具改质金属粒子的导电胶及其制造方法及太阳能电池组件技术

本发明专利技术提供一种具有改质金属粒子的导电胶，包含:改质金属粒子、玻璃料、树脂及有机溶剂，该改质金属粒子以0.5wt％‑5wt％的耦合剂改质。金属粒子表面的氢氧基与耦合剂的烷氧基作用而结合，可形成金属粒子之间的立体障碍，减少团聚情形发生，改善涂布效果并增加导电胶的导电性，此外，该类耦合剂的金属化合物亦可降低导电胶的烧结温度。本发明专利技术另提供上述导电胶的制造方法。本发明专利技术亦提供一种太阳能电池组件，包含藉由烧结上述导电胶所形成的金属电极。

Conductive adhesives with modified metal particles and their manufacturing methods and solar cell components

The invention provides a conductive adhesive, modified metal particles comprising modified metal particles, glass material, resin and organic solvent, the modification of metal particles by coupling 0.5wt% 5wt% modification agent. Combined effect of alkoxy hydroxyl and coupling agent surface of metal particles, can be formed between the steric hindrance of the metal particles, reduce the agglomeration situation, improve coating effect and increase the conductivity of conductive adhesive, in addition, the coupling agent can reduce the sintering temperature of metal compound conductive adhesive. The invention also provides a manufacturing method for the conductive adhesive. The invention also provides a solar cell assembly consisting of a metal electrode formed by the sintering of the conductive adhesive.

