制备mwt太阳能电池电极中的包含具有高玻璃化转变温度的无机反应体系的导电浆料的制作方法_3

文档序号:8947548阅读:来源:国知局
领域技术人员所公知的颗粒特性。根据 本发明,优选所述无机反应体系的平均粒径d5。为约0? 1-约10ym,更优选约0? 5-约7ym, 最优选约0. 8-约5ym。粒径d5。的测定是本领域技术人员所公知的。
[0089] 在本发明的一个实施方案中,所述无机反应体系以约0. 1-约15重量%存在于所 述衆料中。
[0090] 在一些情况下,优选无机反应体系(优选为玻璃料)以低浓度存在。在本发明太 阳能电池前体的一个实施方案中,所述无机反应体系以约〇. 1-约5重量%,优选0. 3-3重 量%,更优选〇. 5-2重量%存在于所述浆料中。
[0091] 有机载体
[0092] 就本发明而言,优选的有机载体为基于一种或多种确保所述导电浆料的成分以溶 解、乳化或分散形式存在的溶剂,优选有机溶剂的溶液、乳液或分散体。优选的有机载体为 提供导电浆料中各成分的最佳稳定性且赋予该导电浆料以允许有效线印刷性的粘度的那 些。根据本发明,优选的有机载体包含如下作为载体组分:
[0093] ⑴粘合剂,优选为约1-约10重量%,更优选约2-约8重量%,最优选约3-约7 重量% ;
[0094] (ii)表面活性剂,优选为约0-约10重量%,更优选约0-约8重量%,最优选约 0-约6重量% ;
[0095] (iii)一种或多种溶剂,其比例取决于所述有机载体中的其他成分的比例;
[0096] (iv)添加剂,优选为约0-约15重量%,更优选约0-约13重量%,最优选约5-约 11重量% ;
[0097] 其中重量%各自基于所述有机载体的总重量且加合为100重量%。根据本发明, 优选的有机载体为允许获得上述导电浆料的优选高水平印刷性的那些。
[0098] 粘合剂
[0099] 就本发明而言,优选的粘合剂为有助于形成具有有利的稳定性、印刷性、粘度、烧 结和蚀刻性能的导电浆料的那些。粘合剂是本领域技术人员所公知的。可使用本领域技 术人员所已知且认为适于本发明上下文的所有粘合剂作为有机载体中的粘合剂。根据本 发明,优选的粘合剂(通常落入称为"树脂"的类别中)为聚合物粘合剂、单体粘合剂以及 为聚合物和单体组合的粘合剂。聚合物粘合剂也可为共聚物,其中在一个分子中包含至少 两种不同的单体单元。优选的聚合物粘合剂为在聚合物主链中带有官能团的那些、在主链 之外带有官能团的那些以及在主链之内和之外均带有官能团的那些。优选的在主链中带 有官能团的聚合物例如为聚酯、取代的聚酯、聚碳酸酯、取代的聚碳酸酯、在主链中带有环 状基团的聚合物、多糖、取代的多糖、聚氨酯、取代的聚氨酯、聚酰胺、取代的聚酰胺、酚醛树 月旨、取代的酚醛树脂、一种或多种前述聚合物单体任选与其他共聚单体的共聚物,或其至少 两种的组合。优选的在主链中带有环状基团的聚合物例如为聚丁酸乙烯酯(PVB)及其衍生 物,和聚萜品醇及其衍生物,或其混合物。优选的多糖例如为纤维素及其烷基衍生物,优选 甲基纤维素、乙基纤维素、丙基纤维素、丁基纤维素及其衍生物,及其至少两种的混合物。优 选的在聚合物主链之外带有官能团的聚合物为带有酰胺基的那些、带有酸和/或酯基的那 些(通常称为丙烯酸类树脂),或带有上述官能团的组合的聚合物,或其组合。优选的在主 链之外带有酰胺基的聚合物例如为聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)及其衍生物。优选的在主链之 外带有酸和/或酯基的聚合物例如为聚丙烯酸及其衍生物、聚甲基丙烯酸酯(PM)及其衍 生物,或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及其衍生物,或其混合物。根据本发明,优选的单体粘合 剂为乙二醇基单体、萜品醇树脂或松香衍生物,或其混合物。优选的基于乙二醇的单体粘合 剂为具有醚基、酯基的那些,或者具有醚基和酯基的那些,其中优选的醚基为甲基、乙基、丙 基、丁基、戊基、己基和更高级烷基醚,优选的酯基为乙酸酯及其烷基衍生物,优选乙二醇单 丁基醚单乙酸酯,或其混合物。就本发明而言,最优选的粘合剂为烷基纤维素,优选乙基纤 维素、其衍生物及其与选自前述粘合剂列表或其他的其他粘合剂的混合物。
[0100] 表面活性剂
