TW202407041A - 快速固化之可撓導電性單組分型(1k)環氧樹脂黏著劑組合物 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種導電組合物,其包含:a)該組合物之總重量之5至25重量%之環脂族環氧樹脂;b)該組合物之總重量之0.05至10重量%之乙烯醚;c)該組合物之總重量之0.1至0.45重量%之鎓鹽;d)該組合物之總重量之0.01至10重量%之自由基引發劑;e)該組合物之總重量之45至85重量%之導電性粒子;及f)該組合物之總重量之0.1至10重量%之有機溶劑。該組合物可在電子應用中用作黏著劑,尤其在疊瓦模組光伏打應用中用作黏著劑。
Description
本發明係關於快速固化之可撓導電性單組分(1k)環氧樹脂黏著劑組合物。該組合物適用於在電子應用中用作黏著劑,尤其適用於在疊瓦模組光伏打應用中用作黏著劑。
太陽電池或光伏打電池為一種藉由光伏打效應將光能直接轉換成電的電裝置。太陽電池為光伏打模組之結構單元(building block),亦稱為太陽電池板。
如圖1中所繪示,現今生產之大部分太陽電池(1)由結晶矽晶圓組成,金屬觸點-母線(busbar) (2)及指形線(3)均印刷於該等結晶矽晶圓上,該等觸點用於收集由電池產生之電流。
僅出於說明之目的,圖1a繪示具有三條母線(2)之基本的太陽電池組態,且圖1b繪示具有四條母線(2)之基本的太陽電池組態。
筆直、平行且等間隔的細指形線(3)之陣列覆蓋各個別矽太陽電池(1)之光接收表面的一小部分。此等指形線(3)降低光電流之電阻且提供較低電流損耗。此外,指形線(3)自矽太陽電池表面收集電流且經由母線(2)將其轉移至焊片帶(tabbing ribbon) (5),如圖2中所繪示,該等母線為電流傳導線。母線(2)安置成彼此平行,間隔相等,且與指形線(3)陣列正交。焊片帶(5)焊接至母線之表面且促進電流自所連接之矽太陽電池向前轉移至另一矽太陽電池、轉移至蓄電池或轉移至太陽光逆變器。
母線(2)及指形線(3)習知地均由高溫燒製糊或低溫非燒製型糊(用於熱敏性太陽電池,諸如異質接面(HJT或HIT)或串聯(鈣鈦礦類)太陽電池)構成,且通常利用一或兩個階段的印刷製程實現,該製程在太陽電池上且沿著太陽電池鋪設此等金屬觸點:使用兩個連續印刷階段有利於母線及指形線分別使用不同的材料,以及反映了需要以比指形線更細的寬度印刷母線。當在兩個連續階段中印刷前側柵格時,通常首先印刷及乾燥指形線(3)且將母線(2)印刷於指形線上方。雖然單個印刷步驟將導致母線及指形線之高度類似,但在兩階段印刷中,為了確保指形線與母線之間的接觸,且由於兩個圖案之間可能存在未對準,所以需要兩個圖案之間存在重疊。在指形線及母線之重疊區域中,高度將不同於僅印刷指形線或母線之區域。
當帶(5)藉助於焊接製程附接至母線(2)時,彼等帶(5)由此安置於母線之頂部上,且在安置於太陽電池前部時,造成陰影區域在太陽電池上方延伸:此陰影與實際上由母線本身覆蓋的太陽電池之表面區域一起導致光伏打模組之效率降低。
與此類太陽電池結構相關之其他問題包括:由於高電流穿過具有較小橫截面之帶(5)產生的電阻損耗;帶(5)及矽晶圓之不同熱收縮導致的金屬化及矽中之高應力;及由於焊接製程中之熱及壓力之局部作用引起的矽晶圓中之應力及微裂縫,此阻礙了更薄晶圓的開發。
由於此等問題,已提出新的太陽能模組概念,其利用新的互連技術及新的太陽電池類型:舉例而言,可提及無母線電池上的多線互連及與背接觸電池的導電背板互連。然而,本發明更特定地關於使用導電性黏著劑代替焊接,及串聯連接的電池模組結構,尤其是疊瓦式電池模組結構。
在圖3所繪示的疊瓦式電池模組結構中,展示形狀呈矩形或基本上呈矩形的太陽能條帶。長邊之長度通常對應於標準太陽能晶圓之邊長(過去為156 mm,但當前的尺寸不斷增加,甚至長達210 mm),且短邊之長度僅為數公分。此類太陽電池條帶已由標準尺寸的加工裝置(諸如但不限於156 mm×156 mm裝置)切割或分割,在切割或分割製程期間應適當注意以避免裂縫及類似的結構失效。電池具有沿著長邊的母線或多列互連焊墊,一者位於正面且一者位於背面。為了產生電池串,施加互連材料以使電池之背面母線與相鄰電池之正面母線連接。電池彼此稍微重疊,使得正面母線被相鄰電池之邊緣區域覆蓋,宛如屋頂上之疊瓦。考慮到:i)相較於習知模組,電池之間不存在間距;ii)經正面母線遮蔽之電池區域被另一電池之有效區域覆蓋;及iii)覆蓋電池正面之帶不造成遮蔽,因此由此疊瓦結構得到的模組具有極高的有效面積與總面積比率,從而原則上達成極高的模組效率。
給定串中之鄰接電池利用導電性材料(4)在太陽電池之重疊部分彼此接合,該導電性材料可以不同模式沈積。導電性黏著劑(ECA)用作將太陽電池接合在一起之材料,其優點在於,黏著劑克服了由於光伏打總成中使用的不同材料之間的熱膨脹係數(CTE)不匹配而積累的機械應力。
導電性黏著劑(ECA)為高度填充材料,其典型特徵在於,具有至少40 wt.%及大多時候大於60 wt.%或甚至80 wt.%之導電性填料粒子,以確保多條滲濾路徑且提供良好導電性及較低接觸電阻。令人遺憾的是,導電性填料粒子不能提供強化特性且不促成材料黏結。因此,導電性黏著劑之內部機械強度與不具有填料之相同材料相比差得多。
應認識到,光伏打模組在其壽命週期期間經歷溫度變化及高機械應力。儘管此等因素對光伏打模組之壽命具有負面影響,但其亦對用於將組成性太陽能及/或光伏打電池接合在一起之導電性黏著劑之熱機械特性提出要求:黏著劑應克服由於光伏打總成中使用的不同材料之間的熱膨脹係數(CTE)不匹配而積累的機械應力;且黏著劑之聚合物基質在該模組之操作範圍內應不宜超過其玻璃轉移溫度(Tg),使得其在強負溫度(-10℃及更低)下處於玻璃態、脆性態。
除所獲得之固化黏著劑之特性以外,黏著劑之固化概況亦具有極大意義。重要的是:黏著劑在室溫下之存放期係實用的;固化時間在不會對電子組件及金屬化特徵產生有害影響的溫度下係實用的;較快固化速度與較低固化溫度相結合,使得能夠在製造組裝部件時達成高通量;黏著劑在用於大量製造之工業製程中係可適用的(較佳為可分配的或可印刷的)且可固化的;及黏著劑自組成性接合點之滲出量係可忽略的。
文獻中所描述之組合物通常為較硬的、導電性較差的或具有較差的黏著性。熱固性環氧樹脂之優點在於,其可在極硬至極可撓性材料之間變化,但若黏著劑過於可撓,則難以保持與太陽電池的穩定電接觸,且在-40℃與85℃之間的熱循環期間及/或在較高濕度環境(85%濕度)中在85℃下的老化期間,黏著劑與太陽能的接觸電阻往往會增加。然而,典型的導電性環氧樹脂需要相對較長固化時間以產生足夠黏著力,且其可能由於過硬而不能經受住熱可靠性測試。
