實(shí)施例涉及用于形成電極的組成物、使用其制成的電極及太陽能電池。

背景技術(shù)：

太陽能電池使用將日光的光子轉(zhuǎn)換成電的p-n結(jié)的光伏效應(yīng)產(chǎn)生電能。在太陽能電池中，前電極以及后電極分別形成于具有p-n結(jié)的半導(dǎo)體襯底(半導(dǎo)體晶片)的前表面以及后表面上。然后，通過日光射入襯底誘導(dǎo)p-n結(jié)產(chǎn)生光伏效應(yīng)，并且通過p-n結(jié)的光伏效應(yīng)所產(chǎn)生的電子提供通過電極流向外部的電流。

太陽能電池的電極可以通過涂布、圖案化以及燒制電極組成物而按預(yù)定圖案形成于晶片表面上。

太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率已知通過以下方式改進(jìn)：改進(jìn)電極與襯底的接觸性質(zhì)，并且因此使接觸電阻(contact resistance，R_c)和串聯(lián)電阻(series resistance，R_s)最小化；或?qū)⒑杏袡C(jī)材料的絲網(wǎng)掩模的圖案線寬調(diào)節(jié)得更小，并且從而形成細(xì)線并且提高短路電流(shortcut current，I_sc)。然而，用絲網(wǎng)掩模減小電極圖案的線寬的方法可能會(huì)導(dǎo)致串聯(lián)電阻(R_s)增加并且使得精細(xì)圖案的連續(xù)可印刷性劣化。

電極組成物包含有機(jī)媒劑以賦予適于印刷的粘度以及流變特性，并且有機(jī)媒劑通常包含有機(jī)粘合劑以及溶劑。

可以增加有機(jī)粘合劑的量或可以使用具有高分子量的聚合物以便增強(qiáng)分散性以及儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

然而，當(dāng)增加有機(jī)粘合劑的量時(shí)，在電極形成期間，電阻還可能會(huì)提高，并且當(dāng)使用具有高分子量的有機(jī)粘合劑時(shí)，即使在高剪切速率下，也可能由于黏度增加而存在拖尾現(xiàn)象以及印刷缺陷的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一個(gè)實(shí)施例提供用于形成電極的組成物，其能夠形成具有高分辨率的精細(xì)圖案并且具有改進(jìn)的印刷特征以及改進(jìn)的分散性以及儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

另一個(gè)實(shí)施例提供使用所述電極組成物制成的電極。

又一個(gè)實(shí)施例提供包含所述電極的太陽能電池。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，用于形成電極的組成物包含導(dǎo)電粉末、玻璃料、有機(jī)粘合劑以及溶劑，

其中所述有機(jī)粘合劑包含聚合物，所述聚合物包含第一結(jié)構(gòu)單元以及由化學(xué)式2表示的第二結(jié)構(gòu)單元，第一結(jié)構(gòu)單元選自由化學(xué)式1A表示的結(jié)構(gòu)單元、由化學(xué)式1B表示的結(jié)構(gòu)單元以及其組合。

[化學(xué)式1A]

在化學(xué)式1A中，

R¹¹是氫或甲基，以及

R¹²以及R¹³獨(dú)立地選自氫、鹵素、被取代或未被取代的直鏈或支鏈C1到C10烷基，以及被取代或未被取代的C6到C12芳基。

[化學(xué)式1B]

在化學(xué)式1B中，

R²¹是氫或甲基，以及

R²²、R²³、R²⁴、R²⁵、R²⁶以及R²⁷獨(dú)立地選自氫以及直鏈或支鏈C1到C10烷基。

[化學(xué)式2]

在化學(xué)式2中，

R³¹是氫或甲基，以及

R³²是選自被取代或未被取代的直鏈或支鏈C2到C20亞烷基；直鏈或支鏈C3到C20亞烷基，其中至少一個(gè)與酯基不鄰接的亞甲基被選自-O-、-S-、-C(＝O)-、-S(＝O)-、-S(＝O)₂-、-C(＝O)-O-、-O-C(＝O)-、-C(＝O)NR-(其中R是氫或C1到C6烷基)以及其組合的鍵聯(lián)基團(tuán)(linking group)所置換；被取代或未被取代的C6到C30亞芳基；被取代或未被取代的C3到C30亞雜芳基；被取代或未被取代的C3到C30亞環(huán)烷基；被取代或未被取代的C3到C30亞雜環(huán)烷基；以及其組合。