【技术实现步骤摘要】
具改质金属粒子的导电胶及其制造方法及太阳能电池组件
本专利技术有关一种太阳能电池用的导电胶，特别有关一种具有改质金属粒子的导电胶。
技术介绍
近年来，由于全球暖化、化石能源污染的排放、核废料及新电厂场址选择等问题，新型式的替代能源引起世人高度重视。其中，直接将太阳能转换成电能且无污染的太阳能电池的研发已有长足的进展。目前广泛使用的太阳能电池于受光面附近成形有一p-n接面，且于太阳能电池吸收光能时会产生电子流。常见的电池设计，系在电池前后二侧分别形成电极。通常为了供电于大电压电器，该等电池系以串联方式电性连接以增加电压。传统的太阳能电池采用p型的基板，然后再利用高温热扩散的处理，使p型的基板上形成一层薄薄的n型半导体。在进行扩散程序前，会在表面上形成一织状结构(Texturing)，并加入抗反射层，以减少光的反射量。接着，进行网印程序，将制作完成的晶圆，涂布银(Ag)胶及铝(Al)胶，以一网印机将一种默认图形印刷在晶圆的两面。然后，进行共同烧结程序，将印刷有银胶及铝胶的晶圆，共同通过高温烧结炉，使得银胶及铝胶可分别与晶圆的对应面产生共晶结构，而与晶圆因此具有一定的欧姆接触(ohmiccontact)。如此，便可于晶圆的表面接出导电电极，以完成一个简单的太阳电池面板。上述用于太阳能电池的导电胶主要可分为银胶及铝胶，银胶主要用来当作电池的电极，其优异的导电率，可提高太阳能电池转换效率。银胶又可分为正面银胶与背面银胶，分别应用在太阳能电池的正/反面。而铝胶则是于背面银电极印在硅晶圆后，再印上烧结后作为背面电场。均匀的背面电场透过铝胶汇集正极电洞，并串连正银、背银电极的负极电子，达到导引电流并增加电池效率功能。目前，导电胶的主要成份为金属粉及玻璃料，其中金属粉的金属粒子大小只有2-3微米，金属粒子与金属粒子之间皆有相互吸引力使其团聚，因而在形成粒径大小不一的金属粒子，若不改善其团聚情形，经过固化或是高温烧结后，因为粒径大小不一，堆栈致密性就会不佳，因而导电性会因堆栈空隙多而下降。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有改质金属粒子的导电胶，包含:改质金属粒子、玻璃料、树脂及有机溶剂，金属粒子经过改质，可形成金属粒子之间的立体障碍，减少团聚情形发生，改善导电胶的导电性。为达上述的目的，本专利技术提供一种具有改质金属粒子的导电胶，包含:改质金属粒子、玻璃料、树脂及有机溶剂，该改质金属粒子系以0.5wt％-5wt％的耦合剂改质。本专利技术的一态样，耦合剂可为硅烷类、钛烷类或锆烷类等。金属粒子可为银粒子或银合金粒子。上述玻璃料的软化点温度范围为330-500℃。树脂为甲基纤维素或乙基纤维素。有机溶剂包括但不限于沸点小于等于200℃的低沸点有机溶剂、沸点大于200℃的高沸点有机溶剂或上述两种的混合物。低沸点有机溶剂分别为异丙醇、正丁醇或异丁醇；乙醚、异丙醚或二乙二醇单丁醚；或者醋酸、丁酸或己酸。高沸点有机溶剂例如为联苯、松油醇、二苯醚、丙三醇。本专利技术具有改质金属粒子的导电胶的软化点温度范围为285-310℃。由该导电胶形成的金属电极的体积电阻范围为10-6～10-7ohm.cm。本专利技术另提供太阳能电池组件，包含借由烧结上述具有改质金属粒子的导电胶所形成的金属电极。而且，本专利技术还提供一种具有改质金属粒子的导电胶的制造方法，包含以下步骤:(a)使用酸洗剂清洗以去除金属粒子表面的氧化物；(b)添加一耦合剂，使该耦合剂与金属粒子的表面均匀反应，让金属粒子表面的氢氧基与耦合剂的烷氧基结合而使得耦合剂的官能基在金属粒子表面上形成立体障碍；(c)加入玻璃料，与金属粒子均匀混合；及(d)加入树脂及有机溶剂均匀搅拌形成导电胶。其中，该步骤(b)借由金属粒子表面的氢氧基与耦合剂的烷氧基作用而结合。为了使任何本领域技术人员了解本专利技术的
技术实现思路