因此,需要一種黏著劑組合物,其提供較快固化速度及較低固化溫度,以便在製造組裝部件時達成高通量,同時提供可撓性及吸收機械應力之能力,以確保電子組件或裝置之長期可靠性效能。
本發明係關於一種導電組合物,其包含:a)組合物之總重量之5至25重量%之環脂族環氧樹脂;b)組合物之總重量之0.05至10重量%之乙烯醚;c)組合物之總重量之0.1至0.45重量%之鎓鹽;d)組合物之總重量之0.01至10重量%之自由基引發劑;e)組合物之總重量之45至85重量%之導電性粒子;及f)組合物之總重量之0.1至10重量%之有機溶劑。
本發明亦涵蓋根據本發明之導電性組合物之固化產物。
本發明係關於根據本發明之導電性組合物在電子應用中用作黏著劑,較佳在疊瓦模組光伏打應用中用作黏著劑的用途。
本發明亦關於一種光伏打模組,其包含呈疊瓦圖案之串聯連接之兩個或更多個太陽電池串,在該等兩個或更多個太陽電池之間具有導電性接合,其中該導電性接合係用根據本發明之導電性組合物或固化產物形成的。
本發明更詳細地描述於以下段落中。除非相反地清楚指示,否則如此描述之各態樣可與一或多個任何其他態樣組合。特定言之,指示為較佳或有利之任何特徵可與指示為較佳或有利之一或多個任何其他特徵組合。
在本發明之上下文中,除非上下文另外規定,否則所使用之術語根據以下定義加以解釋。
除非上下文另外清楚地規定,否則如本文所使用之單數形式「一(a/an)」及「該」包括單數個及複數個參照物。
如本文所用之術語「包含(comprising/comprises/comprised of)」與「包括(including/includes)」或「含有(containing/contains)」同義,且係包含性的或開放式的,且不排除額外的未列舉的成員、要素或方法步驟。
如本文所使用,術語「
由 . .. 組成」排除未指定之任何要素、成分、成員或方法步驟。
在本文中頻繁使用字語「
較佳的」、「
較佳地」、「
期望地」及「
尤其地」,以指在某些情況下可提供特定益處的本發明之實施例。然而,一或多個較佳的(preferable/preferred)、期望的或特定的實施例之敍述並不暗示其他實施例不適用且並不意欲自本發明之範疇排除彼等其他實施例。
如本申請案中通篇所使用之字語「
可」係在允許之意義上(亦即意謂有可能)而非在強制之意義上使用。
數值端點之列舉包括包含於各別範圍內之所有數字及分數,以及所述端點。
除非另外指明,否則本文提及之所有百分比、份數、比例及其類似者均以重量計。
當以範圍、較佳範圍或較佳上限值及較佳下限值之形式表示量、濃度或其他值或參數時,應瞭解在不考慮所獲得之範圍是否清楚地在上下文中提及之情況下,特定揭示藉由將任何上限或較佳值與任何下限或較佳值組合所獲得之任何範圍。
如本文所用,術語「
單組分 (1K) 組合物」係指如下一種組合物,其中:在組合物儲存期間,組合物組分全部混合在一起,但組合物之特性(包括黏度)在儲存時間內保持足夠一致,以允許之後成功利用組合物。
「
二組分 (2K) 組合物」應理解為其中第一組分/部分及第二組分/部分由於其(高)反應性而必須儲存於單獨的容器中的組合物。兩種組分/部分僅在即將應用前混合且隨後通常在無額外活化之情況下反應,形成鍵,且藉此形成聚合網狀物。在本文中,可應用較高溫度以便促進交聯反應。
如本文所用,術語「快速固化」係指快速固化之時間,通常在約120-200℃下為10-60秒。
在本說明書中所引用之所有參考文獻均以全文引用之方式併入本文中。
除非另外定義,否則用於揭示本發明之所有術語(包括技術及科學術語)均具有如本發明所屬領域之一般熟習此項技術者通常所理解的意義。藉助於進一步引導,包括術語定義以更好地理解本發明之教示內容。
本發明係關於一種導電組合物,其包含:a)組合物之總重量之5至25重量%之環脂族環氧樹脂;b)組合物之總重量之0.05至10重量%之乙烯醚;c)組合物之總重量之0.1至0.45重量%之鎓鹽;d)組合物之總重量之0.01至10重量%之自由基引發劑;e)組合物之總重量之45至85重量%之導電性粒子;及f)組合物之總重量之0.1至10重量%之有機溶劑。
根據本發明之組合物為一種快速固化之導電性環氧樹脂黏著劑,其對於矽太陽電池之金屬化部件具有較低電接觸電阻、較低體積電阻率、較高可撓性且對矽太陽電池之金屬化部件具有較大黏著力。
根據本發明之導電性組合物包含環脂族環氧樹脂。使用環脂族環氧樹脂係因為含有一個環氧環己烷環之樹脂比芳族環氧樹脂或脂族環氧樹脂固化得更快。
適合之環脂族環氧樹脂含有至少一個環氧環己烷環,且較佳選自由以下組成之群:雙(7-氧雜雙環[4.1.0]庚-3-基甲基)己二酸酯、3,4-環氧環己基甲酸(3',4'-環氧環己烷)甲基酯、丙烯酸7-氧雜雙環[4.1.0]庚-3-基甲基酯、3,4-環氧環己烷甲酸甲酯、環己烷-1,2-二甲酸雙(環氧乙烷-2-基甲基)酯及其混合物,較佳選自由以下組成之群:雙(7-氧雜雙環[4.1.0]庚-3-基甲基)己二酸酯、3,4-環氧環己基甲酸(3',4'-環氧環己烷)甲基酯及其混合物。
上文所列之環脂族環氧樹脂由於其快速固化之特性而為較佳的。
適用於本發明之市售環脂族環氧樹脂包括但不限於來自Daicel公司之Celloxide 2021P及來自IGM Resins之Omnilane OC 3005。
根據本發明之導電性組合物包含組合物之總重量之5至25重量%,較佳組合物之總重量之8至20重量%且更佳11至19重量%之環脂族環氧樹脂。
上述範圍係較佳的,因為小於5%之環脂族環氧樹脂可意味著組合物中缺少黏合劑,而大於25%可導致聚合物過硬。
根據本發明之導電性組合物包含乙烯醚。組合物中需要乙烯基醚,因為其能夠在低溫下獲得快速固化。
較佳的是,乙烯醚為脂族乙烯醚,更佳選自由以下組成之群:4-羥丁基乙烯醚、二乙二醇二乙烯醚、環己烷-二甲醇二乙烯醚、十二烷基乙烯醚、環己基二乙烯醚、2-乙基己基乙烯醚、二丙二醇二乙烯醚、己二醇二乙烯醚、十八烷基乙烯醚、丁二醇二乙烯醚、三乙二醇二乙烯醚及其混合物,較佳選自由以下組成之群:4-羥丁基乙烯醚、二乙二醇二乙烯醚及其混合物。
上述乙烯醚係較佳的,因為其為富含電子之乙烯醚,且其與自由基快速反應。
適用於本發明之市售乙烯醚包括但不限於來自BASF之4-羥丁基乙烯醚及二乙二醇二乙烯醚。
