专利名称：导体间的电连接材料和包括此电连接材料的太阳能电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括导电膜或浆料的导体间的电连接材料，和具有使用所述电连接材料的连接结构的太阳能电池。
背景技术：
在晶体太阳能电池模块的制备方法中，被称为带(ribbon)的导线用于将电池串联，在电池中用于收集电流的电极布置在使用入射光产生电的硅基板上。通常将浸在焊料或镀有焊料的矩形铜线用作导线。将形成在焊料基板上的集流电极(通常为银)热压并焊接，从而连接多个串联的电池(图Ia和Ib说明了电池结构，且图2说明了使用带串联连接的电池结构)。通常，具有约12至16cm2大小的电池通过带连接。此时，因为用于电池的硅具有 2. 4ppm/°C的线性膨胀系数，这与带的主要成分铜的线性膨胀系数16. 8ppm/°C不同，且连接在200°C或更高的温度下进行，应力在183°C或更低的温度(取决于连接长度的焊料的熔点)下朝向末端部分出现。此应力引起电池在连接后弯曲或破裂。此外，在加热冷却循环测试中，连接部分分离或电池破裂。为了避免此类问题，已经研究了使用连接材料连接带和集流电极的方法，所述连接材料通过将导电颗粒分散在热固性粘合剂膜中制备。因为热固性粘合剂具有比焊料低的弹性模量和比焊料的熔点低的玻璃化转变温度(Tg)，所以粘合剂是可控的，且可有利地用于释放应力。因为粘合剂膜包括热固性有机材料，所以进行热压以用于带和集流电极之间的连接(图3a、;3b和4说明了使用焊料连接和粘合剂膜的连接结构)。随着预期到太阳能电池生产的显著增加，需要降低使用此粘合剂膜进行连接花费的时间。鉴于连接可靠性，含环氧树脂作为主要组分的粘合剂膜在电学应用中具有高性能。然而，用于平板显示器(FPD)且其中分散有微胶囊化咪唑的环氧导电粘合剂膜需要约 10秒的连接时间。此外，当使用必需包含具有乙烯基等的丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂的导电粘合剂膜时，虽然连接可靠性无法保证，但连接时间可为5秒或更短。目前，可商购的连接材料具有5秒或更短的连接时间，特别是3秒，但至今仍在开发具有满意连接时间和优异可靠性的连接材料。将导电颗粒和金属颗粒分散在太阳能电池和带用的电流连接电极的连接材料的粘合剂中的方法公开在诸如日本未审专利公开第2009-283606号、日本专利申请第H05493727号和日本未审专利公开第2008-300403等文件中。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种用于导体间连接的电连接材料，所述电连接材料在固化后具有以下性质在应力-应变曲线中，100%或更高、优选100%至500%的抗张伸展率，以及10%或更高、优选10至50%的屈服点应变。本发明的另一个方面提供了一种用于导体间连接的电连接材料，所述电连接材料
4在固化后具有以下性质100%或更高、优选100%至500%的抗张伸展率，和25°C下为10 至500Mpa的弹性模量。本发明的另一方面提供一种具有使用连接材料的连接结构的太阳能电池。示例性实施方式还提供了一种具有通过连接结构连接的多个太阳能电池模块，所述连接结构包括在各个太阳能电池表面上的至少一个电极；与在所述多个太阳能电池上的所述电极连接的导线；和所述导线与各个所述电极之间的电连接材料；基于所述电连接材料的总重量，所述电连接材料包括约40至约80wt%的聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂，且在固化后的应力-应变曲线中具有约100至约500%的抗张伸展率和约10至约50%的屈服点应变。所述电连接材料可位于铜导体上，所述铜导体在表面包括金属铜、防锈铜 (rust-proofed copper)或锡、焊料、银和镍中的至少一种。
图Ia为太阳能电池光接收表面的结构示意图；图Ib为太阳能电池背面的结构示意图；图2为说明太阳能电池和带之间连接的示意图；图3为根据本发明示例性实施方式的太阳能电池和带之间通过电连接材料的连接结构的示意图；图4示出了根据本发明一个示例性实施方式制备的样品的结构；图5示出了抗张试验中反映测试结果的应力-应变曲线；和图6为用根据本发明一个示例性实施方式的样品测定电阻的方法示意图。
