TWI676182B - 用於太陽電池電極的組成物及使用其製備的太陽電池電極 - Google Patents

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Abstract

本文揭露一種用於太陽電池電極的組成物及一種使用其製作的太陽電池電極。用於太陽電池電極的組成物包含：導電粉；玻璃料；有機載體；助滑劑；及觸變劑，且在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒的條件下對tan δ最大值進行量測時，用於太陽電池電極的組成物具有0.1弧度/秒至80弧度/秒的角速度。

Description

用於太陽電池電極的組成物及使用其製備的太陽電池電極
本申請案主張於2017年12月7日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2017-0167840號的權利，所述韓國專利申請案的全部揭露內容併入本案供參考。
本發明是有關於一種用於太陽電池電極的組成物及一種使用其製作的太陽電池電極。
隨著化石燃料能源資源的枯竭，太陽電池作為新的替代能量來源而受到關注。太陽電池利用將日光的光子轉換成電力的p-n結（p-n junction）的光伏打效應（photovoltaic effect）來產生電力。在太陽電池中，在具有p-n結的半導體晶圓或基板的上表面及下表面上分別形成前電極及後電極。然後，由進入半導體晶圓的日光誘發p-n結處的光伏打效應，且藉由p-n結處的光伏打效應而產生的電子經由電極向外提供電流。藉由對電極膏進行施加、圖案化及烘烤而在晶圓上形成太陽電池的電極。
對於此種太陽電池而言，重要是在能量方面提高轉換效率，即太陽電池的可用輸出與輸入的比率。傳統上，為了提高太陽電池的轉換效率，已提出一種藉由調整導電粉顆粒的大小及混合比率或藉由對導電粉顆粒進行表面處理來製備適當電極膏的方法。然而，此種方法自身在提高太陽電池的轉換效率方面存在限制。另外，藉由對具有不同粒徑的導電粉進行混合來提供期望的燒結密度或電極電阻的方法存在可印刷性及可圖案化性受限的問題。因此，需要一種可藉由改善用於太陽電池的有機材料來提高太陽電池的轉換效率且可在網版印刷時表現出自網目的可噴射性改善的電極膏，藉此達成因線寬度小且線高度高而具有高縱橫比的前電極。
為了改善用於太陽電池電極的膏的可印刷性，已提出一種使用經表面處理的導電顆粒或藉由調整導電顆粒的大小及混合比率來增大分散性的方法。另外，亦已提出一種使用丙烯酸酯黏結劑替代典型纖維素黏結劑樹脂的方法。然而，前一種方法在電性質方面存在限制，而後一種方法的優點在於可藉由較纖維素黏結劑樹脂更簡單的製程來製備丙烯酸酯黏結劑，丙烯酸酯黏結劑可藉由各種單體的組合為膏提供期望的性質，且可因殘留碳含量低以及在其聚合物側基中存在極性官能基而表現出良好的分散。然而，後一種方法相較於典型纖維素黏結劑樹脂而言，具有可印刷性（觸變性）相對差的缺點。大部分傳統方法是材料方法，且因此需要開發一種流變學方法。
在未經審查的日本專利公開案第2015-144162號中揭露了本發明的背景技術。
根據本發明的一個態樣，一種用於太陽電池電極的組成物包含：導電粉；玻璃料；有機載體；助滑劑；及觸變劑，且在23℃及0.1弧度/秒（rad/sec）至1,000弧度/秒的條件下對tan δ最大值進行量測時，用於太陽電池電極的組成物可具有0.1弧度/秒至80弧度/秒的角速度。
根據本發明的另一態樣，一種電極是使用根據本發明的用於太陽電池電極的組成物製作。
本發明提供一種可以30微米或小於30微米的精密線寬度進行印刷的用於太陽電池電極的組成物。
另外，本發明提供一種可在網版印刷時表現出自網目（mesh）的可噴射性（ejectability）改善的用於太陽電池電極的組成物。
此外，本發明提供一種用於太陽電池電極的組成物，所述用於太陽電池電極的組成物可達成因在網版印刷時線寬度小且線高度高而具有高縱橫比的電極，藉此在提高太陽電池的轉換效率的同時減小太陽電池的電阻。
以下，將參照所附圖式詳細闡述本發明的實施例。應理解，本發明可以諸多不同方式來實施，而並非僅限於以下實施例。 用於太陽電池電極的組成物