乙烯醚以組合物之總重量之0.05至10重量%、較佳0.1至5%且更佳0.25至2%存在。
上述範圍係較佳的,因為小於0.05%之乙烯醚可能不會在較低溫度下引起快速固化,而大於10%可導致釋氣。
根據本發明之導電性組合物包含鎓鹽。鎓鹽係較佳的,因為與其他光引發劑相比,自由基加成中間物以較佳方式與鎓鹽反應。
適用於本發明之鎓鹽包括錪鎓鹽、鋶鹽、重氮鹽、銨鹽或彼等鹽之混合物。
在一個實施例中,鎓鹽為具有下式之錪鎓鹽
其中R獨立地選自苯基、鹵苯基(例如氯苯基)及C1-C20烷基苯基(例如十二烷基苯基),X為任何適合之相對陰離子,例如鹵素陰離子、CF
3SO
3 -、C
6H
5SO
3 -、NO
3 -、AsF
6 -、SbF
6 -、FeCl
4 -、SbCl
6 -、BF
4 -、PF
6 -及(C
6F
5)B
-。
鎓鹽較佳選自由以下組成之群:異丙苯基甲苯基錪鎓肆(五氟苯基)硼酸鹽、[4-(乙醯氧基)苯基]甲基(苯基甲基)鋶六氟磷酸鹽、(4-羥苯基甲基(1-萘基甲基)鋶六氟磷酸鹽、4-(乙醯氧基苯基)苯甲基(甲基)鋶、肆(五氟苯基)硼酸鹽及其混合物,更佳鎓鹽係異丙苯基甲苯基錪鎓肆(五氟苯基)硼酸鹽。
上述鎓鹽係較佳的,因為與其他光引發劑相比,其利用自由基加成中間物固化最快。
適用於本發明之市售鎓鹽包括但不限於來自Elkem之Bluesil PI 2074。
根據本發明之組合物包含組合物之總重量之0.1至0.45重量%、較佳0.15至0.4重量%且更佳0.15至0.3重量%之鎓鹽。
上述範圍係較佳的,因為小於0.1%之鎓鹽可導致反應將不繼續進行,而多於0.45%可不提供任何其他益處但增加成本。
根據本發明之導電性組合物包含自由基引發劑。適用於本發明之自由基引發劑為過氧化物,較佳為有機過氧化物。
在本發明之一個實施例中,自由基引發劑包含至少一種過氧化物化合物或由其組成,該過氧化物化合物由下式表示:
RpOORq
其中:Rp為含有至多18個碳原子之脂族或芳族基團,且Rq為H或含有至多18個碳之脂族或芳族基團,且較佳地其中:Rp及Rq為C1-C12烷基、C6-C18芳基或C7-C18芳烷基。
自由基引發劑較佳選自由以下組成之群:氫過氧化異丙苯(CHP)、氫過氧化對薄荷烷、氫過氧化三級丁基(TBH)、過苯甲酸三級丁酯、過氧特戊酸三級丁酯、過氧化二-三級丁基、過氧乙酸三級丁酯、過氧-2-己酸三級丁酯、氫過氧化三級戊基、氫過氧化1,2,3,4-四甲基丁基、過氧化苯甲醯基、過氧化二苯甲醯基、1,3-雙(三級丁基過氧異丙基)苯、過氧化二乙醯基、4,4-雙(三級丁基過氧)戊酸丁酯、過氧化對氯苯甲醯基、過氧化三級丁基異丙苯基、過氧化二-三級丁基、過氧化二異丙苯基、過氧化二(十二醯基)、2,5-二甲基-2,5-二-三級丁基過氧己烷、2,5-二甲基-2,5-二-三級丁基-過氧己-3-炔、及4-甲基-2,2-二-三級丁基過氧戊烷、過氧化新癸酸三級丁酯及其混合物,自由基引發劑較佳為過氧化新癸酸三級丁酯。
此等較佳過氧化物化合物類自由基引發劑在概況、固化速度、黏著力及電特性之間提供理想平衡。
適用於本發明之市售自由基引發劑包括但不限於來自Arkema之Luperox DCP、Luperox P及Luperox 10。
根據本發明之組合物包含組合物總重量之0.01至10重量%、較佳0.02至5重量%且更佳0.05至2.0重量%之自由基引發劑。
上述範圍係較佳的,因為小於0.01%之自由基引發劑可導致較差固化效能,而大於10%可導致較短適用期。
根據本發明之導電性組合物包含導電性粒子。
導電性粒子可為針狀、球形、橢球形、圓柱形、珠粒狀、立方體形或板狀,可單獨或以組合形式使用。導電性粒子可為例如球形粒子與片狀粒子之混合物。此外,據設想,可使用超過一種粒子類型之聚結物。
導電性粒子之習知平均體積粒徑(藉由雷射繞射/散射方法所量測)為300 nm至50 μm、較佳500 nm至40 μm、更佳500 nm至30 µm。
在一極較佳實施例中,導電性粒子具有約10 µm之D10、約5 µm之D50及約12 µm之D90。
在前述量測方法中,粒徑藉由粒徑分析儀來量測,且粒子形狀藉由掃描電子顯微鏡來分析。簡而言之,粒子之散射雷射光藉由偵測器陣列來偵測。進行理論計算來擬合所量測之散射光強度之分佈。在擬合過程期間,推論出粒徑分佈且相應地計算出D10、D50、D90值。
粒徑藉由使用粒徑分佈(PSD)方法來量測。在本發明中平均粒徑經由雷射繞射測定法來量測,較佳使用可購自Malvern Instruments有限公司之Malvern Mastersizer 2000或Malvern Mastersizer 3000或來自Horiba有限公司之Horiba LA-950V2。在此技術中,懸浮液或乳液中粒子之尺寸係基於應用夫朗和斐理論(Fraunhofer theory)或米氏理論(Mie theory),使用雷射束之繞射來量測。在本發明中,應用了針對非球形粒子之米氏理論或經改良之米氏理論,且粒徑與相對於入射雷射光束角度為0.02至135度之散射量測有關。
為保證起見,應注意,適用於本發明之導電性粒子可為具有較小粒徑之粒子與具有較大粒徑之粒子的混合物。
在粒子之獨立表徵(其可能補充或可能不補充前述粒徑分佈)中,較佳的是,經根據ISO 3953使用25 cm
3有刻度的玻璃量筒所測定,導電性粒子之振實密度為0.5至6.0 g/cm
3、較佳為0.5至5.5 g/cm
3且更佳為0.5至5.0 g/cm
3。所指定方法之原理為藉助於輕敲設備來輕敲容器中之指定量之粉末,直至粉末體積不出現進一步減小。將粉末質量除以測試之後的其體積得到其振實密度。
在粒子之獨立表徵(其可能補充或可能不補充前述粒徑分佈)中,較佳的是,導電性粒子之比表面積為0.3至2 m
2/g、較佳為0.5至1.5 m
2/g且更佳為0.75至1.3 m
2/g。如本文所用之術語「比表面積」係指BET比表面積,其根據ASTM B922-10廣泛使用氮氣作為分析氣體來測定。
導電性粒子較佳選自由以下組成之群:銀、鎳、碳、碳黑、石墨、石墨烯、銅、金、鉑、鋁、鐵、鋅、鈷、鉛、錫合金、鍍銀鎳、鍍銀銅、鍍銀石墨、鍍銀聚合物、鍍銀鋁、鍍銀玻璃、鍍銀碳、鍍銀氮化硼、鍍銀氧化鋁、鍍銀氫氧化鋁、鍍鎳石墨及其混合物;導電性填料較佳選自由以下組成之群:銀、碳黑、石墨、石墨烯、銅、鍍銀鎳、鍍銀銅、鍍銀石墨、鍍銀聚合物、鍍銀鋁、鍍銀玻璃、鍍銀碳、鍍銀氮化硼、鍍銀氧化鋁、鍍銀氫氧化鋁、鍍鎳石墨及其混合物;該等導電性粒子更佳選自由以下組成之群:銀、鍍銀銅、鍍銀石墨、鍍銀聚合物及其混合物。
