TWI699786B - 用於形成電極的組成物、使用其製成的電極及太陽能電池 - Google Patents
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Abstract
本發明公開一種用於形成電極的組成物、電極以及太陽
能電池。用於形成電極的組成物包含：導電粉末；玻璃料；包含聚合物的有機粘合劑，所述聚合物包含由化學式1表示的結構單元；嵌段異氰酸酯化合物，由化學式2表示；以及溶劑。
Description
本發明是有關於一種用於形成電極的組成物、使用其製成的電極及太陽能電池。
太陽能電池使用將日光的光子轉換成電的p-n結的光伏效應來產生電能。在太陽能電池中，前電極和後電極分別形成於具有p-n結的半導體基底(半導體晶片)的前表面和後表面上。透過進入基底的日光誘發p-n結的光伏效應，並且由p-n結的光伏效應產生的電子提供經由電極流向外部的電流。
可以在基底的表面上透過用於形成電極、將其圖案化並燒制的組成物形成具有預定圖案的太陽能電池的電極。
已知太陽能電池的轉換效率透過以下方式提高：改善電極與基底的接觸特性並因此使接觸電阻(Rc)和串聯電阻(Rs)減到最小；或用有機材料將絲網掩模的圖案線寬調節得較小，並
因此形成細線且增加短路電流(Isc)。然而，用絲網掩模減小電極圖案的線寬的方法可能會導致串聯電阻(Rs)增加並且使精細圖案的連續可印刷性劣化。
用於形成電極的組成物包含有機媒劑以賦予適用於印刷的粘度和流變學特徵，並且有機媒劑通常包含有機粘合劑和溶劑。
可以增加有機粘合劑的量或可以使用具有高分子量的聚合物以便增加分散性和存儲穩定性。
然而，當增加有機粘合劑的量時，在電極形成期間電阻可能還會增加，並且當使用具有高分子量的有機粘合劑時，可能由於粘度增加而存在拖尾現象(tailing phenomenon)和印刷缺陷的問題，即使在高剪切速率下也是如此。
一個實施例提供用於形成能夠形成高解析度精細圖案和改善的印刷特徵、分散性以及存儲穩定性的電極的組成物。
另一個實施例提供使用用於形成電極的組成物製成的電極。
又一個實施例提供一種包含所述電極的太陽能電池。
根據一實施例，用於形成電極的組成物包含：導電粉末；玻璃料；包含聚合物的有機粘合劑，所述聚合物包含由化學式1表示的結構單元；嵌段異氰酸酯化合物(block isocyanate compound)，由化學式2表示；以及溶劑。
在化學式1中，R1為經取代或未經取代的直鏈或支鏈C1到C10烷基，X為50莫耳%到90莫耳%，以及Y為10莫耳%到50莫耳%。
在化學式2中，BL為甲基乙基酮肟(methylethyl ketoxime)、己內醯胺(caprolactam)、3,5-二甲基吡唑(3,5-dimethyl pyrazole)、1,2,4-三唑(1,2,4-triazole)、咪唑(imidazole)、2-丁酮丙二酸二乙酯(2-butanine diethyl malonate)或乙基乙醯乙酸酯(ethylacetoacetate)，以及R2為經取代或未經取代的直鏈或支鏈C1到C10烷基。
包含聚合物(包含由化學式1表示的結構單元)的有機粘合劑與由化學式2表示的嵌段異氰酸酯化合物的混合重量比可在30：1到1：1的範圍內。
包含由化學式1表示的結構單元的聚合物可更包含由化學式3表示的結構單元。
在化學式3中，R3為氫或甲基，R4為經取代或未經取代的直鏈或支鏈C1到C10烷基，以及Z為0.01莫耳%到30莫耳%。
以100莫耳%的包含由化學式1表示的結構單元的聚合物計，由化學式3表示的結構單元的含量可以為0.1莫耳%到30莫耳%。
包含由化學式1表示的結構單元的聚合物的重均分子量(Mw)可為1,000克/莫耳(g/mol)到300,000克/莫耳。
用於形成電極的組成物可包含60重量%到95重量%的導電粉末；0.5重量%到20重量%的玻璃料；1重量%到20重量%的包含聚合物的有機粘合劑，所述聚合物包含由化學式1表示的結構單元；0.1重量%到到5重量%由化學式2表示的嵌段異氰酸酯化合物；以及餘量所述溶劑。
