CN106010321A

CN106010321A - 一种导电性粘结胶膜

Info

Publication number: CN106010321A
Application number: CN201610652297.9A
Authority: CN
Inventors: 王善生; 吴小平; 邓建波; 陈洪野; 宇野敬; 宇野敬一; 高畠博
Original assignee: Cybrid Technologies Inc
Current assignee: Cybrid Technologies Inc
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2016-08-10
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2036-08-10
Also published as: CN106010321B

Abstract

本发明涉及一种性能优异的导电性粘结胶膜，含有高分子粘接剂和导电粒子，所述的高分子粘接剂由热塑型树脂、热固型树脂、固化剂组成，所述固化剂占所述高分子粘结剂的质量的2％‑60％。所述的导电粒子为高熔点与低熔点导电粒子的混合物，可提高现有导电胶的导电性，本发明粘结胶膜在单晶﹑多晶或非晶硅晶片或化合物半导体晶片等太阳能电池单元之间通过配线部件进行连接时使用，不对太阳能电池单元产生不良影响而可连接太阳能电池单元的表面电极与配线部件，且可获得充分的连接可靠性。

Description

一种导电性粘结胶膜

技术领域

本发明涉及一种粘结胶膜，尤其涉及一种导电性粘结胶膜。

背景技术

近年太阳能电池模块由多个太阳能电池单元通过电接通于其表面电极的配线部件串联和/或并联构成。在制造该太阳能电池模块时，以往，使用焊料来连接太阳能电池模块的表面电极与配线部件。焊料具有优越的导电性﹑固定强度等连接可靠性，且便宜、具有普适性而得到广泛的应用。然而，在使用焊料连接太阳能电池的表面电极和配线部件的情况下，焊料的熔融温度通常为230～260℃左右，在连接的同时由于其高温及焊料的体积收缩，有时会对太阳能电池单元的半导体结构带来不良影响，引起太阳能电池特性的劣化。此外，在焊料连接的情况下，由于焊料的特性，难以控制与被粘结体的粘结界面之间的厚度，很难得到封装后的充分的尺寸精度。如果得不到充分的尺寸精度，在封装工艺时，造成制品的成品率的低下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种快速组装、尺寸精度高、在较低温下可粘结、提升制品成品率的导电性粘接胶膜。该导电性粘接胶膜在单晶﹑多晶或非晶硅晶片或化合物半导体晶片等太阳能电池单元之间通过配线部件进行连接时使用，不对太阳能电池单元产生不良影响而可连接太阳能电池单元的表面电极与配线部件，且可获得充分的连接可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明提供下列解决方案：

一种导电性粘结胶膜，含有高分子粘接剂和导电粒子，其特征在于所述的高分子粘接剂由热塑型树脂、热固型树脂、固化剂组成，所述固化剂占所述高分子粘结剂的质量的2％-60％。

优选的，所述的热塑性树脂选自聚酰胺类、苯氧树脂类、聚丙烯酸酯类、聚(甲基)丙烯酸酯类、聚酰亚胺类或聚乙烯醇缩丁醛类树脂中的一种或几种。

优选的，所述热固型树脂选自环氧树脂、不饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、苯氧基树脂、醇酸树脂中的一种或几种。

优选的，所述固化剂为潜伏型固化剂与异氰酸酯类固化剂的混合物。

优选的，所述潜伏性固化剂选自潜伏性阴离子聚合催化型固化剂、潜伏性阳离子聚合催化型固化剂、潜伏性加聚型固化剂中的一种或几种。

优选的，所述潜伏性固化剂为包覆型胺类固化剂，包覆型脲类，酸酐类、酚醛类、聚硫醇类，阴离子聚合类，阳离子聚合类中的一种或几种的混合物组成，。

优选的，所述潜伏性阳离子聚合催化型固化剂选自三氟化硼胺络合物、聚硫醇类芳基重氮鎓盐、二芳基碘鎓盐、三芳基锍盐、三芳基硒鎓盐和铁-芳烃配合物、胺封闭型路易斯酸盐中一种或几种，其热引发温度在80-200℃。

优选的，所述潜伏性阴离子聚合催化型固化剂选自叔胺类，咪唑类中的一种或几种。

优选的，所述热固型树脂选自脂环族环氧树脂、含缩水甘油基团的环氧树脂中的一种或两种。

优选的，所述固化剂还包括异氰酸酯类固化剂。

优选的，所述异氰酸酯类固化剂选自常温反应型、常温封闭型或较高温解封型异氰酸酯类固化剂中一种或几种。

优选的，所述的高分子粘接剂中还含有增韧橡胶，所述增韧橡胶在所述高分子粘接剂中的质量百分比为2％-20％。

优选的，所述的增韧橡胶选自丙烯酸橡胶、丁氰橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶中的一种或几种。

