TR201802199T4 - Surfaktanlara Sahip Olan İletken Macun - Google Patents

Abstract

Mevcut buluş, surfaktantlı iletken bir macun ile ilgilidir. Ve Güneş pilini sabit tutan, yüksek dönüşüm verimliliğini koruyan ve çevreye daha az zararlı hale getiren çevre dostu bir iletken macunun sağlanmasını amaçlamaktadır.

Description

Tarifname Mevcut bulus, toz formunda en az bir metal materyali, bir organik tasiyici, opsiyonel cam ve surfaktan içeren iletken bir macunu temin etmektedir. Metal malzemesi A1 tozu ya da Ag tozu olabilir. Organik tasiyici, opsiyonel yag asidi ya da diger baska katkilarla organik bir çözücü içerisinde çözünmüs reçineler olabilir. Cam, temel olarak günes pillerinin yansima önleyici daglamak için ve termal sinterleme islemi sirasinda sinterlemeye yardimci olmak için çesitli oksit formlarinda metalleri Içeren amorf bir bilesik olabilir. Farkli talepleri karsilamak için, farkli cam ilave edilebilir ya da hiçbir cam ilave edilmemistir. Mevcut bulus tarafindan temin edilen surfaktan asagidaki gibi bir temsil edilen formüle sahiptir: Mx(R)y(Q)z temsil edilen formül 1 içerisinde X ifadesi 1 ve 6 arasindadir, Y ifadesi 1 ve 20 arasindadir, Z ifadesi 1 ve arasindadir, M ifadesi, AI, Ti, Zr, Si, Ge ya da diger metal materyaller gibi bir yari iletken element ya da diger metal metaryaller ve yari iletken elementlerdir, R ifadesi, M ifadesine dogrudan baglanan hidrofilik gruptur ve R ifadesi, karsilik gelen bir hidrofilik fonksiyonel grup olusturmak için su ile hidrolize edilmis olmaktadir. Mevcut bulusun bazi uygulamalara göre, R ifadesi, bagimsiz olarak bir alkil oksit grup (-0- CmHn), karbonil grup (-(C=O)- CmHn), karboksil grup (-O-(C=O)- CmHn), karboniloksi grup (-(C=O)O- CmHn), amido grup(-(C=O)NH- CmHn), alkoksilen grup(-O- CmHn -0-) ve karboksilik ester grup(-O-(C=O)- CmHn -O-) olabilir. Genel anlamda, m ifadesi 1 ve 6 arasinda olabilir, n ifadesi 3 ve 13 arasinda olabilir ve CmHn, dallanmis ya da dallanmamis bir alkil ya da sikloalkil grubu olabilir. Alkoksilen grubu, etoksilen (-O-CH2-CH2-O-) olabilir ve karboksilik ester grubu, (-O-(C=O)-CH2- 0-) olabilir. O ifadesi, 1-24 karbon atomlu bir hidrofofobik gruptur. Q ifadesi ayni zamanda, stabil olabilir ve daha az reaktif alkil grup ya da alkoksi grup olabilir ya da vinil grup, alifatik epoksi grup, stiril grup, metakriloksi grup, akriloksi grup, alifatik amino grup, kloropropil grup, alifatik merkapto grup, alifatik sülfido grup, isosiyanato grup, alifatik üreido grup, alifatik karboksil grup, alifatik hidroksil grup, siklohekzil grup, fenil grup, alifatik formil grup, asetil grup, ya da benzoil grup gibi diger polimerik birimler ya da kisimlari ile tepkimeye girmesine haiz olan bir fonksiyonel grubu içerir. Alifatik grup, dallanmis ya da dallanmamis alkil grubu gibi 1-24 karbon atomlarina sahip olabilir. Buna ilaveten, Q ifadesi ayni zamanda N, O, P S dahil olmak üzere bir bilesik ya da bunlarin herhangi kombinasyonu olabilir. Bazi durumlarda, Q ifadesi, burada M ifadesi, bir metal oldugunda Q ifadesinin bir ligand olmasi için M ifadesinin kabul edebilecegi en az bir yalniz çifti içerebilir. Ayrica, Q