一种加热固化型导电浆料、其用途及太阳能电池制造技术

本发明专利技术公开了一种加热固化性导电浆料，含有导电粉末、热固化性成分、固化剂和溶剂，所述导电粉末是一种粒度分布呈双峰分布的导电粉末，所述导电粉末的粒度分布的第一个峰值在0.1‑2微米之间，第二个峰值在5‑20微米之间，第一个峰值和第二个峰值的强度比在1:2到2:1的范围之内。所述导电浆料是以具有单一峰值粒度分布的球状粉末为原材料制得的。本发明专利技术的加热固化性导电浆料能够在160℃以下10分钟内蒸发除去溶剂，在180℃5分钟内完成固化过程，从而能够由该加热固化型导电浆料组成物制得具有高导电性的电极。

【技术实现步骤摘要】
一种加热固化型导电浆料、其用途及太阳能电池
本专利技术主要涉及加热固化型导电浆料组成物，更具体来说涉及：通过对基板上印刷形成的涂膜加热固化，而能够形成具有强导电性电极和配线等的加热固化型导电浆料组成物、其用途及包含其的太阳能电池。
技术介绍
目前，为了在薄膜、基板、电子零件等的基材上形成电极或者是配线等，导电浆料组成物这种技术被广泛应用起来。若使用这种技术在较低温的条件下形成导体图案时，还要使用导电金属粉末(导电粒子)和含有热固化性树脂的加热固化型材料。并且，还要将上述的加热固化性导电浆料组成物涂布或是印刷在基材上形成选定的导体图案(形成图案的步骤)，再通过加热使基材上的导体图案烘干固化(加热固化步骤)，从而能够在基材上形成所需的导体图案的电极和配线等。在接下来的说明中，将以上方法统一简称为“浆料法”。近年来，随着电子器材和电子零件的性能越来越好，对于上述过程中提到的电极和配线等的要求也越来越高，即需要进一步降低电阻值。然而，想要在保证电子器材的高性能的同时实现降低电极和配线等的电阻值，是非常困难的。例如，经过高温处理而导致质量恶化的电子零件的电极，如果是通过浆料法形成的话，为了获得更低电阻值的电极，大家往往会倾向通过加热固化的方式来高温加热，但是同时也存在一个隐患，即加热温度过高的话，电子零件的质量也会受到影响。具体来说，例如在具有非晶形硅层的太阳能电池中，高温加热会加速促使非晶形硅层性能的恶化以及元件基板的弯曲。而为了防止这种性能的恶化，一般会在形成电极时使用较低的加热温度。然而，上述太阳能电池具有集电电极，通过浆料法来形成该集电电极时，一般会将加热固化步骤中的加热温度设置为200℃以上。这是因为加热温度高，导电浆料组成物中含有的加热固化成分的体积收缩也会变大，银等导电粒子会紧密连在一起，从而能够实现具有更低电阻值的集电电极。因此，为了保证非晶形硅层等的质量的同时能够降低集电电极的电阻值，大家都开始寻求在加热固化阶段中和加热温度相反的条件。一般来说，会将重点放在如何保证非晶形硅层等的质量上，会采取用较低温短时间将导电浆料组成物加热固化的方法。但是这种方法形成的集电电极，是无法通过高温加热而获得低电阻的。因此，为了提高太阳能电池的转换效率，大家对于导电浆料组成物提出了一个物性要求，即在低温短时间加热固化后可实现低电阻值。上述的具有非晶形硅层的太阳能电池的制造工艺也在发生着日新月异的变化，虽然每家公司制造工艺的必要条件都不同，但是大家都有一个相同点，即是现实生产中都在用的工艺条件是：通过电炉(通过红外线加热)内的辐射热，160℃下加热10分钟蒸发除去基板上的溶剂，180℃下加热5分钟完成加热固化。在现有的研究结果中，日本专利文献第5819712号提到了在100—300℃范围内加热固化的组成物，但是固化时间必须要达到60分钟，不符合上面的要求。日本专利文献第5859823号也提到了用于在150—250℃范围内将基材上的导体图案加热固化，从而在该基材上形成电极和配线的组成物，但是需要热风干燥60分钟，不符合上面的要求。日本专利文献第5916633号提到了能在200℃以下的低温条件下热处理，同时能够获得具有十分低的电阻率的导电膜的导电浆料，但是这也需要30分钟的固化时间，不能满足上述要求。日本专利文献平8-92506号提到了用于太阳能电池用电极材料，可在150-200℃的范围内加热固化形成电极的组合物，但是由于需要20—90分钟的固化时间，所以还是无法满足上述工艺要求。此外，上述的四篇现有专利文献的研究中，银粉末是导电浆料组成物中的导电粒子(导电金属粉末)，都主张至少使用磨薄的银粉末和球状银粉末中的一种，如果能同时使用两种更好。
技术实现思路