玻璃料可包含至少一種由以下各項中選出的元素：鉛
(Pb)、碲(Te)、鉍(Bi)、鋰(Li)、磷(P)、鍺(Ge)、鎵(Ga)、鈰(Ce)、鐵(Fe)、矽(Si)、鋅(Zn)、鎢(W)、鎂(Mg)、銫(Cs)、鍶(Sr)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、錫(Sn)、銦(In)、釩(V)、鋇(Ba)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鈉(Na)、鉀(K)、砷(As)、鈷(Co)、鋯(Zr)、錳(Mn)以及鋁(Al)。
溶劑可包含由以下各項中選出的至少一個：甲基溶纖劑(methyl cellosolve)、乙基溶纖劑(ethyl cellosolve)、丁基溶纖劑(butyl cellosolve)、脂肪醇(aliphatic alcohol)、α-松油醇(α-terpineol)、β-松油醇(β-terpineol)、二氫-松油醇(dihydro-terpineol)、乙二醇(ethylene glycol)、乙二醇單丁基醚(ethylene glycol mono butyl ether)、丁基溶纖劑乙酸酯(butyl cellosolve acetate)以及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯(泰薩醇)(2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate，Texanol)。
用於形成電極的組成物可更包含由以下各項中選出的至少一種添加劑：表面處理劑、分散劑、觸變劑、粘度穩定劑、塑化劑、消泡劑、顏料、紫外線(ultraviolet；UV)穩定劑、抗氧化劑以及偶聯劑。
另一個實施例提供使用用於形成電極的組成物製成的電極。
另一個實施例提供一種包含所述電極的太陽能電池。
用於形成電極的組成物能夠形成具有高解析度的精細圖案且可具有改善的印刷特徵、分散性以及存儲穩定性。
100:基底
101:p層(或n層)
102:n層(或p層)
210:後電極
230:前電極
圖1為繪示根據一個實施例的太陽能電池的結構的示意圖。
在下文中，將參照圖式在下文中更全面地描述本公開，在這些圖式中示出了本發明的示範性實施例。如本領域具有通常知識者將認識到，可以各種不同方式來修改所描述的實施例，這些修改都在不脫離本發明的精神或範圍的情況下進行。
在圖式中，為清楚起見放大層、膜、面板、區域等的厚度。貫穿本說明書，相同的圖式標號表示相同的元件。應理解，當例如層、膜、區域或基底的一個元件被稱為“在”另一個元件“上”時，其可以直接在另一個元件上，或也可以存在插入元件。相比之下，當元件被稱為“直接在”另一元件“上”時，不存在插入元件。
在本說明書中，當未另外提供特定定義時，“經取代”是指至少一個氫經由以下各項中選出的取代基置換：鹵素(F、Cl、Br或I)、羥基、C1到C20烷氧基、硝基、氰基、氨基、亞氨基、疊氮基、脒基、肼基、亞肼基、羰基、氨甲醯基、硫醇基、酯基、醚基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸基或其鹽、C1到C20烷基、C2到C20烯基、C2到C20炔基、C6到C30芳基、C3到C20
環烷基、C3到C20環烯基、C3到C20環炔基、C2到C20雜環烷基、C2到C20雜環烯基、C2到C20雜環炔基、C3到C30雜芳基，或其組合。
在本說明書中，當未另外提供特定定義時，術語“雜”可以指環狀取代基中一個原子經N、O、S以及P的至少一個雜原子取代而非至少一個C取代的情況。
根據一個實施例的用於形成電極的組成物包含導電粉末、玻璃料、有機粘合劑以及溶劑。
在下文中，對本發明進行詳細描述。
