TW201438026A - 銀導電膠及其製造方法 - Google Patents

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Jui-Tung Chang
Hon-Sho Chung
Shu-Hua Chen
Rong-Zhi Chen
Yi-Fu Chen
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China Steel Corp
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Abstract

一種銀導電膠及其製造方法。銀導電膠之製造方法包含下列步驟。提供數個導電金屬粉。導電金屬粉包含類球型銀粉,及次微米級銅粉、次微米級鍍銀銅粉、次微米級鍍銀鋁粉、次微米級鍍銀鎳粉及/或次微米級鍍銀錫粉。利用高分子型分散劑混合導電金屬粉,以形成第一混合物。提供數個玻璃粉利用離子型分散劑混合玻璃粉,以形成第二混合物。將第一混合物與第二混合物均勻摻混於有機載體中,以形成膠體。在膠體中,第一混合物與第二混合物之總含量為40wt%至55wt%,且導電金屬粉對玻璃粉之比值為13.0至16.0。研磨膠體,以形成銀導電膠。

Description

銀導電膠及其製造方法
本發明是有關於一種導電膠,且特別是有關於一種銀導電膠及其製造方法。
在目前太陽能電池的製作技術中,通常採用銀導電膠來作為背面電極。近年來,由於銀的價格高漲,且漲幅可高達80%,因此為了降低太陽能電池的生產成本,對於低固含量銀膠,即低銀含量的銀膠有迫切的需求。
中國專利公開號第101814551號揭露出一種太陽能電池背銀漿料的製備方法。此專利案所製作出之背銀漿料的固含量相當高,其範圍為75wt%至85wt%。以此背銀漿料來製作太陽能電池的背面電極時,會造成太陽能電池之生產成本大幅增加。
另外,美國專利公開號第20100163101號揭露出一種利用鎳鋁合金粉末、鎳鋁鉻合金粉末或鎳鉻合金粉末來取代部分銀粉,以製作導電膠的技術。在此專利案中,銀粉之比例為37.5wt%至75wt%,而鎳合金粉末的比例為25wt%至62.5wt%。然,在直接添加鎳鋁合金粉末、鎳鋁鉻合金粉末或鎳鉻合金粉末等金屬粉的技術中,這些金屬粉 表面在後續之燒結製程時會產生氧化,而導致所形成之背面電極與矽基板之間的拉力不足且導電性不佳,無法滿足太陽能電池之背面電極之需求。
因此,本發明之一態樣就是在提供一種銀導電膠之製造方法,其藉由添加適當的非貴重金屬粉末,例如銅粉、鍍銀銅粉、鍍銀鋁粉、鍍銀鎳粉或鍍銀錫粉,來當作導電性功能材料。藉此,可在兼顧銀導電膠的導電性下,降低銀含量的比例。因此,不僅可確保太陽能電池之背面電極之導電性,而可使太陽能電池具有優良的光轉換效率,且更可有效降低銀導電膠之價格。
本發明之另一態樣是在提供一種銀導電膠之製造方法,其所製成之銀導電膠應用來製作太陽能電池之背面電極時,可增強背面電極對矽基板之附著力,且可增進背面電極與鍍錫銅條之間的軟銲性。因此,可提高背面電極與矽基板之間的拉力值與太陽能電池之光轉換效率。
根據本發明之上述目的,提出一種銀導電膠之製造方法,其包含下列步驟。提供複數個導電金屬粉,其中這些導電金屬粉包含類球型銀粉,以及次微米級銅粉、次微米級鍍銀銅粉、次微米級鍍銀鋁粉、次微米級鍍銀鎳粉及/或次微米級鍍銀錫粉。在常溫下,利用一高分子型分散劑混合這些導電金屬粉,以形成一第一混合物。提供複數個玻璃粉。在常溫下,利用一離子型分散劑混合這些玻璃粉,以形成一第二混合物。提供一有機載體。將第一混合物與 第二混合物均勻摻混於有機載體中,以形成一膠體。在此膠體中,第一混合物與第二混合物之總含量為40wt%至55wt%,有機載體具有剩餘之比例的含量,且導電金屬粉對玻璃粉之比值為13.0至16.0。研磨膠體,以形成銀導電膠。
