专利名称：制备金属颗粒的方法以及通过该方法制备的油墨组合物和糊状组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制备金属颗粒的方法，以及通过该方法制备的油墨组合物和糊状组合物。
背景技术：
由于在未来会用尽传统能源如石油或煤炭，所以发明可替代资源将变得极其重要。太阳能电池因为其能源丰富并且没有环境污染问题而受到特别的关注。
太阳能电池被分为太阳能热电池和光伏电池，所述太阳能电池利用太阳热产生旋转涡轮机所需的蒸汽，所述光伏电池利用半导体的性质将光子转化为电能，并且太阳能电池通常被称为光伏电池(以下也称为太阳能电池)。
另外，太阳能电池依赖于材料的类型被分为硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、以及叠层太阳能电池(tandem solar cell)。在这三种太阳能电池中，由于稳定性和高效的缘故，主要使用所述硅太阳能电池。
然而，因为介于硅表面和前电极表面之间的接触电阻高，所以硅太阳能电池是有问题的。因此，正在进行全面研究发射体以降低硅表面和前电极之间的所述接触电阻。
与此同时，韩国专利申请No. 2010-0078813中的图1显示了一种太阳能电池的横截面示意图，所述太阳能电池包括选择性发射体，其中，根据传统技术改变了发射体层结构。
特别地，这种太阳能电池包括P-型半导体基底101和η-型半导体层102，二者形成ρη异质结,前电极104在ρη异质结上形成，以及后电极106在所述ρ_型半导体基底101 的下表面上形成。
所述η-型半导体层102包括作为发射体层的选择性发射体层，为了降低所述前电极104的所述接触电阻，将选择性发射体层这样设置与所述前电极相接触的选择性发射体层的一部分较厚，而另一部分较薄。
尽管这种选择性发射体层降低了介于所述电极与所述发射体层之间的所述接触电阻，并因此在效率方面十分有利，但是增加了额外的工艺，就此所述制造工艺复杂，且生产成本太高。因此需要解决选择性发射体层的制造工艺问题。发明内容
因此，本发明已经牢记相关技术中遇到的问题并且本发明一方面提供了一种制备 金属颗粒的方法，其中，所述方法能够在形成电极的同时也能形成选择性发射体层，以及使 用所述方法制备的油墨组合物和糊状组合物。
本发明另一方面提供了一种金属颗粒的制备方法，其中，所述方法能够防止金属 磁头腐蚀，所述金属磁头在喷墨印刷过程中排出油墨组合物，以及使用所述方法制备的油 墨组合物和糊状组合物。
为了实现上述方面，根据本发明的一个具体实施方式
，提供了 一种制备金属颗粒 的方法，其中，所述方法包括制备含有银(Ag)化合物和溶剂的第一溶液，加热并搅拌所述 第一溶液，将有机磷化合物添加到所述第一溶液中并加热所述第一溶液，以及从所述第一 溶液中形成被磷(P)化合物包覆的金属颗粒。
同样地，所述银(Ag)化合物可以为硝酸银(AgNO3)。
另外，制备所述第一溶液时，所述第一溶液可以进一步含有丁胺，并且所述方法可 以进一步包括在将所述有机磷化合物添加到所述第一溶液中并加热所述第一溶液之前将 胺添加到所述第一溶液中。
另外，形成所述金属颗粒可以包括将酸添加到所述第一溶液中，以沉淀被磷(P) 化合物包覆的所述金属粉末颗粒，并且洗涤和干燥所沉淀的粉末颗粒。
所述有机磷化合物可以为磷酸烷基酯或膦酸烷基酯(alkyl phosphonate)。
另一方面，所述银(Ag)化合物可以为银(Ag)粉末，以及所述有机磷化合物可以是 有机磷酸酯(organophosphate)或有机膦酸酯(organophosphonate)。
此外，所述有机磷化合物可以具有8 22个碳。
另外，根据本发明的另一个具体实施方式
，提供了一种制备油墨组合物的方法，其 中，所述方法包括制备含有银(Ag)化合物和溶剂的第一溶液，加热并搅拌所述第一溶液， 将有机磷化合物添加到所述第一溶液中并加热所述第一溶液，从所述第一溶液中形成被磷 (P)化合物包覆的金属颗粒，并且将粘度控制剂和分散剂添加到所述第一溶液中。
同样地，所述银(Ag)化合物可以为硝酸银(AgNO3)。
另外，制备所述第一溶液时，所述第一溶液可以进一步含有丁胺，并且所述方法可 以进一步包括在将所述有机磷化合物添加到所述第一溶液中并加热所述第一溶液之前，将 胺添加到所述第一溶液中，并且，更进一步，可以通过将酸添加到所述第一溶液中来形成 所述金属颗粒。
所述有机磷化合物可以为磷酸烷基酯或膦酸烷基酯。
另一方面，所述银(Ag)化合物可以为银(Ag)粉末，以及所述有机磷化合物可以为 有机磷酸酯或有机膦酸酯。
此外，所述有机磷化合物可以具有8 22个碳。
