圆后，再印上烧结后作为背面电场。均匀的背面电场透过铝胶汇集正极电洞，并串连正银、背银电极的负极电子，达到导引电流并增加电池效率功能。
目前，导电胶的主要成份为金属粉及玻璃料，其中金属粉的金属粒子大小只有2-3微米，金属粒子与金属粒子之间皆有相互吸引力使其团聚，因而在形成粒径大小不一的金属粒子，若不改善其团聚情形，经过固化或是高温烧结后，因为粒径大小不一，堆栈致密性就会不佳，因而导电性会因堆栈空隙多而下降。
技术实现要素：
本发明提供一种具有改质金属粒子的导电胶，包含:改质金属粒子、玻璃料、树脂及有机溶剂，金属粒子经过改质，可形成金属粒子之间的立体障碍，减少团聚情形发生，改善导电胶的导电性。
为达上述的目的，本发明提供一种具有改质金属粒子的导电胶，包含:改质金属粒子、玻璃料、树脂及有机溶剂，该改质金属粒子系以0.5wt％-5wt％的耦合剂改质。
本发明的一态样，耦合剂可为硅烷类、钛烷类或锆烷类等。
金属粒子可为银粒子或银合金粒子。
上述玻璃料的软化点温度范围为330-500℃。
树脂为甲基纤维素或乙基纤维素。有机溶剂包括但不限于沸点小于等于200℃的低沸点有机溶剂、沸点大于200℃的高沸点有机溶剂或上述两种的混合物。
低沸点有机溶剂分别为异丙醇、正丁醇或异丁醇；乙醚、异丙醚或二乙二醇单丁醚；或者醋酸、丁酸或己酸。
高沸点有机溶剂例如为联苯、松油醇、二苯醚、丙三醇。
本发明具有改质金属粒子的导电胶的软化点温度范围为285-310℃。
由该导电胶形成的金属电极的体积电阻范围为10-6～10-7ohm.cm。
本发明另提供太阳能电池组件，包含借由烧结上述具有改质金属粒子的导电胶所形成的金属电极。
而且，本发明还提供一种具有改质金属粒子的导电胶的制造方法，包含以下步骤:
(a)使用酸洗剂清洗以去除金属粒子表面的氧化物；
(b)添加一耦合剂，使该耦合剂与金属粒子的表面均匀反应，让金属粒子表面的氢氧基与耦合剂的烷氧基结合而使得耦合剂的官能基在金属粒子表面上形成立体障碍；
(c)加入玻璃料，与金属粒子均匀混合；及
(d)加入树脂及有机溶剂均匀搅拌形成导电胶。
其中，该步骤(b)借由金属粒子表面的氢氧基与耦合剂的烷氧基作用而结合。
为了使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求范围及图式，任何本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点，因此将在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点。
附图说明
图1为本发明的一实施例具有改质金属粒子的导电胶的制备方法的步骤流程图。
图2为本发明的一实施例金属粒子与耦合剂结合的示意图，其中x包括但不限于ti、si或zr，r是指烷基。
其中，附图标记：
s10-s18步骤
具体实施方式
以下将详细说明本发明的有改质金属粒子的导电胶的制备方法。请参考图1，图1为本发明的一实施例具有改质金属粒子的导电胶的制备方法的步骤流程图。改质金属粒子的制备方法包含以下步骤：s10，使用酸洗剂清洗以去除金属粒子表面的氧化物，此金属粒子例如银粒子或银合金粒子，酸洗剂可为甲苯溶液；s12，将金属粒子烘干，例如放置在烘箱中以温度50-80℃烘干；s14，添加耦合剂，均匀反应在金属粒子的表面上，较佳是完全包覆金属粒子；s16，加入玻璃料，与金属粒子均匀混合，此时耦合剂也会包覆玻璃料，本实施例提供的玻璃料的软化点温度范围为330-500℃；及s18，加入树脂及有机溶剂均匀搅拌形成导电胶。
本实施例中，耦合剂可以是绝缘热塑性硅烷类、钛烷类或锆烷类，但不限于以上烷类有机物。耦合剂均匀涂布在金属粒子的表面上可降低金属粒子之间的吸引力。因此，具有耦合剂改质的金属粒子的导电胶经过固化或高温烧结，可减少团聚情形发生，堆栈致密性较佳，故导电性会因此而上升。