优选的，所述高分子粘接剂中还含有偶联剂，所述偶联剂在所述高分子粘接剂中的质量百分比为0.1％-10％。

优选的，所述的导电粒子为高熔点导电粒子与低熔点导电粒子的混合物。

优选的，所述的高熔点导电粒子选自银粒子、铜粒子、镍粒子、锡粒子、铋粒子、铅粒子、镍包塑料粒子、镍包石墨粒子、镍包铜粒子中的一种或几种；所述低熔点导电粒子选自金粒子、锡铋合金导电粒子、锡铅合金导电粒子、锡铟合金粒子中的一种或几种。

优选的，所述导电粒子占整个导电性粘结胶膜的质量的5％-40％；所述低熔点导电粒子的质量与所述高熔点导电粒质量比可以是1:100至100:100。

优选的，所述导电粒子的形状为球状或栗状。

本发明提供一种导电性粘接胶膜，该导电性粘接胶膜用于使太阳能电池单元的表面电极与配线部件电接通，其含有高分子粘接剂和导电粒子，所述的高分子粘接剂的占比(质量比)为60～95％，导电性粒子的占比为5-40％。所述的导电性粘接胶膜中高分子粘接剂初始交联度＜5％，热压组装后的高分子粘接剂交联度大于70％，所述导电粒子中高熔点导电粒子的添加量为整个胶膜质量的5％-40％之间。低于5％时，其胶膜热压后的导电性不能满足要求，高于40％(重量比)添加量的导电胶膜在热压后的粘结强度下降、导电性是过剩的，所述导电粒子中低熔点导电粒子的添加量与高熔点导电粒子质量比可以是1:100至100:100.

所述的高分子粘接剂由热塑型树脂、热固型树脂、固化剂组成，所述固化剂占所述高分子粘结剂的质量的2％-60％。

所述热塑性树脂包含聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯氧基树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂中的一种或几种树脂的混合物。优选方案之一是树脂结构中含有芳香环或脂肪环结构同是增加树脂的耐热性，芳香环结构如含苯环型、萘环型、蒽型、(夹)氧杂蒽型、芴环型，联苯型等，脂肪环结构如环丙烷、环丁烷、环戊环、环己环等。

所述的热固型树脂包含环氧树脂、饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂中的中的一种或几种树脂的混合物。优选方案之一是分子结构中含有羟环氧基团、羟基、芳香环、脂肪环的树脂，分子中的羟基(OH)官能团用于交联，增加树脂体系的内聚力和耐热性；树脂结构中含有苯环或脂肪环结构同是增加树脂的耐热性，芳香环结构如含苯环型、萘环型、蒽型、(夹)氧杂蒽型、芴环型，联苯型等，脂肪环结构如环丙烷、环丁烷、环戊环、环己环等。

本发明中高分子粘接剂使用的潜伏型固化剂为包覆型胺类固化剂、脲类、酸酐类、酚醛类、聚硫醇类、咪唑类固化剂中的一种或几种的混合物以及异氰酸酯类固化剂组成，优选方案之一是包覆型胺类固化剂、咪唑类固化剂中的一种或两种的混合物以及异氰酸酯类固化剂组成，该异氰酸酯类固化剂可以为常温反应型、常温封闭型或较高温解封型中一种或几种异氰酸酯固化剂的混合物。

本发明所述的潜伏性固化剂，可以列举包覆型胺类固化剂，包覆型脲类，酸酐类、酚醛类、聚硫醇类，阴离子聚合类，阳离子聚合类等。这些固化剂可以单独使用或作为两种以上的混合物使用。从快速固化性优异、不需要考虑化学当量方面来看，优选其中的阴离子或阳离子聚合催化型固化剂。作为阴离子或阳离子聚合催化型固化剂，可列举叔胺类、咪唑类、酰肼类化合物、三氟化硼‐胺络合物、鎓盐、胺化酰亚胺、二氨顺丁烯腈、三聚氰胺及其衍生物、多胺的盐、双氰胺等，也可以使用它们的改性物，作为加聚型固化剂，可以列举多胺类、多硫醇、多酚、酸酐等。

使用叔胺类或咪唑类作为阴离子聚合催化型固化剂时，可以通过150℃‐200℃左右的中温对环氧树脂进行数秒至数小时左右的加热来进行固化。使用时间(potlife)比较长，因此是优选的。

所述潜伏型固化剂具体如旭化成的HX‐3722、HX3741、HX3742、HX3748、HX‐3941HP；四国化成的2MZA‐PW/2E4MZ‐A/2MAOK‐PW/2PHZ‐PW/2P4MHZ‐PW；日本T&K的FXR‐1020/FXR‐1030/FXR‐1081/FXR‐1090FA/FXE‐1000/FXB‐1050；亨斯迈的aradur2844、aradur3082、aradur3086、aradur3088、aradur9690、aradur9506、aradur9664‐1、aradur9717‐1、aradur5200、aradur9577；三菱化学的P200；日本第一工业制药的G8009L；日本味之素的PN23、 MY‐24、PN‐H、PN‐31、PN‐40、PN50、AH‐203、AH‐154、AH‐162、VDH‐J；日本旭电化的EH15LS、EH3293S、EH4360S、EH4356S、EH5011S、EH3636AS、EH3842、EH4357S、EH5031S等。