選自由化學(xué)式1A表示的結(jié)構(gòu)單元、由化學(xué)式1B表示的結(jié)構(gòu)單元以及其組合的第一結(jié)構(gòu)單元和由化學(xué)式2表示的第二結(jié)構(gòu)單元可以按5∶95到95∶5的摩爾比存在。

當(dāng)聚合物包含由化學(xué)式1A表示的結(jié)構(gòu)單元以及由化學(xué)式1B表示的結(jié)構(gòu)單元時(shí)，由化學(xué)式1A表示的結(jié)構(gòu)單元和由化學(xué)式1B表示的結(jié)構(gòu)單元可以按5∶95到95∶5的摩爾比存在。

聚合物可以進(jìn)一步包含由化學(xué)式3表示的結(jié)構(gòu)單元：

[化學(xué)式3]

在化學(xué)式3中，

R⁴¹獨(dú)立地選自氫或甲基，

R⁴²獨(dú)立地選自被取代或未被取代的直鏈或支鏈C1到C30烷基、被取代或未被取代的直鏈或支鏈C1到C30烷氧基、被取代或未被取代的C3到C30 環(huán)烷基、被取代或未被取代的C3到C30雜環(huán)烷基、被取代或未被取代的C6到C30芳基，以及被取代或未被取代的C3到C30雜芳基。

化學(xué)式3的結(jié)構(gòu)單元以聚合物的100摩爾％計(jì)可以按1摩爾％到95摩爾％的量存在。

聚合物的重量平均分子量(Mw)可以是1,000克/摩爾到300,000克/摩爾。

用于形成電極的組成物可以包含60重量％到95重量％的導(dǎo)電粉末、0.5重量％到20重量％的玻璃料、1重量％到20重量％的有機(jī)粘合劑；以及余量的溶劑。

玻璃料可以包含至少一種選自鉛(Pb)、碲(Te)、鉍(Bi)、鋰(Li)、磷(P)、鍺(Ge)、鎵(Ga)、鈰(Ce)、鐵(Fe)、硅(Si)、鋅(Zn)、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)、錳(Mn)以及鋁(Al)的元素。

溶劑可以包含選自甲基溶纖劑(methyl cellosolve)、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、脂肪醇、α-松油醇、β-松油醇、二氫-松油醇、乙二醇、乙二醇單丁基醚、丁基溶纖劑乙酸酯以及2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇異丁酸酯(2，2，4-trimethyl-1，3-pentanediol 1-isobutyrate)的至少一種。

玻璃料的平均粒徑(D50)可以是0.1微米到10微米。

用于形成電極的組成物可以進(jìn)一步包含選自表面處理劑、分散劑、觸變劑、塑化劑、粘度穩(wěn)定劑、消泡劑、顏料、紫外線(UV)穩(wěn)定劑、抗氧化劑以及偶合劑中的至少一種。

另一個(gè)實(shí)施例提供使用形成電極的組成物所制成的電極。

另一個(gè)實(shí)施例提供包含所述電極的太陽能電池。

用于形成電極的組成物可以形成具有高分辨率的精細(xì)圖案并且具有優(yōu)良的印刷特征、分散性以及儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的太陽能電池結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下文中，本發(fā)明將參照附圖在下文中更加充分地描述，在這些附圖中示出了本發(fā)明的示范性實(shí)施例。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以各種不同方式來修改所描述的實(shí)施例，而這些修改均不脫離本發(fā)明的精神或范圍。

