TWI399759B - 形成太陽電池之電極用組成物及該電極之形成方法以及使用依該形成方法所得電極之太陽電池 - Google Patents
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Description
本發明係有關,形成太陽電池之電極的組成物、與使用此組成物形成電極之方法,以及使用藉由此形成方法所得之電極的太陽電池者。又,本發明係有關,形成太陽電池之電極的方法,及使用以該形成方法所得之電極的太陽電池者。
本申請,係以2006年6月30日在日本提出申請之特願2006-181818號、2006年10月11日提出申請之特願2006-277230號、2006年10月24日提出申請之特願2006-288528號、2006年10月24日提出申請之特願2006-288529號、2006年10月24日提出申請之特願2006-288530號、2006年11月10日提出申請之特願2006-305409號、2006年11月10日提出申請之特願2006-305508號、2006年11月14日提出申請之特願2006-307307號為基準主張優先權,於此援用其內容。
以往,太陽電池之形成方法,有藉由將0.03 μm以下粒徑之金屬超微粒子分散於100~200程度的低分子量有機溶劑之溶液,塗佈於光電變換半導體層塗佈.燒成形成下層電極層;將形成該下層電極層所用之相同溶液、或含有比形成該下層電極層之溶液高重量濃度的金屬超微粒子之溶液,藉由在光電變換半導體層塗佈.燒成形成上層電極層之太陽電池的金屬電極形成方法之揭示(例如參照專利文獻1:專利第3,287,754號、申請項1、段落「0024」、段落「0035」)。此金屬電極形成方法,係將分散金屬超微粒子,且黏度調整為10,000cps程度之溶液,藉由網版印刷法塗佈於光電變換半導體層後,於100~250℃,較佳為250℃之溫度保持30分鐘以上予以燒成,形成金屬電極(下層電極層或上層電極層)。
如此所構成之太陽電池的金屬電極形成方法,在將金屬超微粒子分散於有機溶劑所成之溶液塗佈於光電變換半導體層後,藉由在100~250℃之低溫予以燒結,不採用高真空製程,可獲得具有高射率及導電率、且大面積之金屬電極。
又,太陽電池之電極的形成方法中所使用之組成物,有以由Ag粉末、與V、Mo、W中之至少一種金屬或其化合物、及玻璃透明釉、以及有機展色料所成為特徵之太陽電池用導電性組成物的揭示(例如參照專利文獻2:特開平10-326522號,申請項2、段落「0022」、段落「0031」)。該專利文獻2,係將經印刷此太陽電池用導電性組成物之基板,於550℃燒成5分鐘,形成Ag電極。使用專利文獻2所示之太陽電池用導電性組成物,可顯著促進Ag電極之燒結性。尤其能提升在700℃以下之低溫燒成的電極之導電性或膜強度,由於低溫燒成化可進行低成本化,能有助於基板元件之處理溫度上有上限限制的情況之電極形成。
又,其係配合金屬粉末、與氧化物粉末、及展色料所成之導電糊料;其特徵係金屬粉末為選自Ag、Cu及Ni所成群之至少一種金屬粉末;氧化物粉末為選自Bi、Fe及Ag所成群之至少一種,與選自週期表第V屬元素、第VI屬元素之至少一種所構成的結晶性之複合氧化物粉末的揭示(例如參照專利文獻3:特開平11-329070號,申請項1~3、段落「0009」、段落「0031」)。該專利文獻3,係將經印刷導電糊料之晶圓,於最高溫度750℃下燒成形成電極。此專利文獻3所示之導電糊料,確實可形成接觸電阻低、黏著強度大之電極。
進而有,一種太陽電池元件之形成方法的揭示,其係在呈現一導電型之半導體基板的一主面側上,形成呈現另一導電型之區域,同時在此半導體基板之一主面側形成防反射膜,在此防反射膜上與半導體基板之另一主面側,燒結由銀粉末、有機展色料及玻璃透明釉所成之電極材料的太陽電池元件之形成方法;其特徵係,燒結於防反射膜上之電極材料,含有Ti、Bi、Co、Zn、Zr、Fe、Cr成份中之任一種或複數種(例如參照專利文獻4:特開2001-313400號、申請項1、段落「0027」、段落「0039」)。該專利文獻4,係於700℃將糊料燒結形成太陽電池元件。根據專利文獻4所示之方法,即使將電極材料自防反射膜上塗佈而燒結,亦可得到有電阻的接觸性(曲線因子)良好,抗拉強度強之太陽電池元件。
在使用含有導電性糊料等金屬微粒子之原料的半導體
基材上,形成金屬電極之方法,以往有將含有氧化銀、碳酸銀、乙酸銀等粒子狀銀化合物與還原劑及黏合劑的導電性組成物進行塗佈,予以加熱形成導電性被膜之方法的揭示(例如參照專利文獻5:國際公開第2003/085052號說明書、申請項1~3、申請項11、第3頁32行~33行)。依專利文獻5,即使不依高溫之成膜條件,亦能獲得可與金屬銀匹敵之低體積電阻率、高導電性之導電性被膜。
又,有在含有有機黏合劑、與溶劑、玻璃透明釉、及導電性粉末所成之導電性糊料中;含有選自Ti、Bi、Zn、Y、In及Mo之至少一種金屬或其金屬化合物的粉末,其平均粒徑為0.001μm以上未達0.1μm之導電性糊料時,將此導電性糊料印刷或塗佈於矽半導體之防反射層上後,予以燒成製造太陽電池之方法的揭示(例如參照專利文獻6:特開2005-243500號公報、申請項1、申請項6、段落「0021」)。該專利文獻6所示之導電性糊料,適合於將印刷或塗佈此導電性糊料之基板,在550~850℃之溫度下進行燒成形成電極。尤其,依專利文獻6,係使超微粒子之添加劑均勻分散者,將其燒成時,在介著防反射層而存在之半導體與導電性糊料之間,可形成具有穩定之高導電性與優越的黏著力之表面電極。
上述以往之專利文獻1所示的太陽電池之金屬電極形
成方法,為使燒成後之金屬電極中的金屬超微粒子穩定化,必要確保特定之導電性,同時以100~200程度之低分子量的有機物予以保護金屬超微粒子。另一方面,為使分散於有機溶劑之金屬超微粒子,在低溫下燒結化,將此金屬超微粒子之尺寸予以減小時,金屬超微粒子之比表面積增大,該有機物所佔之比例提高。因此,該以往之專利文獻1所示的太陽電池之金屬電極形成方法中,分散於有機溶劑之金屬超微粒子的低溫燒結化,不得不藉由熱使該有機物脫離、或分解(分離.燃燒)難以實現,尤其將分散於有機溶劑之金屬超微粒子在220℃以下燒成所得的金屬電極,進行耐候性試驗時,具體而言,在溫度保持100℃,且濕度保持50%之恆溫恆濕槽中收容金屬電極1000小時時,該有機物變質或劣化,有導電性及反射率降低的問題。