具体实施例方式现将参照附图详细描述本发明的实施方式。参见图la，太阳能电池21可包括在太阳能电池21的基板13的光接受表面，即前表面上的第一前集流电极11，即指状引线，和第二前集流电极12，即汇流条。如图Ib所示， 太阳能电池21的后表面可包括基板13上的背面电极14，例如铝电极，和背集流电极15。例如，基板13可为多晶硅层或晶片。如图2所示，多个太阳能电池21可通过导线，即带22彼此连接。导线22，例如铜线可与集流电极连接，这将在下文中参照图3详细说明。导线22，例如浸入或电镀有焊料的矩形铜线可沿着集流电极例如热压和焊接，从而将该多个太阳能电池21串联。例如，各个太阳能电池21可具有12cm2至16cm2的尺寸。如图3所示，导线22可通过电连接材料35与集流电极，即第二前集流电极12和 /或背集流电极15连接。例如，导线22可完全覆盖对应的集流电极，因此，电连接材料35 可被布置于其中，例如直接与导线22和集流电极中的每一个接触。例如，太阳能电池21可具有尺寸为16cm2的正方形形状，且导线22可沿着中间有电连接材料35的15cm连接长度与集流电极连接。例如，电连接材料35可布置至35 μ m厚度，随后进行热压成型。可将厚度为0. 2mm 的硅酮橡胶布置在电连接材料35上，随后在190°C和30MPa下热压成型15分钟以将电连接材料35固化成固化膜，即层。参照图Ia至4，假设具有电池上的集流电极和具有铜芯的带沿15cm的连接长度彼此连接，硅晶片(2. 4 XlO-6A)和带芯(16. 8 XlO-6A)间线性膨胀系数的差为14.4X10-6/ K。假定集流电极和带在200°C下通过沉积在带周围的焊料浆料连接，连接的带从200°C至室温均勻地从其中心收缩，带末端处的变形可计算为14. 4X ΙΟ^/ΚΧ (2000C -25°C ) X 75mm =0. 189mm。此变形引起电池的严重弯曲和可能的断裂。当使用具有183°C熔点的焊料时，应力出现在熔点或熔点之下，且影响应力大小的变形相应地减少。如果使用有机粘合剂，应力出现在Tg或更低的温度，因此可通过控制Tg进一步降低变形。此外，使用粘合剂组分降低粘合剂的弹性模量，以降低理论应力是有效的。也就是说，由电池和带间变形导致的应力可通过降低粘合剂的弹性模量以降低Tg来降低。然而，因为粘合剂的这种结构可引起可靠性恶化，所以必须混合各粘合剂组分以确保可靠性和性质平衡。本发明的发明人制备了一种连接材料，其在固化后，在应力-应变曲线中具有 100%或更高、优选100%至500%、更优选200至300%的抗张伸展率，10%或更高、优选10 至50%的屈服点应变，和25°C下10至500Mpa、优选30至450MPa的弹性模量，因此能够使电池上的集流电极和带在5秒内连接并提供优异的可靠性。在固化中，将具有35 μ m厚度的连接材料置于热压器上，并将具有0. 2mm厚度的硅橡胶置于其上，随后在190°C和30MPa 下热压15分钟以固化连接膜。用于具有这些性质的导体之间电连接的连接材料可包括聚合物粘结剂树脂、可自由基聚合的化合物、有机过氧化物和导电颗粒。用于导体间电连接的连接材料可包括70至85wt%的聚合物粘结剂树脂、13至 20wt%的可自由基聚合的化合物、1至5wt%的有机过氧化物和1至5wt%的导电颗粒。聚合物粘结剂树脂聚合物粘结剂树脂形成粘结剂部分并可包括但不限于常规热塑性树脂，粘结剂部分起到用于形成导电膜基质的作用。例如，聚合物粘结剂树脂包括选自由丙烯腈树脂、苯乙烯-丙烯腈树脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯树脂、丁二烯树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、苯氧基树脂、聚酰胺树脂、烯烃树脂、聚酯树脂、硅树脂和它们的组合组成的组中的至少一种。具体地，上述连接材料可包括聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂作为聚合物粘结剂树脂。在电连接材料中，聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂含量可为40至SOwt %。在此范围内时，可获得适合的膜性质和更高的可靠性。具体地，聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂的含量可为 50 至 70wt%o聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂使得导电材料具有低玻璃化转变温度，从而改进流动性，因此由于其分子链中存在聚氨酯基团而显示出高附着性。特别地，当将聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂用于导电膜时，改进了固化性能，因此降低连接方法中的温度。聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂包括二异氰酸酯、多元醇、二醇和丙烯酸酯组分。