包括含氟弹性体的导电粘合剂制造技术

在此公开的是导电粘合剂组合物以及其在太阳能电池模块中的用途，其中所述导电粘合剂包括含氟弹性体基体和分散于该含氟弹性体基体中的约40-90重量%的导电颗粒，所述组合物中包括的所有组分的重量%的总和为100重量%。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】在此公开的是导电粘合剂组合物以及其在太阳能电池模块中的用途，其中所述导电粘合剂包括含氟弹性体基体和分散于该含氟弹性体基体中的约40-90重量%的导电颗粒，所述组合物中包括的所有组分的重量%的总和为100重量%。【专利说明】包括含氟弹性体的导电粘合剂
本公开涉及基于含氟弹性体的导电粘合剂。
技术介绍
在太阳能电池模块中，太阳能电池具有表面电极，其连接有布线元件(也称为导电互连元件或带)以从电池中导出能量。所述布线元件通常呈金属带(例如铜带)的形式，并且通常通过焊接而连接于表面电极上。然而，因为焊接要求较高的温度，由于在用于产生能量的半导体结构、表面电极、焊锡和布线元件之间的热收缩系数的不同而使应力施加于该连接结构中。该热应力可能导致太阳能电池变形和断裂。为了解决该问题，人们建议使用基于聚合物的导电粘合剂代替焊锡来连接布线元件和太阳能电池的表面电极。基于聚合物的导电粘合剂通常包括绝缘聚合物(例如环氧树月旨、丙烯酸聚合物、苯氧树脂、聚酰亚胺或硅橡胶和导电颗粒(例如银颗粒)(例如参见美国专利公开2010/0147355和2012/0012153)。而且在它们之中，由于硅橡胶的模量低，基于硅橡胶的导电粘合剂比基于环氧树脂的导电粘合剂更加优选，这是。然而，人们发现硅橡胶具有比导电颗粒高得多的热膨胀系数(CTE)，可能导致太阳能模块在热循环时输出功率降低。因此，仍需要开发新型的在热循环后能够保持其效率的基于聚合物的导电粘合剂。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种包括至少一个太阳能电池和至少一个布线元件的太阳能电池模块，其中，所述至少一个太阳能电池具有至少一个表面电极，并且所述至少一个布线元件经由导电粘合剂与所述至少一个表面电极相连接；所述导电粘合剂由包括弹性体基体和40-90重量％的分散于所述弹性体基体中的导电颗粒的粘合剂组合物形成，在所述粘合剂组合物中包括的所有组分的重量％的总和为100重量％ ;并且所述弹性体基体包括至少一种含氟弹性体。在所述太阳能电池模块的一个实施方案中，所述弹性体基体包括至少一种含有偏二氟乙烯的含氟弹性体，其用交联剂进行交联。在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述交联剂选自双酚化合物、二氨基化合物、氨基酚化合物、氨基-硅氧烷化合物、氨基-硅烷、苯酚硅烷、过氧化物以及其中的两种或更多种的组合。在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述至少一种含有偏二氟乙烯的含氟弹性体为偏二氟乙烯/六氟丙烯的共聚物。在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述导电颗粒选自金属颗粒和非金属颗粒。在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述导电颗粒为金属颗粒，或者优选所述导电颗粒选自Au、Ag、N1、Cu、Al、Sn、Zn、T1、Sn、B1、W、Pb以及其中两种或更多种的合金的颗粒，或者更优选所述导电颗粒选自Cu、Ag、Ni以及其合金的颗粒，或者更优选所述导电颗粒为Ag颗粒。在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，基于所述粘合剂组合物的总重量，40-85重量％或者45-83重量％的导电颗粒分散于弹性体基体中。在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述至少一个太阳能电池具有前表面电极和后表面电极，其中一个或多个前布线元件经由所述导电粘合剂连接于所述前表面电极上，并且一个或多个后布线元件经由所述导电粘合剂连接于所述后表面电极上。在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述至少一个太阳能电池为基于晶片的太阳能电池。在所述太阳能电池模块的另一个实施方案中，所述至少一个太阳能电池为薄膜太阳能电池。