并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求范围及图式，任何本领域技术人员可轻易地理解本专利技术相关的目的及优点，因此将在实施方式中详细叙述本专利技术的详细特征以及优点。附图说明图1为本专利技术的一实施例具有改质金属粒子的导电胶的制备方法的步骤流程图。图2为本专利技术的一实施例金属粒子与耦合剂结合的示意图，其中X包括但不限于Ti、Si或Zr，R是指烷基。其中，附图标记：S10-S18步骤具体实施方式以下将详细说明本专利技术的有改质金属粒子的导电胶的制备方法。请参考图1，图1为本专利技术的一实施例具有改质金属粒子的导电胶的制备方法的步骤流程图。改质金属粒子的制备方法包含以下步骤：S10，使用酸洗剂清洗以去除金属粒子表面的氧化物，此金属粒子例如银粒子或银合金粒子，酸洗剂可为甲苯溶液；S12，将金属粒子烘干，例如放置在烘箱中以温度50-80℃烘干；S14，添加耦合剂，均匀反应在金属粒子的表面上，较佳是完全包覆金属粒子；S16，加入玻璃料，与金属粒子均匀混合，此时耦合剂也会包覆玻璃料，本实施例提供的玻璃料的软化点温度范围为330-500℃；及S18，加入树脂及有机溶剂均匀搅拌形成导电胶。本实施例中，耦合剂可以是绝缘热塑性硅烷类、钛烷类或锆烷类，但不限于以上烷类有机物。耦合剂均匀涂布在金属粒子的表面上可降低金属粒子之间的吸引力。因此，具有耦合剂改质的金属粒子的导电胶经过固化或高温烧结，可减少团聚情形发生，堆栈致密性较佳，故导电性会因此而上升。本实施例中，树脂用于作为导电组成物干燥后烧结前的支撑物，为避免烧结后影响电性，以烧结后不残留碳者为佳。可使用树脂作为黏合剂，以热塑性树脂为佳，且较佳选自纤维素、丙烯酸类树脂、聚酯树脂、聚胺基甲酸酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂或其混合物，更佳为纤维素、丙烯酸类树脂、聚胺基甲酸酯树脂或其混合物。本实施例所使用的纤维素可为甲基纤维素(methylcellulose)、乙基纤维素(ethylcellulose)、木松香、聚丙烯腈或其混合物。可用于本实施例的丙烯酸类树脂的种类，例如包括，但不限于：聚胺基甲酸酯丙烯酸酯，如脂肪族聚胺基甲酸酯丙烯酸酯；聚环氧丙烯酸酯，如聚酚醛环氧丙烯酸酯(novolacepoxyacrylate)；聚酯丙烯酸酯；以聚酯多元醇为主的丙烯酸酯(polyesterpolyolbasedacrylate)；丙烯酸酯均聚物或共聚物；或彼等的混合物。有机溶剂用于调整导电胶至适当黏度，有机溶剂包括但不限于沸点小于等于200℃的低沸点有机溶剂、沸点大于200℃的高沸点有机溶剂或上述两种的混合物。低沸点有机溶剂分别为异丙醇、正丁醇或异丁醇；乙醚、异丙醚或二乙二醇单丁醚；或者醋酸、丁酸或己酸。高沸点有机溶剂例如为联苯、松油醇、二苯醚或丙三醇。图2为本专利技术的一实施例金属粒子与耦合剂结合的示意图，其中X表示Ti、Si或Zr，R是指烷基。金属粒子表面的氢氧基与耦合剂的烷氧基作用而结合，可形成金属粒子之间的立体障碍，减少团聚情形发生，改善涂布效果并增加导电胶的导电性。另外，玻璃料因为表面有耦合剂参与烧结，其耦合剂软化点小于玻璃放热峰温度，故由微差扫描热量仪(DSC)量测，其接近耦合剂软化点温度时会有其放热峰，放热后会加速玻璃料熔融，故其玻璃软化点会降低。因此，可节省烧结所使用的能源，提高烧结效率。(实施例)将100g的银粉置入甲苯溶液中均匀搅拌，时间大约1小时，之后，置入烘箱以温度50-80℃烘干，将烘干的银粒子取出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有改质金属粒子的导电胶，其特征在于，包含:改质金属粒子、玻璃料、树脂及有机溶剂，该改质金属粒子以1wt％‑3wt％的耦合剂改质并于该改质金属粒子表面上具有连结耦合剂的官能基所形成的一立体障碍。

【技术特征摘要】
1.一种具有改质金属粒子的导电胶，其特征在于，包含:改质金属粒子、玻璃料、树脂及有机溶剂，该改质金属粒子以1wt％-3wt％的耦合剂改质并于该改质金属粒子表面上具有连结耦合剂的官能基所形成的一立体障碍。2.根据权利要求1所述的导电胶，其特征在于，该耦合剂为硅烷类、钛烷类或锆烷类。3.根据权利要求1所述的导电胶，其特征在于，该有机溶剂的沸点小于等于200℃的低沸点有机溶剂、沸点大于200℃的高沸点有机溶剂或上述两种的混合物。4.根据权利要求3所述的导电胶，其特征在于，该低沸点有机溶剂为异丙醇、正丁醇或异丁醇；乙醚、异丙醚或二乙二醇单丁醚；或者醋酸、丁酸或己酸。5.根据权利要求3所述的导电胶，其特征在于，该高沸点有机溶剂为联苯、松油醇、二苯醚或丙三醇。6.根据权利要求1所述的导电胶，其特征在于，该导电胶的...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆名华，林逸昌，林宏文，
申请(专利权)人：翌骅实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71