依據本發明之一實施例,上述之玻璃粉的中值粒徑(D50)為0.4μm至1.0μm。
依據本發明之另一實施例,上述之導電金屬粉包含類球型銀粉、以及次微米級銅粉或次微米級鍍銀銅粉。而且,第一混合物包含含量為90wt%至98wt%之類球型銀粉、含量為1wt%至9wt%之次微米級銅粉或次微米級鍍銀銅粉、以及含量為0.2wt%至1.2wt%之高分子型分散劑。膠體包含含量為2wt%至5wt%之玻璃粉,以及含量為0.1wt%至0.8wt%之離子型分散劑。
依據本發明之又一實施例,上述之導電金屬粉包含類球型銀粉、以及次微米級鍍銀銅粉或次微米級鍍銀鋁粉。而且,這些導電金屬粉更包含片狀銀粉。此外,第一混合物包含含量為83wt%至96wt%之類球型銀粉,含量為1wt%至10wt%之次微米級鍍銀銅粉或次微米級鍍銀鋁粉、含量為1wt%至6wt%之片狀銀粉、以及含量為0.2wt%至1.2wt%之高分子型分散劑。膠體包含含量為2wt%至5wt%之玻璃粉、以及含量為0.1wt%至0.8wt%之離子型分散劑。
依據本發明之再一實施例,上述之導電金屬粉包含類球型銀粉、次微米級鍍銀鋁粉。而且,這些導電金屬粉更包含高比表面積片狀銀粉與奈米級銀粉。此外,第一混 合物包含含量為79wt%至94wt%之類球型銀粉、含量為2wt%至7wt%之次微米級鍍銀鋁粉、含量為2wt%至7wt%之高比表面積片狀銀粉、含量為2wt%至7wt%之奈米級銀粉、以及含量為0.2wt%至1.2wt%之高分子型分散劑;以及膠體包含含量為2wt%至5wt%之玻璃粉、以及含量為0.1wt%至0.8wt%之離子型分散劑。
依據本發明之再一實施例,上述之玻璃粉之軟化點冷卻溫度為300℃至380℃。
依據本發明之再一實施例,上述之有機載體之原料包含1wt%至5wt%之聚乙烯醇縮丁酫樹脂(Polyvinyl Butyral;PVB)、2wt%至16wt%之乙基纖維素(Etlyl Cellulose;EC)、2wt%至10wt%之流變性質助劑、16wt%至25wt%之二乙二醇單丁醚(Butyl Carbitol;BC)或16wt%至25wt%之二乙二醇單丁醚醋酸酯(Butyl Carbitol Acetate;BCA)、以及具剩餘比例之含量的松油醇(Terpineol)。
依據本發明之再一實施例,上述提供有機載體之步驟包含在70℃至90℃的溫度下,進行有機載體之原料的攪拌與溶解處理。
依據本發明之再一實施例,上述研磨膠體之步驟包含將膠體分散至細度小於8μm。
依據本發明之再一實施例,上述研磨膠體之步驟包含添加增稠劑或稀釋劑來調整膠體之黏度。
依據本發明之再一實施例,上述研磨膠體之步驟係利用三滾筒機。
根據本發明之上述目的,提出一種銀導電膠。此銀導電膠包含一第一混合物、一第二混合物以及一有機載體。第一混合物包含複數個導電金屬粉以及一高分子型分散劑。這些導電金屬粉包含類球型銀粉,以及次微米級銅粉、次微米級鍍銀銅粉、次微米級鍍銀鋁粉、次微米級鍍銀鎳粉及/或次微米級鍍銀錫粉。第二混合物包含複數個玻璃粉以及一離子型分散劑。前述之第一混合物與第二混合物均勻摻混於有機載體中,而形成一膠體。其中,在膠體中,第一混合物與第二混合物之總含量為40wt%至55wt%,有機載體具有剩餘之比例的含量。而且,這些導電金屬粉對玻璃粉之比值為13.0至16.0。
依據本發明之一實施例,上述之玻璃粉的中值粒徑為0.4μm至1.0μm。
依據本發明之另一實施例,上述之導電金屬粉包含類球型銀粉、以及次微米級銅粉或次微米級鍍銀銅粉。而且,第一混合物包含含量為90wt%至98wt%之類球型銀粉、含量為1wt%至9wt%之次微米級銅粉或次微米級鍍銀銅粉、以及含量為0.2wt%至1.2wt%之高分子型分散劑。膠體包含含量為2wt%至5wt%之玻璃粉,以及含量為0.1wt%至0.8wt%之離子型分散劑。
