用于导电糊组合物的含钨的玻璃粉的制作方法_2

文档序号:9249940阅读:来源:国知局
移矢量的长度给 出粒子的宽度。由垂直于上文定义的长度矢量和宽度矢量的两个端点都包含在该粒子内的 最长空间位移矢量的长度给出粒子的厚度。
[0030] 在根据本发明的一个实施方案中,具有尽可能均一的形状的玻璃粉粒子是优选的 (即与长度、宽度和厚度相关的比率尽可能接近1的形状,优选所有比率都在大约〇. 7至大 约1. 5的范围内,更优选在大约0. 8至大约1. 3的范围内,最优选在大约0. 9至大约1. 2的 范围内)。在这一实施方案中玻璃粉粒子的优选形状的实例是球体和立方体,或它们的组 合,或其中一种或多种与其它形状的组合。
[0031] 尽管玻璃粉粒子可具有不规则形状,该粒度可以近似表示为得出相同测量结果的 "等效球体"的直径。通常,任何给定样品中的玻璃粉粒子不以单一尺寸存在,而是分布在 一定的尺寸范围内,即粒度分布。表征粒度分布的一个参数是d5(l。d5(l是中值直径或粒度 分布的中值。其是在累积分布中的50%处的粒径值。粒度分布的其它参数包括d1(l--其 代表10%的累积(从0至100% )粒子比其小的粒径,和d9Q--其代表90%的累积(从 0至100% )粒子比其小的粒径。可以通过激光衍射、动态光散射、成像、电泳光散射、或本 领域中已知的任何其它方法测量粒度分布。具体而言,根据ISO13317-3:2001测定根据 本发明的粒度。根据X-射线重力技术运行的带有软件SediGraph5120的SediGraphIII 5120 仪器(MicromeriticsInstrumentCorp.ofNorcross,Georgia制造)用于该测量。 将大约400至600晕克的样品称入50毫升玻璃烧杯,并添加40毫升SedispersePll(来 自Micromeritics,密度大约0. 74至0. 76克/立方厘米且粘度大约1. 25至I. 9mPa,s)作 为悬浮液体。将磁性搅拌棒添加到该悬浮液中。在用搅拌棒搅拌该悬浮液的同时使用以功 率级2运行的超声探针Sonifer250 (来自Branson)分散该样品8分钟。将这种预处理的 样品置于仪器中并开始测量。记录悬浮液的温度(典型范围24°C至45°C)并将该分散溶 液在此温度下的粘度测量数据用于计算。使用样品的密度和重量(银为10. 5克/立方厘 米)测定粒度分布并作为d1(l、d5(l和d9(|给出。
[0032] 根据本发明优选的是,玻璃粉粒子的中值粒径d5(l位于大约0. 1至10微米、更优选 大约0. 1至5微米、最优选大约0. 1至3. 5微米的范围内。在本发明的一个实施方案中,该 玻璃粉粒子具有大于大约〇. 1微米、优选大于大约〇. 15微米、更优选大于大约0. 2微米的 d1(1。在本发明的一个实施方案中,该玻璃粉粒子具有小于大约10微米、优选小于大约5微 米、更优选小于大约4. 5微米的d9Q。
[0033] 表征粒子的形状和表面的一种方式是通过其表面积与体积之比。可以通过本领域 中已知的BET(Brunauer-Emmett-Teller)法测量表面积/体积比或比表面积。具体而言,根 据DINISO9277:1995 进行BET测量。根据SMART方法(SorptionMethodwithAdaptive dosingRate)运行的Monosorb仪器(QuantachromeInstruments制造)用于该测量。制 备样品以在内置脱气站中分析。流动气体扫去杂质,以产生干净表面,可在其上发生吸附。 可以用供应的加热罩将样品加热至用户可选的温度。将数字温度控制和显示器安装在仪器 面板上。在脱气完成后,将样品盒转移到分析站中。快速连接接头在转移过程中自动密封 样品盒。按下单按钮,分析开始。自动升起装有冷却剂的杜瓦瓶,以浸没样品盒并导致吸 附。该仪器检测吸附何时完成(2-3分钟),自动降低杜瓦瓶并使用内置热风鼓风机将样品 盒温和加热回室温。结果,在数字表上显示解吸气体信号并在面板显示器上直接显示表面 积。整个测量(吸附和解吸)周期通常需要不到6分钟。该技术使用高灵敏度的热导率检 测器随吸附和解吸的进行测量被吸附物/惰性载气混合物的浓度变化。当通过板上电子元 件积分并与校准比较时,该检测器提供吸附或解吸的气体体积。内置微处理器确保线性度 并自动计算以平方米/克计的样品BET表面积。
