[发明专利]导电性组合物作为导电性粘着剂的用途

说明书

本发明涉及一种导电性组合物作为导电性粘着剂以用于机械和电连接太阳能电池的至少一个触点与电导体的用途，其中所述至少一个触点选自由发射极触点和集极触点组成的群组，其特征在于所述导电性组合物包含(A)2到35vol％银粒子，其平均粒度在1到25μm范围内并且呈现在5到30:1范围内的纵横比，(B)10到63vol％非金属粒子，其平均粒度在1到25μm范围内，呈现在1到3:1范围内的纵横比，(C)30到80vol％可固化树脂系统，和(D)0到10vol％的至少一种添加剂，其中粒子(A)和(B)的vol％总和总计是25到65vol％。

本发明涉及一种导电性组合物作为导电性粘着剂以用于机械和电连接电导体与太阳能电池的电触点的用途。

太阳能电池可以将例如日光的光转换成电能。有可能从一个单体太阳能电池收集电能。为了将由单个太阳能电池输送的电压增加到适合水平，多个太阳能电池常规地以串联方式电连接在一起，以形成可并入光伏打模块中的太阳能电池数组。太阳能电池的电能收集和电连接典型地经由电导体作出，所述电导体机械和同时电连接到太阳能电池的发射极和集极触点。电导体与电池触点的机械和同时的电连接典型地通过焊接或通过粘接进行，在后一情况中使用导电性粘着剂。

本文中所使用的术语“电导体”意谓常规电导体，如例如常规线、带、带状物或导电背片箔(背面接触箔)。

本文中所使用的术语“发射极触点”意谓连接太阳能电池的发射极与电导体的电触点，而本文中所使用的术语“集极接点”意谓连接太阳能电池的集极与电导体的电触点。电触点呈金属化物的形式。

在现今的大多数光伏打模块中，太阳能电池具有位于电池的相对侧上的发射极触点和集极触点。发射极触点位于前表面(即暴露于日光的表面)上，然而集极触点在背侧上。一实例是H型电池，其典型地具有两个在其前面上的称为发射极母线的发射极触点，和两个在其背面上的也称为集极母线的集极触点。技术人员将认识到发射极触点和集极触点的极性相反。

已开发新电池类型，其中发射极触点已从太阳能电池前面移动到背面，以便释放前表面的额外部分并且增加可由电池产生的电能的量。发射极和集极触点位于电池背侧上的所述太阳能电池以常用名称“背面接触电池”已知，所述名称包括金属化绕通(MWT)电池、背面接合(BJ)电池、集成背面接触(IBC)电池和发射极绕通(EWT)电池。在这些背面接触电池的情况下，发射极触点是位于电池背面上的所谓“通孔”或“背面发射极触点”，而集极触点也位于电池背面上。

现今的大多数太阳能电池是硅太阳能电池。

常规导电性粘着剂包含数量级是约80wt％(重量％)的很大一部分的银粒子。由于较高的银价格，就由例如镀银铜粒子的镀银粒子替换相当大部分的银粒子来说，已开发所谓的低银替代物。然而，使用所述类型的含铜导电性粘着剂以用于粘接电导体与太阳能电池触点存在担忧，尤其在硅太阳能电池的情况下。理由是太阳能电池打算用于长期使用，这放大了以下风险：在太阳能电池使用寿命期间铜扩散进入太阳能电池整体材料中，并且因此形成减少再结合中心的不当效率，或甚至破坏太阳能电池的p-n或n-p转变。这在硅太阳能电池的情况下尤其是一担忧。然而，所述担忧不仅在铜的情况下适用，并且也在具有与铜类似作用的其它元素的情况下适用。所述元素的实例包括磷、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、锆、铌、钼、钽和钨，参见“荷兰能源研究中心(Energy research Centre of theNetherlands),詹卢卡科莱蒂(Gianluca Coletti),结晶硅太阳能电池对金属杂质的敏感性(Sensitivity of crystalline silicon solar cells to metal impurities),2011年9月14日”或“J.R.戴维斯(J.R.Davis),国际电子电器工程师电子器件杂志(IEEE TransEl.Dev.)ED-27,677(1980)”。

本发明通过使用特定导电性低银型粘着剂以用于机械和同时电连接太阳能电池的触点与电导体来预防所述风险。在一实施例中，在导电性粘着剂中，基本上或完全避免呈元素或金属形式或呈合金形式的元素铜、磷、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、锆、铌、钼、钽、铝和钨。