一種用於太陽電池電極的組成物包含：導電粉；玻璃料；有機載體；助滑劑；及觸變劑，且在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒的條件下對tan δ最大值進行量測時，用於太陽電池電極的組成物可具有0.1弧度/秒至80弧度/秒的角速度（凝膠點（gel point））。在此範圍內，所述組成物可以30微米或小於30微米的精密線寬度來印刷，且在網版印刷時具有改善的自網目的可噴射性。另外，所述組成物可達成因在網版印刷時線寬度小且線高度高而具有高縱橫比的電極，藉此在提高太陽電池的轉換效率的同時減小太陽電池的電阻。較佳地，在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒的條件下對tan δ最大值（tan δ max）進行量測時，所述組成物具有0.1弧度/秒至70弧度/秒的角速度。
在一實施例中，在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒的條件下進行量測時，用於太陽電池電極的組成物的tan δ最大值可為11或小於11，尤其是10.5或小於10.5，例如為1至10.5。在此範圍內，所述組成物可以精密線寬度來印刷，且可達成具有高縱橫比的電極。
在一實施例中，在23℃及0.1弧度/秒的條件下進行量測時，用於太陽電池電極的組成物可具有小於3,500帕或小於3,500帕、尤其是3,200帕或小於3,200帕、例如400帕至3,200帕、1,000帕至3,200帕的儲存模數（storage modulus）。在此範圍內，所述組成物可以精密線寬度來印刷，且可達成具有高縱橫比的電極。
在一個實施例中，在23℃及10轉/分鐘的條件下進行量測時，用於太陽電池電極的組成物可具有100千厘泊（kcPs）至500千厘泊、尤其是100千厘泊至300千厘泊的黏度。在此範圍內，用於太陽電池電極的組成物可用作用於太陽電池電極的組成物。
現在，將更詳細地闡述根據本發明的用於太陽電池電極的組成物的每一組分。 導電粉
導電粉可包括選自銀、金、鉑、鈀、鋁及鎳中的至少一種金屬粉。具體來說，導電粉可包括銀（Ag）粉。
導電粉可具有奈米級粒度或微米級粒度。舉例而言，導電粉可具有數十奈米至數百奈米的平均粒徑或可具有數微米至數十微米的平均粒徑。作為另一選擇，導電粉可為具有不同粒度的二種或更多種導電粉的混合物。
導電粉可具有各種顆粒形狀，例如球形顆粒形狀、薄片顆粒形狀或非晶顆粒形狀等，但對此並無限制。
導電粉可具有0.1微米至10微米、尤其是0.5微米至5微米的平均粒徑（D50）。在此範圍內，所述組成物可減小太陽電池的接觸電阻及線電阻。此處，可在經由超音波作用在25℃下將導電粉分散在異丙醇（isopropyl alcohol，IPA）中達3分鐘之後，利用例如型號1064D粒度分析儀（西萊斯有限公司（CILAS Co., Ltd.））來量測平均粒徑。
在用於太陽電池電極的組成物中，可存在60重量%至95重量%的量的導電粉。在此範圍內，所述組成物可提高太陽電池的轉換效率且可易於製備成膏形式。較佳地，在用於太陽電池電極的組成物中，存在70重量%至95重量%的量的導電粉。舉例而言，在用於太陽電池電極的組成物中，可存在60重量%、61重量%、62重量%、63重量%、64重量%、65重量%、66重量%、67重量%、68重量%、69重量%、70重量%、71重量%、72重量%、73重量%、74重量%、75重量%、76重量%、77重量%、78重量%、79重量%、80重量%、81重量%、82重量%、83重量%、84重量%、85重量%、86重量%、87重量%、88重量%、89重量%、90重量%、91重量%、92重量%、93重量%、94重量%或95重量%的量的導電粉。 玻璃料
玻璃料用以藉由在用於太陽電池電極的組成物的烘烤製程期間對抗反射層進行蝕刻並對導電粉進行熔融而在射極區中形成導電粉晶粒。此外，玻璃料會改善導電粉與晶圓的黏著，且在烘烤製程期間被軟化以降低烘烤溫度。
在本發明中，玻璃料可為玻璃轉化溫度為200℃至300℃的低熔點玻璃料。在此玻璃轉化溫度範圍內，所述組成物可在接觸電阻方面表現出良好的性質。