在附圖中，為清楚起見放大了層、膜、面板、區(qū)域等的厚度。在通篇說明書中，相同的圖式元件符號(hào)表示相同的元件。應(yīng)理解，當(dāng)提及元件(例如層、膜、區(qū)域或襯底)位于另一元件“上”時(shí)，其可直接位于另一元件上或也可存在插入元件。相比之下，當(dāng)提及元件“直接位于”另一元件“上”時(shí)，不存在插入元件。

如本文所用，當(dāng)未另外提供特定定義時(shí)，術(shù)語“被取代”是指被以下取代而非被至少一個(gè)氫取代：鹵素(F、Cl、Br或I)、羥基、C1到C20烷氧基、硝基、氰基、氨基、亞氨基、疊氮基、脒基、肼基、亞肼基、羰基、氨甲?；⒘虼蓟?、酯基、醚基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸基或其鹽、C1到C20烷基、C2到C20烯基、C2到C20炔基、C6到C30芳基、C3到C20環(huán)烷基、C3到C20環(huán)烯基、C3到C20環(huán)炔基、C2到C20雜環(huán)烷基、C2到C20雜環(huán)烯基、C2到C20雜環(huán)炔基、C3到C30雜芳基或其組合。

如本文所用，當(dāng)未另外提供特定的定義時(shí)，術(shù)語“雜”可以指環(huán)基中被N、O、S以及P中的至少一個(gè)雜原子取代，而非被至少一個(gè)C取代。

如本文所用，(甲基)丙烯?；庵副；图谆；?，并且(甲基)丙烯酸酯可以指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，用于形成電極的組成物包含導(dǎo)電粉末、玻璃料、有機(jī)粘合劑以及溶劑，

在下文中，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

電極組成物包含金屬粉末作為導(dǎo)電粉末。金屬粉末可以包含銀(Ag)、金(Au)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、釕(Ru)、銠(Rh)、鋨(Os)、銥(Ir)、錸(Re)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、釩(V)、鋅(Zn)、鎂(Mg)、釔(Y)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鐵(Fe)、鎢(W)、錫(Sn)、鉻(Cr)、錳(Mn)等，但不限于此。

導(dǎo)電粉末的粒度(particle size)可以是納米級(jí)或微米級(jí)。舉例來說，導(dǎo)電粉末的粒度可以是幾十納米到幾百納米或幾微米到幾十微米。在其它實(shí)施例中，導(dǎo)電粉末可以是兩種或多于兩種類型的具有不同粒度的銀粉的混合物。

導(dǎo)電粉末可以具有球形、薄片形或無定形的顆粒形狀。導(dǎo)電粉末的平均粒徑(D50，基於體積)可以是0.1微米到10微米，例如0.5微米到5微米?？梢栽谑覝?24℃到25℃)下通過超聲波處理將導(dǎo)電粉末分散于異丙醇(isopropyl alcohol，IPA)中3分鐘后，使用例如型號(hào)1064D(西萊斯有限公司(CILAS Co.，Ltd.))設(shè)備測量平均粒徑。在這平均粒子直徑范圍內(nèi)，所述組成物可以提供低接觸電阻和低線路電阻。

導(dǎo)電粉末按用于形成電極的組成物的100重量％計(jì)，可以按60重量％到95重量％的量存在。在此范圍內(nèi)，可以防止轉(zhuǎn)換效率由于電阻增加而降低，并且還可以防止因機(jī)媒劑的相對(duì)減少而導(dǎo)致形成漿料的困難。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電粉末可以按70重量％到90重量％的量存在。

玻璃料可以用來增強(qiáng)導(dǎo)電粉末與晶片或襯底之間的粘著力并且通過蝕刻抗反射層以及熔融導(dǎo)電粉末而在發(fā)射極區(qū)中形成銀晶粒，以便在電極膏的燒制過程中降低接觸電阻。此外，在燒結(jié)過程中，玻璃料可以軟化并且可以降低燒制溫度。

當(dāng)增加太陽能電池的面積以便改進(jìn)太陽能電池效率時(shí)，存在太陽能電池的接觸電阻可能增加的可能性。因此，需要最小化對(duì)p-n結(jié)的影響，同時(shí)最小化串聯(lián)電阻。另外，燒制溫度可以隨具有不同薄層電阻的各種晶片的用途增加而在廣泛范圍內(nèi)變化。需要玻璃料確保足夠的熱穩(wěn)定性以耐受廣泛范圍的燒制溫度。