阳离子聚合催化型固化剂，是在紫外线辐射下或者在加热和催化下产生阳离子活性中心并催化环氧环开环反应的化合物如路易斯酸。这种阳离子聚合催化剂的例子包括芳基重氮鎓盐，二芳基碘鎓盐、三芳基锍盐，三芳基硒鎓盐和铁-芳烃配合物。它们当中，铁-芳烃配合物因为它们的热稳定性是优选的，其具体例子包括二甲苯-环戊二烯合铁(II)(三(三氟甲基磺酰基)甲基化物，六氟磷酸异丙基苯-环戊二烯合铁(II)和二(η-1，3，5-三甲基苯)铁(II)三(三氟甲基磺酰基)甲基化物。还可以优选使用可通过能量射线照射而使环氧树脂固化的感光性鎓盐。另外，可通过活性能量射线以外的加热活化而使环氧树脂固化的品种有脂肪族鋶盐等。这种固化剂具有快速固化性特征，因此是优选的。这些固化剂被聚氨酯类、聚酯类等高分子物质，或镍、铜等金属薄膜及硅酸钙等无机物包覆而进行微囊化后，可以延长使用时间。

在选择阳离子聚合催化型固化剂时，所述热固性树脂优选脂环族环氧树脂或含缩水甘油基的环氧树脂。其中，脂环族环氧树脂是分子中具有平均2个或更多个脂环环氧基团的化合物，其例子包括分子中具有两个环氧基团的化合物，如乙烯基环己烯二氧化物(例如，ERL-4206，Union Carbide Japan生产)，3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己烷羧酸酯(例如，UVR-6105和UVR-6110，Union Carbide Japan生产)，己二酸二(3，4-环氧环己)酯(例如UVR-6128，Union Carbide Japan生产)和2-(3，4-环氧环己基-5，5-螺-3，4-环氧)环己烷-间-二氧杂环己烷(例如，ERL-4234，Union Carbide Japan生产)，和分子内具有3，4或更多个环氧基团的多官能脂环族环氧树脂(例如，Epolide GT，Daicel ChemicalIndustriesLtd.生产)。脂环族环氧树脂的环氧当量通常为90-500，优选100-400，更优选120-300，最优选210-235。如果环氧当量小于90，热固化后的韧性及粘合强度会降低，导致连接可靠性降低，但如果环氧当量超过500，整个体系的粘度过分地增大，其结果，在热压粘合呈现不良的流动性，或者降低反应性，从而降低连接的可靠性。含缩水甘油基团的环氧树脂是分子中具有平均两个或更多个缩水甘油基团的化合物，其例子包括双酚A型缩水甘油醚(例如，Epikote 828，Yuka Shell Epoxy生产)和酚醛清漆型环氧(例如，Epikote 154，Yuka ShellEpoxy K.K.生产)。含缩水甘油基团的环氧树脂的环氧当量通常为170-5500，优选170-1000，更优选170-500，最优选175-210。如果环氧当量小于170，热固化后的韧性及粘合强度会降低，但如果环氧当量超过5500，整个体系的粘度过分地增大，其结果，在热压粘合呈现不良的流动性，或者降低反应性，从而降低连接的可靠性。

在选择阳离子聚合催化型固化剂时，可以被阳离子聚合催化型固化剂催化聚合的物质还可以选自环氧单体、乙烯基醚单体及其混合物。环氧单体的例子包括分别具有可阳离子聚合官能团的1，2-环醚，1，3-环醚和1，4-环醚，但是环氧单体限于没有抑制阳离子聚合基团，例如含胺、硫或磷的官能团的单体。乙烯基醚单体具有双键的高电子密度，形成非常稳定的碳氧离子，所以，这单体在阳离子聚合中具有高的反应性。为了不抑制阳离子聚合，乙烯基醚单体限于不含氮的，其例子包括甲基乙烯基醚，乙基乙烯基醚，叔丁基乙烯基醚，异丁基乙烯基醚，三甘醇二乙烯基醚和1，4-环己烷二甲醇二乙烯基醚。优选的乙烯基醚单体的例子包括三甘醇二乙烯基醚(例如，Rapi-Cure DVE-3，ISP Japan K.K.生产)和环己烷二甲醇二乙烯基醚(例如，Rapi-Cure CHVE，ISP Japan K.K.生产)。这些环氧单体和乙烯基醚单体可分别使用或混合使用。