在本發明中，玻璃料可為不含鉛的玻璃料。具體而言，玻璃料可包括選自以下中的至少一種：鉍（Bi）、碲（Te）、鋰（Li）、鋅（Zn）、磷（P）、鍺（Ge）、鎵（Ga）、鈰（Ce）、鐵（Fe）、矽（Si）、鎢（W）、鎂（Mg）、銫（Cs）、鍶（Sr）、鉬（Mo）、鈦（Ti）、錫（Sn）、銦（In）、釩（V）、鋇（Ba）、鎳（Ni）、銅（Cu）、鈉（Na）、鉀（K）、砷（As）、鈷（Co）、鋯（Zr）及錳（Mn）。較佳地，玻璃料為鉍-碲-鋅-鋰-氧化物（Bi-Te-Zn-Li-O）玻璃料。
玻璃料的形狀及大小無特別限制。舉例而言，玻璃料可具有0.1微米至10微米的平均粒徑（D50）。玻璃料可具有球形狀或非晶形狀。此處，可在經由超音波作用在25℃下將導電粉分散在異丙醇（IPA）中達3分鐘之後，利用例如型號1064D粒度分析儀（西萊斯有限公司）來量測平均粒徑（D50）。
可藉由此項技術中已知的任何典型方法自金屬及/或金屬氧化物來製備玻璃料。舉例而言，可藉由以下方式來製備玻璃料：利用球磨機或行星式磨機對氧化碲、氧化鉍及視需要其他金屬及/或金屬氧化物進行混合，在800°C至1300℃下對此混合物進行熔融，並將經熔融混合物驟冷至25℃，然後利用碟磨機、行星式磨機等將所獲得的產物粉碎。
在用於太陽電池電極的組成物中，可存在0.1重量%至20重量%、具體而言0.5重量%至10%重量%、更具體而言1.5重量%至2重量%的量的玻璃料。在此範圍內，玻璃料可確保在各種片電阻下p-n結的穩定性、使串聯電阻最小化以及最終提高太陽電池的效率。舉例而言，在用於太陽電池電極的組成物中，可存在0.1重量%、0.5重量%、1重量%、1.5重量%、2重量%、2.5重量%、3重量%、3.5重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%或20重量%的量的玻璃料。 有機載體
有機載體藉由與用於太陽電池電極的組成物的無機組分進行機械混合而對所述組成物賦予適合於印刷的黏度及流變特性。
有機載體可包括黏結劑樹脂及溶劑等。
溶劑可選自由以下組成的群組：例如己烷、甲苯、乙基溶纖劑、環己酮、丁基溶纖劑、丁基卡必醇（二乙二醇單丁醚）、二丁基卡必醇（二乙二醇二丁醚）、丁基卡必醇乙酸酯（二乙二醇單丁醚乙酸酯）、丙二醇單甲醚、己二醇、萜品醇、甲基乙基酮、苯甲醇、γ-丁內酯、乳酸乙酯及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯（例如，特神龍（texanol））。該些溶劑可單獨使用或作為其混合物形式使用。
黏結劑樹脂可選自丙烯酸酯樹脂或纖維素樹脂。一般使用乙基纖維素作為黏結劑樹脂。另外，黏結劑樹脂可選自乙基羥乙基纖維素、硝基纖維素、乙基纖維素與酚樹脂的摻合物、醇酸樹脂、酚樹脂、丙烯酸酯樹脂、二甲苯樹脂、聚丁烯樹脂、聚酯樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、乙酸乙烯酯樹脂、例如木松香的松香樹脂及醇的聚甲基丙烯酸酯等。該些黏結劑樹脂可單獨使用或作為其混合物形式使用。
在一實施例中，黏結劑樹脂可為重量平均分子量為20,000至200,000、尤其20,000至100,000的第一黏結劑樹脂。在另一實施例中，黏結劑樹脂可為重量平均分子量為20,000至200,000的第一黏結劑樹脂與數量平均分子量為500至5,000、尤其500至3,000的第二黏結劑樹脂的混合物。當黏結劑樹脂為重量平均分子量處於此範圍內的第一黏結劑樹脂與數量平均分子量處於此範圍內的第二黏結劑樹脂的混合物時，在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒的條件下對tan δ最大值進行量測時，用於太陽電池電極的組成物可具有0.1弧度/秒至80弧度/秒的角速度。
在用於太陽電池電極的組成物中，可存在0.1重量%至20重量%、尤其0.1重量%至10重量%的量的第一黏結劑樹脂。在用於太陽電池電極的組成物中，可存在0.1重量%至10重量%、尤其0.1重量%至5重量%的量的第二黏結劑樹脂。在該些範圍內，在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒的條件下對tan δ最大值進行量測時，用於太陽電池電極的組成物可具有0.1弧度/秒至80弧度/秒的角速度。