二异氰酸酯可包括芳族、脂族和脂环族二异氰酸酯或它们的混合物。多元醇可包括在其分子链中具有至少两个羟基的聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇等。二醇可包括1，3_丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、四乙二醇等。丙烯酸酯可包括通过聚合(甲基)丙烯酸羟基酯或胺(甲基)丙烯酸酯获得的化合物。含有这四种组分的聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂通过以下方法制备，通过加聚使得异氰酸酯基团(NCO)与羟基(OH)的摩尔比为1. 04至1. 6，除丙烯酸酯外的三种组分中多元醇含量为70%或更低，随后使通过加聚反应合成的聚氨酯的一个末端官能团(即一个异氰酸酯基团)与羟基(甲基)丙烯酸酯或胺(甲基)丙烯酸酯以0. 1至2. 1的摩尔比反应。 此外，使剩余的异氰酸酯基与醇进行反应，以此制备聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂。此时加聚反应可通过本领域已知的任何常规方法进行。此外，加聚反应可使用锡类催化剂在90°C的温度和Iatm的压力下进行5小时，但不限于此。除了上述聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂外，热塑性树脂如丙烯腈-丁二烯共聚物、 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和丙烯酸类共聚物可作为用于形成连接材料的粘合剂树脂的混合物使用。可使用本领域中的任何丙烯腈-丁二烯共聚物和任何乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。 丙烯腈-丁二烯共聚物的可商购实例为1072CGX、NX775等(Zeon Chemicals)，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的可商购实例为EVA 700、EVA 800等(Byer)。可用作聚合物粘合剂树脂的丙烯酸类共聚物可通过聚合丙烯酸类单体获得，所述丙烯酸类单体例如(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸十二酯和(甲基)丙烯酸月桂酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、乙酸乙烯酯等，但不限于此。丙烯酸类共聚物可具有50至120°C的玻璃化转变温度(Tg)。丙烯酸类共聚物必需包括羟基或羧基以具有1至100mgK0H/g的酸值，且可选地进一步包括环氧基或烷基。如果丙烯酸类共聚物的玻璃化转变温度小于50°C，膜变软，导致可压性变差且与具有低Tg的聚氨酯丙烯酸酯的连接可靠性降低。如果玻璃化转变温度大于120°C，膜破裂且不适当地形成。此外，如果丙烯酸类共聚物的酸值小于lmgKOH/g，无法获得充足的附着性。如果酸值大于100mgK0H/g，连接可靠性会因腐蚀而降低。特别地，丙烯酸类共聚物可具有90°C的玻璃化转变温度以实现强的膜性质，且可具有3. 4mgK0H/g的酸值以起到粘结剂的作用。因为聚氨酯粘结剂具有相对低的玻璃化转变温度，当作为粘结剂与其混合的丙烯酸类共聚物具有较高玻璃化转变温度时，连接可靠性有利地增加。然而，当丙烯酸类共聚物具有过高的玻璃化转变温度时，其易于破裂，使得不能适当地形成膜。在导电材料中，聚合物粘结剂树脂的含量可为70至85wt%。在此范围内时，在分散导电颗粒的过程中可确保充分的分散性，且可获得优异的流动性，使其保持稳定的连接状态。具体地，聚合物粘结剂树脂的含量可为75至85wt%。在聚合物粘结剂树脂中，聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂的含量可为60至90wt%。在此范围内，可获得优异的附着性和高连接可靠性。具体地，聚氨酯改性的丙烯酸树脂的含量可为75至90wt%。在聚合物粘结剂树脂中，选自丙烯腈-丁二烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和丙烯酸类共聚物中至少一种共聚物的含量可为10至40wt%。在此范围内时，在加压过程中施压后可获得优异的再加工性，且当加压时膜不分离。具体地，该共聚物的含量可为10至25wt%。可自由基聚合的化合物可自由基聚合的化合物是固化剂的组分，用以确保自由基固化反应发生时连接的层之间的附着性和连接可靠性。