在选择阳离子聚合催化型固化剂时，所述的热固性树脂尤其优选使用脂环族环氧树脂和含缩水甘油基团环氧树脂的混合物。脂环族环氧树脂具有改进粘合剂组合物的快速固化性和低温固化性的作用，并且由于它的低粘度，还具有提高粘合剂组合物对粘合体粘着的作用。另一方面，含缩水甘油基团的环氧树脂具有在活化后延长粘合剂组合物可使用时间的作用。因此，通过结合使用脂环族环氧树脂和含缩水甘油基团环氧树脂，得到的粘合剂组合物可显示良好的脂环族环氧树脂的低温快速固化性，和含缩水甘油基团环氧树脂的室温长期存储稳定性的综合性能。脂环族环氧树脂/含缩水甘油基团环氧树脂掺合之比通常为5∶95-98∶2，优选40∶60-94∶6，更优选50∶50-80∶20。如果脂环族环氧树脂的量低于5重量％(以脂环族环氧树脂和含缩水甘油基团环氧树脂的总量计)，低温的固化性能会降低，从而不能提供足够高的粘合强度和连接可靠性，但如果脂环族环氧树脂的量超过98重量％，即使在室温附近，固化反应也容易进行，因此，活化后的可使用时间会缩短。

在选择阳离子聚合催化型固化剂时，所述高分子粘接剂中还可以含有稳定剂，所述稳定剂具有有效控制本发明粘合剂组合物固化速率的作用的酰胺。在本发明中，酰胺的具体例子包括乙酰胺，丙酰胺，正丁酰胺，月桂酰胺，N，N-二甲基乙酰胺，油(酸)酰胺和芥酸酰胺。

在选择阳离子聚合催化型固化剂时，优选的，所述高分子粘结剂由脂环族环氧树脂、含缩水甘油基团环氧树脂、铁-芳烃配合物组成。

在选择阳离子聚合催化型固化剂时，另一优选的，所述高分子粘结剂由脂环族环氧树脂、含缩水甘油基团环氧树脂、铁-芳烃配合物和稳定剂组成。其中，所述的稳定剂如前文所述。

本发明所述异氰酸酯类固化剂可以是室温反应型异氰酸酯、封闭型(高温解封)异氰酸酯。芳香族或脂肪族的异氰酸酯又可以分为芳香族异氰酸酯、脂肪族和脂环型异氰酸酯，本发明使用的异氰酸酯可以是上述中的一种或几种的混合。所述室温反应型异氰酸酯可以为甲苯二异氰酸酯(TDI)及其二聚体、三聚体、加成物，2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)及其二聚体、三聚体、加成物，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)及其二聚体、三聚体、加成物，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)及其二聚体、三聚体、加成物，苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)及其二聚体、三聚体、加成物，或上述异氰酸酯的加成物；所述封闭型异氰酸酯可以为苯酚、聚醚二元醇、甲乙酮肟、己内酰胺等封闭剂与上述所述室温反应型异氰酸酯合成的封闭型异氰酸酯。

芳香族室温反应型的异氰酸酯如德国拜尔的TDI(甲苯二异氰酸酯)类的DesmodurL67、Desmodur L75、Desmodur IL，TDI三聚体结构的Desmodur RE、Desmodur RC、DesmodurRFE，MDI(2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯)结构的预聚物如Moudur 1437、Moudur MA-2603、Moudur MA-2903、Moudur MA-2904、Moudur MP-095、Desmodur E-23A、Desmodur E-28；日本聚氨酯的TDI类的CORONATE T-80、CORONATE T-65、CORONATE T-100，MDI类的MILLIONATEMT、MILLIONATE MR、MILLIONATE MTL等。

脂肪族室温反应型的异氰酸酯如日本旭化成的HDI(六亚甲基二异氰酸酯)类的缩二脲结构的24A-100、22A-75PX，三聚体结构的TPA100、TKA100、MFA-75X、MHG-80B、TLA-100、TSE-100，加成物结构的E402-90T、E405-80T；德国拜尔的HDI类的缩二脲结构的Desmodur N100、Desmodur N 3200，三聚体结构的Desmodur N 3300A、Desmodur N 3790A、Desmodur N3800，脂肪环IPDI三聚体结构的Desmodur Z 4700；日本聚氨酯的HDI类的CORONATE HX、CORONATE HXR、CORONATE HXLV、CORONATE HK等。

脂肪族室温封闭(高温解封)型的异氰酸酯如日本旭化成的HDI(六亚甲基二异氰酸酯)类的17B-60X、TPA-80X、MF-B60X、MF-K60X、E402-B80T；德国拜尔的HDI类DesmodurBL3175A、Desmodur BL3272MPA、Desmodur BL3370MPA，IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)类的Desmodur BL4265SN、Desmodur PL340BA/SN、Desmodur VP LS 2078；德国德固赛的IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)类的VESTANATE B-1358、VESTANATE B-1370、VESTAGON B 1065、VESTAGON B 1400、VESTAGON B 1530；日本聚氨酯的HDI类的CORONATE AP-M、CORONATE BI-301、CORONATE 2507、CORONATE2513等。