以用於太陽電池電極的組成物的總重量計，可存在1重量%至30重量%的量的有機載體。在此範圍內，有機載體可對所述組成物提供足夠的黏著強度及良好的可印刷性。舉例而言，以用於太陽電池電極的組成物的總重量計，可存在1重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%、21重量%、22重量%、23重量%、24重量%、25重量%、26重量%、27重量%、28重量%、29重量%或30重量%的量的有機載體。 助滑劑
在本發明中，助滑劑可包括線狀矽氧烷及環狀矽氧烷中的至少一種。
在用於太陽電池電極的組成物中，可存在5重量%或小於5重量%、例如0.1重量%至5重量%的量的線狀矽氧烷。在此範圍內，在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒的條件下對tan δ最大值進行量測時，用於太陽電池電極的組成物可具有0.1弧度/秒至80弧度/秒的角速度。舉例而言，在用於太陽電池電極的組成物中，可存在0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1重量%、2重量%、3重量%、4重量%或5重量%的量的線狀矽氧烷。
線狀矽氧烷可包括聚甲基矽氧烷、聚乙基矽氧烷、聚二甲基矽氧烷及聚二乙基矽氧烷中的至少一種。
在用於太陽電池電極的組成物中，可存在5重量%或小於5重量%、例如0.1重量%至5重量%的量的環狀矽氧烷。在此範圍內，在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒的條件下對tan δ最大值進行量測時，用於太陽電池電極的組成物可具有0.1弧度/秒至80弧度/秒的角速度。舉例而言，在用於太陽電池電極的組成物中，可存在0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1重量%、2重量%、3重量%、4重量%或5重量%的量的環狀矽氧烷。
環狀矽氧烷是具有矽-氧-矽-氧的環的環狀矽烷化合物，且可包括選自以下中的至少一者：經取代或未經取代的環三矽氧烷（cyclotrisiloxane）、經取代或未經取代的環四矽氧烷、經取代或未經取代的環戊矽氧烷、經取代或未經取代的環己矽氧烷、經取代或未經取代的環庚矽氧烷、經取代或未經取代的環辛矽氧烷、經取代或未經取代的環壬矽氧烷及經取代或未經取代的環癸矽氧烷。本文所使用的用語「經取代」意指偶合至矽氧烷中的矽（Si）的至少一個氫原子經以下取代：C 1至C 5烷基（例如，甲基、乙基、丙基、丁基或戊基）、C 2至C 5烯基（例如，乙烯基）、C 6至C 10芳基（例如，苯基）或C 1至C 5鹵代烷基（例如，三氟丙基）。
舉例而言，環狀矽氧烷化合物可包括選自以下中的至少一者：六甲基環三矽氧烷、八甲基環四矽氧烷、十甲基環戊矽氧烷、十二甲基環己矽氧烷、十四甲基環庚矽氧烷、十八甲基環壬矽氧烷、四甲基環四矽氧烷、六苯基環三矽氧烷、四甲基-四乙烯基環四矽氧烷（例如2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基環四矽氧烷）、三(三氟丙基)-三甲基環三矽氧烷（例如1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)-1,3,5-三甲基環三矽氧烷）、十六甲基環辛矽氧烷、五甲基環戊矽氧烷、六甲基環己矽氧烷、八苯基環四矽氧烷、三苯基環三矽氧烷、四苯基環四矽氧烷、四甲基-四苯基環四矽氧烷、四乙烯基-四苯基環四矽氧烷、六甲基-六乙烯基環六矽氧烷、六甲基-六苯基環六矽氧烷及六乙烯基-六苯基環己矽氧烷，但並非僅限於此。
在用於太陽電池電極的組成物中，可存在0.1重量%至5重量%的量的助滑劑。在此範圍內，助滑劑可減小組成物的面積變化的比率，並防止太陽電池的電阻增大。舉例而言，在用於太陽電池電極的組成物中，可存在0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1重量%、2重量%、3重量%、4重量%或5重量%的量的助滑劑。 觸變劑
