导电性组合物及太阳能电池单元的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种导电性组合物及使用其作为集电电极的太阳能电池单元。
【背景技术】
[0002] 目前以下方法为大家熟知：于银颗粒等导电性颗粒中添加并混合由热塑性树脂 (例如丙烯酸树脂、醋酸乙烯酯树脂等）及热硬化性树脂（例如环氧树脂、硅树脂、不饱和聚 酯树脂等）等组成的粘合剂、有机溶剂、硬化剂、以及催化剂等，获得导电浆料（导电性组合 物），将该导电浆料以特定模式印刷于基板（例如硅基板、环氧树脂基板等）上后，将其加热 形成电极或配线，从而制成太阳能电池单元或印刷线路板。
[0003] 作为这样的导电性组合物，例如，在专利文献1中记载了"一种低温烧成用导电浆 料组合物，其特征在于，其含有银粉末、聚酰亚胺硅树脂以及有机溶剂"（[权利要求1])。
[0004] 另外，在专利文献2中记载了"一种导电浆料组合物，其特征在于，其含有硅树脂、 导电粉末、热硬化性成分、硬化剂和溶剂"（[权利要求1])，并且记载了作为热硬化性成分， 将规定的环氧树脂等以特定量进行配混（[权利要求3])。
[0005] 进而，在专利文献3中，由本申请人提出了"一种含有银粉（A)、脂肪酸银盐（B)、 树脂（C)和溶剂（D)的导电性组合物，其中，所述脂肪酸银盐（B)为具有一个羧基银盐基 (-COOAg)以及一个或两个羟基（-OH)的化合物，相对于100重量份的所述溶剂（D)，氧化银 的含量为10重量份以下（[权利要求1])"，并且记载了树脂（C)为"选自由环氧树脂、聚酯 树脂、有机硅树脂和聚氨酯树脂组成的组中的至少一种"（[权利要求6])。现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 【专利文献1】日本专利特开2007-184153号公报
[0008] 【专利文献2】日本专利特开2007-224191号公报
[0009] 【专利文献3】日本专利特开2012-023095号公报 [0010] 发明的概要
[0011] 发明拟解决的问题
[0012] 然而，本发明人参考专利文献1~3,对配混了有机硅树脂的导电性组合物进行研 宄后确定，虽然所形成的电极或配线（以下也称为电极等）的体积电阻率较低，但在基板 (例如硅晶圆）上的透明导电层（例如透明导电氧化物层（TCO))等之上形成电极等时，存 在密合性降低，接触电阻升高的情况。
[0013] 因此，本发明的课题在于提供一种导电性组合物及使用其作为集电电极的太阳能 电池单元，所述导电性组合物能够形成在维持低体积电阻率的同时，对透明导电层等的密 合性优良并且接触电阻较低的电极等。
【发明内容】
[0014] 本发明人为解决上述课题而经过深入研宄后发现，通过配混具有苯基和/或乙烯 基的有机聚硅氧烷，可形成在维持低体积电阻率的同时，对透明导电层等具有密合性优良 并且接触电阻较低的电极等，从而完成本发明。
[0015] 即，本发明人发现，通过以下构成能够解决上述课题。
[0016] (1) -种导电性组合物，其含有导电性颗粒㈧以及具有苯基和/或乙烯基的有机 聚硅氧烷（B)。
[0017] ⑵根据上述⑴所述的导电性组合物，其进一步含有有机聚硅氧烷⑶以外的硬 化性树脂（C)。
[0018] (3)根据上述⑵所述的导电性组合物，其中，上述硬化性树（C)为环氧树脂。
[0019] (4)根据上述⑴~⑶中任一项所述的导电性组合物，其中，上述导电性颗粒 (A) 为银颗粒和/或铜颗粒。
[0020] (5)根据上述⑴~⑷中任一项所述的导电性组合物，其中，上述有机聚硅氧烷 (B) 进一步具有环氧基。