如該專利文獻2~4所示,基材為矽基板或陶瓷基板、玻璃基板時,為提高對基材之黏著強度而使用玻璃透明釉、或使用採用其代用物質之高溫燒成型的厚膜糊料,可形成密著強度高之膜。不過,形成該專利文獻2~4所示之電極的組成物,必要在500℃以上之溫度予以燒成,於該溫度時基材有損傷之問題。
又,基材使用有機聚合物等高分子基板時,為提高黏著強度而使用有機系黏著劑之導電性黏著劑、或使用採用有機黏合劑之低溫聚合物型的厚膜糊料。此型式之糊料,藉由200℃以下之燒成黏合劑引起熱收縮,所含導電性微粒子互相接觸而獲得導電。但是,由於粒子間介在絕緣物之黏合劑等的理由,導電性微粒子間之接觸電阻成份增大,所形成之電極,有體積電阻率高、導電率低之問題。
太陽系電池用之電極的形成方法,在該專利文獻5所示之方法中,雖可獲得由具有接近整體金屬之體積電阻率的金屬被膜所成之電極,但難以獲得與基材之密著性高的被膜。
又,該專利文獻6所示之方法,必要玻璃透明釉的熔融之故,具有代表性之玻璃透明釉的硼矽酸玻璃,必要在軟化溫度之300℃以上的溫度予以燒成,於專利文獻6之適合的燒成溫度亦高,例如在對太陽電池用非晶性矽基材黏合時,有使變換效率惡化等不良影響之問題。又,燒成溫度大多比樹脂類的耐熱溫度高之故,難以使用樹脂類作為基質基材。
本發明之目的係提供,即使長年使用亦可維持高導電率及高反射率,能獲得經年穩定性優越之電極、太陽電池之電極形成用組成物及使用該組成物之太陽電池用電極的形成方法。
本發明之另一目的係提供,藉由130~400℃之低溫的燒成製程,長年使用亦可維持高導電率及高反射率,能獲得經年穩定性優越之電極、太陽電池之電極的形成方法及使用以該形成方法所得之電極的太陽電池。
本發明之又一目的係提供,賦予該組成物密著性,除上述特性外可獲得密著性優越之電極,的太陽電池之電極形成用組成物,太陽電池用電極之形成方法,及使用該組成物、形成方法之太陽電池。
本發明之再一目的係提供,成膜時不必要真空製程,具有良好的組織構造,進而可控制組織構造之平均表面粗糙度的太陽電池之電極形成用組成物,及該電極之形成方法,以及使用藉由該形成方法所得之電極的太陽電池。
本發明之另一目的為提供,可形成與基材之密著性優越的電極,太陽電池之電極的形成方法,及使用以該形成方法所得之電極的太陽電池。
本發明之又一目的為提供,可形成導電性優越之電極,太陽電池之電極的形成方法,及使用以該形成方法所得之電極的太陽電池。
本發明之再一目的為提供,可形成可見光之反射率高的電極,太陽電池之電極的形成方法,及使用以該形成方法所得之電極的太陽電池。
本發明之第1形態,係金屬奈米粒子分散於分散媒之太陽電池的電極形成用組成物;其特徵為:金屬奈米粒子含有75重量%以上之銀奈米粒子、金屬奈米粒子,係以碳骨架為碳數1~3之有機分子主鏈的保護劑進行化學修飾、金屬奈米粒子,以數平均計含有70%以上一次粒徑為10~50nm之範圍內的金屬奈米粒子。
此第1形態之組成物,含有-次粒徑10~50nm與多量之尺寸較大的金屬奈米粒子之故,金屬奈米粒子之比表面積減少,分散媒所佔之比例縮小。因此,使用此組成物形成太陽電池之電極時,藉由該分散媒中的有機分子由於燒成時之熱而脫離或分解、或脫離且分離,可得實質上不含有機物之以銀為主成份的電極。
本發明之第2形態,係包含將上述第1形態記載之電極形成用組成物以濕式塗佈法塗佈於基材上,使燒成後之厚度成為0.1~2.0 μm的範圍之成膜步驟、與將在其上面成膜之基材於130~400℃下予以燒成的步驟,之太陽電池的電極之形成方法。
此第2形態之太陽電池的電極之形成方法中,以在130~400℃之低溫下燒成,使保護金屬奈米粒子表面之分散媒中的有機分子脫離或分解,藉由脫離且分解,可獲得實質上不含有機物之以銀為主成份的電極。
本發明之第3形態,係金屬奈米粒子分散於分散媒之太陽電池的電極形成用組成物,其特徵為金屬奈米粒子含有75重量%以上之銀奈米粒子、金屬奈米粒子,係以碳骨架為碳數1~3之有機分子主鏈的保護劑進行化學修飾、金屬奈米粒子,以數平均計含有70%以上一次粒徑為10~50 μm之範圍內的金屬奈米粒子、組成物中尚含有選自金屬氧化物、金屬氫氧化物、有機金屬化合物及聚矽氧油所成群之1種或2種以上的添加物。
第3形態之組成物,組成物中尚含有選自金屬氧化物、金屬氫氧化物、有機金屬化合物及聚矽氧油所成群之1種或2種以上的添加物之故,使用此組成物形成太陽電池之電極時,可獲得實質上不含有機物之以銀為主成份的電極,此電極與基材之密著性優越。又,使用此組成物形成電極時,由於金屬奈米粒子間之燒結賦予粒子成長的抑制效果之故,可形成具有良好的組織構造之電極。又,能控制組織構造之平均表面粗糙度。使用本發明之組成物形成電極,成膜時不必要真空製程之故,製程之限制減少;又,可大幅降低製造設備之運轉成本。
本發明之第4形態,係包含將上述第3形態之電極形成用組成物以濕式塗佈法塗佈於基材上,使燒成後之厚度成為0.1~2.0 μm的範圍之成膜步驟、與將在其上面成膜之基材於130~400℃下予以燒成的步驟,之太陽電池的電極之形成方法。
此第4形態之太陽電池的電極之形成方法中,以在130~400℃之低溫下燒成,使保護金屬奈米粒子表面之分散媒中的有機分子脫離或分解,藉由脫離且分解,可獲得實質上不含有機物之以銀為主成份的電極;又藉由組成物中所含作為添加物之金屬氧化物、金屬氫氧化物、有機金屬化合物或聚矽氧油、與基材之化學鍵法或固定效果增大;或在130~400℃之燒成步驟中,藉由金屬奈米粒子與基材之潤濕性的改善,所形成之電極與基材之密著性優越。此第4形態之形成方法,可將組成物在基材上進行濕式塗佈而成膜,將成膜之基材以簡易之步驟進行燒成,可形成電極。如此,成膜時不必要真空製程之故,製程之限制減少;又,能大幅度降低製造設備之運轉成本。
本發明之第5形態,係包含將電極形成用組成物以濕式塗佈法塗佈於基材上之成膜步驟、與將在其上面成膜之基材予以燒成的步驟,之太陽電池的電極之形成方法的改良。其具特徵之構成,係在基材上施行底層塗料處理。