优选的，所述高分子粘结剂由环氧树脂、苯氧基树脂、增韧橡胶、咪唑类聚合催化型固化剂和异氰酸酯类固化剂组成。

其中，所述的异氰酸酯类固化剂如前文所述。

其中，所述的苯氧基树脂可以是双酚A型的、双酚F型的、双酚S型、或三者中至少两者的混合物，从粘结性导电胶膜的流动性观点出发，这些苯氧基树脂的重均分子量Mw优选为10,000-1000,000之间。当其Mw小于10000时，与在上述范围内的情形比较，有粘结层的成形性降低的倾向。当其Mw高于1000000时，与在上述范围内的情形比较，有粘接层固化时应力缓和效果及操作性降低额倾向。相对于高分子粘结剂的总量，这样的苯氧树脂含量优选为10-80％(重量比)，当苯氧树脂的含量小于10％(重量比)，与在上述范围内的情形比较，有固化时应力缓和效果及粘接性提高效果降低的倾向，当超过80％(重量比)时，有粘结层的流动性及操作性降低的倾向。

其中，所述的双酚A型的苯氧基树脂如：InChem公司的PKHA、PKHB、PKHB+、PKHC、PKHH、PKHJ、PKFE等；三菱化学的1256；新日鉄住金化学的YP-50、YP-50S、YBP-40PXM40、ERF-001M30。

其中，所述的双酚F型的苯氧基树脂如新日鉄住金化学的FX-316等。

其中，所述的双酚A和双酚F混合型的苯氧基树脂如三菱化学4250、4276等，新日鉄住金化学的YP-70、ZX-1356-2等。

其中，所述的双酚A和双酚S混合型的苯氧基树脂如新日鉄住金化学的YPS-007A30。以及特殊结构的苯氧基树脂如新日鉄住金化学的FX-293、FX-280S、FX-310T40等。

其中，所述的环氧树脂可以是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、脂环式环氧树脂、增韧环氧树脂等。这些环氧树脂可以是经过卤化的，也可以是经过氢化的，这些环氧树脂可以单独使用一种、两种或两种以上的混合物。

其中，所述的双酚A型环氧树脂如新日铁住金化学的YD-115、YD-118T、YD-127、YD-128、YD134、YD011、YD012、YD013、YD014、YD017、YD019、YD901、YD902、YD904、YD907、YD6020等；

其中，所述的双酚F型环氧树脂如新日铁住金化学的YDF170、YDF-2001、YDF-2004、YDF-8170C等；

其中，所述的酚醛型环氧树脂如新日铁住金化学的YDPN-638、YDCN-700-2、YDCN-700-3、YDCN-7000-5、YDCN-7000-7、YDCN-7000-10、YDCN-704等；

其中，所述脂环式环氧树脂如亨斯迈的CY179、CY184等。

其中，所述增韧改性环氧树脂如旭电化的EPU-6、EPU-73B、EP-1307、EP-4000；国都化工的YD-171、YD-172、KR-100、KR-104、KR-170、KR-207、KR-208、KR-309、KR-415、KR-450、KR-818、KR909、KR692、KR693、KSR-1000、UME-305、UME-315、UME-330等。

从控制树脂的流动性与薄膜的物性的观点来看，导电性粘结胶膜，优选含有增韧橡胶成分作为绝缘性粘结剂成分。作为橡胶成分可使用丙烯酸橡胶、异丁橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶等，从与热固化树脂的混合性、以及与被粘结体的紧密接触性的观点来看优选丙烯酸橡胶，橡胶成分的组成量优选为3～15质量％，橡胶成分还具有对于由于环境变化产生被粘结体的物理变动的良好的追随性，可以充分抑制被粘结体之间的连接不良；

所述的增韧橡胶具体如：ZEON的、Nipol SBR1723、Nipol SBR1739、NipolSBR9548、Nipol SBR NS460、Nipol SBR NS552、Nipol BR1220SG、Nipol BR1220SB、NipolIR2200、Nipol NBR DN003、Nipol NBR N41、Nipol NBR DN101、Nipol NBR DN21、Nipol NBRDN4050、 Nipol NBR DN3335、Nipol NBR DN3350、Nipol NBR DN3380、Nipol AR31、NipolAR51、Nipol AR14；日本JSR的XER32，XER41、XER81、XER91、XER92等。

作为导电粒子可以列举出银粒子、铜粒子、镍粒子、锡粒子、铋粒子、铅粒子、镍包塑料粒子、镍包石墨粒子、镍包铜粒子、金粒子、锡铋合金导电粒子、锡铅合金导电粒子、锡铟合金粒子中的一种或两种以上的混合物，另外作为导电粒子形状可以列举出球状、栗状、片状、不规则状，从连接时导电粒子相对于被粘结体表面凹凸的埋入性考虑，优选具有栗状或球状粒子形状的粒子。这种形状的导电粒子对金属及被粘结物表面的复杂凹凸形状的埋入性高，对连接后的振动及膨胀等变形的追随性高，可以进一步提高连接可靠性。