另外，以所述油墨组合物的总重量为基准，所述粘度控制剂的加入量可以为20重 量％以下,所述分散剂的加入量可以为20重量％以下。
另外，以所述油墨组合物的总重量为基准，所述金属颗粒的量可以为60重量％以 下。
此外，根据本发明的进一步的具体实施方式
，提供了一种油墨组合物，其中，所述 油墨组合物包括被磷(P)化合物包覆的金属颗粒，分散所述金属颗粒的溶剂，控制油墨粘度的粘度控制剂，以及提高油墨可分散性的分散剂。
同样地，所述被磷(P)化合物包覆的金属颗粒可以将磷(P)化合物中的磷(P)吸 附到所述金属颗粒的表面上的形式来提供。
另外，所述被磷(P)化合物包覆的金属颗粒可以将磷(P)化合物中的官能团吸附 到所述金属颗粒的表面上的形式来提供。
所述金属颗粒可以为银(Ag)。
另外，以所述油墨组合物的总重量为基准，所述粘度控制剂的加入量可以为20重 量％以下，所述分散剂的加入量可以为20重量％以下，以及所述金属颗粒的量可以为60重量％以下。
图1显示了根据本发明的具体实施方式
的制备金属颗粒的工艺流程图2显示了当使用硝酸银(AgNO3)作为银(Ag)化合物时，被磷(P)化合物包覆 的金属颗粒的示意图3显示了当使用银(Ag)粉末作为银(Ag)化合物时，被磷⑵化合物包覆的金 属颗粒的不意图4显示了当使用银(Ag)粉末作为银(Ag)化合物时，被磷⑵化合物包覆的银 (Ag)颗粒的透射电子显微镜(TEM)图。
具体实施方式
从以下详细描述和具体实施方式
中将更清楚地理解本发明的特征和优点。在所有 附图中，相同的参考数字用于表示相同的或相似的部件。此外，已知技术的描述，即使他们 与本发明有关，当他们可能使本发明的特征和说明书不清楚时，认为多余且将其省略。在说 明书中，术语“第一”、“第二”等是用于从其他部件中区分某一部件，但是这些部件并不是通 过上述术语规定。
此外，本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应该理解为限定于典型意义 或字典上的定义，而应该基于发明人能够依照其适当地定义术语包含的概念以最好的描述 他或她知道实施本发明的方法的原则，理解成具有与本发明的技术范围相关的意义和概 念。
以下，结合附图将阐述本发明的具体实施方式
的详细描述。
图1显示了根据本发明的具体实施方式
的制备金属颗粒的工艺流程图。
参照图1，根据本发明的所述具体实施方式
的制备金属颗粒的方法，所述方法包括 制备含有银(Ag)化合物和溶剂的第一溶液(SlOl)，加热并搅拌所述第一溶液(S103)，将有 机磷化合物添加到所述第一溶液中并加热所述第一溶液(S105)，以及从所述第一溶液中形 成被磷(P)化合物包覆的金属颗粒(S107)。
在此，根据第一具体实施方式
，所述银化合物可以为硝酸银(AgNO3)。
使用的所述溶剂是无水溶剂，可以选自由己烷、甲苯、二甲苯、氯仿、二氯甲烷、正 十四烷、十八烯、氯苯甲酸、1-十六炔、1-十四炔、1-十八炔以及它们的混合物组成的组，但 是不必限定于此。
根据本发明的具体实施方式
，在制备金属颗粒的所述方法中，制备所述第一溶液 时，所述第一溶液可以进一步含有丁胺，但是不必限定于此。
另外，根据本发明的具体实施方式
，制备金属颗粒的所述方法可以进一步包括在 将所述有机磷化合物添加到所述第一溶液中并加热所述第一溶液之前，将胺添加到所述第 一溶液中。
所述胺可以选自带有CS C22直链、支链和环状形式中的至少一种的饱和的和不 饱和的胺，以及所述胺可以为伯胺或仲胺。
所述胺的具体实施例包括己胺、庚胺、十二烷胺、油胺(oleylamine)，等等，但不必 限定于此。
在本具体实施方式
中，所述有机磷化合物可以为磷酸烷基酯或膦酸烷基酯。
所述磷酸烷基酯的具体实例是由下面化学式I代表的磷酸十二烷基酯等，但不必 限定于此。可以使用具有8 22个碳的任何磷酸烷基酯或膦酸烷基酯。
如果碳的数目小于8，溶剂中的分散性可能会下降。相反，如果碳的数目超过22， 溶液中的有机物含量可能会不期望地增加。
[化学式I]
m \ ,0 \y\y\y\y\y\yy \HO O
随后，将酸添加到含有磷酸烷基酯或膦酸烷基酯的所述第一溶液中，以便可以将 被磷化合物包覆的银粉末颗粒沉淀。
在本具体实施方式
中，所述酸起还原剂的作用，将银离子还原为银颗粒，并且可以 包括但不必限定于甲酸。
随后，洗涤和干燥所沉淀的被磷化合物包覆的银粉末颗粒。
同样地，所述洗涤过程可以包括使用乙醇的一次洗涤和使用丙酮的二次洗涤，但 不必限定于此。
此外，所述干燥过程可以在真空炉中进行，但不必限定于此。
根据第二种具体实施方式
，所述银化合物可以为银粉末。
同样地，可以使用不同溶剂来适应所述银粉末的性能。例如，当使用在含水体系中 合成的银粉末时，例如可以使用乙二醇溶剂。相反，当使用在无水体系中合成的银粉末时， 例如可以使用甲苯或环己烷溶剂。然而，本发明不必限于此。