在本發明中，觸變劑可包括雙醯胺系觸變劑。雙醯胺系觸變劑可包括此項技術中已知的任何典型雙醯胺系觸變劑，例如塞特羅馬科斯（Thixatrol Max）（海名斯有限公司（Elementis Co., Ltd.））。
在用於太陽電池電極的組成物中，可存在0.1重量%至5重量%的量的觸變劑。在此範圍內，在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒的條件下對tan δ最大值進行量測時，用於太陽電池電極的組成物可具有0.1弧度/秒至80弧度/秒的角速度。舉例而言，在用於太陽電池電極的組成物中，可存在0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1重量%、2重量%、3重量%、4重量%或5重量%的量的觸變劑。
在一實施例中，用於太陽電池電極的組成物不含蓖麻油系（castor oil-based）觸變劑。若用於太陽電池電極的組成物含有蓖麻油系觸變劑，則在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒的條件下對tan δ最大值進行量測時，所述組成物難以具有0.1弧度/秒至80弧度/秒的角速度。 分散劑
用於太陽電池電極的組成物可更包含分散劑。分散劑可包括酸系分散劑。酸系分散劑可包括此項技術中已知的任何典型酸系分散劑，例如飽和酸系分散劑或不飽和酸系分散劑，包括琥珀酸系分散劑及聚羧酸系分散劑（例如三價或更高價羧酸系分散劑）。
分散劑可更包括胺鹽系分散劑。胺鹽系分散劑可包括此項技術中已知的任何典型胺鹽系分散劑。
在用於太陽電池電極的組成物中，可存在0.1重量%至5重量%的量的分散劑。在此範圍內，分散劑可減小組成物的面積變化率，並防止太陽電池的電阻增大。舉例而言，在用於太陽電池電極的組成物中，可存在0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1重量%、2重量%、3重量%、4重量%或5重量%的量的分散劑。 其他添加劑
用於太陽電池電極的組成物可視需要更包含任何典型添加劑以增強可流動性、可加工性及穩定性。添加劑可包括塑化劑、黏度穩定劑、消泡劑、顏料、紫外線（UV）穩定劑、抗氧化劑及偶合劑等。該些添加劑可單獨使用或作為其混合物形式使用。在用於太陽電池電極的組成物中，可存在0.1重量%至5重量%的量的添加劑，但添加劑的含量可視需要進行改變。舉例而言，在用於太陽電池電極的組成物中，可存在0.1重量%、0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%、0.6重量%、0.7重量%、0.8重量%、0.9重量%、1重量%、2重量%、3重量%、4重量%或5重量%的量的添加劑。 太陽電池電極及包括所述太陽電池電極的太陽電池
本發明的其他態樣是有關於一種由用於太陽電池電極的組成物形成的電極以及包括所述電極的太陽電池。圖1示出根據本發明一個實施例的太陽電池。
參照圖1，太陽電池100包括藉由以下方式形成的後電極21及前電極23：將用於電極的組成物印刷在包括p層（或n層）11及n層（或p層）12作為射極的晶圓或基板10上，然後進行烘烤。舉例而言，藉由以下方式來執行製備後電極的初步製程：將組成物印刷在晶圓的背面上且在200℃至400℃下將經印刷組成物乾燥10秒至60秒。此外，可藉由將組成物印刷在晶圓的前表面上且對經印刷組成物進行乾燥來執行用於製備前電極的初步製程。接著，可藉由在400℃至950℃下、尤其在700℃至950℃下將晶圓烘烤30秒至210秒來形成前電極及後電極。
接下來，將參照實例來更詳細地闡述本發明。然而，應注意提供該些實例僅用於說明，且不應理解為以任何方式限制本發明。 實例 1
將（A）90重量份銀粉與（B）2重量份玻璃料進行了混合，藉此製備混合物。向此混合物中添加了（C1）1重量份乙基纖維素及（C3）5.6重量份特神龍作為有機載體。然後，向此混合物中添加了（D1）0.35重量份聚二甲基矽氧烷作為助滑劑、（E1）0.6重量份雙醯胺系觸變劑及（F3）0.45重量份聚羧酸系分散劑，然後在3輥捏合機中進行混合及捏合，藉此製備用於太陽電池電極的組成物。 實例 2 至實例 8