該第5形態之發明中,在將電極形成用組成物塗佈於基材上,進行燒成形成電極之前,對基材進行打底施行底層塗料處理,可提升電極與基材之密著性。
本發明之第6形態,係第5形態中,電極形成用組成物為金屬奈米粒子分散於分散媒之組成物;其特徵為:金屬奈米粒子含有75重量%以上之銀奈米粒子、金屬奈米粒子,係以碳骨架為碳數1~3之有機分子主鏈的保護劑進行化學修飾、金屬奈米粒子,以數平均計含有70%以上一次粒徑為10~50nm之範圍內的金屬奈米粒子之太陽電池之電極形成方法。
第6形態之發明中,使用上述電極形成用組成物,可在400℃以下之低溫進行燒成,形成導電性優越,可見光之反射率高的電極。
如上所述,依本發明分散於分散媒之金屬奈米粒子含有75重量%以上之銀奈米粒子;以碳骨架為碳數1~3之有機分子主鏈的保護劑將金屬奈米粒子進行化學修飾;進而,以數平均計含有70%以上一次粒徑為10~50nm之範圍內的金屬奈米粒子之故,此組成物中之金屬奈米粒子的比表面積較為減少,分散媒所佔之比例縮小。此結果,使用此組成物形成太陽電池之電極時,該分散媒中之有機分子,由於燒成時之熱而脫離或分解,藉由脫離且分解,可獲得實質上不含有機物之以銀為主成份的電極。因此,形成上述電極之太陽電池即使長年使用,有機物全無變質或劣化,可維持於導電率及反射率高的狀態之故,能獲得經年穩定性優越的電極。
又,將上述電極形成用組成物以濕式塗佈法塗佈於基材上,使燒成後之厚度成為0.1~2.0 μm的範圍進行成膜,將於其上面成膜之基材在130~400℃下燒成時,使保護金屬奈米粒子之表面的分散媒中之有機分子脫離或分解,藉由脫離且分解,可獲得實質上不含有機物之以銀為主成份的電極。此結果,與上述同樣,形成電極之太陽電池即長年使用,可維持於導電率及反射率高的狀態之故,能獲得經年穩定性優越的電極。
本發明之電極的形成用組成物,分散於分散媒之金屬奈米粒子含有75重量%以上之銀奈米粒子;以碳骨架為碳數1~3之有機分子主鏈的保護劑將金屬奈米粒子進行化學修飾;以數平均計含有70%以上一次粒徑為10~50nm之範圍內的金屬奈米粒子;組成物中尚含有選自金屬氧化物、金屬氫氧化物、有機金屬化合物及聚矽氧油所成群之1種或2種以上的添加物之故,形成使用此組成物之太陽電池的電極時,可獲得實質上不含有機物之以銀為主成份的電極,此電極與基材之密著性優越。又,使用此組成物形成電極時,由於金屬奈米粒子間之燒結賦予粒子成長的抑制效果之故,可形成具有良好的組織構造之電極。又,能控制組織構造之平均表面粗糙度。使用本發明之組成物形成電極,成膜時不必要真空製程之故,製程之限制減少;又,可大幅降低製造設備之運轉成本。
又,將上述電極形成用組成物以濕式塗佈法塗佈於基材上,使燒成後之厚度成為0.1~2.0 μm的範圍進行成膜,將於其上面成膜之基材在130~400℃下燒成時,使保護金屬奈米粒子之表面的分散媒中之有機分子脫離或分解,藉由脫離且分解,可獲得實質上不含有機物之以銀為主成份的電極。此結果,與上述同樣,形成電極之太陽電池即使長年使用,可維持於導電率及反射率高的狀態之故,能獲得經年穩定性優越的電極。又,藉由組成物中所含作為添加物之金屬氧化物、金屬氫氧化物、有機金屬化合物或聚矽氧油,與基材之化學鍵結或固定效果增大;或在130~400℃之燒成步驟中,藉由金屬奈米粒子與基材之潤濕性的改善,所形成之電極與基材的密著性優越。本發明之太陽電池的電極之形成方法,可將組成物在基材上進行濕式塗佈而成膜,以簡易之步驟將成膜的基材予以燒成,可形成電極。如此,成膜時不必要真空製程之故,製程之限制減少;又,能大幅度降低製造設備之運轉成本。
本發明之太陽電池的電極之形成方法,在將電極形成用組成物塗佈於基材上,進行燒成形成電極之前,對基材進行打底施行底層塗料處理,可提升電極與基材之密著性。因此,基材使用導電性材料時,調整底層塗料處理所使用之塗佈物中的組成或量,可獲得電接合優越之電極。
又,本發明之太陽電池的電極形成方法所使用之電極形成用組成物,分散於分散媒之金屬奈米粒子含有75重量%以上之銀奈米粒子;以碳骨架為碳數1~3之有機分子主鏈的保護劑將金屬奈米粒子進行化學修飾;進而,以數平均計含有70%以上一次粒徑為10~50nm之範圍內的金屬奈米粒子之故,組成物中之金屬奈米粒子的比表面積較為減少,分散媒所佔之比例縮小。將此電極形成用組成物以濕式塗佈法塗佈於基材上,使燒成後之厚度成為0.1~2.0 μm進行成膜,將於其上面成膜之基材在130~400℃下燒成時,使保護金屬奈米粒子之表面的分散媒中之有機分子脫離或分解,藉由脫離且分解,可獲得實質上不含有機物之以銀為主成份的電極。此結果,形成該電極之太陽電池即使長年使用,有機物全無變質或劣化,可維持於導電率及反射率高的狀態之故,能獲得經年穩定性優越的電極。又,可藉由在400℃以下的低溫燒成形成電極之故,於形成電極之際可減少所耗費的能量。進而,適合使用為由於400℃以上之燒成引起熱損傷的太陽電池用聚矽等為半導體基材或樹脂類等耐熱溫度低之原料的基底基材。
其次,就實施本發明之最佳形態予以說明。
(太陽電池之電極形成用組成物)本發明之太陽電池的電極形成用組成物,係金屬奈米粒子分散於分散媒之組成物。該金屬奈米粒子含有75重量%以上,較佳為80重量%以上之銀奈米粒子。銀奈米粒子之含有量,相對於全部之金屬奈米粒子100重量%限定於75重量%以上的範圍,係由於未達75重量%時,使用此組成物所形成之太陽電池電極的反射率降低。又,金屬奈米粒子係以碳骨架為碳數1~3之有機分子主鏈的保護劑進行化學修飾。將金屬奈米粒子予以化學修飾之保護劑的有機分子主鏈之碳骨架的碳數,限定於1~3之範圍,係碳數為4以上時,以燒成時之熱難以使保護劑脫離或分解(分離.燃燒),該電極內殘留多量之有機殘渣,導致變質或劣化之電極的導電性及反射率降低。
金屬奈米粒子,以數平均計含有70%以上之一次粒徑10~50nm的範圍內之金屬奈米粒子較適合,更佳為75%以上。一次粒徑10~50nm之範圍內的金屬奈米粒子之含量,以數平均計相對於全部之金屬奈米粒子100%,限定於70%以上的範圍,係未達70%時金屬奈米粒子之比表面積增大,有機物所佔之比例增多,藉由燒成之熱,有機分子雖易於脫離或分解(分離.燃燒),此有機分子所佔的比例甚多之故,電極內殘留之有機殘渣增多,此殘渣變質或劣化使電極之導電性及反射率降低、或金屬奈米粒子之粒度分佈增廣,容易使電極之密度下降,以致電極之導電性及反射率降低。進而,該金屬奈米粒子之一次粒徑限定於10~50nm之範圍內,係以統計的方法顯示一次粒徑在10~50nm之範圍內的金屬奈米粒子,與經年穩定性有相關性之故。
