專利名稱：太陽能電池電極形成用糊劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能電池電極形成用糊劑，本發明的太陽能電池電極形成用糊劑顯示低接觸電阻、高縱橫比、優異的保存穩定性和優異的粘接力，在形成太陽能電池電極時不經過另外的燒成工序，在干燥溫度中進行固化而形成電極，因此太陽能電池電極形成的生
產率高。
背景技術：
以往，在太陽能電池的電極形成中，燒成溫度為350°C以上的高溫，糊劑內的有機物容易清除。但是，在要求燒成溫度為350°C以下的電極材料時，會殘留糊劑內的有機物， 從而在電化學上起到絕緣體的作用，妨礙電子的流動。特別是在太陽能電池領域中，非晶質 /結晶質硅異質結太陽能電池的情況下，為了抑制非晶質層的結晶化，要求低溫以下)的燒成條件。在這種低溫燒成用電極中，存在由于殘留的有機物而電特性降低的問題。
發明內容
技術課題因此，本發明的目的是提供顯示低接觸電阻、高縱橫比、優異的保存穩定性以及優異的粘接力且形成太陽能電池電極時不經過另外的燒成工序，在干燥溫度中進行固化而形成電極，從而可以提高太陽能電池電極形成的生產率的太陽能電池電極形成用糊劑以及利用該糊劑的太陽能電池電極形成方法。解決課題的方法為了實現上述目的，本發明提供一種太陽能電池電極形成用糊劑，其中，含有(a)銀粉末，(b)從由PED0T-PSS、聚噻吩、聚(3-烷基噻吩)、聚吡咯、聚(2，5_ 二烷氧基對苯乙炔)、聚對苯乙炔和聚對苯撐組成的組中選擇的1種以上的導電性高分子，(c)纖維素衍生物，以及(d)溶劑。另外，本發明提供利用上述太陽能電池電極形成用糊劑的太陽能電池電極形成方法、以及利用上述方法形成的太陽能電池電極、以及包括上述電極的太陽能電池。發明效果本發明的太陽能電池電極形成用糊劑顯示如下的效果第一，高生產率在干燥溫度(100-250°C以下)中短時間內固化而形成電極，因此不需要另外的燒成工序。第二，高電導率及優異的電阻率在干燥溫度(100-25(TC以下)中，導電性高分子殘留于糊劑內部且在電化學方面穩定，從而順利地引導電子的流動。第三，低接觸電阻顯示低接觸電阻特性，特別是適合非晶質/結晶質異質結太陽能電池。
第四，熱保存穩定性與有機粘合劑和溶劑等的相溶性優異，且熱穩定性非常高， 具有物理化學狀態變化少的優點。第五，高縱橫比糊劑的流變特性優異，所以能夠實現高縱橫比(Aspect ratio)。
具體實施例方式以下詳細說明本發明。本發明的太陽能電池電極形成用糊劑含有(a)銀粉末，(b)從由PED0T-PSS、聚噻吩、聚(3_烷基噻吩)、聚吡咯、聚(2，5_ 二烷氧基對苯乙炔)、聚對苯乙炔和聚對苯撐組成的組中選擇的1種以上的導電性高分子，(c)纖維素衍生物，以及(d)溶劑。優選地，本發明的電極糊劑含有(a)銀粉末30至95重量％，(b)從由PED0T-PSS、聚噻吩、聚(3_烷基噻吩)、聚吡咯、聚(2，5_ 二烷氧基對苯乙炔)、聚對苯乙炔和聚對苯撐組成的組中選擇的1種以上的導電性高分子0. 1至40重量％，(c)纖維素衍生物0. 1至50重量％，以及(d)余量的溶劑。本發明的“太陽能電池電極形成用電極糊劑”包括用作形成層疊結構體的單層或多層所形成的配線板之類的電路形成用材料的糊劑。因此，不僅能用于太陽能電池中使用的電極，而且還能用于這些裝置中使用的電氣配線。以下對各成分進行詳細說明。(a)銀粉末(silver powder)本發明的上述銀粉末優選具有0. 05至10 μ m的平均粒度。將具有多種粒子大小的金屬粉末混合而使用時，可以提高印刷的精密性、且在適用于太陽能電池時可以大大提高太陽能電池的填充因子(以下稱為“FF”)而提高效率，因此優選。上述銀粉末可以在糊劑內含有30至95重量％，上述銀含量小于30重量％時，糊齊U的粘度低，所以在用打印網版印刷法在基材上進行印刷時，存在印刷得比掩模的圖案尺寸還要寬的問題；另外，銀含量超過95重量％時，粘度高，所以導電性粉末難以均勻分散， 印刷時，糊劑在掩模的通過性差，電極形成上存在困難，印刷后基材的表面照度差。