用於形成電極的組成物可使用金屬粉末作為導電粉末。金屬粉末可包含由以下各項中選出的至少一種金屬：銀(Ag)、金(Au)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、釕(Ru)、銠(Rh)、鋨(OS)、銥(Ir)、錸(Re)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、釩(V)、鋅(Zn)、鎂(Mg)、釔(Y)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鐵(Fe)、鎢(W)、錫(Sn)、鉻(Cr)以及錳(Mn)，但不限於此。
導電粉末的細微性可以是奈米級或微米級。舉例來說，導電粉末的細微性可為幾十奈米到幾百奈米或幾微米到幾十微米。在其它實施例中，導電粉末可以是具有不同細微性的兩種或多於兩種類型的銀粉的混合物。
導電粉末可以具有球形、薄片形或無定形的粒子形狀。導電粉末的平均粒子直徑(D50)可以是0.1微米到10微米，例
如0.5微米到5微米。可以在室溫(20℃到25℃)下透過超聲波處理將導電粉末分散於異丙醇(isopropyl alcohol，IPA)中3分鐘後，使用例如型號1064D(西萊斯有限公司(CILAS Co.,Ltd.))設備測量平均粒子直徑。在這些範圍內，組成物可提供低接觸電阻和低線路電阻。
以用於形成電極的組成物的總量100重量%計，導電粉末的含量可以為60重量%到95重量%。在這些範圍內，可以防止轉換效率由於電阻增加而劣化，並且還可以防止由有機媒劑的相對減少導致的膏狀物難以形成。在一個實施例中，導電粉末的量可以包含70重量%到90重量%。
玻璃料可以透過蝕刻抗反射層和熔融導電粉末而用以增強導電粉末與晶片或基底之間的粘合力並在發射極區中形成銀晶體顆粒，從而在用於形成電極的組成物的燒制製程期間減小接觸電阻。此外，在燒結製程期間，玻璃料可以軟化並且可以降低燒制溫度。
當增加太陽能電池的面積以便提高太陽能電池效率時，存在太陽能電池的接觸電阻可能增加的可能性。因此，需要最小化對p-n結的影響，同時最小化串聯電阻。另外，隨著具有不同薄層電阻的各種晶片的用途增加，燒制溫度可以在廣泛範圍內變化。需要玻璃料確保足夠的熱穩定性以耐受廣泛範圍的燒制溫度。
玻璃料可以是通常用於形成電極的組成物中的鉛玻璃料和非鉛玻璃料中的一種或多種。
玻璃粉可以包含由以下各項中選出的至少一種金屬元素：鉛(Pb)、碲(Te)、鉍(Bi)、鋰(Li)、磷(P)、鍺(Ge)、鎵(Ga)、鈰(Ce)、鐵(Fe)、矽(Si)、鋅(Zn)、鎢(W)、鎂(Mg)、銫(Cs)、鍶(Sr)、鉬(Mo)、鈦(Ti)、錫(Sn)、銦(In)、釩(V)、鋇(Ba)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鈉(Na)、鉀(K)、砷(As)、鈷(Co)、鋯(Zr)、錳(Mn)以及鋁(Al)。
玻璃料可以透過任何通用方法由金屬元素的氧化物製備。舉例來說，金屬氧化物可以透過以下方式獲得：以預定比率混合金屬元素的氧化物，使混合物熔融，對所得物進行淬火，並且接著粉碎經淬火的產物。可以使用球磨機或行星式磨機進行混合製程。熔融製程可以在700℃到1300℃下進行，且淬火可以在室溫(20℃到25℃)下進行。可以使用盤磨機或行星式磨機進行粉碎製程，但不限於此。
玻璃料的平均粒子直徑(D50)可為0.1微米到10微米，並且以用於形成電極的組成物的總量100重量%計，含量可以為0.5重量%到20重量%。在這些範圍內，玻璃料可以在不使電極的電特性劣化的同時確保太陽能電池電極的極佳粘附強度。
玻璃料可以具有球形形狀或無定形形狀。在一個實施例中，可以使用具有不同轉變溫度的兩種不同類別的玻璃料。舉例來說，轉變溫度在高於或等於200℃到低於或等於350℃範圍內的第一玻璃料與轉變溫度在高於350℃到低於或等於550℃範圍內的第二玻璃料可以1：0.2到1：1的重量比混合。
用於形成電極的組成物可包含作為有機粘合劑的聚合物，所述聚合物包含由化學式1表示的結構單元。
在化學式1中，R1為經取代或未經取代的直鏈或支鏈C1到C10烷基，X為50莫耳%到90莫耳%，以及Y為10莫耳%到50莫耳%。