[0101] 就本发明而言,优选的表面活性剂为有助于形成具有有利的稳定性、印刷性、粘 度、烧结和蚀刻性能的导电浆料的那些。表面活性剂是本领域技术人员所公知的。可使用 本领域技术人员所已知且认为适于本发明上下文的所有表面活性剂作为有机载体中的表 面活性剂。就本发明而言,优选的表面活性剂为基于线性链、支化链、芳族链、氟化链、硅氧 烷链、聚醚链及其组合的那些。优选的表面活性剂为单链的、双链的或者多重链的。根据 本发明,优选的表面活性剂具有非离子、阴离子、阳离子或两性离子头。优选的表面活性 剂为聚合物型的和单体型的,或其混合物。根据本发明,优选的表面活性剂可具有颜料亲 和性基团,优选具有颜料亲和性基团的羟基官能羧酸酯、具有颜料亲和性基团的丙烯酸酯 共聚物、具有颜料亲和性基团的改性聚醚(例如TEGC^DISPERS655,由EvonikTego ChemieGmbH生产)、具有高颜料亲和性基团的其他表面活性剂(例如TEGO?DISPERS662C,由EvonikTegoChemieGmbH生产)。根据本发明,不处于上述列表中的其他优选的 聚合物为聚乙二醇及其衍生物,和烷基羧酸及其衍生物或盐,或其混合物。根据本发明,优 选的聚乙二醇衍生物为聚(乙二醇)乙酸。优选的烷基羧酸为具有完全饱和烃基链的那 些,和具有单或多不饱和烃基链的那些,或其混合物。优选的具有饱和烃基链的羧酸为具有 长度为约8-约20个碳原子的烃基链的那些,优选C9H19COOH(癸酸)、C11H23COOH(月桂酸)、 C13H27COOH(肉豆蔻酸)、C15H31COOH(棕榈酸)、C17H35COOH(硬脂酸)或其混合物。优选的具 有不饱和烃基链的羧酸为C18H34O2 (油酸)和C18H32O2 (亚油酸)。根据本发明,优选的单体型 表面活性剂为苯并三唑及其衍生物。
[0102] 溶剂
[0103] 根据本发明,优选的溶剂为在烧结期间以显著程度从所述导电浆料中移除的浆料 成分,优选在焙烧后以与焙烧前相比绝对重量减少至少约80%,优选与焙烧前相比减少至 少约95%的存在的那些。根据本发明,优选的溶剂为允许形成具有有利粘度、印刷性、稳定 性和烧结特性的导电浆料且获得具有有利导电性和与衬底的电接触的电极的那些。溶剂 是本领域技术人员所公知的。可使用本领域技术人员所已知且认为适于本发明上下文的 所有溶剂作为所述有机载体中的溶剂。根据本发明,优选的溶剂为允许获得上述导电浆料 的优选高水平印刷性的那些。根据本发明,优选的溶剂为在标准环境温度和压力(SATP) (298. 15K,25°C,77°F),100KPa(14.504psi,0.986atm)下以液体存在的那些,优选具有高 于约90°C的沸点和高于约_20°C的熔点的那些。根据本发明,优选的溶剂为极性或非极性、 质子或非质子、芳族或非芳族的。根据本发明,优选的溶剂为一元醇、二元醇、多元醇、单酯、 二酯、多酯、单醚、二醚、多醚,包含至少一个或多个这些类别的官能团的溶剂,其任选包含 其他类别的官能团,优选环状基团、芳族基团、不饱和键、一个或多个〇原子被杂原子代替 的醇基团、一个或多个O原子被杂原子代替的醚基团、一个或多个O原子被杂原子代替的酯 基团,以及两种或更多种上述溶剂的混合物。就此而言,优选的酯为己二酸的二烷基酯,其 中优选的烷基构成部分为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基和更高级烷基或两种不同的该 类烷基的组合,优选为己二酸二甲酯,以及两种或更多种己二酸酯的混合物。就此而言,优 选的醚为二醚,优选为乙二醇的二烷基醚,其中优选的烷基构成部分为甲基、乙基、丙基、丁 基、戊基、己基和更高级烷基或两种不同该类烷基的组合,和不同二醚的混合物。就此而言, 优选的醇为伯、仲和叔醇,优选叔醇,其中优选萜品醇及其衍生物,或两种或更多种醇的混 合物。组合有多于一种不同官能团的优选溶剂为2, 2, 4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯 (通常称为texanol)及其衍生物,2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇(通常称为卡必醇)及其烧 基衍生物,优选甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基卡必醇,优选己基卡必醇或丁基卡必醇, 及其乙酸酯衍生物,优选丁基卡必醇乙酸酯,或上述至少2种的混合物。有机载体中的添加 剂