依據本發明之又一實施例,上述之導電金屬粉包含類球型銀粉、以及次微米級鍍銀銅粉或次微米級鍍銀鋁粉。而且,這些導電金屬粉更包含片狀銀粉。此外,第一混合物包含含量為83wt%至96wt%之類球型銀粉,含量為 1wt%至10wt%之次微米級鍍銀銅粉或次微米級鍍銀鋁粉、含量為1wt%至6wt%之片狀銀粉、以及含量為0.2wt%至1.2wt%之高分子型分散劑。膠體包含含量為2wt%至5wt%之玻璃粉、以及含量為0.1wt%至0.8wt%之離子型分散劑。
依據本發明之再一實施例,上述之導電金屬粉包含類球型銀粉、次微米級鍍銀鋁粉。而且,這些導電金屬粉更包含高比表面積片狀銀粉與奈米級銀粉。此外,第一混合物包含含量為79wt%至94wt%之類球型銀粉、含量為2wt%至7wt%之次微米級鍍銀鋁粉、含量為2wt%至7wt%之高比表面積片狀銀粉、含量為2wt%至7wt%之奈米級銀粉、以及含量為0.2wt%至1.2wt%之高分子型分散劑。膠體包含含量為2wt%至5wt%之玻璃粉、以及含量為0.1wt%至0.8wt%之離子型分散劑。
依據本發明之再一實施例,上述之有機載體之原料包含1wt%至5wt%之聚乙烯醇縮丁酫樹脂、2wt%至16wt%之乙基纖維素、2wt%至10wt%之流變性質助劑、16wt%至25wt%之二乙二醇單丁醚或16wt%至25wt%之二乙二醇單丁醚醋酸酯、以及具剩餘比例之含量的松油醇。
100‧‧‧方法
102‧‧‧步驟
104‧‧‧步驟
106‧‧‧步驟
108‧‧‧步驟
110‧‧‧步驟
112‧‧‧步驟
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之說明如下:第1圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種銀導電膠之製造方法的流程圖。
本發明提出一種低固含量銀導電膠,其可適用於製作太陽能電池之背面電極。其中,銀導電膠之固含量可低至40wt%。請參照第1圖,其係繪示依照本發明之一實施方式的一種銀導電膠之製造方法的流程圖。在本實施方式中,製作銀導電膠時,可先如方法100之步驟102所述,先提供許多的導電金屬粉。在一些實施例中,這些導電金屬粉可包含類球型銀粉,以及例如次微米級銅粉、次微米級鍍銀銅粉、次微米級鍍銀鋁粉、次微米級鍍銀鎳粉及/或次微米級鍍銀錫粉。在另一些實施例中,導電金屬粉可更進一步包含片狀銀粉、奈米銀粉及/或高比表面積片狀銀粉,以促進銀導電膠之燒結性。其中,高比表面積之片狀銀粉的比表面積大於或等於3m2/g。
在一實施例中,於提供導電金屬粉後,接下來可如步驟104所述,在常溫下,即約25℃下,利用高分子型分散劑來混合這些導電金屬粉,以形成第一混合物。此混合步驟104可使各種導電金屬粉末達到較佳的分散狀態。
接著,如步驟106所述,提供許多玻璃粉。在本實施方式中,玻璃粉較佳是採用無鉛、無鎘且無鉈的環保玻璃粉。在一實施例中,這些玻璃粉之中值粒徑可例如為0.4μm至1.0μm。此外,這些玻璃粉之軟化點冷卻溫度可例如為300℃至380℃。然後,在一實施例中,如步驟108所述,在常溫下,即約25℃下,利用離子型分散劑來混合這些玻璃粉,以形成第二混合物。此混合步驟108可使玻璃 粉達到較佳的分散狀態。
接下來,如步驟110所述,提供有機載體,並將第一混合物與第二混合物均勻地摻混於有機載體中,藉以形成膠體。在一實施例中,有機載體之原料可例如包含1wt%至5wt%之聚乙烯醇縮丁酫樹脂、2wt%至16wt%之乙基纖維素、2wt%至10wt%之流變性質助劑、16wt%至25wt%之二乙二醇單丁醚或16wt%至25wt%之二乙二醇單丁醚醋酸酯、以及具剩餘比例之含量的松油醇。在步驟110中,可在70℃至90℃的溫度下,進行有機載體之所有原料的攪拌與溶解處理,直至形成透明且均質的有機載體。在一示範例子中,可在85℃的溫度下,進行有機載體之所有原料的攪拌與溶解。