包含由化學式1表示的結構單元的聚合物具有聚乙烯縮醛結構(polyvinyl acetal structure)和聚乙烯醇結構(polyvinyl alcohol structure)。聚乙烯縮醛通常透過使用乙烯醇類聚合物作為原料來製備。聚乙烯醇可以常規方法來獲得，即，透過使乙烯酯類單體聚合並使所獲得的聚合物皂化。乙烯酯類單體的聚合方法可包含常規方法，例如溶液聚合方法、本體聚合方法、懸浮聚合方法、乳液聚合方法等等。在本文中，取決於聚合方法，聚合引發劑可以恰當地選自偶氮類引發劑、過氧化物類引發劑、氧化還原類引發劑等等。可以透過應用常規地使用眾所周知的鹼金屬或酸催化劑的醇解、水解等進行皂化，但在這些方法中，使用甲醇作為溶劑和氫氧化鈉(NaOH)作為催化劑進行皂化是簡單且最優
選的。
用於本發明的作為聚乙烯縮醛(polyvinylacetal)的原料的聚乙烯醇可具有取決於其用途而恰當地選擇的平均聚合度，但優選地在150到3,000、並且更優選地在200到2,000的範圍內。
用於縮醛化反應的酸催化劑不受特定限制，但可包含有機酸和無機酸中的任一個，例如乙酸、對甲苯磺酸(paratoluenesulfonic acid)、硝酸、硫酸、鹽酸等等。其中，優選使用鹽酸、硫酸以及硝酸，且具體來說，更優選使用鹽酸。
用於本發明的縮醛化反應的醛不受特定限制，但優選使用由碳數為1到8的醛縮醛化的聚乙烯縮醛。碳數為1到8的醛可以是甲醛、乙醛、丙醛、正丁醛、異丁醛、正己醛、2-乙基丁醛、正辛醛、2-乙基己醛、苯甲醛等等，所述醛可以單獨使用或作為其至少兩個的混合物使用。其中，碳數為4到6的醛可優選地為正丁醛。
換句話說，聚乙烯縮醛可優選地為聚乙烯醇縮丁醛。
聚乙烯縮醛的平均縮醛化程度可優選地在40莫耳%到85莫耳%的範圍內，更優選地在48莫耳%到82莫耳%的範圍內，並且再更優選地在55莫耳%到81莫耳%的範圍內。另外，為了適當地實現本發明的目的，聚乙烯縮醛的乙烯酯單元含量(大體來說，乙酸乙烯酯單元含量)可在0.01莫耳%到30莫耳%的範圍內，優選地在0.05莫耳%到15莫耳%的範圍內，並且更優選地在0.1莫耳%到5莫耳%的範圍內。此外，乙烯醇單元含量可在1莫耳%到
50莫耳%的範圍內，優選地在12莫耳%到40莫耳%的範圍內，並且最佳地在15莫耳%到35莫耳%的範圍內。另外，縮醛化程度、乙烯酯單元含量以及乙烯醇單元含量是基於縮醛化程度(乙烯縮醛單元含量)、乙烯酯單元含量以及乙烯醇單元含量的總和。
另外，包含由化學式1表示的結構單元的聚合物可更包含由化學式3表示的結構單元：
在化學式3中，R3為氫或甲基，R4為經取代或未經取代的直鏈或支鏈C1到C10烷基，以及Z為0.01莫耳%到30莫耳%。
以100莫耳%的包含由化學式1表示的結構單元的聚合物計，由化學式3表示的結構單元的量可以包含0.1莫耳%到30莫耳%。當化學式3的結構單元包含在所述範圍內時，可以改善用於形成電極的組成物的分散性和印刷特徵。
包含由化學式1表示的結構單元的聚合物的重均分子量(Mw)可為1,000克/莫耳到300,000克/莫耳。在所述範圍內，可以改善用於形成電極的組成物的分散性和印刷特徵。
另外，用於形成電極的組成物可包含由化學式2表示的嵌段異氰酸酯化合物。
在化學式2中，BL為甲基乙基酮肟、己內醯胺、3,5-二甲基吡唑、1,2,4-三唑、咪唑、2-丁酮丙二酸二乙酯或乙基乙醯乙酸酯，以及R2為經取代或未經取代的直鏈或支鏈C1到C10烷基。
具體地說，由化學式2表示的嵌段異氰酸酯化合物顯示出極佳室溫穩定性，且另外，透過異氰酸酯與有機粘合劑在銀膏的烘乾溫度(250℃到400℃)下的交聯反應來控制線寬擴展現象，同時所述嵌段異氰酸酯的阻斷劑解離(解離溫度：100℃到200℃)，且具有透過氨基甲酸酯鍵(urethane bond)粘附到作為基底的矽晶片的改善效果。
包含聚合物(包含由化學式1表示的結構單元)的有機粘合劑與由化學式2表示的嵌段異氰酸酯化合物的混合重量比可在30：1到1：1，並且確切地在10：1到1：1的範圍內。在所述範圍內，可以控制線寬擴展現象，且可以改善與矽晶片的粘附性。