玻璃料可以是電極組成物中常用的鉛玻璃料和非鉛玻璃料中的一種或多種。

玻璃料可以進(jìn)一步包含至少一種選自鉛(Pb)、碲(Te)、鉍(Bi)、鋰(Li)、磷(P)、鍺(Ge)、鎵(Ga)、鈰(Ce)、鐵(Fe)、硅(Si)、鋅(Zn)、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)、錳(Mn)以及鋁(Al)的元素。

玻璃料可以由元素的氧化物通過任何適合方法制備。舉例來說，金屬氧化物可以通過以下方式獲得：按預(yù)定比率混合元素的氧化物，熔融混合物，對(duì)所得物進(jìn)行淬火，并且然后粉碎經(jīng)淬火的產(chǎn)物?；旌峡梢允褂们蚰C(jī)或行星式磨機(jī)進(jìn)行。熔融可以在700℃到1300℃下進(jìn)行，并且淬火可以在室溫 (20℃到25℃)下進(jìn)行。粉碎可以使用(但不限于)盤磨機(jī)或行星式磨機(jī)進(jìn)行。

玻璃料可以具有0.1微米到10微米的平均粒徑(D50，基於體積)，并且以用于形成電極的組成物的100重量％計(jì)，可以按0.5重量％到20重量％的量存在。在此范圍內(nèi)，玻璃料可以確保電極的優(yōu)良粘著強(qiáng)度，同時(shí)不會(huì)降低電極的電學(xué)特性。

玻璃料可以具有球形或無定形形狀。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用具有不同轉(zhuǎn)變溫度的兩種不同種類的玻璃料。舉例來說，轉(zhuǎn)變溫度在高于200℃或等于200℃到低于350℃或等于350℃范圍內(nèi)的第一玻璃料和轉(zhuǎn)變溫度在高于350℃到低于550℃或等于550℃范圍內(nèi)的第二玻璃料可以按1∶0.2到1∶1范圍內(nèi)的重量比混合。

有機(jī)粘合劑包含聚合物，所述聚合物包含第一結(jié)構(gòu)單元以及由化學(xué)式2表示的第二結(jié)構(gòu)單元，第一結(jié)構(gòu)單元選自由化學(xué)式1A表示的結(jié)構(gòu)單元、由化學(xué)式1B表示的結(jié)構(gòu)單元以及其組合。

[化學(xué)式1A]

在化學(xué)式1A中，

R¹¹是氫或甲基，

R¹²以及R¹³獨(dú)立地選自氫、鹵素(-F、-Cl、-Br或-I)、被取代或未被取代的直鏈或支鏈C1到C10烷基，以及被取代或未被取代的C6到C12芳基。舉例來說，被取代的C1到C10烷基或被取代的C6到C12芳基可以是被羥基取代的烷基或被羥基取代的芳基。

[化學(xué)式1B]

在化學(xué)式1B中，

R²¹是氫或甲基，以及

R²²、R²³、R²⁴、R²⁵、R²⁶以及R²⁷獨(dú)立地選自氫以及直鏈或支鏈C1到C10烷基。

[化學(xué)式2]

在化學(xué)式2中，

R³¹是氫或甲基，以及

R³²是選自被取代或未被取代的直鏈或支鏈C2到C20亞烷基；直鏈或支鏈C3到C20亞烷基，其中至少一個(gè)與酯基不鄰接的亞甲基被選自-O-、-S-、-C(＝O)-、-S(＝O)-、-S(＝O)₂-、-C(＝O)-O-、-O-C(＝O)-、-C(＝O)NR-(其中R是氫或C1到C6烷基)以及其組合的鍵聯(lián)基團(tuán)置換；被取代或未被取代的C6到C30亞芳基；被取代或未被取代的C3到C30亞雜芳基；被取代或未被取代的C3到C30亞環(huán)烷基；被取代或未被取代的C3到C30亞雜環(huán)烷基；以及其組合。