除了將各組分的含量（以重量份計）變為如表1所列以外，以與實例1相同的方式製備了用於太陽電池電極的組成物。 比較例 1 至比較例 5
除了將各組分的含量（以重量份計）變為如表2所列以外，以與實例1相同的方式製備了用於太陽電池電極的組成物。
關於以下性質評價了在實例及比較例中製備的用於太陽電池電極的組成物中的每一者。結果示於表1、表2、圖2及圖3中。
（1）儲存模數（單位：帕，在1弧度/秒下）：使用旋轉流變儀（ARES G2，TA儀器公司（TA Instruments））藉由頻率掃描方法評價了在實例及比較例中製備的用於太陽電池電極的組成物中的每一者的儲存模數。此處，各組成物的儲存模數的量測是在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒（角速度）的條件下執行。藉由在1弧度/秒的角速度下的儲存模數值確定出儲存模數。
（2）Tan δ最大值：使用旋轉流變儀（ARES G2，TA儀器公司）藉由頻率掃描方法評價了在實例及比較例中製備的用於太陽電池電極的組成物中的每一者的tan δ最大值。此處，tan δ值的量測是在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒（角速度）的條件下執行，然後在所量測的tan δ值中找出最高值。
（3）凝膠點（Gel point）（針對tan δ最大值而量測的角速度）（單位：弧度/秒，在最大tan δ下）：藉由頻率掃描方法評價了在實例及比較例中製備的用於太陽電池電極的組成物中的每一者的凝膠點（針對tan δ最大值而量測的角速度）。
（4）黏度（單位：千厘泊，在10轉/分鐘下，在23℃下）：在10轉/分鐘及23℃的條件下使用布氏黏度計（Brookfield viscometer）評價了在實例及比較例中製備的用於太陽電池電極的組成物中的每一者的黏度。
使用實例及比較例的用於太陽電池電極的組成物中的每一者製作了電極，然後關於表1及表2所列性質進行了評價。結果示於表1、表2、圖2至圖5中。
藉由以預定圖案進行網版印刷在晶圓的前表面（片電阻：70歐姆/平方）之上沈積了在實例及比較例中製備的用於太陽電池電極的組成物中的每一者，然後在紅外（IR）乾燥爐中進行乾燥。接著，將鋁膏印刷在晶圓的整個背面上並以與以上相同的方式進行了乾燥。在帶型（belt-type）烘烤爐中在400℃至900°C的溫度下對根據此步驟而形成的電池烘烤30秒至50秒，藉此製作太陽電池。關於可印刷性、溢流（flooding）、可圖案化性1及可圖案化性2根據以下準則評價了太陽電池。
（1）可印刷性：對所獲得圖案的斷開進行了檢查，然後根據以下準則評價了可印刷性。 ○：斷開的線的數目：少於5 ×：斷開的線的數目：大於或等於5
（2）溢流：在用於太陽電池的矽晶圓上沈積了用於太陽電池電極的組成物中的每一者以製備樣本。將在沈積時表現出均勻溢流的樣本評定為「良好」，且將在沈積時不表現出均勻溢流且部分不可再沈積的樣本評定為「差」。
（3）可圖案化性1：利用雷射顯微鏡觀察了所獲得圖案的寬度。 ○：線寬度值的標準偏差：小於3微米，Rz：小於15微米 △：線寬度值的標準偏差：大於或等於3微米且小於5微米，Rz：大於或等於15微米且小於20微米 ×：線寬度值的標準偏差：大於或等於5微米，Rz：大於或等於20微米
（4）可圖案化性2：利用雷射顯微鏡觀察了圖案的高度及寬度，且計算出圖案的縱橫比（高度對寬度的比率）。 ○：縱橫比大於或等於25% △：縱橫比大於或等於20%且小於25% ×：縱橫比小於20%
表 1
實例
1 2 3 4 5 6 7 8
（A） 90 90 90 90 90 90 90 90
（B） 2 2 2 2 2 2 2 2
（C） （C1） 1 0.6 1 1 0.2 1 1 0.4
（C2） - 0.4 - - 0.8 - - 0.8
（C3） 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6