除了嵌段異氰酸酯化合物之外，用於形成電極的組成物根據需要也可更包含典型添加劑，以增強流動特性、製程特性以及穩定性。添加劑可包含表面處理劑、分散劑、觸變劑、粘度穩
定劑、塑化劑、消泡劑、顏料、紫外線(UV)穩定劑、抗氧化劑、偶聯劑等，所述添加劑可以單獨使用或作為其混合物使用。
以用於形成電極的組成物的總量(100重量%)計，這些添加劑的量可以包含0.1重量%到5重量%，但此量可以根據需要改變。添加劑的量可以考慮用於形成電極的組成物的印刷特徵、分散性以及存儲穩定性來選擇。
用於形成電極的組成物可包含60重量%到95重量%的導電粉末；0.5重量%到20重量%的玻璃料；1重量%到20重量%的包含聚合物的有機粘合劑，所述聚合物包含由化學式1表示的結構單元；0.1重量%到到5重量%的由化學式2表示的嵌段異氰酸酯化合物；以及餘量所述溶劑。在所述範圍內，用於形成電極的組成物可以具有適當粘度並防止對基底的粘附性劣化，並且還可能由於有機粘合劑在燒制期間的不均勻分解而具有高電阻，並防止電極在燒制期間開裂、斷開、具有針孔等等。
溶劑的沸點可以是100℃或高於100℃，並且溶劑可以是甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、脂肪醇、α-松油醇、β-松油醇、二氫-松油醇、乙二醇、乙二醇單丁基醚、丁基溶纖劑乙酸酯以及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯(泰薩醇)(2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate，Texanol)，其可以單獨使用或以兩個或多於兩個的組合使用。
以用於形成電極的組成物計，可以包含餘量的溶劑，且以用於形成電極的組成物的總量100重量%計，可以包含例如1
重量%到30重量%的溶劑。在所述範圍內，可以確保足夠的粘附強度和極佳的印刷特徵。
根據另一個實施例，提供由用於形成電極的組成物製成的電極。
根據另一個實施例，提供包含所述電極的太陽能電池。
參看圖1，說明根據一個實施例的太陽能電池。圖1為繪示根據一個實施例的太陽能電池的結構的示意圖。
參看圖1，用於形成電極的組成物印刷於基底100上，所述基底包含p層(或n層)101和n層(或p層)102作為發射體並且燒制其以形成後電極210和前電極230。舉例來說，用於所述後電極的先前製備步驟可以透過以下方式進行：將用於形成電極的組成物印刷於晶片的後表面上並在200℃到400℃下乾燥10秒到60秒，並且使其乾燥。由於透過將包含于用於形成電極的組成物中含有聚合物(包含由化學式1表示的結構單元)的有機粘合劑與由化學式2表示的嵌段異氰酸酯混合而製備的膏狀物具有極佳的室溫存儲能力，且因此在室溫下顯示出無粘度變化等等，因此當組成物在200℃到400℃的溫度範圍內印刷和塗覆時，在嵌段異氰酸酯的解離期間所產生的異氰酸酯可與具有化學式1的羥基反應且形成交聯結構。
另外，用於所述前電極的先前製備步驟可以透過以下方式進行：將用於形成電極的組成物印刷在晶片的前表面上，並且使其乾燥。隨後，所述前電極120和所述後電極130可以在400
℃到980℃下、優選地在700℃到980℃下燒制30秒到210秒，以形成前電極和後電極。
在下文中，參考實例對本公開進行更加詳細的說明。然而，這些實例是示範性的，且本公開不限於此。
聚合物的合成
<合成實例1>
在配備有具有氮氣氛圍的冷凝器的圓底燒瓶中將6.5克5重量%鹽酸水溶液添加到100克10重量%聚乙烯醇(聚合度：1,700，OCI有限公司(OCI Company Ltd.))水溶液中，並且將1.5克丁基醛(butyl aldehyde)(純度為99%，安可樂斯有機化學(Acros Organics))添加到其中以用於反應，同時攪拌水溶液(溫度維持在50℃)。將所得物冷卻到30℃，並且將4.0克丁基醛添加到其中。隨後，將混合物再次加熱到50°，且接著維持4小時以完成反應。將由其獲得的聚合物用蒸餾水洗滌以去除未反應物並在低溫下乾燥以獲得重均分子量為130,000克/莫耳的聚乙烯醇縮丁醛共聚物(polyvinylbutyral copolymer)。