由化學(xué)式1A表示的結(jié)構(gòu)單元具有被取代或未被取代的丙烯酰胺結(jié)構(gòu)，并且由化學(xué)式1B表示的結(jié)構(gòu)單元具有被取代或未被取代的吡咯烷酮結(jié)構(gòu)。被取代或未被取代的丙烯酰胺結(jié)構(gòu)以及被取代或未被取代的吡咯烷酮(pyrrolidone)結(jié)構(gòu)中的氮原子和氧原子誘導(dǎo)與用于形成電極的組成物中所包含的導(dǎo)電粉末產(chǎn)生靜電鍵，并且可以改良導(dǎo)電粉末的分散性。另外，由化學(xué)式2表示的結(jié)構(gòu)單元包含羥基并且由此可以誘導(dǎo)氫鍵并且改進(jìn)與溶劑的相容性以及溶解性以及由此改進(jìn)分散性以及儲(chǔ)存穩(wěn)定性，并且防止線寬因在燒制過程中電極圖案塌陷而導(dǎo)致的增加。

用于提供由化學(xué)式1A表示的結(jié)構(gòu)單元的單體可以是(甲基)丙烯酰胺((meth)acrylamide)、N-甲基(甲基)丙烯酰胺(N-methyl(meth)acrylamide)、N-異丙基(甲基)丙烯酰胺(N-isopropyl(meth)acrylamide)、N-丁基(甲基) 丙烯酰胺(N-butyl(meth)acrylamide)、N-異丁基(甲基)丙烯酰胺(N-isobutyl(meth)acrylamide)、N-第三丁基(甲基)丙烯酰胺(N-t-butyl(meth)acrylamide)、N-第三辛基(甲基)丙烯酰胺(N-t-octyl(meth)acrylamide)、N-二丙酮(甲基)丙烯酰胺(diacetone(meth)acrylamide)、N-羥基甲基(甲基)丙烯酰胺(N-hydroxy methyl(meth)acrylamide)、N-羥基乙基(甲基)丙烯酰胺(N-hydroxy ethyl(meth)acrylamide)、N-環(huán)己基(甲基)丙烯酰胺(N-cyclohexyl(meth)acrylamide)、N-苯基(甲基)丙烯酰胺(N-phenyl(meth)acrylamide)、N-芐基(甲基)丙烯酰胺(N-benzyl(meth)acrylamide)、N-三苯基甲基(甲基)丙烯酰胺(N-triphenyl methyl(meth)acrylamide)、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺(N，N-dimethyl(meth)acrylamide)等。

用于提供由化學(xué)式1B表示的結(jié)構(gòu)單元的單體可以是N-乙烯基吡咯烷酮(N-vinyl pyrrolidone)、N-乙烯基-3-甲基吡咯烷酮(N-vinyl-3-methyl pyrrolidone)、N-乙烯基-5-甲基吡咯烷酮(N-vinyl-5-methyl pyrrolidone)、N-乙烯基-3，3，5-三甲基甲基吡咯烷酮(N-vinyl-3，3，5-trimethyl methyl pyrrolidone)等。

用于提供由化學(xué)式2表示的結(jié)構(gòu)單元的單體可以是(甲基)丙烯酸羥甲酯(hydroxy methyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯(2-hydroxy ethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸3-羥丙酯(3-hydroxy propyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯(4-hydroxy butyl(meth)acrylate)等。

這些單體可單獨(dú)使用或以其兩者或大于兩者的混合物形式使用。

選自由化學(xué)式1A表示的結(jié)構(gòu)單元、由化學(xué)式1B表示的結(jié)構(gòu)單元以及其組合的第一結(jié)構(gòu)單元和由化學(xué)式2表示的第二結(jié)構(gòu)單元可以按5∶95到95∶5(例如20∶80到80∶20)的摩爾比存在。當(dāng)結(jié)構(gòu)單元在所述范圍內(nèi)使用時(shí)，可以改進(jìn)導(dǎo)電粉末的分散性以及與溶劑的相容性，并且可以獲得具有精細(xì)線寬以及高縱橫比(aspect ratio，AR)的電極圖案。