適用於本發明之市售導電性粒子包括但不限於來自Ames Goldsmith之SF 91、SF 98及SF 102及來自Metalor之EA-SA-0200及SA-0201。
根據本發明之組合物包含組合物之總重量之45至85重量%、較佳63至78重量%且更佳68至75重量%之導電性粒子。
上述範圍係較佳的,因為小於45%之導電性粒子可導致過高電阻率,而大於85%可產生脆性黏著劑且成本較高。
根據本發明之導電性組合物包含有機溶劑。有機溶劑用於溶解鎓鹽。
有機溶劑較佳為極性非質子溶劑或質子溶劑或其混合物,更佳選自由以下組成之群:丙酮、乙酸乙酯、二甲基甲醯胺、乙腈、二甲亞碸、乳酸丁酯、碳酸伸丙酯、2-氧雜環庚酮與2,2-二甲基-1,3-丙二醇之聚合物、聚己內酯二醇及其混合物。
適用於本發明中之市售溶劑包括但不限於來自BASF之Capromer PD1-10及Capromer PD1-20;來自Daicel之Placcel 205UT、Placcel 205H及Placcel 210;及來自Sinopharm之碳酸伸丙酯。
根據本發明之組合物包含組合物之總重量0.1至10重量%、較佳0.15至5重量%且更佳0.2至2重量%之有機溶劑。
上述範圍係較佳的,因為小於0.1%之溶劑可溶解所有在組合物中留下塊狀物之鎓鹽,而大於10%可導致釋氣。
根據本發明之導電性組合物可進一步包含熱固性改質劑樹脂。熱固性改質劑樹脂係較佳的,因為其為最終聚合物提供可撓性(即不會過硬)。若最終聚合物過硬,則組合物可能無法通過機械負荷測試,此在太陽能應用中尤其需要。
適用於本發明之熱固性改質劑樹脂為環氧樹脂、氧雜環丁烷樹脂、(甲基)丙烯酸酯樹脂、矽氧烷樹脂及其混合物。應注意,適合之熱固性改質劑樹脂在存在時且在其為環氧樹脂時,其不同於上述環脂族環氧樹脂。
熱固性改質劑樹脂可選自由以下組成之群:脂族環氧樹脂、環氧酚醛清漆樹脂、雙酚-A-環氧樹脂、雙酚-F-環氧樹脂、氫化雙酚-A-環氧樹脂、氫化雙酚-F-環氧樹脂、雙酚-A-表氯醇類環氧樹脂、丙二醇環氧樹脂、聚醚-多元醇與表氯醇之反應產物、聚碳酸酯二醇類縮水甘油醚、表氯醇甲醛苯酚樹脂、表氯醇苯酚酚醛清漆樹脂、表氯醇鄰甲酚酚醛清漆樹脂、表氯醇間二甲苯二胺樹脂、表氯醇二胺二苯基甲烷樹脂、表氯醇三羥甲基丙烷樹脂、環氧聚矽氧樹脂共聚物及其混合物。
在一較佳實施例中,熱固性改質劑樹脂係選自由以下組成之群:1,6-己二醇二丙烯酸酯、3-乙基-3-[(2-乙基己基)-氧基)甲基]氧雜環丁烷、雙[1-乙基(3-氧雜環丁烷基)]甲基醚、1,4-雙[(3-乙基-3-氧雜環丁烷基甲氧基)甲基]苯、1,3-雙(縮水甘油基丙基)四甲基二矽氧烷、環氧丙氧基丙基封端之聚二甲基矽氧烷(8-11)、1,3-雙[2-(3,4-環氧基環己基)乙基]四甲基二矽氧烷及其混合物。
上文所列之熱固性改質劑樹脂係較佳的,因為其可產生更低Tg及更可撓之材料,此在疊瓦模組光伏打應用中係有利的。
適用於本發明之市售熱固性改質劑樹脂包括但不限於來自Huntsman之EPALLOY® 7200、可購自DIC之Epiclon EXA-4850、來自Gelest之SIB1115.0、來自Ingevity之Capa 2201A及可購自Hexion之EPON® Resin 825。
熱固性改質劑樹脂可以組合物之總重量之0.2至9.5重量%、較佳1至8重量%且更佳1至7重量%存在。
上述範圍係較佳的,因為小於0.2%之熱固性改質劑樹脂可藉由降低固化速率及增加體積電阻率而對組合物產生負面影響,而大於9.5%可對機械彎曲測試效能產生負面影響。
根據本發明之導電性組合物可進一步包含韌化劑。組合物中存在韌化劑係較佳的,因為韌化劑可有助於避免應力傳播,尤其在機械負荷測試期間。
適用於本發明之韌化劑可為呈核-殼橡膠粒子形式之環氧彈性體加合物及/或韌化橡膠。
根據其在此項技術中之標準含義,術語「核-殼橡膠」或CSR用於表示由包含彈性體或橡膠聚合物作為主成分的聚合物形成之橡膠粒子核;及由接枝聚合於核上之聚合物形成的殼層。在接枝聚合方法中,殼層部分或完全覆蓋橡膠粒子核之表面。以重量計,核應構成核-殼橡膠粒子之至少50 wt.%。
核之聚合材料之玻璃轉移溫度(T
g)應不超過0℃,且較佳玻璃轉移溫度(T
g)為-20℃或更低、更佳為-40℃或更低且甚至更佳為-60℃或更低。殼之聚合物為非彈性、熱塑性或熱固性聚合物,其玻璃轉移溫度(T
g)高於室溫、較佳高於30℃且更佳高於50℃。
核可包含以下:二烯均聚物,例如丁二烯或異戊二烯之均聚物;二烯共聚物,例如丁二烯或異戊二烯與一或多種烯系不飽和單體(諸如乙烯基芳族單體、(甲基)丙烯腈或(甲基)丙烯酸酯)之共聚物;基於(甲基)丙烯酸酯單體之聚合物,諸如聚丙烯酸丁酯;及聚矽氧烷彈性體,諸如聚二甲基矽氧烷及交聯聚二甲基矽氧烷。
類似地,殼可包含選自以下之一或多種單體之聚合物或共聚物:(甲基)丙烯酸酯,諸如甲基丙烯酸甲酯;乙烯基芳族單體,諸如苯乙烯;乙烯基氰化物,諸如丙烯腈;不飽和酸及酸酐,諸如丙烯酸;及(甲基)丙烯醯胺。用於殼中之聚合物或共聚物可具有經由金屬羧酸鹽形成,尤其經由形成二價金屬陽離子之鹽以離子方式交聯之酸基。殼聚合物或共聚物亦可藉由每分子具有兩個或更多個雙鍵之單體共價交聯。
較佳的是,任何所包括之核-殼橡膠粒子之平均粒徑(d50)為10 nm至300 nm,例如50 nm至250 nm:該粒徑係指粒子分佈中之粒子的直徑或最大尺寸且經由動態光散射量測。出於完整性,本申請案不排除在組合物中存在具有不同粒徑分佈之兩種或更多種類型之核殼橡膠(CSR)粒子,以提供所得固化產物之關鍵特性之平衡,包括剪切強度、剝離強度及樹脂斷裂韌性。
核-殼橡膠可選自市售產品,其實例包括但不限於:可購自Dow Chemical Company之Paraloid EXL 2650A、EXL 2655及EXL2691 A;可購自Arkema公司之Clearstrength® XT100;可購自Kaneka公司之Kane Ace® MX系列,且詳言之MX 120、MX LE125、MX 130、MX 136、MX 551、MX553;及可購自Mitsubishi Rayon之METABLEN SX-006。
韌化劑可以組合物之總重量之1至10重量%、較佳1.5至9重量%且更佳2至8重量%存在。