[0104] 有机载体中的优选添加剂为不同于上述载体组分且有助于有利的导电浆料性能 (例如有利的粘度、烧结、所制得电极的导电性和与衬底的良好电接触)的那些添加剂。可 使用本领域技术人员所已知且认为适于本发明上下文的所有添加剂作为有机载体中的添 加剂。根据本发明,优选的添加剂为触变剂、粘度调节剂、稳定剂、无机添加剂、增稠剂、乳化 剂、分散剂或PH调节剂。就此而言,优选的触变剂为羧酸衍生物,优选脂肪酸衍生物或其 组合。优选的脂肪酸衍生物为C9H19COOH(癸酸)、C11H23COOH(月桂酸)、C13H27COOH(肉豆蔻 酸)、C15H31COOH(棕榈酸)、C17H35COOH(硬脂酸)、C18H34O2(油酸)、C18H32O2(亚油酸)或其组 合。就此而言,包含脂肪酸的优选组合为蓖麻油。
[0105] 导电浆料中的添加剂
[0106] 就本发明而言,优选的添加剂为除明确提及的其他成分之外添加至导电浆料中的 成分,所述添加剂有助于提高导电浆料的性能、其制得的电极的性能或所得太阳能电池的 性能。可使用本领域技术人员所已知且认为适于本发明上下文的所有添加剂作为导电浆料 中的添加剂。除存在于载体中的添加剂之外,导电浆料中也可存在添加剂。根据本发明,优 选的添加剂为触变剂、粘度调节剂、乳化剂、稳定剂或PH调节剂、无机添加剂、增稠剂和分 散剂或其至少两种的组合,而无机添加剂是最优选的。就此而言,本发明的优选无机添加剂 为Mg、Ni、Te、W、Zn、Mg、Gd、Ce、Zr、Ti、Mn、Sn、Ru、Co、Fe、Cu、Cr或其至少两种的组合,优 选为Zn、Sb、Mn、Ni、W、Te、Ru或其至少两种的组合,或其氧化物,可在焙烧后产生这些金属 氧化物的化合物,或至少两种上述金属的混合物,至少两种上述氧化物的混合物,至少两种 上述可在焙烧后产生这些金属氧化物的化合物的混合物,或者上述任意两种或更多种的混 合物。
[0107] 太阳能电池前体
[0108] 对实现至少一个上述目的的贡献由一种太阳能电池前体作出。就本发明而言,优 选MffT型太阳能电池前体。在该前体中,上述第一导电浆料存在于至少一个连接晶片正面 与背面的通道中。可与第一浆料相同或不同的第二导电浆料存在于太阳能电池的正面上, 且与所述通道中的浆料接触。可与第一和第二浆料相同或不同的第三浆料存在于太阳能电 池的背面上且不与第一浆料接触。
[0109] 在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中,在所述晶片的正面上存在其他导电 浆料。在另一实施方案中,至少一种其他导电浆料存在于所述晶片的背面上。在又一实施 方案中,在所述晶片的背面和正面上均存在其他浆料。
[0110] 在本申请中,术语"通道"通常用于代替更通常的术语"孔"。所有涉及通道的描述 同样适用于孔。
[0111] 在本发明太阳能电池前体的一个实施方案中,至少一个孔为连接晶片正面和背面 的通道。
[0112] 在Si晶片中产生孔可借助本领域技术人员所已知且认为适于本发明上下文的任 何方式进行。根据本发明,优选的方法为切割、蚀刻、加热、熔融、燃烧、钻孔、刺穿、冲压或穿 孔,例如机械穿孔或激光穿孔,或其至少两种的组合,其中优选穿孔,更优选激光穿孔。
[0113] Si晶片中的孔可具有许多种横截面形状。可使用本领域技术人员所已知且认为适 于本发明上下文的任何横截面形状。根据本发明,孔的优选横截面形状为多边形和非多边 形。优选的多边形形状为三角形、正方形、长方形或其他规则或不规则多边形。优选的非多 边形形状为圆形或椭圆形或其他非多边形形状。根据本发明,优选的横截面形状为圆形。
[0114] Si晶片中的孔的有效横截面直径可由本领域技术人员改变,以使得所得太阳能 电池的性能最大化。当所述横截面形状不为圆形时,有效直径由具有与该孔横截面面积相 等的面积的假想圆形的直径给出。就本发明而言,优选所述孔的横截面面积为约10-约 500ym,更优选为约20-约300ym,最优选为约3
当前第3页1 2 3 4 5 6 
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