另一方面,銀奈米粒子以外之金屬奈米粒子,係由選自Au、Pt、Pd、Ru、Ni、Cu、Sn、In、Zn、Cr、Fe及Mn所成群之1種或2種以上之混合組成或合金組成所成的金屬奈米粒子。此銀奈米粒子以外之金屬奈米粒子,相對於全部之金屬奈米粒子100重量%,含有0.02重量%以上且未達25重量%,較佳為含有0.03~20重量%。銀奈米粒子以外之金屬奈米粒子的含量,相對於全部之金屬奈米粒子100重量%,限定於0.02重量%以上且未達25重量%之範圍,係未達0.02重量%時雖沒有大問題;在0.02~25重量%之範圍內時具有耐候性試驗(於溫度100℃且濕度50%之恆溫恆濕槽中保持1,000小時的試驗)後之電極的導電性及反射率,與耐候性試驗前比較並無惡化之特徵;25重量%以上時剛燒成後之電極的導電性及反射率降低,且耐候性試驗後之電極的導電性及反射率比耐候性試驗前之電極低。
又,含銀奈米粒子之金屬奈米粒子的含量,相對於由金屬奈米粒子及分散媒所成之組成物100重量%,為2.5~95.0重量%,較佳為含有3.5~90重量%。含銀奈米粒子之金屬奈米粒子的含量,相對於由金屬奈米粒子與分散媒所成之組成物100重量%,限定於2.5~95.0重量%之範圍,係未達2.5重量%時雖對燒成後之電極的特性沒有影響,但難以獲得必要之厚度的電極;超過95.0重量%時,組成物的濕式塗佈之際,失去作為油墨或糊料之必要的流動性。
又,構成本發明之電極形成用組成物的分散媒,以由醇類、或含醇類水溶液所成為佳。作為分散媒使用之醇類有,選自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、丙三醇、異冰片基己醇及季戊四醇所成群之1種或2種以上。含醇類水溶液,相對於全部之分散媒100重量%,以含有1重量%以上,較佳為2重量%以上之水,與2重量%以上,較佳為3重量%以上之醇類較適合。例如,分散媒僅由水及醇類所成之情況,含水2重量%時含有醇類98重量%;含醇類2重量%時含有水98重量%。水之含量,相對於全部之分散媒100重量%,限定於1重量%以上之範圍,係未達1重量%時,藉由濕式塗佈法將組成物塗佈所得之膜難以在低溫下燒結;又,燒成後之電極的導電性與反射率降低之故。醇類之含量,相對於全部之分散媒100重量%,限定於2重量%以上之範圍,係未達2重量%時,與上述同樣的,藉由濕式塗佈法將組成物塗佈所得之膜難以在低溫下燒結;又,燒成後之電極的導電性及反射率降低之故。
進而,分散媒,即在金屬奈米粒子表面進行化學修飾的保護分子,以含有羥基(-OH)或羰基(-C=O)之任一方或雙方為佳。將銀奈米粒子等金屬奈米粒子予以化學修飾之保護劑含有羥基(-OH)時,組成物之分散穩定性優越,塗膜之低溫燒結時亦具有效的作用;將銀奈米粒子等金屬奈米粒子予以化學修飾之保護劑含有羰基(-C=O)時,與上述同樣的,組成物之分散穩定性優越,塗膜之低溫燒結時亦具有有效的作用。
(組成物之形成方法)
將如此所構成之太陽電池的電極形成用組成物之製造方法,予以說明。
(a)使用經碳骨架之碳數為3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾的銀奈米粒子之情況:
首先將硝酸銀溶解於脫離子水等水中,調製金屬鹽水溶液。另一方面,在檸檬酸鈉溶解於脫離子水等水中所得之濃度10~40%的檸檬酸鈉水溶液中,於氮氣等惰性氣體之氣流下,直接加入粒狀或粉狀之硫酸亞鐵予以溶解,調製成以3:2之莫耳比含有檸檬酸離子與亞鐵離子之還原劑水溶液。其次,在該惰性氣體氣流中將該還原劑水溶液攪拌,同時於此還原劑水溶液中將該金屬鹽水溶液滴下予以混合。於此,使金屬鹽水溶液之添加量為還原劑水溶液之
量的1/10以下,調整各溶液之濃度,使室溫之金屬鹽水溶液滴下的反應溫度,以保持30~60℃為佳。又,該兩水溶液之混合比,係作為還原劑加入之亞鐵離子的當量,調整為金屬離子之當量的3倍。即,調整為(金屬鹽水溶液中金屬離子之莫耳數)×(金屬離子之價數)=3×(還原劑水溶液中之亞鐵離子的莫耳數)。金屬鹽水溶液之滴下終止後,混合液之攪拌再繼續10~300分鐘,調製由金屬膠體所成之分散液。將此分散液在室溫下放置,將沉降之金屬奈米粒子之凝聚物,藉由傾析法或離心分離法分離後,於此分離物加入脫離子水等水作為分散體,以超濾進行脫鹽處理,進而繼續以醇類進行取代洗淨,至金屬(銀)之含量為2.5~50重量%。其後,使用離心分離機,藉由調整此離心分離機之離心力,將粗粒子予以分離,調製以數平均計含有70%以上之一次粒徑10~50nm的範圍之金屬奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之金屬奈米粒子100%,調整一次粒徑10~50nm之範圍內的金屬奈米粒子所佔有之比例為70%以上。還有,雖記載為金屬奈米粒子,在此(a)之情況,以數平均計,相對於全部銀奈米粒子100%,調整一次粒徑10~50nm之範圍的銀奈米粒子所佔有之比例為70%以上。
數平均之測定方法,係首先藉由穿透型電子顯微鏡(TEM)以約50萬倍程度之倍率,將所得金屬奈米粒子予以攝影。接著,自所得畫像就金屬奈米粒子200個測定一次粒徑,將此測定結果作成粒徑分佈。其次,自所製成之粒徑分佈,求出一次粒徑10~50nm之範圍內的金屬奈米粒子在全金屬奈米粒子所佔之個數比例。
藉此可獲得,以碳骨架之碳數為3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾的銀奈米粒子經分散之分散體。