在本實施方式中,主要由導電金屬粉所組成第一混合物與主要由玻璃粉所組成之第二混合物的總重量含量稱為固含量。在一實施例之膠體中,第一混合物與第二混合物之總含量較佳可為40wt%至55wt%,而有機載體則具有剩餘之比例的含量。舉例而言,當第一混合物與第二混合物之總含量為45wt%,有機載體之含量則為55wt%。此外,在此膠體中,導電金屬粉對玻璃粉之比值較佳可例如為13.0至16.0。
然後,如步驟112所述,利用例如三滾筒機來研磨膠體,藉以形成所需之銀導電膠。在一實施例中,可將膠體研磨且分散至細度小於8μm。此外,可根據產品需求,而在研磨膠體時,添加增稠劑或稀釋劑,藉此調整銀導電 膠之黏度,以使銀導電膠之黏度符合所需。
在本實施方式中,利用其他非貴重金屬粉末,特別是表面鍍銀之非貴重金屬粉末,來取代部分之銀粉。因此,可在確保銀導電膠之導電性與拉力值的情況下,有效降低銀導電膠之銀粉的使用量,進而可大幅降低銀導電膠之製作成本。此外,導電金屬粉更可包含片狀銀粉及/或奈米銀粉,因而可增加銀導電膠經高溫燒結後所形成之電極和太陽能電池之矽基板之間的拉力值,並可提升太陽能電池之光電轉換效率,且與鍍錫銅條之軟銲性佳。此外,利用方法100所形成之銀導電膠不含鉛、鎘與鉈,為對環境友善的環保材料。
以下利用多個實施例與一比較例,來更具體說明利用本實施方式的技術內容與功效。
在實施例1中,導電金屬粉包含類球型銀粉,以及次微米級銅粉或次微米級鍍銀銅粉。依重量百分比準備導電金屬粉,此導電金屬粉包含含量為90wt%至98wt%之類球型銀粉、以及含量為1wt%至9wt%之次微米級銅粉或次微米級鍍銀銅粉。將這些導電金屬粉混合後,在常溫下,利用含量為0.2wt%至1.2wt%之高分子型分散劑來混合這些導電金屬粉,而形成第一混合物。因此,第一混合物包含含量為90wt%至98wt%之類球型銀粉、以及含量為1wt%至9wt%之次微米級銅粉或次微米級鍍銀銅粉等導電金屬粉,以及含量為0.2wt%至1.2wt%之高分子型分散劑。
接下來,依重量百分比準備無鉛、無鎘且無鉈的環 保玻璃粉。這些玻璃粉之中值粒徑可例如為0.4μm至1.0μm。此外,這些玻璃粉之軟化點冷卻溫度可例如為300℃至380℃。在常溫下,利用離子型分散劑來混合這些玻璃粉,而形成第二混合物。
接著,依重量百分比準備有機載體。在膠體中,此有機載體之原料包含1wt%至2wt%之聚乙烯醇縮丁酫樹脂、5wt%至12wt%之乙基纖維素、2wt%至8wt%之流變性質助劑、25wt%之二乙二醇單丁醚或25wt%之二乙二醇單丁醚醋酸酯、以及具剩餘比例之含量的松油醇。而後,將這些原料裝入混拌容器中,在例如85℃的溫度下,攪拌與溶解這些原料,直至形成透明且均質的有機載體。
然後,依重量百分比,先提供第一混合物與第二混合物,再加入有機載體,並將第一混合物、第二混合物與有機載體放入混拌槽內。將這些原料在混拌槽內均勻攪拌30分鐘至50分鐘,以使第一混合物與第二混合物均勻摻混於有機載體中,而形成膠體。在此實施例之膠體中,第一混合物之含量為54wt%至58wt%,玻璃粉的含量可為2wt%至5wt%,且離子型分散劑的含量為0.1wt%至0.8wt%,導電金屬粉對玻璃粉之比值為13.0至16.0。而且,第一混合物與第二混合物之總含量為60wt%,有機載體具有剩餘之比例的含量。
接著,利用三滾筒機研磨並分散膠體,使膠體的細度小於8μm。而後,根據產品需求,再適度添加增稠劑或稀釋劑來調整銀導電膠之黏度,即可製得所需之銀導電膠。
利用網版印刷方式將所製得之銀導電膠塗覆於156mm×156mm之多晶矽晶片(裸片厚度為180μm。)上。並且,將網印的濕膜重控制在60μg/mm2,且利用紅外線加熱爐以250℃至300℃的溫度烘乾。接下來,塗覆背面鋁膠與正面銀導電膠,並利用紅外線加熱爐以780℃至840℃的溫度快速燒結。經處理後所得之背面銀電極的厚度為6μm至10μm,軟銲後之拉力值為1.8N/mm。與不添加銅粉與鍍銀銅粉的對照組相較之下,拉力值增加了0.3N/mm,且銀導電膠之成本可下降8%至10%。