（D） （D1） 0.35 0.35 - 0.25 0.35 0.35 0.35 0.4
（D2） - - 0.35 0.1 - - - -
（E） （E1） 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.4
（E2） - - - - - - - -
（F） （F1） - 0.1 - - - - 0.2 -
（F2） - - - - - 0.45 - -
（F3） 0.45 0.35 0.45 0.45 0.45 - 0.25 0.4
儲存模數 2610 1778 1818 2719 1333 1253 1297 3159
Tan δ最大值 8.2 8.1 7.7 7.5 8.4 8.1 10.5 6.7
凝膠點 10.0 15.8 7.9 12.5 19.9 40.0 62.8 10.0
黏度 256 273 251 264 271 166 247 283
可印刷性 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
溢流 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好
可圖案化性1 ○ △ ○ ○ △ △ △ △
可圖案化性2 ○ ○ ○ ○ ○ △ △ ○
表 2
比較例
1 2 3 4 5
（A） 90 90 90 90 90
（B） 2 2 2 2 2
（C） （C1） 1 1 0.9 0.9 1
（C2） - - 0.6 0.45 -
（C3） 5.6 5.6 5.28 5.37 5.6
（D） （D1） 0.35 0.35 0.4 0.4 0.15
（D2） - - - - 0.20
（E） （E1） 0.6 - 0.37 0.43 0.6
（E2） - 0.6 - - -
（F） （F1） 0.45 - 0.45 0.45 0.45
（F2） - - - - -
（F3） - 0.45 - - -
儲存模數 2581 1570 2221 2861 2295
Tan δ最大值 10.6 8.1 12.3 12.1 8.5
凝膠點 99.6 99.6 99.6 125.4 99.6
黏度 260 254 341 286 175
可印刷性 × × × × ×
溢流 差 良好 差 差 良好
可圖案化性1 × △ × △ △
可圖案化性2 △ △ ○ ○ △
（A）銀粉：平均粒徑：2.0微米（AG-5-11F，同和高科技有限公司（Dowa Hightech Co., Ltd.）） （B）玻璃料：玻璃轉化溫度：270℃，平均粒徑：2.0微米（ABT-1，旭硝子玻璃有限公司（Ashai Glass Co., Ltd.）） （C）有機載體 （C1）乙基纖維素：重量平均分子量：40,000（STD4，陶氏化學公司（Dow Chemical Company）） （C2）松香：數量平均分子量：600（福拉爾（Foral）85E，伊士曼化學公司（Eastman Chemical）） （C3）特神龍（伊士曼化學公司） （D）助滑劑 （D1）聚二甲基矽氧烷（KF-96，信越化學公司（ShinEtsu Chemical）） （D2）環戊矽氧烷（PMX-245，道康寧公司（Dow Corning Corporation）） （E）觸變劑 （E1）雙醯胺系觸變劑（塞特羅馬科斯，海名斯有限公司） （E2）蓖麻油系觸變劑（塞特羅ST，海名斯有限公司） （F）分散劑 （F1）胺鹽系分散劑（TDO，阿克蘇諾貝爾化學公司（Akzonobel Chemical）） （F2）十八烯基琥珀酸系分散劑（KD-16，克羅達先進材料公司（Croda Advanced Materials）） （F3）聚羧酸系分散劑（MALIALIM，NOF公司（NOF Corporation））
如表1及圖2所示，可以看到，在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒的條件下對tan δ最大值進行量測時，根據本發明的用於太陽電池電極的組成物具有0.1弧度/秒至80弧度/秒的角速度。結果，根據本發明的用於太陽電池電極的組成物達成了精密線寬度印刷，且因此表現出良好的可印刷性及可圖案化性以及均勻溢流，如圖4所示。