接著,將所得分散體調整為,相對於分散體100重量%,最終的金屬含量(銀含量)為2.5~95重量%之範圍。又,分散媒為含醇類水溶液之情況,溶劑之水及醇類以分別調整為1%以上及2%以上較適合。其次,在此分散體中更含有選自金屬氧化物、金屬氫氧化物及有機金屬化合物所成群之1種或2種以上的添加物。調整添加物之含量為銀奈米粒子之重量的1/1000~1/5之範圍內。藉此,可獲得以碳骨架之碳數為3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾的銀奈米粒子經分散於分散體,更含有選自金屬氧化物、金屬氫氧化物及有機金屬化合物所成群之1種或2種以上的添加物之電極形成用組成物。
(b)使用經碳骨架之碳數為2的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾的銀奈米粒子之情況:除調製還原劑水溶液時所使用之檸檬酸鈉,以蘋果酸鈉替代以外,與上述(a)同樣進行調製分散體。藉此可獲得,以碳骨架之碳數為2的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾的銀奈米粒子經分散之分散體。
(c)使用經碳骨架之碳數為1的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾的銀奈米粒子之情況:除調製還原劑水溶液時所使用之檸檬酸鈉,以乙醇酸鈉替代以外,與上述(a)同樣進行調製分散體。藉此可獲得以碳骨架之碳數為1的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾的銀奈米粒子經分散之分散體。
(d)將銀奈米粒子以外之金屬奈米粒子予以化學修飾的保護劑之有機分子主鏈的碳骨架之碳數為3之情況:構成銀奈米粒子以外之金屬奈米粒子的金屬,有Au、Pt、Pd、Ru、Ni、Cu、Sn、In、Zn、Fe、Cr或Mn等。除調製金屬鹽水溶液時所使用之硝酸銀,以氯金酸、氯鉑酸、硝酸鈀、三氯化釕、氯化鎳、硝酸亞銅、二氯化錫、硝酸銦、氯化鋅、硫酸鐵、硫酸鉻及硫酸錳替代以外,與上述(a)同樣進行調製分散體。藉此可獲得將銀奈米粒子以外之金屬奈米粒子予以化學修飾的保護劑之有機分子主鏈的碳骨架之碳數為3的分散體(太陽電池之電極形成用組成物)。
還有,將銀奈米粒子以外之金屬奈米粒子予以化學修飾的保護劑之有機分子主鏈的碳骨架之碳數為1或2的情況,除調製金屬鹽水溶液時所使用之硝酸銀,以上述種類之金屬鹽替代以外,與上述(b)或(c)同樣進行調製分散體。藉此可獲得將銀奈米粒子以外之金屬奈米粒子予以化學修飾的保護劑之有機分子主鏈的碳骨架之碳數為1或2的分散體(太陽電池之電極形成用組成物)。
(電極之形成)金屬奈米粒子,為銀奈米粒子,同時含有銀奈米粒子以外之金屬奈米粒子的情況,以上述(a)之方法所製造的含銀奈米粒子分散體為第1分散體,上述(d)之方法所製造的含銀奈米粒子以外之金屬奈米粒子的分散體為第2分散體時,將75重量%以上之第1分散體與未達25重量%之第2分散體,以第1及第2分散體之合計含量為100重量%予以混合。還有,第1分散體不停留於上述(a)之方法所製造的含有銀奈米粒子之分散體,亦可使用上述(b)之方法所製造的含有銀奈米粒子之分散體、或上述(c)之方法所製造的含有銀奈米粒子之分散體。
使用如此所製造之分散體(太陽電池之電極形成用組成物)形成電極的方法,說明如下。
首先,將上述分散體(太陽電池之電極形成用組成物)以濕式塗佈法塗佈於基材上。此以濕式塗佈法之塗佈,係在燒成後之厚度為0.1~2.0 μm,較佳為0.3~1.5 μm之範圍內予以成膜。該基材可為矽、玻璃、含透明導電材料之陶瓷,由高分子材料或金屬所成的基板之任一;或選自矽、玻璃、含透明導電材料之陶瓷、高分子材料及金屬所成群之2種以上的層合體。又,基材以太陽電池元件或附置透明之太陽電池元件的任一為佳。透明電極有氧化銦錫(ITO)、銻摻雜氧化錫(ATO)、透明透電膜(氧化錫)(SnO2
)、IZO、AZO等。進而,亦可為在基材表面形成鈦酸鋯酸鉛(PZT)等介電體薄膜。高分子基板,有藉由聚醯亞胺或PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)等有機聚合物所形成之基板等。該分散體,係塗佈於太陽電池元件之光電變換半導體層的表面、或附置透明電極之太陽電池元件的透明電極之表面。
在基材上所形成之分散體的膜厚,限定於燒成後之厚度為0.1~2.0μm之範圍,係未達0.1μm時之太陽電池必要的電極之表面電阻值不充分;超過2.0μm時,雖無特性上不適宜之情況,材料之使用量多達必要量以上,造成材料的浪費。進而,該濕式塗佈法,以噴霧塗佈法、點膠塗佈法、旋轉塗佈法、刮刀塗佈法、縫隙塗佈法、噴墨塗佈法、網版印刷法、膠版印刷法或模頭塗佈法之任一較為適合。並非限定於此等者,可利用所有之方法。
噴霧塗佈法,係藉由壓縮空氣使分散體成霧狀塗佈於基材、或將分散體本身加壓成霧狀塗佈於基材之方法;點膠塗佈法,係例如將分散體置入注射器,藉由擠壓此注射器之活塞,自注射器尖端之微細噴嘴吐出分散體塗佈於基材的方法;旋轉塗佈法,係將分散體旋轉滴下於基材上,此滴下之分散體藉由其離心力擴展至基材周緣的方法;刮刀塗佈法,係設置與刮刀之尖端具有所定的間隙之基材可在水平方向移動,藉由此刮刀,使供給於上流側之基材上的分散體向下流側之基材水平移動的方法;縫隙塗佈法,係使分散體自狹窄的縫隙流出,塗佈於基材上之方法;噴墨塗佈法,係將分散體填充於市售之噴墨印表機的卡筒,在基材上噴墨印刷之方法;網版印刷法,係使用作為圖型指示材料之紗,通過在其上所製作之版畫像將分散體轉移至基材的方法;膠版印刷法,係不使黏附於版之分散體黏附於直接基材,自版一度轉印於橡膠薄片,再由橡膠薄片轉移至基材,係利用油墨之拒水性的印刷方法;模頭塗佈法,係使供給於模頭內之分散體,藉由萬向接頭分配之縫隙壓出於薄膜上,塗佈於移動的基材之表面而塗佈的方法。模頭塗佈法中,有槽溝塗佈方式或滑動塗佈方式、簾幕塗佈方式。