在實施例2中,導電金屬粉包含類球型銀粉與片狀銀粉,以及次微米級鍍銀銅粉或次微米級鍍銀鋁粉。依重量百分比準備導電金屬粉,此導電金屬粉包含含量為83wt%至96wt%之類球型銀粉、含量為1wt%至10wt%之次微米級鍍銀銅粉或次微米級鍍銀鋁粉以及含量為1wt%至6wt%之片狀銀粉。將這些導電金屬粉混合後,在常溫下,利用含量為0.2wt%至1.2wt%之高分子型分散劑來混合這些導電金屬粉,而形成第一混合物。因此,第一混合物包含含量為83wt%至96wt%之類球型銀粉、含量為1wt%至10wt%之次微米級鍍銀銅粉或次微米級鍍銀鋁粉、以及含量為1wt%至6wt%之片狀銀粉等導電金屬粉,以及含量為0.2wt%至1.2wt%之高分子型分散劑。
接下來,依重量百分比準備無鉛、無鎘且無鉈的環保玻璃粉。這些玻璃粉之中值粒徑可例如為0.4μm至1.0μm。此外,這些玻璃粉之軟化點冷卻溫度可例如為300℃ 至380℃。在常溫下,利用離子型分散劑來混合這些玻璃粉,而形成第二混合物。
接著,依重量百分比準備有機載體。在膠體中,此有機載體之原料包含2wt%至4wt%之聚乙烯醇縮丁酫樹脂、6wt%至14wt%之乙基纖維素、2wt%至8wt%之流變性質助劑、20wt%之二乙二醇單丁醚或20wt%之二乙二醇單丁醚醋酸酯、以及具剩餘比例之含量的松油醇。而後,將這些原料裝入混拌容器中,在例如85℃的溫度下,攪拌與溶解這些原料,直至形成透明且均質的有機載體。
然後,依重量百分比,先提供第一混合物與第二混合物,再加入有機載體,並將第一混合物、第二混合物與有機載體放入混拌槽內。將這些原料在混拌槽內均勻攪拌30分鐘至50分鐘,以使第一混合物與第二混合物均勻摻混於有機載體中,而形成膠體。在此實施例之膠體中,第一混合物之含量為50wt%至55wt%,玻璃粉的含量可為2wt%至5wt%,且離子型分散劑的含量為0.1wt%至0.8wt%,導電金屬粉對玻璃粉之比值為13.0至16.0。而且,第一混合物與第二混合物之總含量為55wt%,有機載體具有剩餘之比例的含量。
接著,利用三滾筒機研磨並分散膠體,使膠體的細度小於8μm。而後,根據產品需求,再適度添加增稠劑或稀釋劑來調整銀導電膠之黏度,即可製得所需之銀導電膠。
利用網版印刷方式將所製得之銀導電膠塗覆於156mm×156mm之多晶矽晶片(裸片厚度為180μm。)上。 並且,將網印的濕膜重控制在55μg/mm2至65μg/mm2,且利用紅外線加熱爐以250℃至300℃的溫度烘乾。接下來,塗覆背面鋁膠與正面銀導電膠,並利用紅外線加熱爐以780℃至840℃的溫度快速燒結。經處理後所得之背面銀電極的厚度為4μm至8μm,軟銲後之拉力值為1.5N/mm。與不添加鍍銀銅粉與鍍銀鋁粉的對照組相較之下,拉力值增加了0.3N/mm,且銀導電膠之成本可下降8%至10%。
在實施例3中,導電金屬粉包含類球型銀粉、高比表面積片狀銀粉與奈米級銀粉,以及次微米級鍍銀鋁粉。依重量百分比準備導電金屬粉,此導電金屬粉包含含量為79wt%至94wt%之類球型銀粉、含量為2wt%至7wt%之次微米級鍍銀鋁粉、含量為2wt%至7wt%之高比表面積片狀銀粉、以及含量為2wt%至7wt%之奈米級銀粉。將這些導電金屬粉混合後,在常溫下,利用含量為0.2wt%至1.2wt%之高分子型分散劑來混合這些導電金屬粉,而形成第一混合物。因此,第一混合物包含含量為79wt%至94wt%之類球型銀粉、含量為2wt%至7wt%之次微米級鍍銀鋁粉、含量為2wt%至7wt%之高比表面積片狀銀粉、以及含量為2wt%至7wt%之奈米級銀粉等導電金屬粉,以及含量為0.2wt%至1.2wt%之高分子型分散劑。
