[发明专利]一种复合电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属电极制备方法，尤其涉及一种在半导体或绝缘材料上制作电极的制备方法，其中电极为两层或多层不同材料复合的结构，以兼顾成本、导电性和功函数匹配方面的要求。

背景技术

在过去的几十年里，降低成本、提高性价比始终是电子产业不断发展壮大的推动力。相较于传统的加工工艺，印刷法制造电极具有节约原料、工艺简单、环境污染少等优势，且易于实现大面积器件，更加有利于满足电子产业降低成本、扩大市场的要求。然而，即使是世界最顶尖的纳米导电银墨水，其印刷所得电极的导电性能也远低于金属银。而一般印刷所用的工业导电浆料经常需要添加大量的填充料，使得印刷电极的导电性能更低，一定程度上限制了该技术的运用和推广。目前主要通过加厚印刷电极的方法来增加其导电性，这又会造成原料的巨大浪费。考虑到电镀所得金属的良好导电性能，申请号为200910085472.0的专利提出在硅片上先印刷点状电极再电镀相同金属的方法制备太阳能电池的前电极，为这个难题提供了新的解决思路。

然而，在实际的生产中，一个值得关注的问题就是成本的控制。以晶体硅太阳能电池为例，出于功函数匹配的考虑，不得不使用银作为其前电极，但是实质上铜除了功函数偏高外其它性能完全满足要求，且较银便宜很多。假如在印刷银电极上改镀金属铜以形成复合电极的话，无疑会在保证产品性能的前提下大幅降低成本。另外一种需要复合电极的情况就是，某种无法印刷的金属材料需要精确沉积成电极，则利用其他可印刷金属作为“种子”，再进行该种金属材料的镀覆。

在过去针对有机器件的研究中，这类两层或者多层不同材料组成的复合电极已经被证实效果良好，可以兼具各种材料在功函数、注入性能、导电性能、稳定性方面的优势。可以预见，这种复合电极将在诸多印刷电子领域广泛使用，以提高产品的性能并减少贵金属的使用量。

发明内容

为克服上述现有电极制备技术的诸多不足，本发明的目的在于提供一种复合电极的制备技术，优化印刷电子产品的性能并降低生产成本。

实现上述本发明目的的技术方案为：

一种复合电极的制备方法，其特征在于包含如下步骤：

(1)、选用半导体或绝缘材料作为制备该复合电极的衬底；

(2)、通过印刷工艺在衬底上获得该复合电极底部第一层的印刷电极层，并对该印刷电极层进行固化处理；

(3)、在所得印刷电极层上通过电镀或化学镀的镀覆工艺获得该复合电极第二层或第二层以上的电极部分，并对该镀覆的电极部分进行清洗和干燥处理。

进一步地，前述一种复合电极的制备方法，其中步骤(2)中所述印刷电极层的制造工艺为非接触印刷工艺或接触印刷工艺，至少包括喷墨打印、气流喷印、丝网印刷、凹版印刷、柔版印刷及胶版印刷；所述印刷电极层为导电可印刷材料，至少包括金、银、铜、镍、铝和导电聚合物中的一种或多种合金；所述印刷电极层与步骤(1)中所述衬底之间存在导电性或化学惰性上的差异；所述固化处理的工艺至少包括热干燥、热烧结、红外激光烧结、紫外固化的操作。

进一步地，前述一种复合电极的制备方法，其中步骤(3)中所述镀覆工艺所镀材料至少包括金、银、铜、镍、铬的金属材料；所述的镀覆操作其所使用的电镀液为目前市面上的商品化电镀液或自制的电镀液；所述对镀覆电极部分的清洗处理在溶剂中进行，所述溶剂至少包括去离子水、乙醇、异丙醇和丙酮中的一种或多种混合溶剂；所述干燥工艺至少包括常温风吹、热风吹、常压烘干、真空烘干、红外干燥中的一种或者多种混合工艺。

本发明一种复合电极的制备方法，其显著优点是：

该复合电极的制备方法综合了印刷法和电镀法制造电极各自的优点，拓宽了电极材料的选择范围，有利于获得最佳性价比的电极并且减少贵金属的使用量，可广泛使用在诸多印刷电子领域。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1为实施例1中银-铜复合电极的剖面示意图，

图2为实施例2中铝-金复合电极的剖面示意图，

图3为实施例4中银-金复合电极的剖面示意图，

图中：11～硅片、12～网状银电极、13～铜镀层；21～柔性衬底、22～铝制栅电极、23～金镀层、31～硅片、32～二氧化硅绝缘层、33～源-漏银电极、34～金镀层、35～有机半导体材料。

具体实施方式