其次,將上面經成膜之基材於大氣中,在130~400℃,較佳為140~200℃之溫度,保持10分鐘~1小時,較佳為15~40分鐘予以燒成。於此,將形成於基材上之分散體的膜厚、或形成於基材上的分散體之膜的燒成溫度限定於130~400℃之範圍,係未達130℃時,金屬奈米粒子相互間之燒結不充分,同時難以藉由保護劑燒成時之熱脫離或分解之故,燒成後之電極內殘留多量的有機殘渣,此殘渣之變質或劣化使導電性及反射率降低;超過400℃時,所謂低溫製程之生產上的優勢消失,即製造成本增加生產性降低。進而,形成於基材上的分散體之膜的燒成時間限定於10分鐘~1小時之範圍,係未達10分鐘時金屬奈米粒子相互間之燒結不充分,同時難以藉由保護劑燒成時之熱脫離或分解(分離.燃燒)之故,燒成後之電極內殘留多量的有機殘渣,此殘渣之變質或劣化使導電性及反射率降低;超過1小時時,雖對特性沒有影響,其必要以上使製造成本增大生產性降低。
該太陽電池之電極形成用組成物中,含有一次粒徑10~50nm與多量尺寸較大的金屬奈米粒子之故,金屬奈米粒子之比表面積減少,保護劑所佔之比例縮小。其結果,使用該組成物形成太陽電池之電極時,以該保護劑中的有機分子燒成時之熱而脫離或分解,藉由脫離且分解,可獲得實質上不含有機物之以銀為主成份的電極。因此,長年使用形成該電極之太陽電池,有機物全無變質或劣化,可維持於電極之導電率及反射率高的狀態之故,能獲得經年穩定性優越的電極。具體而言,即使將該電極收容於溫度保持100℃、濕度保持50%之恆溫恆濕槽中1,000小時後,可將波長為750~1500nm之電磁波,即自可見光區域至紅外線區域之電磁波的80%以上由電極反射,同時電極之導電性,即電極之體積電阻率可維持於極低的未達2×10-5
Ω.cm(20×10-6
Ω.cm)之值。使用如此所形成之電極的太陽電池,即使長年使用亦可維持高導電率及高反射率,經年穩定性優越。
(組成物)本發明之太陽電池的電極形成用組成物,具有與該第1實施形態記載之組成物同樣的構成,進而亦可為含有選自金屬氧化物、金屬氫氧化物、有機金屬化合物、及聚矽氧油所成群之1種或2種以上的添加物之組成物。藉由組成物中所含作為添加物之金屬氧化物、金屬氫氧化物、有機金屬化合物或聚矽氧油,與基材之化學健結或固定效果增大;或在130~400℃之燒成步驟中,藉由金屬奈米粒子與基材之潤濕性的改善,不損及導電性而能提升與基材之密著性。
又,使用此組成物形成電極時,由於金屬奈米粒子間之燒結,可賦予粒子成長的抑制效果之故,能形成具有良好的組織構造之電極。又,能控制組織構造之平均表面粗糙度。使用本發明之組成物形成電極,在成膜時不必要真空製程之故,製程之限制減少;又,可大幅降低製造設備之運轉成本。
使用不含該金屬氧化物等之組成物形成電極時,所形成之電極的表面粗糙度雖增大,電極表面之凹凸形狀為光電變換效率最佳化之條件;但,僅表面粗糙度大,不能形成光電變換效率優越之電極表面。本發明之組成物,調整金屬氧化物等之種類、濃度等,可形成最佳化之表面粗糙度的表面。
添加物之含量,為構成金屬奈米粒子之銀奈米粒子的重量之0.1~20%,較佳為0.2~10%。添加物之含量未達0.1%時,不能提升基材與電極之密著性;添加物之含量超過20%時,對所形成之電極的導電性有不良影響,造成體積電阻率超過2×10-5
Ω.cm之不適宜情況。
金屬氧化物,有含有選自鋁、矽、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銀、銅、鋅、鉬、錫、銦及銻所成群之至少一種的氧化物或複合氧化物等。複合氧化物,具體而言,有氧化銦-氧化錫系複合氧化物(ITO)、氧化銻-氧化錫系複合氧化物(ATO)、氧化銦-氧化鋅系複合氧化物(IZO)等。又,金屬氫氧化物有,含有選自鋁、矽、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鉬、錫、銦及銻所成群之至少一種的氫氧化物等。
又,有機金屬化合物有,矽、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銀、銅、鋅、鉬、銦及錫之金屬皂、金屬錯合物或烷氧基金屬等。例如,金屬皂有,乙酸鎳、乙酸銀、檸檬酸銅、乙酸錫、乙酸鋅、草酸鋅等。又,金屬錯合物有,乙醯丙酮鋅錯合物、乙醯丙酮鉻錯合物、乙醯丙酮鎳錯合物等。又,烷氧基金屬有,丁氧基鋯、異丙氧基鈦、甲基矽酸酯、異丙基三甲氧基矽烷、胺基丙基三甲氧基矽烷等。聚矽氧油可使用直線聚矽氧油及改性聚矽氧油之雙方。
改性聚矽氧油,進而可使用在聚矽氧烷之側鏈的一部份導入有機基者(側鏈型),在聚矽氧烷之兩末端導入有機基者(兩末端型),在聚矽氧烷之兩末端中的任一方導入有機基者(單末端型)以及在聚矽氧烷之側鏈的一部份與兩末端導入有機基者(側鏈兩末端型)。改性聚矽氧油有反應性聚矽氧油與非反應性聚矽氧油,其雙方之種類均可使用為本發明之添加物。還有,反應性聚矽氧油係指胺基改性、環氧改性、羧基改性、卡必醇改性、巰基改性、以及異種官能基改性(環氧基、胺基、聚醚基);非反應性聚矽氧油,係指聚醚改性、甲基苯乙烯基改性、烷基改性、高級脂肪酸酯改性、氟改性、及親水特殊改性。
(組成物之形成方法)(a)使用經碳骨架之碳數為3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾的銀奈米粒子之情況:首先,與該第1實施形態同樣進行,調製以碳數為3之有機分子主鏈的保護劑進行化學修飾的金屬(銀)奈米粒子分散於分散媒之分散體。將所得分散體調整為,相對於分散體100重量%,最終的金屬(銀)含量為2.5~95重量%之範圍。又,分散媒為含有醇類水溶液之情況,溶劑之水及醇類以分別調整為1%以上及2%以上較適合。
其次,在此分散體中更含有選自金屬氧化物、金屬氫氧化物及有機金屬化合物所成群之1種或2種以上的添加物。調整添加物之含量為銀奈米粒子之重量的1/1,000~1/5之範圍內。藉此,可獲得以碳骨架之碳數為3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾的銀奈米粒子經分散於分散媒,更含有選自金屬氧化物、金屬氫氧化物及有機金屬化合物所成群之1種或2種以上的添加物之電極形成用組成物。