接下來,依重量百分比準備無鉛、無鎘且無鉈的環保玻璃粉。這些玻璃粉之中值粒徑可例如為0.2μm至0.8μm。此外,這些玻璃粉之軟化點冷卻溫度可例如為280℃至350℃。在常溫下,利用離子型分散劑來混合這些玻璃 粉,而形成第二混合物。
接著,依重量百分比準備有機載體。在膠體中,此有機載體之原料包含3wt%至5wt%之聚乙烯醇縮丁酫樹脂、6wt%至16wt%之乙基纖維素、2wt%至10wt%之流變性質助劑、16wt%之二乙二醇單丁醚或16wt%之二乙二醇單丁醚醋酸酯、以及具剩餘比例之含量的松油醇。而後,將這些原料裝入混拌容器中,在例如85℃的溫度下,攪拌與溶解這些原料,直至形成透明且均質的有機載體。
然後,依重量百分比,先提供第一混合物與第二混合物,再加入有機載體,並將第一混合物、第二混合物與有機載體放入混拌槽內。將這些原料在混拌槽內均勻攪拌30分鐘至50分鐘,以使第一混合物與第二混合物均勻摻混於有機載體中,而形成膠體。在此實施例之膠體中,第一混合物之含量為45wt%至50wt%,玻璃粉的含量可為2wt%至5wt%,且離子型分散劑的含量為0.1wt%至0.8wt%,導電金屬粉對玻璃粉之比值為13.0至16.0。而且,第一混合物與第二混合物之總含量為50wt%,有機載體具有剩餘之比例的含量。
接著,利用三滾筒機研磨並分散膠體,使膠體的細度小於8μm。而後,根據產品需求,再適度添加增稠劑或稀釋劑來調整銀導電膠之黏度,即可製得所需之銀導電膠。
利用網版印刷方式將所製得之銀導電膠塗覆於156mm×156mm之多晶矽晶片(裸片厚度為180μm。)上。並且,將網印的濕膜重控制在50μg/mm2至60μg/mm2, 且利用紅外線加熱爐以250℃至300℃的溫度烘乾。接下來,塗覆背面鋁膠與正面銀導電膠,並利用紅外線加熱爐以780℃至840℃的溫度快速燒結。經處理後所得之背面銀電極的厚度為4μm至6μm,軟銲後之拉力值為1.2N/mm。與不添加鍍銀鋁粉、高比表面積片狀銀粉與奈米級銀粉的對照組相較之下,拉力值增加了0.3N/mm,且銀導電膠之成本可下降10%。
在比較例中,導電金屬粉包含含量為99.5wt%之類類球型或片狀銀粉。將這些導電金屬粉混合後,在常溫下,利用含量為0.5wt%之高分子型分散劑來混合這些導電金屬粉,而形成第一混合物。
接下來,準備無鉛、無鎘且無鉈的環保玻璃粉。這些玻璃粉之中值粒徑可例如為0.4μm至1.0μm。此外,這些玻璃粉之軟化點冷卻溫度可例如為300℃至380℃。在常溫下,利用離子型分散劑來混合這些玻璃粉,而形成第二混合物。
接著,依重量百分比準備有機載體。此有機載體之原料包含5wt%至12wt%之乙基纖維素、5wt%至18wt%之流變性質助劑、以及具剩餘比例之含量的松油醇。而後,將這些原料裝入混拌容器中,在例如50℃的溫度下,攪拌與溶解這些原料,直至形成透明且均質的有機載體。
然後,依重量百分比,先提供第一混合物與第二混合物,再加入有機載體,並將第一混合物、第二混合物與有機載體放入混拌槽內。將這些原料在混拌槽內均勻攪拌 40分鐘,以使第一混合物與第二混合物均勻摻混於有機載體中,而形成膠體。在此實施例之膠體中,第一混合物之含量為50wt%至52wt%,玻璃粉的含量為3wt%至5wt%,且離子型分散劑的含量為0.1wt%至0.8wt%。而且,第一混合物與第二混合物之總含量為55wt%,有機載體具有剩餘之比例的含量。
接著,利用三滾筒機研磨並分散膠體,使膠體的細度小於10μm。而後,根據產品需求,再適度添加增稠劑或稀釋劑來調整銀導電膠之黏度,即可製得所需之銀導電膠。
利用網版印刷方式將所製得之銀導電膠塗覆於156mm×156mm之多晶矽晶片(裸片厚度為180μm。)上。並且,將網印的濕膜重控制在55μg/mm2至65μg/mm2,且利用紅外線加熱爐以250℃至300℃的溫度烘乾。接下來,塗覆背面鋁膠與正面銀導電膠,並利用紅外線加熱爐以780℃至840℃的溫度快速燒結。經處理後所得之背面銀電極的厚度為4μm至8μm,軟銲後之拉力值為1.2N/mm。