<合成實例2>
根據與合成實例1相同的方法獲得重均分子量為200,000克/莫耳的聚乙烯醇縮丁醛共聚物，但其中使用聚合度為5,000的聚乙烯醇(OCI有限公司)。
嵌段異氰酸酯化合物的合成
<合成實例3>
將六亞甲基二異氰酸酯三聚體(Hexamethylene diisocyanate trimer)(1當量)置於配備有氮氣氛圍的冷凝器的圓底燒瓶中，將甲基乙基酮肟(methylethyl ketoxime)(1.5當量)作為阻斷劑在75℃下添加到其中並與其反應，用FT-IR來確認異氰酸酯基團消失(2270cm-1)以完成反應，且接著將丁基溶纖劑乙酸酯添加到其中以將粘度調整為40,000cps/25℃並獲得具有化學式2的結構單元的嵌段異氰酸酯化合物。
用於形成電極的組成物的製備
<合成實例3>
將六亞甲基二異氰酸酯三聚體(Hexamethylene diisocyanate trimer)(1當量)置於配備有氮氣氛圍的冷凝器的圓底燒瓶中，將甲基乙基酮肟(methylethyl ketoxime)(1.5當量)作為阻斷劑在75℃下添加到其中並與其反應，用FT-IR來確認異氰酸酯基團消失(2270cm-1)以完成反應，且接著將丁基溶纖劑乙酸酯添加到其中以將粘度調整為40,000cps/25℃並獲得具有化學式2的結構單元的嵌段異氰酸酯化合物。
用於形成電極的組成物的製備
<實例1>
用於形成電極的組成物透過以下方法製備：在50℃下將根據合成實例1的1.5重量%共聚物和根據合成實例2的1.5重量%共聚物作為有機粘合劑充分溶解于作為溶劑的6.5重量%丁基溶纖劑乙酸酯中，並且將根據合成實例3的1重量%嵌段異氰酸酯化
合物、平均粒子直徑為1.0微米且轉變溫度為341℃的2.0重量%鉛玻璃料(鉛玻璃，CI-124，帕蒂克洛戈瑞有限公司(Particlogy Co.,Ltd.))、作為添加劑的0.2重量%分散劑BYK102(畢克化學股份有限公司(BYK-chemie GmbH))和0.3重量%觸變劑Thixatrol ST(海名斯公司(Elementis Co.))以及平均粒子直徑(D50)為1.5微米的87重量%球形銀粉(AG-4-8，多瓦電子材料有限公司(Dowa Electronics Materials Co.,Ltd.))添加到其中，以及用三輥捏合機將其均勻地混合並分散。
<實例2>
根據與實例1相同的方法製備用於形成電極的組成物，但其中使用根據合成實例1的2重量%共聚物和根據合成實例2的1重量%共聚物作為有機粘合劑。
<實例3>
根據與實例1相同的方法製備用於形成電極的組成物，但其中使用根據合成實例1的1重量%共聚物和根據合成實例2的2重量%共聚物作為有機粘合劑。
<比較例1>
根據與實例1相同的方法製備用於形成電極的組成物，但其中不使用根據合成實例1的共聚物和根據合成實例2的共聚物，而是使用3重量%纖維素粘合劑(STD 45，陶氏化學公司(Dow Chemical Company))聚合物作為有機粘合劑。
<比較例2>
根據與實例1相同的方法製備用於形成電極的組成物，但其中不使用根據合成實例1的共聚物、根據合成實例2的共聚物以及嵌段異氰酸酯化合物，而是使用3重量%纖維素粘合劑(STD 45，陶氏化學公司)聚合物作為有機粘合劑以及7.5重量%溶劑。
<比較例3>
根據與實例1相同的方法製備用於形成電極的組成物，但其中不使用嵌段異氰酸酯化合物，而是使用7.5重量%溶劑。
特性評估
(1)存儲穩定性(%)
用於形成電極的組成物的存儲穩定性是按照其在存儲之前和之後的粘度變化比，根據公式1來評估，並且結果示出於表1中。
F0為在於25℃下在50±5%的相對濕度下存儲用於形成電極的組成物1天之後在室溫(25℃)下測量的粘度，且F1為在於25℃下在相對濕度50±5%下存儲用於形成電極的組成物30天之後在室溫(25℃)下測量的粘度。
※透過以下方式獲得粘度測量值：使用粘度計(HBDV-2+pro，布洛克菲爾德工程化實驗室(Brookfield