(b)導電性高分子可用于本發明的導電性高分子可以使用從由PED0T-PSS、聚噻吩、聚(3_烷基噻吩)、聚吡咯、聚(2，5-二烷氧基對苯乙炔)、聚對苯乙炔和聚對苯撐組成的組中選擇的1種以上。另外，還可以使用在上述導電性高分子中混合有溶劑的混合物。特別是用于本發明的從由PED0T-PSS、聚噻吩、聚(3-烷基噻吩)、聚吡咯、聚(2，5- 二烷氧基對苯乙炔)、聚對苯乙炔和聚對苯撐組成的組中選擇的1種以上的導電性高分子，與一般的聚苯胺之類的導電性高分子相比在電阻率、基板附著力、接觸電阻、縱橫比和粘度變化率方面顯示出顯著的差異。上述導電性高分子可以含有0. 1至40重量％。導電性高分子含量小于0. 1重量％ 時，難以期待電導率的改善效果；另外，導電性高分子含量超過40重量％時，由于導電性高分子的低粘度，導致制造的電極糊劑形成低粘度，招致印刷的圖案線寬的擴散現象，以致難以實現高分辨率圖案，難以獲得優異的縱橫比的電極圖案。(c)纖維素衍生物在本發明中，上述纖維素衍生物起到粘合劑的作用，由于與導電性高分子和溶劑的相溶性優異，因此顯著提高本發明的太陽能電池電極形成用糊劑的電導率和保存穩定性。作為本發明的上述纖維素衍生物的具體例子，可以使用從由羥基纖維素、甲基纖維素、 硝基纖維素和乙基纖維素組成的組中選擇的1種以上。上述纖維素衍生物可以含有0. 1至50重量％。上述纖維素衍生物的含量小于0. 1 重量％范圍時，印刷時對掩模的通過性差。含量超過30重量％范圍時，在100-250°C區域中進行干燥時，殘留大量的纖維素衍生物，這成為阻礙電極糊劑的固化度的因素，從而引起降低基板附著強度的問題。(d)溶劑上述(a)-(c)的成分在溶劑中混合分散而使用。作為此時可使用的溶劑，優選沸點為80-250°C的溶劑，作為具體例子，可以將乙基
溶纖劑醋酸酯、丁基溶纖劑醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丁基卡必醇醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、丁基卡必醇、丙二醇單甲醚、二丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚丙酸酯、乙醚丙酸酯、 松油醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯(texanol)、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、三乙二醇、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、丙二醇單丁醚、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、乙二醇單甲醚、二甲基氨基甲醛、甲基乙基酮、Y-丁內酯、或乳酸乙酯等單獨或將或2種以上混合使用。優選地可以使用丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇或它們的混合物。上述溶劑可以含有除了(a)-(c)的成分以外的余量。(e)其它添加劑除了上述以外，本發明的電極糊劑可以根據需要進一步含有通常可以在糊劑中含有的添加劑。作為上述添加劑的例子可以舉出增粘劑、穩定劑、分散劑、脫泡劑或表面活性劑等，這些成分優選以0. 1-5重量％使用。具有上述組成的本發明的太陽能電池電極形成用糊劑可以通過將上述記載的必需成分和任意的成分根據規定比例進行配合，將其用混合機或三輥機等混煉機均勻分散而獲得。