當(dāng)聚合物包含由化學(xué)式1A表示的結(jié)構(gòu)單元以及由化學(xué)式1B表示的結(jié)構(gòu)單元時(shí)，由化學(xué)式1A表示的結(jié)構(gòu)單元和由化學(xué)式1B表示的結(jié)構(gòu)單元可以按5∶95到95∶5(例如20∶80到80∶20)的摩爾比存在。當(dāng)結(jié)構(gòu)單元在所述范圍內(nèi)使用時(shí)，可以改進(jìn)導(dǎo)電粉末的分散性以及與溶劑的相容性，并且可以獲得具有精細(xì)線寬以及高縱橫比(AR)的電極圖案。

聚合物可以進(jìn)一步包含由化學(xué)式3表示的結(jié)構(gòu)單元：

[化學(xué)式3]

在化學(xué)式3中，

R⁴¹獨(dú)立地是氫或甲基，以及

R⁴²獨(dú)立地選自被取代或未被取代的直鏈或支鏈C1到C30烷基、被取代或未被取代的直鏈或支鏈C2到C30烯基、被取代或未被取代的直鏈或支鏈C2到C30炔基、被取代或未被取代的C3到C30環(huán)烷基、被取代或未被取代的C3到C30雜環(huán)烷基、被取代或未被取代的C6到C30芳基，以及被取代或未被取代的C3到C30雜芳基。

提供化學(xué)式3的結(jié)構(gòu)單元的單體實(shí)例可以是(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸正十二烷酯、(甲基)丙烯酸正十三烷酯、(甲基)丙烯酸十五烷酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸十七烷酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸正丁氧基乙酯、丁氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基壬基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸四氫呋喃甲酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、2-苯氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基四乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基五乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基六乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基七乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基八乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基九乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基十乙二醇(甲基)丙烯酸酯，以及其組合。

按包含第一結(jié)構(gòu)單元、第二結(jié)構(gòu)單元以及化學(xué)式3的結(jié)構(gòu)單元的聚合物的100摩爾％計(jì)，化學(xué)式3的結(jié)構(gòu)單元可以按1摩爾％到95摩爾％(例如1摩爾％到80摩爾％)的量存在。在所述范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)線寬。

聚合物的重量平均分子量(Mw)可以是1,000克/摩爾到300,000克/摩爾。在所述范圍內(nèi)，可以改進(jìn)用于形成電極的組成物的分散性以及印刷特征。

用于形成電極的組成物可以包含60重量％到95重量％的導(dǎo)電粉末、0.5重量％到20重量％的玻璃料、1重量％到20重量％的有機(jī)粘合劑；以及余量的溶劑。當(dāng)有機(jī)粘合劑在所述范圍內(nèi)使用時(shí)，電極組成物可以具有適當(dāng)粘度，并且防止與襯底的粘著性劣化，并且還可以由于有機(jī)粘合劑在燒制期間的分解不順利而具有高電阻，并且防止電極在燒制期間開裂、斷開、具有小孔等。

溶劑的沸點(diǎn)可以是100℃或更高，并且溶劑可以是甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、脂肪醇、α-松油醇、β-松油醇、二氫-松油醇、乙二醇、乙二醇單丁基醚、丁基溶纖劑乙酸酯、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇異丁酸酯等，其可以單獨(dú)或以兩者或多于兩者的組合使用。

溶劑可以按余量存在，例如按用于形成電極的組成物的總量計(jì)，1重量％到30重量％。當(dāng)溶劑在所述范圍內(nèi)使用時(shí)，可以確保充足粘著強(qiáng)度和優(yōu)良印刷特征。