[0021] (6)根据上述⑴~（5)中任一项所述的导电性组成物，其中，相对于上述100重 量份的导电性颗粒（A)，上述有机聚硅氧烷（B)的含量为0. 1~10重量份。
[0022] (7) -种太阳能电池单元，其中，其使用上述⑴~（6)中任一项所述的导电性组 合物作为集电电极。
[0023] (8)如上述（7)所述的太阳能电池单元，其中，其具备透明导电层作为上述集电电 极的基底层。
[0024] (9) 一种太阳能电池模块，其中，其使用上述（7)或⑶所述的太阳能电池单元。
[0025] 发明的效果
[0026] 如下所示，根据本发明，能够提供一种导电性组合物及使用其作为集电电极的太 阳能电池单元，所述导电性组合物能够形成在维持低体积电阻率的同时，对透明导电层等 具有密合性优良并且接触电阻较低的电极等。
[0027] 此外，使用本发明的导电性组合物后，即便低温（150~350°C左右（尤其是200°C 左右））烧成，也能够形成在维持低体积电阻率的同时，对透明导电层等具有密合性优良并 且接触电阻较低的电极等，因此还可有减轻因传导至太阳能电池单元（尤其后述第2优选 方式）的热量而造成损伤的效果，非常有用。
[0028] 进而，使用本发明的导电性组合物，不仅在硅等高耐热性材料上，而且在例如PET 薄膜等低耐热性材料上也能够轻松于短时间内制作电子电路及天线等电路，因此非常有 用。
【附图说明】
[0029] 【图1】图1是表示太阳能电池单元第1优选方式的截面图。
[0030] 【图2】图2是表示太阳能电池单元第2优选方式的截面图。
【具体实施方式】
[0031] 〔导电性组合物〕
[0032] 本发明的导电性组合物为含有导电性颗粒（A)以及具有苯基和/或乙烯基的有机 聚硅氧烷（B)。
[0033] 此外，本发明的导电性组合物如后所述，优选含有上述有机聚硅氧烷（B)以外的 硬化性树脂（C)。
[0034] 在本发明中，通过将具有苯基和/或乙烯基的有机聚硅氧烷与导电性颗粒（A)配 混，形成一种导电性组合物，其能够形成在维持低体积电阻率的同时，对透明导电层等具有 密合性优良并且接触电阻较低的电极等。
[0035] 具体原因目前尚不清楚，但是可认为其原因在于，通过有机聚硅氧烷（B)所具有 的苯基或乙烯基官能团与形成透明导电层等的材料（例如金属氧化物等）的相互作用，透 明导电层等与官能团在分子水平上进行结合。
[0036] 通过后述比较例中的事实也可以推测出这种情况。如该比较例所示，在配混不具 有苯基或乙烯基官能团的有机硅树脂的情况下，所形成的电极等的密合性较差，并且接触 电阻变高。
[0037] 以下，对导电性颗粒（A)和有机聚硅氧烷（B)，以及根据需要可含有的硬化性树脂 (C)和其他成分进行详细说明。
[0038] 〈导电性颗粒（A) >
[0039] 本发明的导电性组成物中使用的导电性颗粒（A)并无特别限定，例如可使用电阻 率为20 Χ10_6 Ω .cm以下的金属材料。
[0040] 作为上述金属材料，具体而言，例如可列举金（Au)、银（Ag)、铜（Cu)、铝（Al)、镁 (Mg)、以及镍（Ni)等，这些可单独使用1种，也可同时使用2种以上。
[0041] 其中，因为要能够形成体积电阻率更低的电极等，所以优选为银和铜，更优选为 银。
[0042] 本发明中，因为要印刷性良好，所以上述导电性颗粒（A)优选使用平均颗粒直径 为0. 5~10 μ m的金属粉末。
[0043] 上述金属粉末中，因为要能够形成体积电阻率更低的电极等，所以更优选使用球 状的银颗粒和/或铜颗粒。此外，从提高耐氧化性的观点出发，铜颗粒优选使用表面被有机 化合物、无机化合物、无机氧化物、非铜金属等所改性或包覆的铜颗粒。