就(b)使用經碳骨架之碳數為2的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾的銀奈米粒子之情況,(c)使用經碳骨架之碳數為1的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾的銀奈米粒子之情況,(d)將銀奈米粒子以外之金屬奈米粒子予以化學修飾之保護劑的有機分子主鏈之碳骨架的碳數為3之情況,將銀奈米粒子以外之金屬奈米粒子予以化學修飾之保護劑的有機分子主鏈之碳骨架的碳數為1或2之情況而言,與實施形態1同樣進行形成分散體後,與該(a)同樣進行,更可含有選自金屬氧化物、金屬氫氧化物及有機金屬化合物所成群之1種或2種以上的添加物,藉此可獲得以有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾的金屬奈米粒子分散於分散媒,更含有選自金屬氧化物、金屬氫氧化物及有機金屬化合物所成群之1種或2種以上的添加物之電極形成用組成物。
金屬奈米粒子,除銀奈米粒子,同時含有銀奈米粒子以外之金屬奈米粒子時,以上述任一之方法所製造的含銀分散體為第1分散體,以上述之方法所製造含銀奈米粒子以外的金屬奈米粒子之分散體為第2分散體時,將75重量%以上之第1分散體與未達25重量%之第2分散體,以第1及第2分散體之合計含量為100重量%予以混合。
(電極之形成方法)使用如此所製造之分散體(太陽電池之電極形成用組成物)形成電極的方法,予以說明。
首先,將上述分散體(太陽電池之電極形成用組成物)以濕式塗佈法塗佈於基材上。此以濕式塗佈法之塗佈,係在燒成後之厚度為0.1~2.0 μm,較佳為0.3~1.5 μm之範圍內予以成膜。該基材可為矽、玻璃、含透明導電材料之陶瓷、由高分子材料或金屬所成的基板之任一;或選自矽、玻璃、含透明導電材料之陶瓷、高分子材料及金屬所成群之2種以上的層合體。又,基材以太陽電池元件或附置透明電極之太陽電池元件的任一為佳。透明電極有氧化銦錫(ITO)、ATO、SnO2
、IZO、AZO等。進而,亦可在基材表面形成鈦酸鋯酸鉛(PZT)等介電體薄膜。高分子基板,有藉由聚醯亞胺或PET等有機聚合物所形成之基板等。該分散體,係塗佈於太陽電池元件之光電變換半導體層的表面、或附置透明電極之太陽電池元件的透明電極表面。進而,該濕式塗佈法,以噴霧塗佈法、點膠塗佈法、旋轉塗佈法、刮刀塗佈法、縫隙塗佈法、噴墨塗佈法、網版印刷法、膠版印刷法或模頭塗佈法之任一較為適合。並非限定於此等者,可利用所有之方法。
其次,將上面經成膜之基材於大氣中或氮氣或氬氣等惰性氣體的氣體環境中,在130~400℃,較佳為200~400℃之溫度,保持5分鐘~1小時,較佳為15~40分鐘予以燒成。
形成於基材上之分散體的膜厚,限定於燒成後之厚度為0.1~2.0 μm之範圍;又,形成於基材上的分散體之膜的燒成溫度,限定於130~400℃之範圍,係由於與實施形態1同樣的理由。進而,形成於基材上的分散體之膜的燒成時間,限定於5分鐘~1小時之範圍,係未達5分鐘時,金屬奈米粒子相互間之燒結不充分,同時難以藉由保護劑燒成時之熱脫離或分解(分離.燃燒)之故,燒成後之電極內殘留多量的有機殘渣,此殘渣之變質或劣化使導電性及反射率降低;超過1小時時,雖對特性沒有影響,其必要以上使製造成本增大,生產性降低。
該太陽電池之電極形成用組成物中,含有一次粒徑10~50nm與多量之尺寸較大的金屬奈米粒子之故,金屬奈米粒子之比表面積減少,保護劑所佔之比例縮小。其結果,使用該組成物形成太陽電池之電極時,以該保護劑中的有機分子燒成時之熱而脫離或分解,藉由脫離且分解,可獲得實質上不含有機物之以銀為主成份的電極。因此,長年使用形成該電極之太陽電池,有機物全無變質或劣化,可維持於電極之導電率及反射率高的狀態之故,能獲得經年穩定性優越的電極。具體而言,即使將該電極收容於溫度保持100℃、濕度保持於50%之恆溫恆濕槽中1,000小時後,可將波長750~1500nm之電磁波,即自可見光區域至紅外線區域之電磁波的80%以上由電極反射,同時電極之導電性,即電極之體積電阻率可維持於極低的未達2×10-5
Ω.cm之值。
藉由以上述條件燒成,可在基材上形成導電性塗膜。所形成之導電性塗膜,由於金屬奈米粒子間之燒結可賦予粒子成長的抑制效果之故,具有良好的組織構造。又,藉由使用之組成物中的添加物之種類及添加量,可獲得控制組織構造之平均表面粗糙度的塗膜。所形成之導電性塗膜,平均表面粗糙度在10~100nm之範圍內為佳。平均表面粗糙度為上述範圍內時,成為適合於具有構成基片型太陽電池之背面電極的組織構造之範圍。所形成之導電性塗膜,可獲得接近於構成組成物中所含金屬奈米粒子之金屬本身所具有的比電阻之比電阻;能獲得接近於構成組成物中所含金屬奈米粒子之金屬本身的反射率之優越反射率。
如此,本發明之電極的形成方法,包含將該電極形成用組成物以濕式塗佈法塗佈於基材上,予以成膜之步驟、與將上面經成膜之基材在上述溫度範圍內予以燒成之步驟。此形成方法,將組成物以濕式塗佈於基材上進行成膜,以簡易的步驟將成膜之基材予以燒成可形成電極。在成膜時不必要真空製程之故,製程之限制減少;又,可大幅降低製造設備之運轉成本。進而,使用如此所形成之電極的太陽電池,即使長年使用亦可維持高導電率及高反射率;經年穩定性優越。
本發明之太陽電池的電極之形成方法,係包含將電極形成用組成物以濕式塗佈法塗佈於基材上予以成膜之步驟、與將在其上面成膜之基材予以燒成的步驟之形成方法。具體而言,係包含將電極形成用組成物以濕式塗佈法塗佈於基材上,使燒成後之厚度成為0.1~2.0 μm之範圍內的成膜步驟、與將在其上面成膜之基材於130~400℃予以燒成的步驟之形成方法。
該電極之形成方法所使用的組成物,可使用上述第1實施形態、或第2實施形態所記載之電極形成用組成物。
本發明之太陽電池的電極之形成方法,可為包含在基材上施行底層塗料處理之步驟的構成。在將電極形成用組成物塗佈於基材上,進行燒成形成電極之前,對基材進行打底施行底層塗料處理,可提升電極與基材之密著性。底層塗料處理,係藉由將塗佈物塗佈於基材上而進行。底層塗料處理所使用之塗佈物,以含有選自Ag、Cu、Sn、Pd、Zn、Ni、Mo、Cr、Mn、Al、Zr、Ti、Ru、Pt、In及Si所成群之1種或2種以上的金屬氧化物之塗佈物為佳。金屬氧化物有,Ag2
O、CuO、PdO、ZnO、NiO、MoO2
、Cr2
O3
、MnO2
、Al2
O3
、ZrO、TiO2
、In2
O3
、SiO2