Engineering Laboratories))並且在其上安裝SC4-14旋轉和SC4-6RP腔室，且隨後在25℃和10rpm下預剪切組成物30秒。
(2)精細圖案評估
根據實例1到實例3以及比較例1到比較例3的每一用於形成電極的組成物，用於以絲網掩模在薄層電阻為90歐姆的聚P型矽晶片的前表面上絲網印刷電極圖案(指狀條棒)，且接著透過使用紅外線乾燥爐來進行乾燥。隨後，將用於形成包含鋁的電極的組成物印刷於晶片的後表面，且隨後以與上文相同的方法乾燥。隨後，經由上述製程所製成的電池透過使用傳送帶型熔爐在400℃到950℃下燒制30秒到50秒，並且透過使用EL測試儀(MV技術公司(MV Tech Inc.))對線開口的數目進行計數以便檢查所製成的電極(指狀條棒)是否斷連，並且使用VK設備(VK9710，基恩士公司(KEYENCE Co.))測量電極線的線寬和厚度，並且將結果示出於表1中。
*絲網掩模：SUS325型/乳液厚度：15微米/指狀條棒線寬：45微米，指狀條棒數目：80
參看表1，與根據比較例1到比較實3的用於形成電極的
組成物相比，根據實例1到實例3的用於形成電極的組成物示出更加改善的存儲穩定性和由其製成的電極圖案的細線寬。
儘管已結合目前視為實用的示範性實施例來描述本發明，但應理解，本發明不限於所公開的實施例，而相反地，本發明意圖涵蓋包含在所附申請專利範圍的精神和範圍內的各種修改和等效佈置。
100:基底
101:p層(或n層)
102:n層(或p層)
210:後電極
230:前電極
Claims (10)
- 一種用於形成電極的組成物，包括：導電粉末；玻璃料；有機粘合劑，包括聚合物，所述聚合物包括由化學式1表示的結構單元；嵌段異氰酸酯化合物，由化學式2表示；以及溶劑，
- 如申請專利範圍第1項所述的用於形成電極的組成物，其中包括由化學式1表示的所述結構單元的所述聚合物更包括由化學式3表示的結構單元：
- 如申請專利範圍第2項所述的用於形成電極的組成物，其中以100莫耳%的包括由化學式1表示的所述結構單元的所述聚合物計，由化學式3表示的所述結構單元的含量為0.1莫耳%到30莫耳%。
- 如申請專利範圍第1項所述的用於形成電極的組成物，其中包括由化學式1表示的所述結構單元的所述聚合物的重均分子量在1,000克/莫耳到300,000克/莫耳的範圍內。
- 如申請專利範圍第1項所述的用於形成電極的組成物，其中所述用於形成電極的組成物包括：60重量%到95重量%的所述導電粉末；0.5重量%到20重量%的所述玻璃料；1重量%到20重量%的包括所述聚合物的所述有機粘合劑，所述聚合物包括由化學式1表示的所述結構單元；0.1重量%到5重量%的由化學式2表示的所述嵌段異氰酸酯化合物；以及餘量所述溶劑。
- 如申請專利範圍第1項所述的用於形成電極的組成物，其中所述玻璃料包括由以下各項中選出的至少一種金屬元素：鉛、碲、鉍、鋰、磷、鍺、鎵、鈰、鐵、矽、鋅、鎢、鎂、銫、鍶、鉬、鈦、錫、銦、釩、鋇、鎳、銅、鈉、鉀、砷、鈷、鋯、錳以及鋁。
- 如申請專利範圍第1項所述的用於形成電極的組成物，其中所述溶劑包括由以下各項中選出的至少一個：甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、脂肪醇、α-松油醇、β-松油醇、二氫-松油醇、乙二醇、乙二醇單丁基醚、丁基溶纖劑乙酸酯以及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯。
- 如申請專利範圍第1項所述的用於形成電極的組成物，其中用於形成電極的所述組成物更包括由以下各項中選出的至少一種添加劑：表面處理劑、分散劑、觸變劑、粘度穩定劑、塑化劑、消泡劑、顏料、紫外線穩定劑、抗氧化劑以及偶聯劑。
- 一種電極，由申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的用於形成電極的組成物製成。
- 一種太陽能電池，包括如申請專利範圍第9項所述的電極。
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