另外，在本具体实施方式
中，添加到所述第一溶液中的所述有机磷化合物可以为 有机磷酸酯或有机膦酸酯。
所述有机磷酸酯的具体实例可以包括下面化学式2代表的磷脂酰胆碱 (phosphatidylcholine),下面化学式3代表的磷酸三苯酯等。
此外，有机膦酸酯的具体实例可以包括下面化学式4代表的唑来膦酸 (zoledronic acid),下面化学式5代表的草甘膦等。
[化学式2]
权利要求
1.一种制备金属颗粒的方法，该方法包括 制备含有银化合物和溶剂的第一溶液； 加热并搅拌所述第一溶液； 将有机磷化合物添加到所述第一溶液中并加热所述第一溶液；以及 从所述第一溶液中形成被磷化合物包覆的金属颗粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述银化合物为硝酸银， 在制备所述第一溶液的过程中，所述第一溶液进一步包括丁胺， 所述方法进一步包括在将所述有机磷化合物添加到所述第一溶液中并加热所述第一溶液之前，将胺添加到所述第一溶液中，以及所述金属颗粒的形成包括 将酸添加到所述第一溶液中以沉淀被磷化合物包覆的金属粉末颗粒；以及 洗涤和干燥所沉淀的粉末颗粒。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述有机磷化合物为磷酸烷基酯或膦酸烷基酯。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述银化合物为银粉末，以及 所述有机磷化合物为有机磷酸酯或有机膦酸酯。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有机磷化合物具有8-22个碳。
6.一种油墨组合物，所述组合物含有 被磷化合物包覆的金属颗粒； 分散所述金属颗粒的溶剂； 控制油墨粘度的粘度控制剂；以及 提高油墨分散性的分散剂。
7.根据权利要求6所述的油墨组合物，其中，所述被磷化合物包覆的金属颗粒以所述磷化合物中的磷被吸附到所述金属颗粒的表面上的形式来提供。
8.根据权利要求6所述的油墨组合物，其中，所述磷化合物被包覆的金属颗粒以所述磷化合物中的官能团被吸附到所述金属颗粒的表面上的形式来提供。
9.根据权利要求6所述的油墨组合物，其中，所述金属颗粒为银。
10.根据权利要求6所述的油墨组合物，其中，以所述油墨组合物的总重量为基准，所述粘度控制剂的加入量为20重量％以下。
11.根据权利要求6所述的油墨组合物，其中，以所述油墨组合物的总重量为基准，所述分散剂的加入量为20重量％以下。
12.根据权利要求6所述的油墨组合物，其中，以所述油墨组合物的总重量为基准，所述金属颗粒的量为60重量％以下。
13.一种糊状组合物，所述组合物含有 被磷化合物包覆的金属颗粒； 分散所述金属颗粒的溶剂；以及 有机粘结剂。
14.根据权利要求13所述的糊状组合物，其中，所述磷化合物被包覆的金属颗粒以所述磷化合物中的磷被吸附到所述金属颗粒的表面上的形式来提供。
15.根据权利要求13所述的糊状组合物，其中，所述磷化合物被包覆的金属颗粒以所述磷化合物中的官能团被吸附到所述金属颗粒的表面上的形式来提供。
16.根据权利要求13所述的糊状组合物，其中，所述金属颗粒为银。
17.根据权利要求13所述的糊状组合物，其中，以所述糊状组合物的总重量为基准，所述金属颗粒的量为95重量％以下。
18.根据权利要求13所述的糊状组合物，其中，以所述糊状组合物的总重量为基准，所述有机粘结剂的量为10重量％以下。
19.根据权利要求13所述的糊状组合物，其中，所述糊状组合物进一步含有触变剂，以调节所述糊状组合物的触变性。
20.根据权利要求13所述的糊状组合物，其中，所述糊状组合物进一步含有增塑剂，以调节所述糊状组合物的可塑性。
全文摘要
本发明公开了一种制备金属颗粒的方法以及通过该方法制备的油墨组合物和糊状组合物，该方法包括制备含有银(Ag)化合物和溶剂的第一溶液，加热并搅拌所述第一溶液，将有机磷化合物添加到所述第一溶液并加热所述第一溶液，以及从所述第一溶液中形成被磷化合物包覆的金属颗粒。根据本发明，使用被磷化合物包覆的银颗粒来制备形成电极的组合物，从而有效地形成选择性发射体层，同时由于通过添加掺杂剂而获得的自掺杂效果在烧结电极时形成电极。
文档编号C08K3/08GK103028728SQ201110388399
公开日2013年4月10日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年9月29日
发明者姜成求, 李劳澐, 金东勋 申请人:三星电机株式会社