上述範圍係較佳的,因為小於1%之韌化劑可能不會產生任何技術益處,而大於10%可能會導致組合物之黏度過高。
根據本發明之導電性組合物可進一步包含助黏劑。助黏劑可添加至組合物中以改良環氧樹脂對基板的黏著力。助黏劑可藉由在界面處形成新層而起作用,該新層在很大程度上結合至基板及黏著劑組合物。所得界面區域亦可對來自環境之化學侵蝕更具抵抗性。
助黏劑之選擇可藉由將施加組合物之表面的類型確定。亦即,最常見市售助黏劑為有機矽烷,上文中已提及該等有機矽烷中之某些環氧基官能性有機矽烷類型。
適用於本發明之助黏劑為例如矽烷化合物,諸如巰基丙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷及3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、雙-(γ-三甲氧基矽烷基丙基)胺、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、參-(γ-三甲氧基矽烷基)異氰尿酸酯及其混合物。
適用於本發明之市售助黏劑包括但不限於來自Momentive之SilquestA-187。
助黏劑可以組合物之總重量之0.01至10重量%、較佳1.5至9重量%且更佳2至8重量%存在。
若助黏劑之量小於0.01,則其可能無法提供理想黏著強度。另一方面,超過10%之量可能不會改良黏著強度,而是僅使組合物飽和。
根據本發明之導電性組合物可進一步包含自由基抑制劑。組合物中之自由基抑制劑可清除及穩定可能來自過氧化物之過早分解的自由基。
在一極佳實施例中,自由基抑制劑存在於組合物中。
自由基抑制劑可選自由以下組成之群:丁基化羥基甲苯、4-羥基苯基二甲基鋶甲基硫酸鹽、2-三級丁基-1,4-苯醌、三級丁基氫醌、1,4-苯醌、氫醌、4-甲氧基苯酚、啡噻𠯤、6-三級丁基-2,4-二甲苯酚、2,6-二-三級丁基苯酚、2,6-二-三級丁基-對甲酚及其混合物,較佳自由基抑制劑為丁基化羥基甲苯。
適用於本發明之市售自由基抑制劑包括但不限於來自TCI Chemicals之丁基化羥基甲苯。
自由基抑制劑可以組合物之總重量之0.01至0.05重量%、較佳0.02至0.04重量%存在。
上述範圍係較佳的,因為小於0.01%之自由基抑制劑可產生較短適用期,而大於0.05%可對固化速度產生負面影響。
根據本發明之導電性組合物較佳具有在15 s-1下為10至70 Pa.s之黏度,其中黏度係根據以下實例部分中所列之測試方法來量測。根據本發明之導電性組合物較佳具有1.2至6之薄化指數(TI),其中TI係根據以下實例部分中所列之測試方法來量測。
根據本發明之導電性組合物較佳具有2至20 kg,較佳4至15之晶粒剪切強度,其中晶粒剪切強度係根據以下實例部分中所列之測試方法來量測。
根據本發明之導電性組合物較佳具有50至100%、較佳75至100%之手動彎曲測試結果,其中手動彎曲力係根據以下實例部分中所列之測試方法來量測。
本發明係關於一種本發明之導電性組合物的固化產物。該組合物可在120至200℃溫度下在10-60秒內快速固化。
根據本發明之導電性組合物可在電子應用中用作黏著劑,較佳在疊瓦模組光伏打應用中用作黏著劑。
本發明亦有關一種光伏打模組,其包含呈疊瓦圖案之串聯連接之兩個或更多個太陽電池串,在該等兩個或更多個太陽電池之間具有導電性接合,其中該導電性接合係用根據本發明之導電性組合物或導電性組合物之固化產物形成的。
當生產光伏模組時,藉由分配、噴射或印刷來施加根據本發明之導電性組合物。
實例
測試方法-以下測試方法用於量測實例之物理特性:
根據方法ISO 3219在1.5 (AR-crs-p2cm/200 µm)下之黏度
根據方法ISO 3219在15 (AR-csr-p2cm/200 µm)下之黏度
根據ASTM D 2739-72之方法,VR 15分鐘150℃ (箱式爐) (將5.4 cm×5 mm×60微米之黏著劑軌跡印刷在玻璃載片上,且在箱式爐中在150℃下固化15分鐘。)
根據ASTM D 2739-72之方法,VR 90秒180℃ (加熱板) (將5.4 cm×5 mm×60微米之黏著劑軌跡印刷在玻璃載片上,且在加熱板上在180℃下固化90秒。)
根據ASTM D 2739-72之方法,VR 60秒160℃ (加熱板) (將5.4 cm×5 mm×60微米之黏著劑軌跡印刷在玻璃載片上,且在加熱板中在160℃下固化60秒。)
晶粒剪切強度
將兩條Kapton膠帶貼在陶瓷板上,在兩條膠帶之間留2 mm間距。在各條線之頂部施加第二層膠帶。接著,在兩條線之間用刮刀刮抹黏著劑且藉助於玻璃載片刮下,達成約70-90微米之濕厚度。隨後移除Kapton膠帶且將2×2 mm晶粒置放於黏著劑軌跡之上,施加平緩均勻壓力。以所需概況(在加熱板上60秒160℃ (DSS 60秒160℃ HP)、90秒160℃ (DSS 90秒160℃ HP)或90秒180℃ (DSS 90秒180℃ HP))固化板,且在冷卻1-2小時後,可使用Dage晶粒剪切測試儀將晶粒剪切下來。隨後以kg為單位報導晶粒剪切強度。
手動彎曲測試
由10個或15個500×4000微米之焊墊組成的黏著劑圖案模板印刷於疊瓦式電池之前部母線上。將第二疊瓦手動組裝於頂部上,使得黏著劑將底部疊瓦之前部母線與頂部疊瓦之後部母線連接起來。隨後,以所需固化概況在加熱板上將此2個疊瓦之總成固化(60秒160℃加熱板、90秒160℃加熱板或90秒180℃加熱板)。在固化之後,使總成冷卻五分鐘,且藉由手動施加彎曲力來人工剝離兩個疊瓦。定性黏著力與顯示電池斷裂之焊墊之數目成比例:極高黏著力(VHA)對應於100%顯示電池斷裂之焊墊,高黏著力(HA)對應於75%顯示電池斷裂之焊墊,中等黏著力(MA)對應於50%顯示電池斷裂之焊墊且較低黏著力(LA)對應於<=25%顯示電池斷裂之焊墊。無黏著力(NA)對應於0%電池斷裂。
藉由將所有成分混合在一起來製備以下實例。
下表1列舉比較實例1至比較實例3。製備此等實例係為了研究自由基引發劑、乙烯醚及環氧樹脂對組合物之影響。
表1
比較實例1 | 比較實例2 | 比較實例3 | ||
Celloxide 2021P (環脂族環氧樹脂) | 18.006 | 18.006 | - | |
Epotohto ZX 1059 (環氧樹脂) | 17.831 | |||
Silquest A-187 (助黏劑) | 0.220 | 0.220 | 0.220 | |