優選地，本發明的電極糊劑具有1至300Pa · S的粘度，該粘度是用使用布氏 (Brookfield)HBT粘度計和#14轉子的多用杯以IOrpm在25°C中測定的。本發明的太陽能電池電極形成用糊劑可以無需另外的燒成工序而僅以干燥工序形成電極。因此，不另外需要燒成工序，所以操作容易，由于低溫干燥而導電性高分子殘留于糊劑內部，所以在電化學上穩定，具有順利地引導電子的流動的優點。特別是適用于非晶質/結晶質硅異質結太陽能電池的情況下效果更大。本發明還提供一種太陽能電池電極的形成方法，其特征在于，將上述電極糊劑印刷于基材，進行干燥；本發明還提供通過上述方法制造的太陽能電池電極以及包括上述太陽能電池電極的太陽能電池。在本發明的太陽能電池電極形成方法中，除了使用上述太陽能電池電極形成用糊劑以外，至于基材、印刷及干燥，理所當然可以使用在太陽能電池的制造中通常使用的方法。作為一個例子，上述基材可以是Si基板，上述電極可以是硅太陽能電池的前面電極，上述印刷可以是網版印刷，上述干燥可以在100-250°C中進行10分鐘至30分鐘，上述印刷可以任意調節，優選印刷成20至50 μ m的厚度。本發明的太陽能電池電極形成方法不需要另外的燒成工序，因此操作性和生產率優異，且精密性高，包括利用本發明的電極糊劑而制造的電極的太陽能電池具有以下優點 高效率、高分辨率，特別是適合低溫燒成而量產性優異，適用于非晶質/結晶質硅異質結太陽能電池時效果更好。以下，為了有助于理解本發明而提示優選的實施例，但下述實施例僅是例示本發明，本發明的范圍并不限于下述實施例。實施例1至4以及比較例1、2以下述表1記載的成分和含量進行混合后，用三輥混煉機混合分散而制造電極糊劑。表 權利要求
1.一種太陽能電池電極形成用糊劑，其中，含有(a)銀粉末，(b)從由PED0T-PSS、聚噻吩、聚(3-烷基噻吩)、聚吡咯、聚(2，5-二烷氧基對苯乙炔)、 聚對苯乙炔和聚對苯撐組成的組中選擇的1種以上的導電性高分子，(c)纖維素衍生物，以及(d)溶劑。
2.根據權利要求1所述的太陽能電池電極形成用糊劑，其中，含有(a)銀粉末30至95重量％，(b)導電性高分子0.1至40重量％，(c)纖維素衍生物0.1至50重量％，以及(d)余量的溶劑。
3.根據權利要求1所述的太陽能電池電極形成用糊劑，其特征在于，所述導電性高分子為從由PED0T-PSS、聚噻吩、聚(3-烷基噻吩)、聚吡咯、聚(2，5-二烷氧基對苯乙炔)、聚對苯乙炔、以及聚對苯撐組成的組中選擇的1種以上。
4.根據權利要求1所述的太陽能電池電極形成用糊劑，其特征在于，所述纖維素衍生物為從由羥基纖維素、甲基纖維素、硝基纖維素和乙基纖維素組成的組中選擇的1種以上。
5.根據權利要求1所述的太陽能電池電極形成用糊劑，其特征在于，所述溶劑的沸點為 80-250"C。
6.根據權利要求1所述的太陽能電池電極形成用糊劑，其特征在于，所述太陽能電池為非晶質/結晶質硅異質結太陽能電池。
7.一種太陽能電池電極形成方法，其特征在于，將權利要求1至6中任一項所述的糊劑印刷在基材上并進行干燥。
8.根據權利要求7制造的太陽能電池電極。
9.根據權利要求8所述的太陽能電池電極，其特征在于，所述太陽能電池為非晶質/結晶質硅異質結太陽能電池。
10.一種太陽能電池，其中，包括權利要求8所述的太陽能電池電極。
全文摘要
本發明涉及太陽能電池電極形成用糊劑，本發明的太陽能電池電極形成用糊劑顯示高電導率、低接觸電阻、高縱橫比、優異的保存穩定性和優異的粘接力，在形成太陽能電池電極時不經過另外的燒成工序，在干燥溫度中進行固化而形成電極，因此太陽能電池電極形成的生產率高。
文檔編號H01L31/0224GK102473741SQ201080033067
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月16日 優先權日2009年7月28日
發明者鄭美惠, 鄭鏞埈, 高旼秀, 黃建鎬 申請人:株式會社東進世美肯