连接材料的可自由基聚合的化合物是具有至少一个乙烯基的可自由基聚合的化合物，且包括选自(甲基)丙烯酸酯低聚物、(甲基)丙烯酸酯单体和它们的混合物中的至少一种。作为(甲基)丙烯酸酯低聚物，可使用任何(甲基)丙烯酸酯低聚物，如重均分子量在约1，000至100，OOOg/mol的范围内的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、氟(甲基)丙烯酸酯、芴(甲基)丙烯酸酯、硅酮(甲基)丙烯酸酯、磷(甲基)丙烯酸酯、马来酰亚胺改性的(甲基)丙烯酸酯和丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯)。具体地，聚氨酯(甲基)丙烯酸酯低聚物可包括含中间结构的分子，该中间结构由以下合成聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、开环四氢呋喃-环氧丙烷共聚物、聚丁二烯二醇、聚二甲基硅氧烷二醇、乙二醇、丙二醇、1，4_ 丁二醇、1，5-戊二醇、1，6_己二醇、新戊二醇、1，4_环己烷二甲醇、双酚A、氢化的双酚A、2，4-甲苯二异氰酸酯、1，3_ 二甲苯二异氰酸酯、1，4_ 二甲苯二异氰酸酯、1，5_萘二异氰酸酯、1，6_己烷二异氰酸酯、异佛乐酮二异氰酸酯和双酚A环氧丙烷改性的二丙烯酸酯。环氧(甲基)丙烯酸酯低聚物可包括含中间结构的分子，该中间结构选自由2-溴氢醌、间苯二酚、儿茶酚、双酚，如双酚-A、双酚-F、双酚-AD和双酚-S、4，4' -二羟基联苯和双(4-羟基苯基)醚；和具有烷基、芳基、羟甲基、烯丙基、脂环族、卤素(四溴双酚A)或硝基的(甲基)丙烯酸酯低聚物组成的组。此外，(甲基)丙烯酸酯低聚物可包括在分子中含至少两个马来酰亚胺基团的化合物，如1-甲基-2，4-双马来酰亚胺苯、N，N'-间-亚苯基双马来酰亚胺、N，N'-对-亚苯基双马来酰亚胺、N, N'-间-亚甲苯基双马来酰亚胺、N, N' -4,4-亚联苯基双马来酰亚胺、N，N' -4,4-(3,3' -二甲基亚联苯基)双马来酰亚胺、N，N' -4,4-(3,3' -二甲基二苯基甲烷)双马来酰亚胺、N，N' -4,4-(3,3' - 二乙基二苯基甲烷)双马来酰亚胺、 N, N' -4，4-二苯基甲烷双马来酰亚胺、N，N' -4，4-二苯基丙烷双马来酰亚胺、N，N' -4， 4-二苯醚双马来酰亚胺、N，N' -3,3' -二苯基砜双马来酰亚胺、2，2-双W-(4-马来酰亚胺基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-双[3-s-丁基-4-8 (4-马来酰亚胺基苯氧基)苯基]丙烷、 1，1_双W-(4-马来酰亚胺基苯氧基)苯基]癸烷、4，4'-环亚己基-双[1-(4-马来酰亚胺基苯氧基)-2-环己基]苯、2，2_双W-(4-马来酰亚胺基苯氧基)苯基)六氟丙烷等。可使用任何(甲基)丙烯酸酯单体作为(甲基)丙烯酸酯单体，如1，6_己二醇单 (甲基)丙烯酸酯、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丁基 (甲基)丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、1，4-丁二醇(甲基)丙烯酸酯、2-羟基烷基(甲基)丙烯酰磷酸酯、4-羟基环己基(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇单(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、t-氢糠基(甲基)丙烯酸酯、异癸基(甲基)丙烯酸酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、硬脂酰(甲基)丙烯酸酯、月桂酰(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、异冰片基(甲基)丙烯酸酯、三癸基(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化的壬基酚(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二 (甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、t-乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，3_ 丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、 三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化的双酚-A 二(甲基)丙烯酸酯、环己烷二甲醇二 (甲基)丙烯酸酯、苯氧基_t-二醇(甲基)丙烯酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯、二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基-丙烷苯甲酸酯丙烯酸酯、芴(甲基)丙烯酸酯、酸磷酸氧基乙基甲基丙烯酸酯等。