[0044] 此处，平均颗粒直径是指金属粉末颗粒直径的平均值，是使用激光衍射式粒度分 布测量装置测量的50%体积累积直径（D50)。另外，关于作为计算平均值之基础的颗粒直 径，金属粉末剖面为椭圆形时是指将其长直径和短直径之合计值除以2的平均值，为正圆 形时是指其直径。
[0045] 此外，球状是指长直径/短直径的比率为2以下的颗粒形状。
[0046] 此外，本发明中，因为要印刷性更好，所以上述导电性颗粒（A)的平均颗粒直径优 选为0. 7~5. 0 μ m，又因为要烧结速度适当且作业性出色，所以更优选为I. 0~3. 0 μ m。
[0047] 进而，本发明中，作为上述导电性颗粒（A)，可使用市售产品。
[0048] 作为上述银颗粒的市售产品的具体例，可列举AG2-1C(平均粒径：1. Ομπι，DOWA ELECTRONICS 公司制造）、AG4-8F (平均粒径：2. 2 μ m，DOWA ELECTRONICS 公司制造）、 AG3-11F (平均粒径：1. 4 μπι，DOWA ELECTRONICS 公司制造）、AgC-102(平均粒径：1. 5 μπι， 福田金属箔粉工业公司制造）、AgC-103(平均粒径：1. 5 μπι，福田金属箔粉工业公司制造）、 以及EHD (平均粒径：0.5 μ m，三井金属公司制造）等。
[0049] 〈有机聚硅氧烷⑶〉
[0050] 本发明的导电性组合物中使用的有机聚硅氧烷（B)只要是具有苯基和/或乙烯基 的有机聚硅氧烷就没有特别限制。
[0051] 此处，有机聚硅氧烷是指由选自以下所示四个单元组成的组中的一种以上重复单 元所构成的聚合物。
[0052] 化 1
[0053]
【主权项】
1. 一种导电性组合物，其含有导电性颗粒（A)以及具有苯基和/或乙烯基的有机聚硅 氧烷⑶。
2. 根据权利要求1所述的导电性组合物，其进一步含有所述有机聚硅氧烷（B)之外的 硬化性树脂（C)。
3. 根据权利要求2所述的导电性组合物，其中，所述硬化性树脂（C)为环氧树脂。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的导电性组合物，其中，所述导电性颗粒（A)为银 颗粒和/或铜颗粒。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的导电性组合物，其中，所述有机聚硅氧烷（B)进 一步具有环氧基。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的导电性组成物，其中，相对于100重量份的所述 导电性颗粒（A)，所述有机聚硅氧烷（B)的含量为0. 1~10重量份。
7. -种太阳能电池单元，其中，使用如权利要求1至6中任一项所述的导电性组合物作 为集电电极。
8. 根据权利要求7所述的太阳能电池单元，其中，其具备透明导电层作为所述集电电 极的基底层。
9. 一种太阳能电池模块，其中，其使用根据权利要求7或8所述的太阳能电池单元。
【专利摘要】本发明的目的是提供一种导电性组合物及使用其作为集电电极的太阳能电池单元，所述导电性组合物能够形成在维持低体积电阻率的同时，与透明导电层等的密合性优良并且接触电阻较低的电极等。本发明的导电性组合物为含有导电性颗粒(A)以及具有苯基和/或乙烯基的有机聚硅氧烷(B)。
【IPC分类】C08L63-00, H01L31-0224, C08L83-07, H01B1-22, C08L83-06, C08K3-08
【公开号】CN104736641
【申请号】CN201380055055
【发明人】佐藤奈央, 石川和宪
【申请人】横滨橡胶株式会社
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年10月23日
【公告号】WO2014069296A1