本实施例中，树脂用于作为导电组成物干燥后烧结前的支撑物，为避免烧结后影响电性，以烧结后不残留碳者为佳。可使用树脂作为黏合剂，以热塑性树脂为佳，且较佳选自纤维素、丙烯酸类树脂、聚酯树脂、聚胺基甲酸酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂或其混合物，更佳为纤维素、丙烯酸类树脂、聚胺基甲酸酯树脂或其混合物。
本实施例所使用的纤维素可为甲基纤维素(methylcellulose)、乙基纤维素(ethylcellulose)、木松香、聚丙烯腈或其混合物。可用于本实施例的丙烯酸类树脂的种类，例如包括，但不限于：聚胺基甲酸酯丙烯酸酯，如脂肪族聚胺基甲酸酯丙烯酸酯；聚环氧丙烯酸酯，如聚酚醛环氧丙烯酸酯(novolacepoxyacrylate)；聚酯丙烯酸酯；以聚酯多元醇为主的丙烯酸酯(polyesterpolyolbasedacrylate)；丙烯酸酯均聚物或共聚物；或彼等的混合物。
有机溶剂用于调整导电胶至适当黏度，有机溶剂包括但不限于沸点小于等于200℃的低沸点有机溶剂、沸点大于200℃的高沸点有机溶剂或上述两种的混合物。低沸点有机溶剂分别为异丙醇、正丁醇或异丁醇；乙醚、异丙醚或二乙二醇单丁醚；或者醋酸、丁酸或己酸。高沸点有机溶剂例如为联苯、松油醇、二苯醚或丙三醇。
图2为本发明的一实施例金属粒子与耦合剂结合的示意图，其中x表示ti、si或zr，r是指烷基。金属粒子表面的氢氧基与耦合剂的烷氧基作用而结合，可形成金属粒子之间的立体障碍，减少团聚情形发生，改善涂布效果并增加导电胶的导电性。
另外，玻璃料因为表面有耦合剂参与烧结，其耦合剂软化点小于玻璃放热峰温度，故由微差扫描热量仪(dsc)量测，其接近耦合剂软化点温度时会有其放热峰，放热后会加速玻璃料熔融，故其玻璃软化点会降低。因此，可节省烧结所使用的能源，提高烧结效率。
(实施例)
将100g的银粉置入甲苯溶液中均匀搅拌，时间大约1小时，之后，置入烘箱以温度50-80℃烘干，将烘干的银粒子取出数克，并加入1wt％(以银粉总重为基准)热塑性钛烷类耦合剂，将其均匀搅拌，然后加入少量玻璃料，与银粒子跟耦合剂均匀搅拌融合，之后添加有机溶剂至100g，搅拌后移至三滚筒分散形成导电胶。
实施例2的导电胶除了钛烷类耦合剂以硅烷类耦合剂代替外，其余步骤与实施例1相同。又，实施例3的导电胶除了钛烷类耦合剂以锆烷类耦合剂代替外，其余步骤与实施例1相同。将实施例1-3与比较例的导电胶分别网印，经过温度750℃-900℃高温烧结，形成金属电极。形成的金属电极经由四点探针测试得知电阻。此外，将实施例1-3与比较例的导电胶分别经过dsc量测仪测试得知软化点。
比较结果如表1。由表1看出添加硅烷类、钛烷类或锆烷类耦合剂确实可降低金属电极的电阻及导电胶的软化点。
表1
另外，硅烷类耦合剂改质银粒子的导电胶中耦合剂含量对其电阻及软化点的影响，如表2所示。表2中实施例4、5及6使用硅烷类耦合剂改质银粒子的导电胶，其中硅烷类耦合剂含量分别为1wt％、3wt％及5wt％。将实施例4-6与比较例的导电胶分别网印，经过温度750℃-900℃高温烧结，形成金属电极。形成的金属电极经由四点探针测试得知电阻。此外，将实施例4-6与比较例的导电胶分别经过dsc量测仪测试得知软化点。
由表2中数据可看出，实施例4-6与比较例的金属电极的电阻随着硅烷类耦合剂含量增加而降低。实施例4-6与比较例的导电胶的软化点也是随着硅烷类耦合剂含量增加而降低。
表2
本发明具有改质金属粒子的导电胶可应用于任何现有技术的太阳能电池取代现有的导电胶，作为电阳能电池组件中的金属电极。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。