从确保导电性的观点出发，优选粒径为2-30um。从导电性与粘接强度的角度，优选高熔点导电粒子与低熔点导电粒子的混合物，在150℃-200℃左右的中温热压过程，低熔点导电粒子的熔融增加了导电粒子与导电粒子、导电粒子与焊带、导电粒子与电池片的接触面积，可以进一步提高其导电性与粘结强度，作为高熔点导电粒子的添加量优选为整个胶膜质量的5％-40％，低于5％时，其胶膜热压后的连接稳定性效果有不能被充分发挥的倾向，高于40％添加量的导电胶膜在热压后的粘结强度下降、导电性过剩、粘结层的成形性降低。另外，所述导电粒子中低熔点导电粒子的添加量为高熔点导电粒子添加量的1％-100％，当其添加量低于高熔点导电粒子添加量的1％时，对于粘结层的导电性及粘结性基本无帮助，同时当其添加量高于高熔点导电粒子添加量的100％时，对于粘结层的尺寸稳定性有降低的倾向。

在选择阳离子聚合催化型固化剂时，所述高分子粘结剂中还可含有其它添加剂。可加到高分子粘合剂中的添加剂例子包括阳离子聚合促进剂(例如，草酸二叔丁酯)，抗氧化剂(例如，受阻酚基抗氧化剂)，二醇(例如二(苯氧基乙醇)芴)，偶合剂(例如，硅烷偶合剂，如γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷和β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷)，链转移试剂，敏化剂(例如，蒽)，增粘剂，热塑性弹性体或树脂，填料(例如，硅石)，流动调节剂，增塑剂，消泡剂和色料。而且，也可加入不包括酰胺的稳定剂。它们的例子包括通过捕获在阳离子聚合中用作阳离子活性种的路易斯酸等，抑制或禁止阳离子聚合反应的稳定剂，它们的具体例子包括冠醚，如15-冠-5，1，10-菲咯啉及其衍生物；甲苯胺，如N，N-二乙基-间甲苯胺；膦，如三苯基膦、三嗪。

所述导电性粘接胶膜中，为了增加高分子粘结剂与导电粒子之间的密着性，以及增加导电性粘接胶膜与金属、与硅片之间的密着度，可以添加一些偶联剂。

优选的是钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、有机硅烷偶联剂、有机铬洛合物偶联剂、硼酸酯偶联剂的一种或几种的组合，所述偶联剂类分散剂更优选的为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、有机硅烷偶联剂中的一种或几种的组合。使用这些偶联剂时，相对于高分子粘结剂的总量，其含量优选为0.1-10％(重量比)，更优选为0.2-8％(重量比)。当其含量小于0.1％(重量比)时，与在上述范围内的情形比较，含有偶联剂产生的效果小。当其含量超过10％(重量比)时，与在上述范围内的情形比较，有粘结性导电胶膜的保存稳定性降低的倾向。

所述钛酸酯偶联剂如异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯等。

所述铝酸酯偶联剂如有铝钛复合物、二(乙酰乙酸乙酯基)铝酸异丙酯、二(乙酰丙酮)铝酸二异丙酯、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯等。

所述有机硅烷偶联剂如氨基硅烷、环氧硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、烷基硅烷、含硫硅烷、苯氧基硅烷、异氰酸基硅烷、氟硅烷等。

所述的钛酸酯偶联剂如美国肯瑞奇公司的KR-308S、KR-12、KR-TTS、KR238S、KR-38S、KR-41B等。

所述的有机硅偶联剂如日本信越化学的KBM-1003、KBE-1003、KBM-303、KBM-403、KBE-402、KBE-403、KBM-1403、KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503以及道康宁的OFS-6011、OFS-6020、OFS-6030、OFS-6032、OFS-6040、OFS-6076、OFS-6094、OFS-6106、OFS-6124等。

粘结性导电胶膜的成分中热固化处理方式，例如可在60-100℃、0.5-1MPa下，加热加压0.01-2s来进行一次预压着，可在140-200℃、0.5-4MPa下，加热加压5-20s来进行一次本压着。通过该固化处理，可将粘接性导电胶膜压合于焊带电池片之间。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的具体实施方式进行说明，但本发明不限于此。

实施例1

1.粘接性导电胶膜的制备：

按表1的质量配比关系，取环氧树脂、苯氧基树脂、增韧橡胶，溶解于丁酮溶剂中，然后在树脂溶液中添加导电粒子、偶联剂、固化剂，高速搅拌让导电粒子与树脂均匀混合。在50μm离型膜上均匀地涂覆，以80℃/5mins的升温速度将溶剂加热蒸发干，进行母卷收卷，使用分切机分切，收卷包装，冷藏储存。

本发明的粘接性导电胶膜的涂布量(干燥涂布量)应控制在10μm～50μm之间，若涂布量小于10μm，整个绝缘散热层的粘接性能偏低；若涂布量超出50μm，粘接性导电胶膜里的溶剂脱出比较困难、导电性差，很容易造成溶剂残留，随之带来的问题是热压或高温固化过程中胶层中会产生一些隐形的气泡，影响产品的绝缘性以及产品的长期耐老化性能。