用于形成電極的組成物可以按需要進(jìn)一步包含典型添加劑以增強(qiáng)流動(dòng)性質(zhì)、加工性質(zhì)以及穩(wěn)定性。添加劑可以包含表面處理劑、分散劑、觸變劑、塑化劑、粘度穩(wěn)定劑、消泡劑、顏料、紫外線(UV)穩(wěn)定劑、抗氧化劑、偶合劑等。這些添加劑可以單獨(dú)或以其混合物形式使用。

按用于形成電極的組成物的100重量％計(jì)，這些添加劑可以按0.1重量％到5重量％的量存在。這一量可以按需要改變?？梢钥紤]用于形成電極的組成物的印刷特征、分散性以及儲(chǔ)存穩(wěn)定性來選擇添加劑的量。

另一個(gè)實(shí)施例提供由用于形成電極的組成物所形成的電極。

另外，另一個(gè)實(shí)施例提供包含所述電極的太陽能電池。

參看圖1，圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的太陽能電池。

圖1是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的太陽能電池結(jié)構(gòu)的示意圖。

參看圖1，將電極組成物印刷于包含p層(或n層)101以及n層(或p層)102作為發(fā)射極的晶片100上并且燒制，從而形成后電極210和前電極230。舉例來說，用于后電極的先前制備步驟可以通過以下方式進(jìn)行：將電極組成物印刷于晶片的后表面上，并且在200℃到400℃下干燥10秒到60秒，并且使其干燥。

另外，用于前電極的先前制備步驟可以通過以下方式進(jìn)行：將電極組成物印刷于晶片的前表面上，并且使其干燥。然后，可以將前電極以及后電極在400℃到約980℃并且特定地說在700℃到980℃下燒制30秒到210秒。

為了突顯一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的特征，提供以下實(shí)例和比較例，但應(yīng)了解，實(shí)例和比較例不應(yīng)視為限制實(shí)施例的范圍，比較例也不應(yīng)視為在實(shí)施例的范圍之外。此外，應(yīng)了解，實(shí)施例不限于實(shí)例和比較例中所描述的具體細(xì)節(jié)。

有機(jī)粘合劑的合成

合成實(shí)例1

在裝備有冷凝器的氮?dú)猸h(huán)境的圓底燒瓶中，將乙烯基吡咯烷酮(8當(dāng)量)、甲基丙烯酸2-羥乙酯(2當(dāng)量)添加到二甲亞砜(dimethylsulfoxide，DMSO)(多達(dá)單體總重量的兩倍)中，并且將混合物加熱到高達(dá)60℃，同時(shí)充分?jǐn)嚢琛＝酉聛?，將偶氮異丁?azoisobutyronitrile，AIBN)(0.1摩爾％，按單體總重量的100摩爾％計(jì))完全溶解于二甲亞砜中，將溶液通過滴液漏斗以逐滴方式緩慢地添加到其中并且在60℃、在氮?dú)猸h(huán)境下反應(yīng)24小時(shí)。當(dāng)反應(yīng)完成時(shí)，使其產(chǎn)物在正己烷中再沉淀并且過濾，從而獲得重量平均分子量為130,000克/摩爾的聚合物(丙烯酸類(acryl-based)的共聚物)。

合成實(shí)例2

除了使用丙烯酰胺(8當(dāng)量)替代乙烯基吡咯烷酮(8當(dāng)量)以外，根據(jù)與合成實(shí)例1相同的方法獲得重量平均分子量為130,000克/摩爾的聚合物(丙烯酸類的共聚物)。

合成實(shí)例3

除了使用乙烯基吡咯烷酮(4當(dāng)量)替代乙烯基吡咯烷酮(8當(dāng)量)以外，根據(jù)與合成實(shí)例1相同的方法獲得重量平均分子量為130,000克/摩爾的聚合物(丙烯酸類的共聚物)。