[0034] 在根据本发明的一个实施方案中,玻璃粉粒子具有大约0. 5平方米/克至大约11 平方米/克、优选大约1平方米/克至大约10平方米/克、最优选大约2平方米/克至大 约8平方米/克的比表面积。
[0035] 根据另一实施方案,该玻璃粉粒子可包括表面涂层。在该玻璃粉粒子上可以使用 本领域中已知并被认为适用于本发明的任何这样的涂层。根据本发明优选的涂层是促进导 电糊的改进的粘合的那些涂层。如果存在这样的涂层,所述涂层优选相当于不多于大约10 重量%,优选不多于大约8重量%,最优选不多于大约5重量%,在每种情况下基于该玻璃 粉粒子的总重量。
[0036] 导电金属粒子
[0037]导电金属粒子在本发明中是表现出最佳电导率并在烧制时有效烧结的那些,以产 生具有高电导率和低接触电阻的电极。本领域中已知的适合用作太阳能电池表面电极的也 容易焊接的导电金属粒子及其混合物或合金可用于本发明。根据本发明优选的金属粒子是 单质金属、合金、金属衍生物、至少两种金属的混合物、至少两种合金的混合物或至少一种 金属与至少一种合金的混合物。
[0038] 可用作金属粒子的金属包括银、铜、金、铝、锌、钯、镍或铅和其中至少两种的混合 物。可用作本发明的金属粒子的合金包括含有选自银、铜、铝、锌、镍、钨、铅和钯的至少一种 金属的合金,或两种或更多种这些合金的混合物。在另一实施方案中,该金属粒子包含用一 种或多种不同的金属或合金涂布的金属或合金,例如铝涂布的银粒子或银涂布的铜粒子。
[0039] 在一个实施方案中,该导电金属粒子是银、铜、金、铝、镍的至少一种,或它们的任 何混合物或合金。在一个优选实施方案中,该金属粒子是银。该银可作为单质银、银合金或 银衍生物存在。合适的银衍生物包括例如银合金和/或银盐,例如卤化银(例如氯化银)、 氧化银、硝酸银、乙酸银、三氟乙酸银、正磷酸银及其组合。基于100%的糊总重量,该导电糊 包含大约50-99重量%的金属粒子,优选大约60-99重量%,更优选大约70-99重量%,最 优选大约80-95重量%。
[0040] 作为金属粒子的附加成分,除上文提到的成分外,有助于更有利的接触性质和电 导率的那些材料是优选的。例如,金属粒子可以与表面涂层一起存在。在该金属粒子上可 以使用本领域中已知并被认为适用于本发明的任何这样的涂层。优选的涂层是促进所得导 电糊的烧结和粘合性能的那些涂层。如果存在这种涂层,基于100%的金属粒子总重量,该 涂层优选相当于不多于大约10重量%,优选不多于大约8重量%,最优选不多于大约5重 量%。
[0041] 该导电粒子可以表现出各种形状、表面、尺寸、表面积与体积之比、氧含量和氧化 物层。大量形状是本领域中已知的。一些实例是球形、角形、细长(杆状或针状)和平面 (片状)。导电金属粒子还可作为不同形状的粒子的组合存在。具有有利于烧结和粘合的 形状或形状组合的金属粒子是根据本发明优选的。不考虑粒子的表面性质,表征这些形状 的一种方式是通过下列参数:如本文中阐述的长度、宽度和厚度。