相反地，在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒的條件下對tan δ最大值進行量測時，比較例1的用於太陽電池電極的組成物具有處於0.1弧度/秒至80弧度/秒範圍之外的角速度。因此，在精密線寬度印刷時，比較例1的組成物表現出差的可印刷性及可圖案化性以及非均勻溢流，如圖5所示。
應理解，在不背離本發明的精神及範圍的條件下熟習此項技術者可作出各種修改、改變、更改及等效實施例。
10：晶圓/基板 11：p層/n層 12：n層/p層 21：後電極 23：前電極 100：太陽電池
圖1為根據本發明一個實施例的太陽電池的示意圖。 圖2為示出實例1的角速度相依（angular velocity-dependent）儲存模數（G'）、損耗模數（G"）及tan δ值的曲線圖。 圖3為示出比較例1的角速度相依儲存模數（G'）、損耗模數（G"）及tan δ值的曲線圖。 圖4為在烘烤之後實例1的圖案形狀的影像。 圖5為在烘烤之後比較例1的圖案形狀的影像。

Claims (10)

  1. 一種用於太陽電池電極的組成物，包含：導電粉；玻璃料；有機載體，包括具有重量平均分子量為20,000至200,000的第一黏結劑樹脂；助滑劑，包括線狀矽氧烷及環狀矽氧烷中的至少一者；及觸變劑，包括雙醯胺系觸變劑，其中在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒的條件下對tan δ最大值進行量測時，所述組成物具有0.1弧度/秒至80弧度/秒的角速度，其中在所述組成物中存在0.1重量%至20重量%的量的所述第一黏結劑樹脂。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的用於太陽電池電極的組成物，其中在23℃及0.1弧度/秒至1,000弧度/秒的條件下進行量測時，所述組成物的tan δ最大值為11或小於11。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的用於太陽電池電極的組成物，其中在23℃及1弧度/秒的條件下進行量測時，所述組成物具有3,500帕或小於3,500帕的儲存模數。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的用於太陽電池電極的組成物，其中所述有機載體更包含具有數量平均分子量為500至5,000的第二黏結劑樹脂。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的用於太陽電池電極的組成物，在所述組成物中存在0.1重量%至10重量%的量的所述的第二黏結劑樹脂。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的用於太陽電池電極的組成物，在所述組成物中存在0.1重量%至5重量%的量的所述觸變劑。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的用於太陽電池電極的組成物，其中在所述組成物中存在0.1重量%至5重量%的量的所述助滑劑。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的用於太陽電池電極的組成物，更包含分散劑，其中在所述組成物中存在0.1重量%至5重量%的量的所述分散劑。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的組成物，更包含選自塑化劑、黏度穩定劑、消泡劑、顏料、紫外線穩定劑、抗氧化劑及偶合劑中的至少一種添加劑。
  10. 一種太陽電池電極，使用如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的用於太陽電池電極的組成物製作。
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