2、性能测试

制备粘接性导电胶膜及对比例焊接的组件的性能如表1中所示。

表1导电性粘接胶膜实施例1及对比例的性能评价结果

表中的原料：

环氧树脂(双酚A型):128E。

苯氧树脂(双酚A型):新日鉄住金化学YP-50。

苯氧树脂(双酚A和双酚F混合型):新日鉄住金化学YP-70。

高熔点导电粒子:NOVAMENT 4SP-10 3-12um的镍粒子。

低熔点导电粒子:深圳RITECH Sn42Bi58 15-25um的锡铋粉。

分散剂：信越KBM303。

固化剂(常温封闭型):旭化成TPA-B80X。

固化剂(常温潜伏型):味之素PN50。

上述评价项目的试验方法：

(1)外观

目测的导电性粘接胶膜外观，有无针孔、拉丝、厚度及粒子分散的均一性、微粘性等。

评判标准：

○：导电性粘接胶膜的外观无针孔、无拉丝、厚度及粒子分散的均一、微粘性。

△：导电性粘接胶膜的外观厚度偏差小于5％、粒子分散的均一、微粘性、无针孔、有少量拉丝。

×：导电性粘接胶膜的外观厚度偏差＞10％、粒子分散不均、粘性太大或无粘性、有针孔拉丝。

(2)分切加工性

○：导电性粘接胶膜与离型膜，无分层。

△：导电性粘接胶膜与离型膜，分层面积＜10％。

×：导电性粘接胶膜与离型膜，分层面积＞10％。

(3)导电性测试

用使用热压机将导电性粘接胶膜预贴在太阳能电池片的正面主栅上(预贴温度70℃、预贴压力0.2MPa、预贴时间0.5s)，撕去上层离型膜，再将焊带、导电性粘结胶膜、电池片进行本压着(本压着温度70℃、本压着压力0.2MPa、本压着时间10s)，使用微阻计测试相邻两根主栅见得电阻值。

(4)粘结强度测定(N/1.5mm):制备180℃、2MPa、10s热压好的电池片，将焊带的端部180°折弯，固定于拉力机的夹具上，以30mm/s的拉伸速度进行180°拉伸测定剥离强度。此时，如果在剥离力≥0.8N/1.5mm代表通过测试。

(5)良品率。按照形成于太阳能电池单元的电极配线的宽度分切得到的导电性粘结胶膜，并配置于作为配线部件的焊带与上述太阳能电池单元的表面电极之间。接着，使用热压机装置在70℃、0.2Mpa、0.5-1秒的条件下进行预压粘接，再使用热压机装置在180℃2Mpa、10秒的条件下进行本压着，针对所得到的带有焊带的太阳能电池单元，进行外观确认(是否有单元的破裂和焊带的剥离)，测定初始剥离强度及太阳电池单元回路电阻。此处，通过目视观察外观，没有单元的破裂和焊带的剥离则评价为A，单元的一部分产生裂缝则评价为B，统计100片中的良品率，与焊接件做对比。

(6)组件端老化测试

组件制作方法：使用自动压合设备，制作2*3的6个电池片的组合，使用EVA，玻璃，背板进行封装层压成组件；

2*3组件测试接触电阻，其中DH1000，DH2000，DH3000分别指在85℃，85％相对湿度条件下放置1000小时，2000小时，3000小时后的测试端电阻，并计算出阻值相对的增幅；其中TC200，TC400，TC600分别指在-40℃至85℃下进行热循化，相对湿度条件下放置200个循环，400个循环，600个循环后的测试端电阻，并计算出电阻值相对的增幅，其中-40℃和85℃下恒温时间不小于10min，周期6个小时，具体可参照IEC61215标准。

实施例2

1、制备

选用阳离子聚合催化型固化剂时，粘接性导电胶膜的制备：按表2的质量配比表，取苯氧基树脂、脂环族环氧树脂、甲乙酮混合，搅拌混合物直至形成均匀的溶液。溶液中加入高熔点导电颗粒，低熔点锡铋导电粒子，继续搅拌直至导电颗粒彻底分散，制得分散溶液。另取阳离子潜热聚合催化剂，0.1克硅烷偶合剂(Silane Coupling Agent A187，NipponUnicar Co.，Ltd.生产)，γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷和0.6克丁酮混合，并搅拌直至形成均匀的溶液，将该溶液加入到上面制备的分散溶液中，搅拌，在50μm离型膜上均匀地涂覆25μm厚的导电性粘接胶膜，以60℃，10min将溶剂加热蒸发干，分切机分切，冷藏储存。

对比例2中，为了比较，使用双酚A环氧树脂代替脂环族环氧树脂，以实施例1中相同方式制备导电性粘结胶膜B。

对比例3中，为了比较，未使用低熔点的导电粒子，以实施例1中相同方式制备导电性粘结胶膜C。

对比例4中，为了比较，使用阴离子潜伏型固化剂与普通双酚A环氧树脂，以实施例1中相同方式制备导电性粘结胶膜D。

使用方法：将本实施例所制备的粘接性导电胶膜(宽度1.2毫米，长度153毫米)预贴于电池片(多晶硅电池片，0.18mm-0.2mm厚，长156*宽156mm，三线)的主栅上，在60℃、压力0.1-0.5MPa的条件热压粘合0.1-1秒钟，然后剥离离型膜(预粘合)；此后，将包含0.25毫米厚，1.5mm宽的焊带固定在上面预粘合的粘接性导电胶膜上，在60℃、压力0.1-0.5MPa的条件热压粘合0.1-1秒钟，之后在180℃、压力2.0MPa的条件下热压10秒钟即完成连接。