DER 732P (環氧樹脂、熱固性改質劑樹脂) | 5.050 | 5.050 | 5.001 | |
SF98 (導電性粒子) | 73.670 | 73.670 | 73.670 | |
Luperox 10 (自由基引發劑) | 0.250 | |||
丁基化羥基甲苯(自由基抑制劑) | 0.030 | 0.030 | 0.030 | |
4-羥丁基乙烯醚(乙烯醚) | 0.500 | |||
二乙二醇二乙烯醚(乙烯醚) | 0.500 | 0.500 | ||
Bluesil PI 2074 (鎓鹽) | 0.255 | 0.255 | 0.255 | |
碳酸伸丙酯(有機溶劑) | 0.25 | 0.25 | 0.25 | |
OXT-212 (熱固性改質劑樹脂) | 2.021 | 2.021 | 2.001 | |
OXT 221 (熱固性改質劑樹脂) | ||||
總計 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | |
在1.5 (AR-crs-p2cm/200 µm)下之黏度 | Pa.s | 20.94 | 17.37 | 36.90 |
在15 (AR-csr-p2cm/200 µm)下之黏度 | Pa.s | 8.34 | 8.13 | 11.90 |
TI (黏度1.5 s-1/黏度15 s-1) | 2.5 | 2.1 | 3.1 | |
VR 15分鐘150℃ (箱式爐) | Ω*cm | 2.9E-04 | 2.7E-04 | 2.7E-04 |
VR 90秒180℃ (加熱板) | Ω*cm | 2.0E-04 | 1.9E-04 | 2.4E-04 |
VR 60秒160℃ (加熱板) | Ω*cm | 3.2E-04 | 2.6E-04 | 4.0E-04 |
DSS 60秒160℃ HP | kg | 19.16 | 16.63 | 4.77 |
DSS 90秒160℃ HP | kg | 19.99 | 16.46 | 5.07 |
DSS 90秒180℃ HP | kg | |||
手動彎曲測試30秒160℃ HP | NA | NA | ||
手動彎曲測試60秒160℃ HP | NA | NA |
下表2展示實例4及實例5。製備此等實例係為了研究熱固性樹脂改質劑對組合物之影響。
表2
實例4 | 實例5 | ||
Celloxide 2021P (環脂族環氧樹脂) | 17.830 | 17.830 | |
Silquest A-187 (助黏劑) | 0.220 | 0.220 | |
DER 732P (環氧樹脂、熱固性改質劑樹脂) | 5.001 | 5.001 | |
SF98 (導電性粒子) | 73.670 | 73.670 | |
Luperox 10 (自由基引發劑) | 0.250 | 0.250 | |
丁基化羥基甲苯(自由基抑制劑) | 0.030 | 0.030 | |
二乙二醇二乙烯醚(乙烯醚) | 0.500 | 0.500 | |
Bluesil PI 2074 (鎓鹽) | 0.255 | 0.255 | |
碳酸伸丙酯(有機溶劑) | 0.25 | 0.25 | |
OXT-212 (熱固性改質劑樹脂) | 2.001 | ||
OXT 221 (熱固性改質劑樹脂) | 2.001 | ||
總計 | 100.00 | 100.00 | |
在1.5 (AR-crs-p2cm/200 µm)下之黏度 | Pa.s | 36.90 | 22.34 |
在15 (AR-csr-p2cm/200 µm)下之黏度 | Pa.s | 11.90 | 8.82 |
TI (黏度1.5 s-1/黏度15 s-1) | 3.1 | 2.5 | |
VR 15分鐘150℃ (箱式爐) | Ω*cm | 2.7E-04 | 2.7E-04 |
VR 90秒180℃ (加熱板) | Ω*cm | 2.4E-04 | 2.7E-04 |
VR 60秒160℃ (加熱板) | Ω*cm | 4.0E-04 | 4.9E-04 |
DSS 60秒160℃ HP | kg | 4.77 | 18.84 |
DSS 90秒160℃ HP | kg | 5.07 | 18.18 |
DSS 90秒180℃ HP | kg | ||
手動彎曲測試30秒160℃ HP | LA | ||
手動彎曲測試60秒160℃ HP | LA |
表1顯示乙烯醚、自由基引發劑及環氧樹脂對手動彎曲測試黏著力形成之影響。只有當過氧化物自由基引發劑與二乙二醇二乙烯醚一起存在且與正確的樹脂改質劑組合時,才獲得任何黏著力(實例5)。將實例3與表2中之實例進行比較可看到,與標準環氧樹脂相比,使用高百分比之環脂族環氧樹脂係重要的。比較實例1至3例證,無論任何二乙烯醚或自由基引發劑組合如何,均不會形成黏著力且觀測到不完全固化或沒有固化。
下表3列出用於實例6及實例7之組分。製備此等實例係為了研究熱固性改質劑樹脂對組合物之影響。
表3
實例6 | 實例7 | ||
Silquest A-187 (助黏劑) | 0.220 | 0.220 | |
SF98 (導電性粒子) | 73.670 | 73.670 | |
Luperox 10 (自由基引發劑) | 0.250 | 0.250 | |
二乙二醇二乙烯醚(乙烯醚) | 0.500 | 0.500 | |
Bluesil PI 2074 (鎓鹽) | 0.250 | 0.250 | |
碳酸伸丙酯(有機溶劑) | 0.250 | 0.250 | |
丁基化羥基甲苯(自由基抑制劑) | 0.030 | 0.030 | |
Omnilane OC 3005 (環脂族環氧樹脂) | 15.020 | 12.830 | |
Kane Ace MX 553 (韌化劑) | 6.810 | 3.000 | |
SR259 (熱固性改質劑樹脂) | 3.000 | 3.000 | |
UviCure S150 (熱固性改質劑樹脂) | 6.000 | ||
總計 | 100.00 | 100.00 | |
黏度 | |||
在1.5 (AR-crs-p2cm/500 µm)下之黏度 | Pa.s | 34.74 | 48.39 |
在15 (AR-csr-p2cm/500 µm)下之黏度 | Pa.s | 6.78 | 7.14 |