本专利技术是为了满足上述要求而开发的，本专利技术提供一种能在160℃以下10分钟内蒸发除去溶剂，在180℃5分钟内完成固化过程，从而能够制得具有高导电性的电极的加热固化型导电浆料组成物、其用途及太阳能电池。本专利技术的技术方案如下：一种加热固化性导电浆料，含有：(A)导电粉末；(B)热固化性成分；(C)固化剂；和(D)溶剂，其中，所述导电粉末的粒度分布是具有两个峰值的双峰分布，所述导电粉末的粒度分布的第一个峰值在0.1-2微米之间，第二个峰值在5-20微米之间，第一个峰值和第二个峰值的强度比在1:2到2:1的范围之内。优选地，所述导电粉末的粒度分布的第一个峰值在1微米附近左右，第二个峰值在10微米附近左右。优选地，所述导电浆料是以具有单一峰值粒度分布的球状粉末为原材料制得的。在优选的实施例中，所述导电粉末采用如下方法制得：采用具有一种粒度分布的球状粉末作为基础导电粉末，然后将其按照任意比例分为两份，并将其中一份磨薄，再将磨薄的该份与剩余的一份混合，从而得到粒度分布具有两个峰值的双峰分布的导电粉末。磨薄的方法具体地可以采用三辊等工艺。本专利技术人经研究后发现，采用上述方法制得的机械接触的具有两种粒度分布峰值的单一银粉制得的导电浆料在短时间低温固化后形成的电极可以展现出理想的导电性能。在优选实施例中，所选导电粉末是由银粉、铜粉、镀银的铜粉、镀银的镍粉、镀银的铝粉、镀银的玻璃粉中的至少一种构成的。一般地，所述导电粉末为银粉。在优选实施例中，在整个导电浆料中，所述导电粉末的含量为90％以上。在优选实施例中，所述热固化性成分包括环氧树脂、防止反应剂聚异氰酸化合物。在优选实施例中，在整个导电浆料中，所述热固化性成分占比为2重量％—8重量％。本专利技术还提供上述加热固化性导电浆料的制备方法，其包括导电粉末的制备方法，所述导电粉末的制备方法如下：以具有单一峰值粒度分布的球状粉末为原材料，任意比例一分为二，将一部分磨薄处理后，将两部分混合分散，再进行表面处理。本专利技术还提供上述任一所述的加热固化性导电浆料用于太阳能电池的用途。本专利技术还提供一种太阳能电池，包括电极和配线，所述电极和/或配线是采用上述的加热固化性导电浆料制得的。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术的加热固化性导电浆料能够在160℃以下10分钟内蒸发除去溶剂，在180℃5分钟内完成固化过程，从而能够制得具有高导电性的电极。具体实施方式本专利技术提供一种加热固化性导电浆料，能够在160℃以下10分钟内蒸发除去溶剂，在180℃5分钟内完成固化过程，从而能够制得具有高导电性的电极。本专利技术的加热固化型导电浆料含有A导电粉末、B热固化性成分、C固化剂和D溶剂，其中，导电粉末的粒度分布是具有2个峰值的双峰分布。(A)导电粉末具体地，上述加热固化型导电浆料组成物，所选导电粉末的粒度分布的第一个峰值在1微米附近左右，第二个峰值在10微米附近左右，第一个峰值和第二个峰值的强度比在1:2到2:1的范围之内。本专利技术的专利技术人对①现有技术中提到的球状粉末和磨薄粉末混合、②现有技术中提到的两种粉末单独使用，并对短时间低温固化后的导电电阻进行了讨论，但是发现无论在哪种情况下，两种粉末都会发生自身的凝结，所以无法保证形成充分的欧姆接触。为了防止每种粉末的凝结，通常会进行表面处理，但是由于表面处理剂有一层外膜，如果放置在短时间低温固化的条件下，会进一步使欧姆接触恶化。因此，本专利技术的专利技术人将具有一种粒度分布的球状粉末作为基础导电粉末，然后将其按照任意比例分割，将其中一份用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热固化性导电浆料，含有导电粉末、热固化性成分、固化剂和溶剂，其特征在于，所述导电粉末是一种粒度分布呈双峰分布的导电粉末，所述导电粉末的粒度分布的第一个峰值在0.1‑2微米之间，第二个峰值在5‑20微米之间，第一个峰值和第二个峰值的强度比在1:2到2:1的范围之内。

【技术特征摘要】
1.一种加热固化性导电浆料，含有导电粉末、热固化性成分、固化剂和溶剂，其特征在于，所述导电粉末是一种粒度分布呈双峰分布的导电粉末，所述导电粉末的粒度分布的第一个峰值在0.1-2微米之间，第二个峰值在5-20微米之间，第一个峰值和第二个峰值的强度比在1:2到2:1的范围之内。2.如权利要求1所述的加热固化性导电浆料，其特征在于，所述导电粉末的粒度分布的第一个峰值在1微米附近左右，第二个峰值在10微米附近左右。3.如权利要求1或2所述的加热固化性导电浆料，其特征在于，所述导电粉末是以具有单一峰值粒度分布的球状粉末为原材料制得的。4.如权利要求3所述的加热固化性导电浆料，其特征在于，所述导电粉末是以具有单一峰值粒度分布的球状粉末为原材料，任意比例一分为二，将一部分磨薄处理后，将两部分混合分散...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈本珍范，万莉，刘海东，敖毅伟，
申请(专利权)人：常州聚和新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32