ifadesi, bir polimer zincirinin, islevsel grup yoluyla kimyasal reaksiyon vasitasiyla bir yan zinciri ya da bir ucuna kimyasal olarak baglanabilmekte olup surfaktan Mx(R)y bir ya da daha fazla fonksiyonel gruplarina baglanabilen bir polimerik zincir anlamina gelir. Diger deyisle, bir polimerik zincire baglanan surfaktan, sadece bir türle sinirli degildir. Polimerik bir zincir O ile reaksiyona girdigi sürece, bu uygun bir polimerik zinciridir. Polimerik zinciri 1 ila 10000 polimerik birime sahip olabilir. SEK.1, mevcut bulusa ait surfaktanin bir polimerin bir yan zinciri ile baglanan bir reaksiyonu göstermektedir. SEK.1'de gösterildigi üzere, bir polimerin yan zinciri, hidroksil gruplar -OH sahiptir. Polimer, bir polivinil alkol (PVA) veya bir polivinil bütiral (PVB) olabilir. SEK. 1'de gösterildigi gibi PVB'yi ele alirsak, polimer, Mx(R)y'yi polimere baglanmasini yapan bir üretan grubu olan -NH-CO-O- olusturmak üzere izosiyanat grup -NCO'ya sahip O ile reaksiyona girer. Mevcut bulusa ait temsil edilen formül 1'in tercih edilen bir uygulamasi, formül 1, formül 2, formül 3 ya da formül 4*ün bilesigi olabilir. formül 1 O ifadesi (O-C(CH3)-CH-CO-O-C18H15) oldugundan, Z ifadesi 1 olmaktadir formül 1'de, bir taraftan Q ifadesi Miye baglanir. Ve diger taraftan, Q ifadesi ayni zamanda bir Iigand, bir iki disli olarak görev alir, mesela öyle ki O ve M ifadesi birbirine koordinasyon baglanmaya sahiptir. Ilaveten, talepler dogrultusunda, farkli ürünler R ifadesi, hidrofilik gruplardan seçilebilir. Örnegin, R ifadesinin biri, bir isopropoksi grup olabilir ve diger R ifadesi CH3 Ü"'CiaHss olabilir. Formül 1'de, M ifadesi, AI olarak gösterilmistir. X ifadesi 1 olmaktadir. R ifadesi, örnegin, Aliye baglanan (CH3)ZCHO- olan bir isopropoksi gruptur. Bunlarin içinde iki isopropoksi grubu bulunmaktadir, bu nedenle Y ifadesi 2 olmaktadir. Bir karbonil grup ya da bir karboksil grup gibi bir baska grup olabilir. Formül2 H3C O \0 0 0 3 CH3 Formül 2'de, X ifadesi 2 olmaktadir çünkü M ifadesi Si olarak gösterilmistir. R ifadesi bir etoksi grup, örnegin -O-C2H5 olmaktadir bu nedenle Y ifadesi 6 olmaktadir. Q ifadesi CBHGSZ olmaktadir bu nedenle Z ifadesi 2 olmaktadir. Formül 2ide, Q ifadesi, iki bagimsiz Ms'ye baglanabilmeye haiz olan iki degerlikli bir gruptur ve Q, 8 'de heteroatomlar bulunmaktadir örnegin. Formül 3 Formül 3'de, X ifadesi 1 olmaktadir çünkü M ifadesi Ti olarak gösterilmistir. R ifadesi, bir isopropoksi grubu, örnegin, (CH3)ZCHO- olmaktadir, bu nedenle Y ifadesi 1 olmaktadir. Q ifadesi, -OCZH4NH02H4NH2 olmaktadir bu nedenle 2 ifadesi 3 olmaktadir. Formül4 H3C H3C CH3 Formül 4'de, X ifadesi 1 olmaktadir çünkü M ifadesi Ti olarak gösterilmistir. R ifadesi, bir isopropoksi grup, örnegin (CH3)2CHO- olmaktadir bu nedenle Y ifadesi 1 olmaktadir. SEK. 2, Formül 1'in hidroliz reaksiyonunu göstermektedir. Örnegin Formül 1 ele alinarak, SEK. 2'de gösterildigi üzere, bir organik tasiyici içindeki su, Formül 1, organik tasiyici ile temas halinde oldugunda Formül 1'i hidrolize edebilir. Su molekülleri ile reaksiyona giren R ifadesindeki orijinal (CH3)2CO-)2 grubu, orijinal (CH3)2CO-)2 grubuna karsilik gelen (HO-)2 gruplari içerisine simdi dönüsür. Bu anda, (HO-)2 gruplari, metal tozlarinin yüzeyi üzerine adsorbe olabilir ve hidrofofobik grup Q, organik tasiyici içinde çözülür. SEK. 3, Formül 2'nin hidroliz reaksiyonu göstermektedir. SEK.3'de gösterildigi üzere, Formül 2"deki R ifadesi, bir etoksi grup, örnegin -O-CZH5 olmaktadir. Su molekülleri ile reaksiyona girdikten sonra, orijinal etoksi grubuna karsilik gelen (HO-)2 gruplari içerisine dönüsür. Bu anda, (HO-)2 gruplari, metal tozlarinin yüzeyi üzerine adsorbe olabilir ve hidrofofobik grup Q (03H682) organik tasiyici içinde çözülür. SEK. 4"de Tablo 1 ila Tablo 3, mevcut bulusa ait Formül 1'in surfaktanin ilave ile iletken macunun kompozisyonlarini göstermistir. SEK. 5'deki Tablo 4, örnekler ve Tablo 1 ila Tablo 3'deki karsilastirmali örnekler arasindaki elektriksel özellikler, gerilme ve yay indirgemesinin sonuçlarini göstermektedir. SEK.4'de gösterildigi üzere, daha yüksek cam içerigi (% 4) durumunda, surfaktant ilavesi gerilimi artirabilir. Düsük cam içerigi (% 1 - % 2) durumu altinda, surfaktant ayni zamanda, elektriksel özellikleri etkilemeden bu alanin gereksinimlerini karsilayan kabul edilebilir bir uzantiya gerilimi artirabilir. Buna bagli olarak, mevcut bulusun surfaktani, metal tozlarini etkili bir sekilde dagitmakla kalmaz, ayni zamanda iletken macunun yüzeyinde etkili olan % 10 (ag. Konvansiyonel metotlarinda, iletken macun içerisine cam ilave edilmesinin yani sira, günes pillerinin elektrotlari ve yari iletken substrat arasindaki baglantiyi arttirmanin baska bir yolu yoktur. Bununla birlikte, mevcut bulusun iletken macunun varliginda, daha az cam gereklidir. Daha az cam, çevreye daha az zarar verir ve günes pilleri ve yari iletken substrat elektrotlarinin arasindaki baglantiya zarar vermez. Ayrica, günes pillerinin etkinligi önemli ölçüde degismeden kalir. Bundan baska, mevcut bulusun iletken macunu, sadece günes pillerinde kullanilamaz, ayni zamanda seramik kapasitörler, yari iletken ambalajlar veya da baskili devre levhalari gibi diger elektronik elemanlarda da kullanilabilir. SEKILLER 1 . / c: A 1 :c , . .. _. Tablo 1 Örnek 3 ve Karsilastirmali Örnek arasindaki kompozisyonlar Karsilastirmali Karsilastirmali Örnek __ .. Karsilastirmali 1 1_1 1_2 Ornek 1-3 Organik tasiyici (ag. %) 24 24 24 24 A1 gücü (ag. %) 69 69 69 69 Formül 1 (ag. %) 0 1 3 Bütil Asetat (ag. %) 3 2 1 0 Tablo 2 Örnek 2 ve Karsilastirmali Örnek arasindaki kompozisyonlar Karsilastirmali Karsilastirmali Karsilastirmali 2 2-1 2-2 2-3 Organik tasiyici (ag. %) 24 24 24 24 A1 gücü (ag. %) 71 71 71 71 Formül 1 (ag. %) O 1 2 3 Bütil Asetat (ag. %) 3 2 1 O Tablo 3 Örnek 3 ve Karsilastirmali Örnek arasindaki kompozisyonlar Örnek Karsilastirmali Karsilastirmali Karsilastirmali 3 3-1 3-2 3-3 Formül 1 (ag. %) 0 1 2 3 Bütil Asetat (ag. %) 3 2 1 O Tablo 4: Elektrik Özellikleri, Gerilim ve Yay Indirgenmesi Dönüsüm Gerilim . . .w Açik devre voltaji Yay Verimliligi n (%) (N/cm) (mm) Grup Voc (V) Gerilim : A, 3 N/cm, Düsük; 0, 3~5NIcm arasinda, Normal ; :4' , 5N/cm, Ya da daha fazla (iyi) Yay: 1 mm'den TR TR TR TR TR TR