在连接材料中，可自由基聚合的化合物的含量可为13至20wt%。在此范围内时， 在加压过程后可获得优异的可靠性和整体流动性，因此不增加接触电阻。具体地，可自由基聚合的化合物的含量可为13至18wt%。有机过氧化物有机过氧化物是聚合引发剂，其在受热或曝光时起到产生自由基的固化剂的作用。有机过氧化物可包括但不限于酮过氧化物、过氧化缩酮、过氧化氢、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧化酯和过氧化碳酸酯。考虑到接触温度和时间以及存储稳定性， 有机过氧化物可以混合物使用。具体地，有机过氧化物的实例可包括但不限于叔丁基过氧化月桂酸酯、1，1，3， 3-t-甲基丁基过氧化-2-乙基己酸酯、2，5_二甲基-2，5-二(2-乙基己酰基过氧化)己烷、 1-环己基-1-甲基乙基过氧化-2-乙基己酸酯、2，5- 二甲基-2，5- 二(间-甲苯酰基过氧化)己烷、叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基单碳酸酯、t-己基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化乙酸酯、二枯基过氧化物、2，5- 二甲基-2，5- 二(叔丁基过氧化)己烷、叔丁基枯基过氧化物、t-己基过氧化新癸酸酯、t-己基过氧化-2-乙基己酸酯、 叔丁基过氧化-2-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化异丁酸酯、1，1_双(叔丁基过氧化)环己烷、t-己基过氧化异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧化-3，5，5-三甲基己酸酯、叔丁基过氧化新戊酸酯、枯基过氧化-新癸酸酯、二异丙基苯过氧化氢、枯烯氢过氧化物、异丁基过氧化物、 2，4_ 二氯苯甲酰过氧化物、3，5，5-三甲基己酰基过氧化物、辛酰基过氧化物、月桂酰过氧化物、硬脂酰过氧化物、琥珀酸过氧化物、苯甲酰过氧化物、3，5，5-三甲基己酰基过氧化物、 苯甲酰过氧化甲苯、1，1，3，3_四甲基丁基过氧化新癸酸酯、1-环己基-1-甲基乙基过氧化新癸酸酯、二-正丙基过氧化二碳酸酯、二异丙基过氧化碳酸酯、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯、二 -2-乙氧基甲氧基过氧化二碳酸酯、二 O-乙基己基过氧化)二碳酸酯、 二甲氧基-丁基过氧化二碳酸酯、二(3-甲基-3-甲氧基丁基过氧化)二碳酸酯、1，1_双 (t-己基过氧化)-3，3，5-三甲基环己烷、1，1-双(t-己基过氧化)环己烷、1，1-双(叔丁基过氧化)-3，3，5_三甲基环己烷、1，1-(叔丁基过氧化)环十二烷、2，2_双(叔丁基过氧化)癸烷、叔丁基三甲基甲硅烷基过氧化物、双(叔丁基)二甲基甲硅烷基过氧化物、叔丁基三烯丙基甲硅烷基过氧化物、双(叔丁基)二烯丙基甲硅烷基过氧化物和三(叔丁基) 烯丙基甲硅烷基过氧化物。可将在40至100°C下具有5小时至15小时半排出期(half-life)温度的化合物用作有机过氧化物。如果有机过氧化物的半排出期温度过低，其分解速率很快，因此室温下存储困难。如果半排出期温度过高，聚合速率变得过慢，这不适于快速固化。有机过氧化物的含量可在平衡粘合剂的固化性质和粘合剂的存储的范围内，其在连接材料中可为1至5wt%。在此范围内时，不出现气泡。有机过氧化物的含量可为1至 3wt%。导电颗粒具有以上组分的导体间的电连接材料可包括导电颗粒。导电颗粒用作填料，以向导电膜用组合物提供导电性能。导电颗粒包括但不限于本领域已知的金属颗粒，如Ni、Pd、Cu、Ag、Al、Ti、Cr和它们的混合物，通过用上述金属颗粒涂布非导电颗粒制备的导电颗粒等。根据所用电极和目的，导电颗粒可具有2至30 μ m的大小。连接材料中导电颗粒的含量可为1至5wt%。在此范围内时，连接过程中不出现有缺陷的连接。具体地，导电颗粒的含量可为1至物1%。