[0042] 在一个实施方案中,具有尽可能均一的形状的金属粒子是优选的(即与长度、宽 度和厚度相关的比率尽可能接近1的形状,优选所有比率都在大约〇. 7至大约1. 5的范围 内,更优选在大约〇. 8至大约1. 3的范围内,最优选在大约0. 9至大约1. 2的范围内)。在这 一实施方案中金属粒子的优选形状的实例是球体和立方体,或它们的组合,或其中一种或 多种与其它形状的组合。在本发明的另一实施方案中,具有低均一度的形状、优选与长度、 宽度和厚度的尺寸相关的至少一个比率高于大约1. 5、更优选高于大约3、最优选高于大约 5的金属粒子是优选的。根据这一实施方案的优选形状是薄片形、杆形或针形,或薄片形、杆 形或针形与其它形状的组合。
[0043] 导电粒子的各种表面类型是本领域中已知的。有利于有效烧结并产生所得电极的 有利电导率的表面类型是优选的。
[0044] 根据本发明优选的是,该金属粒子的如本文论述的中值粒径cU立于大约0. 1至10 微米、更优选大约〇. 1至5微米、更优选大约0. 5至3. 5微米的范围内。在本发明的一个实 施方案中,该金属粒子具有大于大约〇. 1微米、优选大于大约〇. 2微米、更优选大于大约0. 3 微米的d1(l。在本发明的一个实施方案中,该金属粒子具有小于大约10微米、优选小于大约 8微米、更优选小于大约6微米的d9(l。
[0045] 在一个实施方案中,该金属粒子具有大约0. 1平方米/克至大约5平方米/克、更 优选大约0. 2平方米/克至大约2平方米/克、最优选大约0. 2平方米/克至大约0. 8平 方米/克的如本文中阐述的比表面积。
[0046] 有机裁剂
[0047] 本发明中优选的有机载剂是基于一种或多种溶剂、优选有机溶剂的溶液、乳状液 或分散体,其确保导电糊的成分以溶解、乳化或分散形式存在。优选的有机载剂是提供成分 在导电糊内的最佳稳定性并赋予导电糊实现有效适印性的粘度的那些载剂。
[0048] 在一个实施方案中,该有机载剂包含有机溶剂和一种或多种粘合剂(例如聚合 物)、表面活性剂或触变剂,或它们的任何组合。例如,在一个实施方案中,该有机载剂包含 在有机溶剂中的一种或多种粘合剂。
[0049] 本发明中优选的粘合剂是有助于形成具有有利的稳定性、适印性、粘度和烧结性 质的导电糊的那些。粘合剂是本领域中公知的。根据本发明优选的粘合剂(通常属于被称 作"树脂"的类别)是聚合粘合剂、单体粘合剂和作为聚合物与单体的组合的粘合剂。聚合 粘合剂也可以是其中至少两个不同的单体单元包含在单个分子中的共聚物。优选的聚合粘 合剂是带有在聚合物主链中的官能团的那些、带有在主链外的官能团的那些和带有在主链 中和在主链外的官能团的那些。带有在主链中的官能团的优选聚合物是例如聚酯、取代的 聚酯、聚碳酸酯、取代的聚碳酸酯、带有在主链中的环状基团的聚合物、聚糖、取代的聚糖、 聚氨酯、取代的聚氨酯、聚酰胺、取代的聚酰胺、酚醛树脂、取代的酚醛树脂、一种或多种前 述聚合物的单体的共聚物(任选地与其它共聚单体的共聚物),或其中至少两种的组合。根 据一个实施方案,该粘合剂可以是聚乙烯醇缩丁醛或聚乙烯。带有在主链中的环状基团的 优选聚合物是例如聚丁酸乙烯酯(PVB)及其衍生物、和聚萜品醇及其衍生物或它们的混合 物。优选的聚糖是例如纤维素及其烷基衍生物,优选甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维 素、丙基纤维素、羟丙基纤维素、丁基纤维素和它们的衍生物和其中至少两种的混合物。其 它优选的聚合物包括纤维素酯树脂,例如乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素及其混合物。优 选使用经此引用并入本文的美国专利公开No. 2013/0180583中公开的那些纤维素酯树脂。 带有在主聚合物链外的官能团的优选聚合物是带有酰胺基团的那些、带有酸和/或酯基团 的那些(通常被称作丙烯酸树脂)或带有上述官能团的组合的聚合物,或它们的组合。带 有在主链外的
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1