Claims (5)

ISTEMLER

1. Bir iletken macun olup, en az bir metal tozunu; bir organik tasiyici; bir cam içermekte olup, ve özelligi; asagidaki gibi bir temsil edilen formüle sahip bir surfaktana sahip olup, MX(R)y(Q)Z, içerisinde M ifadesi, bir metal materyali ya da bir yari iletken elementtir; R ifadesi, asagidaki grup arasindan seçilmektedir: alkil oksit grup (-0- CmHn), karbonil grup (-(C=O)- CmHn), karboksil grup (-O-(C=O)- CmHn), karboniloksi grup (-(C=O)O- CmHn), amido grup (-(C=O)NH- CmHn), alkoksilen grup (-0- CmHn -O-) ve karboksilik ester grup (-0- (C=O)- CmHn -0-); ve O ifadesi, asagidaki grup arasindan seçilmektedir: vinil grup, alifatik epoksi grup, stiril grup, metakriloksi grup, akriloksi grup, alifatik amino grup, kloropropil grup, alifatik merkapto grup, alifatik sülfido grup, isosiyanato grup, alifatik üreido grup, alifatik karboksi grup, alifatik hidroksil grup, siklohekzil grup, fenil grup, alifatik formil grup, asetil grup ve benzoil grup, içerisinde X ifadesi 1- ve -6 arasindadir, Y ifadesi 1 ve 20 arasindadir ve Z ifadesi 1 ve 20 arasindadir.

2. istem 1'e göre iletken macun olup, özelligi; ayrica Q ifadesinin, bir Iigand olmasi için M ifadesinin kabul edebilecegi en az bir yalniz çifte sahip olmasi ile karakterize edilir.

3. Istemler 1 ya da 2`ye göre iletken macun olup, özelligi; ayrica M ifadesinin, AI,Ti, Zr ve Si'nin en az birini içermesi ile karakterize edilir.

4. Istem 1'e göre iletken macun olup, özelligi; ayrica m ifadesinin 1 ve 6 arasinda

5. Istem 1'e göre iletken macun olup, özelligi; ayrica n ifadesinin 3 ve 13 arasinda . istem 1'e göre iletken macun olup, özelligi; ayrica bir alifatik grup, Q olarak seçildiginde bahsi geçen alifatik grubun 1 ila 24 arasinda karbon atomlari ile karakterize edilir. . Istemler 1,2, 3, ya da 6”ya göre iletken macun olup, özelligi; ayrica Q ifadesinin, bir polimerin bir kimyasal reaksiyon vasitasiyla bir yan zinciri ya da bir ucuna kimyasal olarak baglanmasi ile karakterize edilir. . Istem 7'ye göre iletken macun olup, özelligi; ayrica bahsi geçen polimer zincirin 1 ila 10000 polimerik birimlere sahip olmasi ile karakterize edilir. . Istemler 1, 2, 3, 6, 7 ya da 8'e göre iletken macun olup, özelligi; ayrica bahsi geçen surfaktanin % 10 ya da daha azini içermesi ile karakterize edilir.