其它组分考虑到产品的性质或再加工性，根据本发明的导体间的电连接材料可进一步包括用于着色的颜料、染料、阻聚剂、硅烷偶联剂等，以获得固化后产品的所需性质。这些组分的含量是本领域已知的。本发明提供了导体间的电连接材料，其在固化后具有以下性质在应力-应变曲线中为100%或更高的抗张伸展率，和10%或更高的屈服点应变，以及25°C下10至500MPa 的弹性模量，且该材料可用作用于半导体装置的导电膜或浆料。在导电膜中，其厚度可为1 至 50 μ m。上述材料适用于半导体太阳能电池模块的电池的串联、FPD模块的连接、聚酰亚胺基板上具有驱动IC的COF与玻璃基板、玻璃环氧基板或其它塑料基板等的连接。同时，使用此材料连接的导体之一可为用铜、防锈铜或锡、焊料、银和镍中至少一种金属表面处理的铜。导电膜可通过本领域已知的任何装置或设备形成。导电膜可通过以下步骤形成。 将粘合剂树脂溶解在有机溶剂中并液化，随后向其中加入剩余组分并搅拌预定时间。将产物涂布在离型膜上至10至50 μ m厚并干燥预定时间以挥发有机溶剂，从而产生具有单层结构的导电膜。此时，有机溶剂可为本领域所用的任何有机溶剂。随后，可将前述步骤重复至少两次，从而制备具有多层结构如至少两层的导电膜。本发明的太阳能电池可具有使用导电材料的连接结构。下文中，通过参考实施例和对比例来更详细地说明本发明。然而，应注意的是这些实施例仅以说明的方式给出，且不限制本发明的范围。实施例1至6和对比例1至6中所用的组分详述如下。1.聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂1 用60wt%的多元醇(聚丁二醇)、39. 97wt%的包括1，4_ 丁二醇、甲苯二异氰酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯的三种组分和0. 03wt%二月桂酸二丁锡作为催化剂合成。首先，将多元醇、1，4_ 丁二醇和甲苯二异氰酸酯反应以合成异氰酸酯封端的预聚物。将异氰酸酯封端的预聚物进一步与甲基丙烯酸羟乙酯反应，以制备聚氨酯丙烯酸酯树脂，使得甲基丙烯酸羟乙酯/异氰酸酯封端的预聚物的摩尔比为0. 5。反应通过在催化剂二月桂酸二丁锡的存在下、90°C和Iatm压力下加聚5小时进行，从而合成具有25，000g/mol重均分子量的聚氨酯丙烯酸酯。2.聚氨酯改性的丙烯酸树脂2 用60wt%的多元醇(聚丁二醇)、39. 97wt%的包括1，4_ 丁二醇、甲苯二异氰酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯的三种组分和0. 03wt%二月桂酸二丁锡作为催化剂合成。首先，将多元醇、1，4_ 丁二醇和甲苯二异氰酸酯反应以合成异氰酸酯封端的预聚物。将异氰酸酯封端的预聚物进一步与甲基丙烯酸羟乙酯反应，以制备聚氨酯丙烯酸酯树脂，其中甲基丙烯酸羟乙酯/异氰酸酯封端的预聚物的摩尔比为0. 5。该反应通过在二月桂酸二丁锡催化剂的存在下、90°C和Iatm压力下加聚5小时进行，从而合成具有 28，000g/mol重均分子量的聚氨酯丙烯酸酯。3.热塑性树脂1 以25Vol% (v% )溶解在甲苯/甲乙酮中的丙烯腈-丁二烯共聚物(1072CGX，Zeon Chemicals)。4.热塑性树脂2 以40v%溶解在甲苯/甲乙酮中的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA 700，Byer)。5.丙烯酸类共聚物以40v%溶解在甲苯/甲乙酮中的丙烯酸类树脂(A0F7003， Aekyung Chemical)，其具有 90，000 至 120，000g/mol 的重均分子量。6.可自由基聚合的化合物环氧丙烯酸酯聚合物(SP1509，Showa Highpolymer)。7.有机过氧化物过氧化苯甲酰8.环氧树脂 1 :BPA 环氧树脂(Kukdo Chemical)9.环氧树脂 2 含多环芳环的环氧树脂(HP4700，Dainippon Ink and Chemicals)10.氧化硅纳米氧化硅(R972，Degussa)11.潜伏性固化剂(latent curing agent)微囊化的咪唑(HX3941HP，Asahi Kasei)12.导电颗粒1 具有5 μ m大小的镍涂覆的铜颗粒13.导电颗粒2 具有5 μ m大小的银涂覆的铜颗粒实例1至6以及对比例1至6用轨道式混合器使各组分根据表1和2所列重量份的组成混合，溶解并分散在有机溶剂中。将所得混合物涂布在剥离的PET膜上，并使用加热至60°C的对流加热炉干燥溶剂5分钟，从而提供分别具有25 μ m厚度和35 μ m厚度的两种导电膜。表 1
1权利要求