TI (黏度1.5 s-1/黏度15 s-1) | 5.1 | 6.8 | |
體積電阻率 | |||
VR 90秒160℃ (加熱板) | Ω*cm | 1.73E-03 | 6.10E-03 |
彎曲測試 | |||
手動彎曲測試30秒160℃ HP | LA | NA | |
手動彎曲測試90秒180℃ HP | VHA | HA |
表3中之實例5及實例6展示在配方中具有高百分比環脂族環氧樹脂對手動彎曲測試之快速黏著力形成的重要性。實例5含有較高百分比之Omnilane OC 3005及Kane Ace MX韌化劑(分散於3,4-環氧環己基甲基-3',4'-環氧環己烷羧酸酯中之核殼橡膠粒子),而實例6替代地含有UviCure S150 (雙官能氧雜環丁烷)。實例5即使在較短及較低溫度之固化概況下亦形成較低黏著力,且在較長及較高固化溫度之固化概況下形成極高黏著力。此表明在配方中增加環脂族百分比會提高固化速度,提高彎曲效能或兩者之組合。亦值得注意的是,與表1中給出之實例相比,實例5及實例6顯示較高體積電阻率。
下表4列出用於實例8至實例13之組分。製備此等實例係為了研究導電性粒子及熱固性改質劑樹脂對組合物之影響。
表4
實例8 | 實例9 | 實例10 | 實例11 | 實例12 | 實例13 | ||
Silquest A-187 (助黏劑) | 0.22 | 0.21 | 0.21 | 0.21 | 0.21 | 0.21 | |
Luperox 10 (自由基引發劑) | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | |
二乙二醇二乙烯醚(乙烯醚) | 0.50 | 3.40 | 2.40 | 1.40 | 1.40 | 1.40 | |
Bluesil PI 2074 (鎓鹽) | 0.25 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | |
碳酸伸丙酯(有機溶劑) | 0.25 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | 0.24 | |
丁基化羥基甲苯(自由基抑制劑) | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | |
Epalloy 7200 (韌化劑/熱固性樹脂改質劑) | 7.00 | 6.80 | 6.23 | 4.74 | 4.74 | 4.74 | |
SF98 (導電性粒子) | 73.67 | ||||||
P892-29 (導電性粒子) | 71.52 | 71.52 | 71.52 | 71.52 | 71.52 | ||
Omnilane OC 3005 (環脂族環氧樹脂) | 13.02 | 12.64 | 12.59 | 13.58 | 13.58 | 13.58 | |
DMS-E09 (熱固性改質劑樹脂) | 2.00 | 3.50 | |||||
SIB1092.0 (熱固性改質劑樹脂) | 3.50 | ||||||
SIB1115.0 (熱固性改質劑樹脂) | 3.50 | ||||||
Kane Ace MX 553 (韌化劑) | 4.81 | 4.67 | 4.28 | 4.28 | 4.28 | 4.28 | |
總計 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | |
黏度 | |||||||
在1.5 (AR-crs-p2cm/500 µm)下之黏度 | Pa.s | 141.5 | 144.0 | 120.0 | 107.0 | 132.0 | 101.0 |
在15 (AR-csr-p2cm/500 µm)下之黏度 | Pa.s | 37.55 | 27.00 | 34.00 | 26.00 | 46.00 | 22.00 |
TI (黏度1.5 s-1/黏度15 s-1) | 3.8 | 5.3 | 3.5 | 4.1 | 2.9 | 4.6 | |
體積電阻率 | |||||||
VR 60秒160℃ (加熱板) | Ω*cm | 6.0E-03 | 2.2E-04 | 1.1E-04 | 2.0E-04 | 2.0E-04 | 2.1E-04 |
手動彎曲測試 | |||||||
手動彎曲測試30秒160℃ HP | MA | MA | HA | VHA | VHA | VHA | |
DSS | |||||||
160℃ 15秒 | kg | 6.7 | 5.5 | 9 | |||
160℃ 90秒 | kg | 14.8 | 13.09 | 14.6 |
表4中之實例8至實例13展示與以下相關之關鍵發現:針對低體積電阻率之導電粒子之選擇以及可撓性樹脂改質劑對於獲得極高手動彎曲測試黏著力之重要性。比較實例8及比較實例9,可看出相對於SF98導電性粒子,換成P892-29導性電粒子即使在較低負載量下亦顯著地降低體積電阻率。此證明導電性粒子之選擇對效能具有影響。
與實例8至實例13之比較顯示將可撓性樹脂改質劑添加至基礎的環氧樹脂系統中之重要性。只有藉由添加含有矽氧烷主鏈之樹脂改質劑才能獲得較高黏著力,推測可能是矽氧烷主鏈賦予對彎曲效能之較高黏著力至關重要的可撓性。特別比較實例10及實例13,展示出極高黏著力可藉由僅增加可撓性樹脂改質劑來獲得。
下表5列舉用於實例14至實例16之組分。製備此等實例係為了研究熱固性改質劑樹脂對組合物之影響。
表5
實例14 | 實例15 | 實例16 | ||
Silquest A-187 (助黏劑) | 0.22 | 0.21 | 0.21 | |
Luperox 10 (自由基引發劑) | 0.25 | 0.25 | 0.25 | |
二乙二醇二乙烯醚(乙烯醚) | 1.4 | 0.4 | 0.25 | |
Bluesil PI 2074 (鎓鹽) | 0.24 | 0.24 | 0.25 | |
碳酸伸丙酯(有機溶劑) | 0.24 | 0.24 | 0.24 | |
丁基化羥基甲苯(自由基抑制劑) | 0.03 | 0.03 | 0.03 | |
Epalloy 7200 (韌化劑/熱固性樹脂改質劑) | 1.74 | - | - | |
P892-29 (導電性粒子) | 71.52 | 71.52 | 72.39 | |
Omnilane OC 3005 (環脂族環氧樹脂) | 13.58 | 14.58 | 13.75 | |