制備用于形成電極的組成物

<實(shí)例1>

用于形成電極的組成物如下制備：以如表1中所述的每一個(gè)含量，在50℃將根據(jù)合成實(shí)例1的聚合物作為有機(jī)粘合劑充分溶解于作為溶劑的2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇異丁酸酯中，添加具有5.0微米平均粒徑的球形銀粉(5-8F，多瓦高科技有限公司(Dowa Hightech Co.Ltd.))、具有1.0微米平均粒徑和 341℃轉(zhuǎn)變溫度的低熔點(diǎn)彈性玻璃料(CI-124，帕蒂克有限公司(Particlogy Co.，Ltd.))，以及0.2重量％的分散劑(BYK102，BYK化學(xué)公司(BYK-Chemie))和0.3重量％的觸變劑(Thixatrol ST，海名斯公司(Elementis Co.))作為添加劑，將其均勻地混合，并且用三輥捏合機(jī)分散混合物。

<實(shí)例2>

除了使用根據(jù)合成實(shí)例2的聚合物替代根據(jù)合成實(shí)例1的聚合物作為有機(jī)粘合劑以外，根據(jù)與實(shí)例1相同的方法制備用于形成電極的組成物。

<實(shí)例3>

除了使用根據(jù)合成實(shí)例3的聚合物替代根據(jù)合成實(shí)例1的聚合物作為有機(jī)粘合劑以外，根據(jù)與實(shí)例1相同的方法制備用于形成電極的組成物。

<比較例1>

除了使用甲基苯甲酸苯甲酯(benzyl methacrylate，BEMA，西格瑪-奧德里奇有限公司(Sigma-Aldrich Co.，Ltd.))替代所述聚合物作為有機(jī)粘合劑以外，根據(jù)與實(shí)例1相同的方法制備用于形成電極的組成物。

特性評(píng)估

(1)儲(chǔ)存穩(wěn)定性(％)

電極組成物的儲(chǔ)存穩(wěn)定性是按照在儲(chǔ)存之前及之后的根據(jù)等式1的粘度變化比來評(píng)估，并且結(jié)果提供于表格1中。

[等式1]

在等式1中，

F₀是電極組成物在25℃、在50±5％相對(duì)濕度下儲(chǔ)存1天之后，在室溫(24℃)下測量的粘度，以及

F₁是電極組成物在25℃、在50±5％相對(duì)濕度下儲(chǔ)存30天之后，在室溫(25℃)下測量的粘度。

※粘度測量值如下獲得：使用粘度計(jì)(HBDV-2+pro，布洛克菲爾德工程實(shí)驗(yàn)室(Brookfield Engineering Laboratories))并且在其上安裝SC4-14螺旋和SC4-6RP腔室，并且然后在25℃和10rpm下預(yù)剪切組成物30秒。

(2)精細(xì)圖案評(píng)估

使用根據(jù)實(shí)例1到3以及比較實(shí)例1的用于形成電極的每種組成物，使用絲網(wǎng)掩模在具有90Ω薄層電阻的聚p型硅晶片的正面上絲網(wǎng)印刷電極圖案(指狀條)，并且然后通過使用紅外線干燥熔爐進(jìn)行干燥。然后，將用于形成包含鋁的電極的組成物印刷于晶片的后面，并且然后用如上所述的相同方法干燥。經(jīng)由上述工藝制成的電池隨后通過使用傳送帶型熔爐、在400℃到950℃下燒制30秒到50秒，并且通過使用EL測試儀(MV技術(shù)公司(MV Tech Inc.))對(duì)線斷開的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)以便檢查所制成的電極(指狀條)是否斷開，并且使用VK設(shè)備(VK9710，基恩士公司(KEYENCE Co.))測量電極線的線寬和厚度，并且將結(jié)果提供于表格1中。

*絲網(wǎng)掩模：SUS325型/乳膠厚度：15微米/指狀條線寬：35微米，指狀條數(shù)目：90

(表格1)

參看表1，相較于根據(jù)比較例1的用于形成電極的組成物，根據(jù)實(shí)例1到3的用于形成電極的組成物顯示了優(yōu)良的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、由其制成的電極圖案中的精細(xì)線寬，以及高縱橫比。

雖然已經(jīng)結(jié)合目前視為實(shí)用示范性實(shí)施例的內(nèi)容來描述本發(fā)明，但應(yīng)理解本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例，而是相反，本發(fā)明旨在涵蓋包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。