[发明专利]一种低温聚合物导电浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温聚合物导电浆料及其制备方法，更具体地说，本发明涉及的导电浆料主要应用于高效能异质结、染料敏化、非晶硅薄膜、碲化镉等薄膜太阳能电池的前导电电极，另外也可以应用于触摸屏、电致发光（EL）元件中利用的薄膜、基板等透明导电膜的基材，通过在该基材上涂布或印刷，形成导电电极、线路版图案。

背景技术

在太阳能电池的制造过程中，通常将导电填料与载体胶粘剂进行机械混合，以形成具有适于印刷的粘度和流变性能的组合物，称其为“导电浆料”。

薄膜光伏电池的导电浆料通常用于在透明导电氧化物（TCO）上印刷栅线，例如在诸如结晶硅基板之类的半导体基板的受光面设置半导体层，接着根据需要设置诸如铟锡氧化物（ITO）之类的透明电极、防光反射膜等，在反对侧设置背面电极、由两个电极输出太阳光半导体层中产生的电位。

薄膜光伏电池不同于传统晶硅电池。传统晶硅电池采用已金属化的硅片形式，其厚度为30～50μm，可通过丝网印刷导电浆料并随后进行低温烘干和高温焙烧的方法制造电极。而薄膜光伏电池的核心——功能性半导体薄膜层通常为2μm左右，该半导体薄膜层及前基板均不能承受高温，这限制了薄膜光伏电池的半导体薄膜层的加工温度必须小于220℃，因此薄膜光伏电池不能使用传统高温烧结型导电浆料制造电极。这样就需要将银粉或其它导电性粉末与环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂以及饱和聚酯树脂等热固化树脂制备的低温聚合物导电浆料在ITO薄膜等基材上印刷，然后在较低温度下加热固化。由于没有一个高温烧结过程，印刷固化过后电极的电阻率、导电膜的接触电阻、附着力会受到影响。

传统的低温聚合物导电浆料一般采用承载银粉能力好的热塑树脂如饱和丙烯酸酯、高分子量环氧树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、酚醛树脂、饱和聚酯、聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯醇、纤维素等树脂作为载体胶粘剂中的功能树脂，通过溶解后进行分散包裹银粉，通过溶解挥发后形成相应图案，但这些树脂与基底的附着力相对较差。

因此，为了进一步提高薄膜光伏电池的转换效率，就要求导电浆料具有更好的导电性能、降低与基材接触的接触电阻以及提高对基材的附着力。另外，为了确保薄膜光伏电池印刷形成的集成电极具有优良的耐候性，要求所采用的树脂、固化剂等有机介质具备优异的耐紫外光、耐高温高湿等环境的能力。

发明内容

本发明的目的在于克服传统低温聚合物导电浆料的不足，为薄膜光伏电池提供一种具有良好附着力、低线电阻、低接触电阻以及优良耐候性的低温聚合物导电浆料及其制造方法。

本发明的低温聚合物导电浆料，包括导电填料以及用于承载所述导电填料的载体胶粘剂，所述载体胶粘剂包括功能树脂，所述功能树脂包括苯氧基树脂和氟树脂。

所述功能树脂中氟树脂的质量分数为10%-20%。

所述氟树脂中氟元素的质量分数为40%-70%。

所述苯氧基树脂的分子量为20000-60000。

所述导电填料包括片状银粉、球状银粉和/或在1个大气压下熔点小于250℃的纳米金属粉。

所述纳米金属选自金、银、铟、锡、镍、钴、钛、镓、铂以及稀土金属。

所述导电填料包括平均粒径为6-8μm的片状银粉、平均粒径为4-6μm的片状银粉、平均粒径为1-3μm的片状银粉、平均粒径为400nm的球状银粉以及平均粒径为5nm的球状铟粉。

所述载体胶粘剂还包括作为固化交联剂的封闭型聚异氰酸酯、氨基树脂和/或酚醛树脂。

所述封闭型聚异氰酸酯包括肟、酚、ε-已内酰胺、丙二酸二乙酯、3，5-二甲基吡唑的加合物以及脲二酮。

本发明的低温聚合物导电浆料的制备工艺，包括如下步骤：

（1）将苯氧基树脂溶解于第一有机溶剂以得到苯氧基树脂溶液，将氟树脂溶解于第二有机溶剂以得到氟树脂溶液；

（2）将苯氧基树脂溶液和氟树脂溶液按照预设比例混合，并与导电填料、第三有机溶剂、固化交联剂、抗氧化剂和/或附着力促进剂一起搅拌，得到预分散的导电浆料；

（3）对预分散的导电浆料进行研磨，得到研磨均匀的导电浆料；

（4）对研磨均匀的导电浆料进行真空离心脱泡，从而制得所述低温聚合物导电浆料。