由上述之實施方式可知,本發明之一優點就是因為本發明之銀導電膠的製造方法藉由添加適當的非貴重金屬粉末,例如銅粉、鍍銀銅粉、鍍銀鋁粉、鍍銀鎳粉或鍍銀錫粉,來當作導電性功能材料。藉此,可在兼顧銀導電膠的導電性下,降低銀含量的比例。因此,不僅可確保太陽能電池之背面電極之導電性,而可使太陽能電池具有優良的光轉換效率,且更可有效降低銀導電膠之價格。
由上述之實施方式可知,本發明之另一優點就是因為本發明之銀導電膠的製造方法所製成之銀導電膠應用來製作太陽能電池之背面電極時,可增強背面電極對矽基板之附著力,且可增進背面電極與鍍錫銅條之間的軟銲性。因此,可提高背面電極與矽基板之間的拉力值與太陽能電池之光轉換效率。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何在此技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧方法
102‧‧‧步驟
104‧‧‧步驟
106‧‧‧步驟
108‧‧‧步驟
110‧‧‧步驟
112‧‧‧步驟

Claims (17)

  1. 一種銀導電膠之製造方法,包含:提供複數個導電金屬粉,其中該些導電金屬粉包含類球型銀粉,以及次微米級銅粉、次微米級鍍銀銅粉、次微米級鍍銀鋁粉、次微米級鍍銀鎳粉及/或次微米級鍍銀錫粉;在常溫下,利用一高分子型分散劑混合該些導電金屬粉,以形成一第一混合物;提供複數個玻璃粉;在常溫下,利用一離子型分散劑混合該些玻璃粉,以形成一第二混合物;提供一有機載體;將該第一混合物與該第二混合物均勻摻混於該有機載體中,以形成一膠體,其中在該膠體中,該第一混合物與該第二混合物之總含量為40wt%至55wt%,該有機載體具有剩餘之比例的含量,且該些導電金屬粉對該些玻璃粉之比值為13.0至16.0;以及研磨該膠體,以形成該銀導電膠。
  2. 如請求項1所述之銀導電膠之製造方法,其中該些玻璃粉之中值粒徑為0.4μm至1.0μm
  3. 如請求項1所述之銀導電膠之製造方法,其中該些導電金屬粉包含該類球型銀粉、以及該次微米級銅粉或該次微米級鍍銀銅粉,且該第一混合物包含含量為90wt%至98wt%之該類球型銀粉、含量為1wt%至9wt%之該次微米級銅粉或該次微米級 鍍銀銅粉、以及含量為0.2wt%至1.2wt%之該高分子型分散劑;以及該膠體包含含量為2wt%至5wt%之該些玻璃粉,以及含量為0.1wt%至0.8wt%之該離子型分散劑。
  4. 如請求項1所述之銀導電膠之製造方法,其中該些導電金屬粉包含該類球型銀粉、以及該次微米級鍍銀銅粉或該次微米級鍍銀鋁粉,且該些導電金屬粉更包含片狀銀粉,而該第一混合物包含含量為83wt%至96wt%之該類球型銀粉,含量為1wt%至10wt%之該次微米級鍍銀銅粉或該次微米級鍍銀鋁粉、含量為1wt%至6wt%之該片狀銀粉、以及含量為0.2wt%至1.2wt%之該高分子型分散劑;以及該膠體包含含量為2wt%至5wt%之該些玻璃粉、以及含量為0.1wt%至0.8wt%之該離子型分散劑。
  5. 如請求項1所述之銀導電膠之製造方法,其中該些導電金屬粉包含該類球型銀粉、該次微米級鍍銀鋁粉,且該些導電金屬粉更包含高比表面積片狀銀粉與奈米級銀粉,而該第一混合物包含含量為79wt%至94wt%之該類球型銀粉、含量為2wt%至7wt%之該次微米級鍍銀鋁粉、含量為2wt%至7wt%之該高比表面積片狀銀粉、含量為2wt%至7wt%之該奈米級銀粉、以及含量為0.2wt%至1.2wt%之該高分子型分散劑;以及該膠體包含含量為2wt%至5wt%之該些玻璃粉、以及含量為0.1wt%至0.8wt%之該離子型分散劑。