Capa 2201A (熱固性改質劑樹脂) | 4.8 | |||
SIB1115.0 (熱固性改質劑樹脂) | 6.5 | 8.24 | 3.5 | |
Kane Ace MX 553 (韌化劑) | 4.28 | 4.28 | 4.33 | |
總計 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | |
黏度 | ||||
在1.5 (AR-crs-p2cm/500 µm)下之黏度 | Pa.s | 32.00 | 33.00 | 189.7 |
在15 (AR-csr-p2cm/500 µm)下之黏度 | Pa.s | 7.30 | 8.00 | 28.00 |
TI (黏度1.5 s-1/黏度15 s-1) | 4.4 | 4.1 | 6.8 | |
體積電阻率 | ||||
VR 60秒160℃ (加熱板) | Ω*cm | 2.0E-04 | 2.6E-04 | 4.0E-04 |
手動彎曲測試 | ||||
手動彎曲測試30秒160℃ HP | VHA | NA | VHA |
表5中之實例表明樹脂改質劑對手動彎曲測試黏著效能之影響。比較實例14、15及16之人工彎曲測試結果顯示樹脂改質劑功能及負載量之影響。在實例16中,只有使用相對較高負載量之SIB115.0才不會對手動彎曲測試產生黏著力。相反,在實例14及實例16中,降低SIB1115.0之負載量且添加第二樹脂改質劑(分別為Epalloy 7200及Capa 2201A),獲得對人工彎曲測試之極高黏著力。此等實例突出顯示最佳比率之樹脂/改質劑產生最佳黏著力。
1:太陽電池
2:母線
3:指形線
4:導電性材料
5:焊片帶
圖1a繪示具有三條母線(2)之基本的太陽電池組態。
圖1b繪示具有四條母線(2)之基本的太陽電池組態。
圖2繪示指形線(3)如何自矽太陽電池表面收集電流且經由母線將其轉移至焊片帶(5)。
圖3繪示疊瓦式電池模組結構。
Claims (16)
- 一種導電性組合物,其包含 a)該組合物之總重量之5至25重量%之環脂族環氧樹脂; b)該組合物之總重量之0.05至10重量%之乙烯醚; c)該組合物之總重量之0.1至0.45重量%之鎓鹽; d)該組合物之總重量之0.01至10重量%之自由基引發劑; e)該組合物之總重量之45至85重量%之導電性粒子;及 f)該組合物之總重量之0.1至10重量%之有機溶劑。
- 如請求項1之導電性組合物,其中該環脂族環氧樹脂含有至少一個環氧環己烷環,且較佳選自由以下組成之群:雙(7-氧雜雙環[4.1.0]庚-3-基甲基)己二酸酯、3,4-環氧環己基甲酸(3',4'-環氧環己烷)甲基酯、丙烯酸7-氧雜雙環[4.1.0]庚-3-基甲基酯、3,4-環氧環己烷甲酸甲酯、環己烷-1,2-二甲酸雙(環氧乙烷-2-基甲基)酯及其混合物,較佳選自由以下組成之群:雙(7-氧雜雙環[4.1.0]庚-3-基甲基)己二酸酯、3,4-環氧環己基甲酸(3',4'-環氧環己烷)甲基酯及其混合物。
- 如請求項1或2之導電性組合物,其中該環脂族環氧樹脂以該組合物之總重量之8至20重量%、較佳11至19重量%存在。
- 如請求項1至3中任一項之導電性組合物,其中該乙烯醚係選自由以下組成之群:4-羥丁基乙烯醚、二乙二醇二乙烯醚、環己烷-二甲醇二乙烯醚、十二烷基乙烯醚、環己基二乙烯醚、2-乙基己基乙烯醚、二丙二醇二乙烯醚、己二醇二乙烯醚、十八烷基乙烯醚、丁二醇二乙烯醚、三乙二醇二乙烯醚及其混合物,較佳選自由以下組成之群:4-羥丁基乙烯醚、二乙二醇二乙烯醚及其混合物。
- 如請求項1至4中任一項之導電性組合物,其中該乙烯醚以該組合物之總重量之0.1至5重量%、較佳0.25至2重量%存在。
- 如請求項1至5中任一項之導電性組合物,其中該鎓鹽係選自由以下組成之群:異丙苯基甲苯基錪鎓肆(五氟苯基)硼酸鹽、[4-(乙醯氧基)苯基]甲基(苯基甲基)鋶六氟磷酸鹽、(4-羥苯基甲基(1-萘基甲基)鋶六氟磷酸鹽、4-(乙醯氧基苯基)苯甲基(甲基)鋶、肆(五氟苯基)硼酸鹽及其混合物,該鎓鹽較佳為異丙苯基甲苯基錪鎓肆(五氟苯基)硼酸鹽。
- 如請求項1至6中任一項之導電性組合物,其中該鎓鹽以該組合物之總重量之0.15至0.4重量%、較佳0.15至0.3重量%存在。
- 如請求項1至7中任一項之導電性組合物,其中該自由基引發劑以該組合物之總重量之0.02至5重量%、較佳0.05至2.0重量%存在。
- 如請求項1至8中任一項之導電性組合物,其中該等導電性粒子係選自由以下組成之群:銀、鎳、碳、碳黑、石墨、石墨烯、銅、金、鉑、鋁、鐵、鋅、鈷、鉛、錫合金、鍍銀鎳、鍍銀銅、鍍銀石墨、鍍銀聚合物、鍍銀鋁、鍍銀玻璃、鍍銀碳、鍍銀氮化硼、鍍銀氧化鋁、鍍銀氫氧化鋁、鍍鎳石墨及其混合物;導電性填料較佳選自由以下組成之群:銀、碳黑、石墨、石墨烯、銅、鍍銀鎳、鍍銀銅、鍍銀石墨、鍍銀聚合物、鍍銀鋁、鍍銀玻璃、鍍銀碳、鍍銀氮化硼、鍍銀氧化鋁、鍍銀氫氧化鋁、鍍鎳石墨及其混合物;該等導電性粒子更佳選自由以下組成之群:銀、鍍銀銅、鍍銀石墨、鍍銀聚合物及其混合物。
- 如請求項1至9中任一項之導電性組合物,其中該等導電性粒子係以該組合物之總重量之63至78重量%、較佳68至75重量%存在。
- 如請求項1至10中任一項之導電性組合物,其中該有機溶劑為極性非質子溶劑或質子溶劑或其混合物,較佳選自由以下組成之群:丙酮、乙酸乙酯、二甲基甲醯胺、乙腈、二甲亞碸、乳酸丁酯、碳酸伸丙酯、2-氧雜環庚酮與2,2-二甲基-1,3-丙二醇之聚合物、聚己內酯二醇及其混合物。
- 如請求項1至11中任一項之導電性組合物,其中該有機溶劑以該組合物之總重量之0.15至5重量%、較佳0.2至2重量%存在。
- 一種如請求項1至12中任一項之導電性組合物的固化產物。
- 一種如前述請求項1至12中任一項之導電性組合物之用途,其在電子應用中作為黏著劑,較佳在疊瓦模組光伏打應用中作為黏著劑。
- 一種光伏打模組,其包含呈疊瓦圖案之串聯連接之兩個或更多個太陽電池串,在該等兩個或更多個太陽電池之間具有導電性接合,其中該導電性接合係用如請求項1至12中任一項之導電性組合物或用如請求項13之固化產物形成的。
- 如請求項15之光伏打模組,其中該導電性組合物係藉由分配、噴射或印刷來塗覆。
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