2、性能测试

实施例2及对比例2-7的配比及性能检测数据见表2，其中各原料的用量为质量比

表2导电性粘接胶膜实施例2及对比例的性能评价结果

表中的原料：

双酚A型环氧树脂：南亚的NPEL-128E

脂环环氧树脂：CELLOXIDE 2021P，日本大赛璐株式会社生产

苯氧树脂(双酚A型):新日鉄住金化学YP-50

导电粒子x：NOVAMENT 4SP-10 3-12um粒径的镍粒子

导电粒子y：低熔点共晶合金Sn42Bi58，球状，3-5um粒径；

分散剂：信越KBM303

阳离子热潜聚合催化剂(常温潜伏型):深圳凯基TC3632

潜伏型固化剂(常温潜伏型):日本味之素PN50

上述评价项目的试验方法：

(1)外观参照实施例1。

(2)分切加工性参照实施例1。

(3)本压后反应率

○：环氧基团反应率，≥80％

△：环氧基团反应率，50-70％

×：环氧基团反应率，≤50％

(4)导电性测试参照实施例1。

(5)良品率参照实施例1。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，且本发明不限于上述的实施例，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种导电性粘结胶膜，含有高分子粘接剂和导电粒子，其特征在于所述的高分子粘接剂由热塑型树脂、热固型树脂、固化剂组成，所述固化剂占所述高分子粘结剂质量的2％-60％。

2.根据权利要求1所述一种导电性粘结胶膜，其特征在于所述的热塑性树脂选自是聚酰胺类、苯氧树脂类、聚丙烯酸酯类、聚酰亚胺类或聚乙烯醇缩丁醛类树脂中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述一种导电性粘结胶膜，其特征在于所述热固型树脂选自环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯类，聚烯烃树脂、有机硅树脂、氨基树脂中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述一种导电性粘结胶膜，其特征在于所述固化剂为潜伏型固化剂与异氰酸酯类固化剂的混合物，所述潜伏型固化剂为包覆型胺类固化剂、包覆型脲类、酸酐类、酚醛类、聚硫醇类、阴离子聚合类、阳离子聚合类中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述一种导电性粘结胶膜，其特征在于所述阴离子聚合类潜伏性固化剂选自胺类、咪唑类中的一种或几种。

6.根据权利要求4所述一种导电性粘结胶膜，其特征在于所述阳离子聚合类潜伏型固化剂选自三氟化硼胺络合物、聚硫醇类芳基重氮鎓盐、二芳基碘鎓盐、三芳基锍盐、三芳基硒鎓盐和铁-芳烃配合物、胺封闭型路易斯酸盐中一种或几种，其热引发温度在80-200℃。

7.根据权利要求4所述一种导电性粘结胶膜，其特征在于所述异氰酸酯类固化剂选自常温反应型、常温封闭型或较高温解封型异氰酸酯类固化剂中一种或几种。

8.根据权利要求1-7任一项所述一种导电性粘结胶膜，其特征在于所述的高分子粘接剂中还含有增韧橡胶，所述增韧橡胶在所述高分子粘接剂中的质量百分比为2％-20％。

9.根据权利要求8所述一种导电性粘结胶膜，其特征在于所述的增韧橡胶选自丙烯酸橡胶、丁氰橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶中的一种或几种。

10.根据权利要求1-9所述一种导电性粘结胶膜，其特征在于所述高分子粘接剂中还含有偶联剂，所述偶联剂在所述高分子粘接剂中的质量百分比为0.1％-10％。

11.根据权利要求1-10任一项所述一种导电性粘结胶膜，其特征在于所述的导电粒子为高熔点导电粒子与低熔点导电粒子的混合物。

12.根据权利要求11所述一种导电性粘结胶膜，其特征在于所述的高熔点导电粒子选自银粒子、铜粒子、镍粒子、锡粒子、铋粒子、铅粒子、镍包塑料粒子、镍包石墨粒子、镍包铜粒子中的一种或几种；所述低熔点导电粒子选自金粒子、锡铋合金导电粒子、锡铅合金导电粒子、锡铟合金粒子中的一种或几种。

13.根据权利要求12所述一种导电性粘结胶膜，其特征在于所述的高熔点导电粒子占整个导电性粘结胶膜的质量的5％-40％；所述低熔点导电粒子的质量与所述高熔点导电粒子质量比可以是1:100至100:100。

14.根据权利要求1-13任一项所述一种导电性粘结胶膜，其特征在于所述导电粒子的形状为球状或栗状。