  6. 如請求項1所述之銀導電膠之製造方法,其中該些玻璃粉之軟化點冷卻溫度為300℃至380℃。
  7. 如請求項1所述之銀導電膠之製造方法,其中該有機載體之原料包含1wt%至5wt%之聚乙烯醇縮丁酫樹脂、2wt%至16wt%之乙基纖維素、2wt%至10wt%之流變性質助劑、16wt%至25wt%之二乙二醇單丁醚或16wt%至25wt%之二乙二醇單丁醚醋酸酯、以及具剩餘比例之含量的松油醇。
  8. 如請求項1所述之銀導電膠之製造方法,其中提供該有機載體之步驟包含在70℃至90℃的溫度下,進行該有機載體之原料的攪拌與溶解處理。
  9. 如請求項1所述之銀導電膠之製造方法,其中研磨該膠體之步驟包含將該膠體分散至細度小於8μm。
  10. 如請求項1所述之銀導電膠之製造方法,其中研磨該膠體之步驟包含添加增稠劑或稀釋劑來調整該膠體之黏度。
  11. 如請求項1所述之銀導電膠之製造方法,其中研磨該膠體之步驟係利用三滾筒機。
  12. 一種銀導電膠,包含:一第一混合物,其中該第一混合物包含複數個導電金屬 粉以及一高分子型分散劑,且該些導電金屬粉包含類球型銀粉,以及次微米級銅粉、次微米級鍍銀銅粉、次微米級鍍銀鋁粉、次微米級鍍銀鎳粉及/或次微米級鍍銀錫粉;一第二混合物,其中該第二混合物包含複數個玻璃粉以及一離子型分散劑;以及一有機載體,其中該第一混合物與該第二混合物均勻摻混於該有機載體中,而形成一膠體,其中在該膠體中,該第一混合物與該第二混合物之總含量為40wt%至55wt%,該有機載體具有剩餘之比例的含量,且該些導電金屬粉對該些玻璃粉之比值為13.0至16.0。
  13. 如請求項12所述之銀導電膠,其中該些玻璃粉之中值粒徑為0.4μm至1.0μm。
  14. 如請求項12所述之銀導電膠,其中該些導電金屬粉包含該類球型銀粉、以及該次微米級銅粉或該次微米級鍍銀銅粉,且該第一混合物包含含量為90wt%至98wt%之該類球型銀粉、含量為1wt%至9wt%之該次微米級銅粉或該次微米級鍍銀銅粉、以及含量為0.2wt%至1.2wt%之該高分子型分散劑;以及該膠體包含含量為2wt%至5wt%之該些玻璃粉,以及含量為0.1wt%至0.8wt%之該離子型分散劑。
  15. 如請求項12所述之銀導電膠,其中該些導電金屬粉包含該類球型銀粉、以及該次微米級鍍銀銅粉或該次微米 級鍍銀鋁粉,且該些導電金屬粉更包含片狀銀粉,而該第一混合物包含含量為83wt%至96wt%之該類球型銀粉,含量為1wt%至10wt%之該次微米級鍍銀銅粉或該次微米級鍍銀鋁粉、含量為1wt%至6wt%之該片狀銀粉、以及含量為0.2wt%至1.2wt%之該高分子型分散劑;以及該膠體包含含量為2wt%至5wt%之該些玻璃粉、以及含量為0.1wt%至0.8wt%之該離子型分散劑。
  16. 如請求項12所述之銀導電膠,其中該些導電金屬粉包含該類球型銀粉、該次微米級鍍銀鋁粉,且該些導電金屬粉更包含高比表面積片狀銀粉與奈米級銀粉,而該第一混合物包含含量為79wt%至94wt%之該類球型銀粉、含量為2wt%至7wt%之該次微米級鍍銀鋁粉、含量為2wt%至7wt%之該高比表面積片狀銀粉、含量為2wt%至7wt%之該奈米級銀粉、以及含量為0.2wt%至1.2wt%之該高分子型分散劑;以及該膠體包含含量為2wt%至5wt%之該些玻璃粉、以及含量為0.1wt%至0.8wt%之該離子型分散劑。
  17. 如請求項12所述之銀導電膠,其中該有機載體之原料包含1wt%至5wt%之聚乙烯醇縮丁酫樹脂、2wt%至16wt%之乙基纖維素、2wt%至10wt%之流變性質助劑、16wt%至25wt%之二乙二醇單丁醚或16wt%至25wt%之二乙二醇單丁醚醋酸酯、以及具剩餘比例之含量的松油醇。
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