1.一种导体间的电连接材料，包括40至SOwt %的聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂，且在固化后的应力-应变曲线中具有100至500%的抗张伸展率和10至50%的屈服点应变。
2.一种导体间的电连接材料，包括40至SOwt %的聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂，且在固化后25°C下具有100至500%的抗张伸展率和10至500Mpa的弹性模量。
3.如权利要求1或2所述的导体间的电连接材料，其中所述连接材料在固化后具有 200至300%的抗张伸展率。
4.如权利要求1或2所述的导体间的电连接材料，其中所述连接材料包括聚合物粘结剂树脂、可自由基聚合的化合物、有机过氧化物和导电颗粒。
5.如权利要求4所述的导体间的电连接材料，其中所述连接材料包括70至85wt%的所述聚合物粘结剂树脂、13至20wt %的所述可自由基聚合的化合物、1至5wt %的所述有机过氧化物和1至5wt%的所述导电颗粒。
6.如权利要求4所述的导体间的电连接材料，其中所述聚合物粘结剂树脂包括聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂，和选自丙烯腈丁二烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和丙烯酸类共聚物中的至少一种共聚物。
7.如权利要求6所述的导体间的电连接材料，其中所述聚合物粘结剂树脂包括60至 90wt%的所述聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂和10至40wt%的所述共聚物。
8.如权利要求6所述的导体间的电连接材料，其中所述丙烯酸类共聚物具有50至 120°C的玻璃化转变温度。
9.如权利要求6所述的导体间的电连接材料，其中所述丙烯酸类共聚物具有1至 100mgK0H/g 的酸值。
10.如权利要求4所述的导体间的电连接材料，其中所述可自由基聚合的化合物包括选自由聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、氟(甲基)丙烯酸酯、芴(甲基)丙烯酸酯、硅酮(甲基)丙烯酸酯、磷(甲基)丙烯酸酯、马来酰亚胺改性的(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸酯(甲基丙烯酸酯)和(甲基)丙烯酸酯单体组成的组中的至少一种。
11.如权利要求4所述的导体间的电连接材料，其中所述有机过氧化物可包括但不限于酮过氧化物、过氧化缩酮、过氧化氢、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧酯和过氧碳酸酯。
12.如权利要求4所述的导体间的电连接材料，其中所述导电颗粒包括选自金属颗粒， 和用上述金属颗粒涂布非导电颗粒制备的导电颗粒中的至少一种，所述金属颗粒包括Ni、 Pd、Cu、Ag、Al、Ti、Cr和它们的混合物。
13.如权利要求1或2所述的导体间的电连接材料，其中所述导体之一是铜导体，所述铜导体经铜、防锈铜或锡、焊料、银和镍中的至少一种金属表面处理。
14.一种太阳能电池模块，具有通过连接结构连接的多个太阳能电池，所述连接结构包括在各个太阳能电池表面上的至少一个电极； 与在所述多个太阳能电池上的所述电极连接的导线；和所述导线与各个所述电极之间的电连接材料，基于所述电连接材料的总重量，所述电连接材料包括约40至约SOwt %的聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂，且在固化后的应力-应变曲线中具有约100至约500%的抗张伸展率和约10至约50%的屈服点应变。
15.如权利要求14所述的太阳能电池模块，其中所述电连接材料位于铜导体上，所述铜导体在表面包括金属铜、防锈铜或锡、焊料、银和镍中的至少一种。
全文摘要
本发明公开了一种导体间的电连接材料，所述电连接材料可快速连接且显示出令人满意的可靠性。所述电连接材料在应力-应变曲线中具有100％或更高的抗张伸展率、10％或更高的屈服点应变，并在固化后25℃下具有10至500MPa的弹性模量。本发明还提供了一种包括所述电连接材料的太阳能电池。
文档编号C09J11/06GK102443373SQ20111027467
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月16日 优先权日2010年10月5日
发明者尹康培, 朴憬修, 申炅勋, 裵相植 申请人:第一毛织株式会社