依据本公开，当给出一个具有两个具体端点的范围时,应将其理解为该范围包括在所述两个端点之间的任何值以及等于或约等于任何两个端点的任何值。【具体实施方式】在此公开的是包括弹性体基体和约40-90重量％的分散于该弹性体基体中的导电颗粒的导电粘合剂组合物，在所述组合物中包括的所有组分的重量％的总和为100重量％。所述弹性体基体包括至少一种含氟弹性体或基本由至少一种含氟弹性体组成。“含氟弹性体”是指无定型的弹性含氟聚合物。此处所用的含氟聚合物含有至少约53重量％的氟或者至少约6 4重量％的氟，基于所述含氟聚合物的总重量。依据本公开，所述含氟弹性体基体包括至少一种含有偏二氟乙烯的含氟弹性体。此处所用的含有偏二氟乙烯的含氟弹性体可以含有基于含氟弹性体总重量为约25-70重量％的偏二氟乙烯(VF2)的共聚单元。在该实施方案中，所述含氟弹性体的剩余单元包括一种或多种不同于偏二氟乙烯的其他共聚的单体。所述一种或多种不同于偏二氟乙烯的其他聚合的单体可以选自含氟烯烃、含氟乙烯醚、烃类烯烃以及其混合物。能够与偏二氟乙烯共聚合的含氟烯烃包括但并不限于六氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)U, 2，3，3，3-五氟丙烯(1-HPFP)、一氯三氟乙烯(CTFE)和氟乙烯。能够与偏二氟乙烯共聚合的含氟乙烯醚包括但并不限于全氟(烷基乙烯基)醚(PAVE)。适合用作单体的PAVE包括下式的那些:CF2=CFO(RrO)n(RrO)111Rf (I)其中Rf,和Rf,,为具有2-6个碳原子的不同的直链或支链全氟亚烷基；m和η为独立地为0-10的整数；并且Rf为具有1-6个碳原子的全氟烷基。优选的全氟(烷基乙烯基)醚包括下式的那些:CF2=CFO (CF2CFXO) nRf (II)其中X为F或CF3 ;n为0_5的整数；并且Rf为具有1_6个碳原子的全氟烷基。最优选的全氟(烷基乙烯基)醚包括其中η为O或I且&含有1-3个碳原子的那些醚。该类全氟代醚的实例包括全氟(甲基乙烯基)醚(PMVE)和全氟(丙基乙烯基)醚(PPVE)。其他有用的单体包括下式的化合物:CF2=CFOnRf (III)其中Rf为具有1-6个碳原子的全氟烷基为O或I ;n为0_5的整数；且Z为F或CF30这类中优选其中Rf为C3F7 ;m为O且η为I的那些。其他的全氟(烷基乙烯基)醚单体包括下式的那些:CF2=CFO CxF2x+i (IV)其中m和n为独立地为0_10的整数；ρ为0_3的整数；且χ为1_5的整数。该类中优选的化合物包括其中η为O或I ;m为O或I且χ为I的化合物。有用的全氟(烷基乙烯基)醚的其他实例包括:CF2=CF0CF2CF (CF3) O (CF2O) mCnF2n+i (V)其中η为1-5的整数；m为1_3的整数；其中优选η为I。若共聚单元PAVE存在于此处所用的含氟弹性体中，则PAVE含量基于含氟弹性体的总重量为通常为约25重量％-约75重量％。若使用PMVE，则此处所用的含氟弹性体优选含有约30重量％至约55重量％之间的共聚PMVE单元。此处所用的含氟弹性体还可以任选包括一种或多种固化点单体的单元。合适的固化点单体的实例包括但并不限于i)含溴烯烃；ii)含碘烯烃；iii)含溴的乙烯基醚；iv)含碘的乙烯基醚；v) I, I, 3，3，3-五氟丙烯(2-HPFP);和vi)非共轭的二烯。溴代的固化点单体可以含有其他的卤素，优选氟。溴代烯烃固化点单体的实例为 CF2=CFOCF2CF2CF2OCF2CFJr ; — 溴三氟乙烯；4_ 溴-3，3，4，4-四氟-1- 丁烯(BTFB)；以及其他，诸如溴乙烯、1_溴-2，2- 二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括至少一个太阳能电池和至少一个布线元件的太阳能电池模块，其中，(i)所述至少一个太阳能电池具有至少一个表面电极，并且所述至少一个布线元件经由导电粘合剂与所述至少一个表面电极相连接；(ii)所述导电粘合剂由包括弹性体基体和40‑90重量%的分散于所述弹性体基体中的导电颗粒的粘合剂组合物形成，在所述粘合剂组合物中包括的所有组分的重量%的总和为100重量%；以及(iii)所述弹性体基体包括至少一种含氟弹性体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：穆敏芳，刘增君，
申请(专利权)人：杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国;US