等。又,以含有1種或2種以上之樹脂類的塗佈物為佳。樹脂類有,丙烯酸、乙酸乙烯、環氧、聚酯、聚胺基甲酸酯、纖維素、聚乙烯基吡咯烷酮,此等之改性樹脂,含有以此等為構造單位之共聚物等。又,樹脂類以選自異氰酸酯成份、聚酯成份及聚醚成份所成群之1種或2種以上的成份為構造成成份較適合;進而,以上述3成份別為構成成份而含有更佳。異氰酸酯成份有2,4-二甲苯烯異氰酸酯、聚酯成份有聚己內酯、聚醚成份有聚乙二醇等。具體而言,以2,4-二甲苯烯異氰酸酯、聚己內酯及聚乙二醇為構成成份,其莫耳比為20:50:1之共聚物等。又,以含有1種或2種以上之烷氧基金屬的塗佈物較適合。烷氧基金屬有,四乙氧基矽烷、四丁氧基鈦、異丙氧基鈦、丁氧基鋯等。又,以含有1種或2種以上之金屬皂的塗佈物較適合。金屬皂有,硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、2-乙基己酸錫等。進而,以含有1種或2種以上之偶合劑的塗佈物較適合。偶合劑有3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、三乙醇胺鈦酸酯等。
(電極之形成方法)其次,以與第1實施形態或第2實施形態同樣之方法所形成;使用分散體(太陽電池之電極形成用組成物)形成電極的方法,予以說明。
首先在基材表面施行底層塗料處理。對基材施行底層塗料處理之際的塗佈物之塗佈方法,以噴霧塗佈法、點膠塗佈法、旋轉塗佈法、刮刀塗佈法、縫隙塗佈法、噴墨塗佈法、網版印刷法、膠版印刷法或模頭塗佈法之任一較為適合。並非限定於此等者,可利用所有之方法。在基材上塗佈之塗佈物於20~100℃下保持10秒~30分鐘予以乾燥。或以20~100℃之送風保持10秒~30分鐘予以乾燥。較佳為以40℃之送風保持15秒予以乾燥。施行底層塗料處理,其後藉由電極形成用組成物形成電極之基材,可為矽、玻璃、含透明導電材料之陶瓷、由高分子材料或金屬所成的基板之任一;或選自矽、玻璃、含透明導電材料之陶瓷、高分子材料或金屬所成群之2種以上的層合體。又,亦可使用含至少一種透明導電膜之任一種的基材、或將透明導電膜成膜於表面之基材。透明導電膜有,氧化銦系、氧化錫系、氧化鋅系等。氧化銦系有氧化銦、ITO、IZO等。氧化錫系有,SnO2
、ATO、氟摻雜氧化錫等。氧化鋅系有,氧化鋅、AZO、鎵摻雜氧化鋅等。基材以太陽電池元件或附置透明電極的太陽電池元件之任一為佳。透明電極有,ITO、ATO、SnO2
、IZO、AZO等。高分子基板有,藉由聚醯亞胺或PET等有機聚合物所形成之基板等。底層塗料處理,係在太陽電池元件之光電變換半導體層的表面、或附置透明電極之太陽電池元件的透明電極之表面等施行。
接著,將太陽電池之電極形成用組成物(例如實施形態1記載之組成物),以濕式塗佈法塗佈於經施行底層塗料處理之基材上。此以濕式塗佈法之塗佈,係在燒成後之厚度為0.1~2.0 μm,較佳為0.3~1.5 μm之範圍內予以成膜。濕式塗佈法,以噴霧塗佈法、點膠塗佈法、旋轉塗佈法、刮刀塗佈法、縫隙塗佈法、噴墨塗佈法、網版印刷法、膠版印刷法或模頭塗佈法之任一較為適合。並非限定於此等者,可利用所有之方法。
其次,將上面經成膜之基材在大氣中,於130~400℃,較佳為140~300℃之溫度,保持10分鐘~1小時,較佳為15~40分鐘予以燒成。於此,在基材上所形成之分散體的膜厚,限定於0.1~2.0 μm之範圍,係未達0.1 μm時,太陽電池必要的電極之表面電阻值不充分;超過2.0 μm時,雖無特性上不適宜之情況,材料之使用量多達必要量以上,造成材料的浪費。又,將在基材上所形成的分散體之膜的燒成溫度,限定於130~400℃之範圍,係未達130℃時,金屬奈米粒子相互間之燒結不充分,同時難以藉由保護劑燒成時之熱脫離或分解(分離.燃燒)之故,燒成後之電極內殘留多量的有機殘渣,此殘渣之變質或劣化使導電性及反射率降低;超過400℃時,所謂低溫製程之生產上的優勢消失,即製造成本增加生產性降低。進而,形成於基材上的分散體之膜的燒成時間限定於10分鐘~1小時之範圍,係未達10分鐘時,金屬奈米粒子相互間之燒結不充分,同時難以藉由保護劑燒成時之熱脫離或分解(分離.燃燒)之故,燒成後之電極內殘渣多量的有機殘渣,此殘留之變質或劣化使導電性及反射率降低;超過1小時時,雖對特性沒有影響,其必要以上使製造成本增大生產性降低。
該太陽電池之電極形成用組成物中,含有一次粒徑10~50nm與多量尺寸較大的金屬奈米粒子之故,金屬奈米粒子之比表面積減少,保護劑所佔之比例縮小。其結果,使用該組成物形成太陽電池之電極時,以該保護劑中的有機分子燒成時之熱而脫離或分解,藉由脫離且分解,可獲得實質上不含有機物之以銀為主成份的電極。因此,長年使用形成該電極之太陽電池,有機物全無變質或劣化,可維持於電極之導電率及反射率高的狀態之故,能獲得經年穩定性優越的電極。具體而言,即使將該電極收容於溫度保持100℃、濕度保持於50%之恆溫恆濕槽中1,000小時後,可將波長為750~1500nm之電磁波,即自可見光區域至紅外線區域之電磁波的80%以上由電極反射,同時電極之導電性,即電極之體積電阻率可維持於極低的未達2×10-5
Ω.cm(20×10-6
Ω.cm)之值。使用如此所形成之電極的太陽電池,即使長年使用亦可維持高導電率及高反射率,經年穩定性優越。
其次,以本發明之實施例與比較例同時詳細予以說明。
首先,調製將硝酸銀溶解於脫離子水之金屬鹽水溶液。另一方面,在將檸檬酸鈉溶解於脫離子水而得之濃度26%的檸檬酸鈉水溶液中,於35℃之氮氣氣流中直接加入粒狀的硫酸亞鐵予以溶解,調製成檸檬酸離子與亞鐵離子以3:2之莫耳比含有的還原劑水溶液。其次,在該氮氣氣流保持於溫度35℃之狀態下,使磁力攪拌器之攪拌子以100rpm之轉速旋轉,將該還原劑水溶液攪拌,同時在此還原劑水溶液中滴下該金屬鹽水溶液進行混合。於此,使金屬鹽水溶液的添加量為還原劑水溶液之量的1/10以下,調整各溶液之濃度,滴下室溫之金屬鹽水溶液,保持反應溫度於40℃。又,該兩水溶液之混合比,作為還原劑加入之亞鐵離子的當量,調整為金屬離子之當量的3倍。金屬鹽水溶液之滴下終止後,混合液之攪拌再繼續15分鐘,即得由金屬膠體所成之分散液。此分散液之pH為5.5,分散液中之金屬粒子的化學計量之生成量為5g/l。將此所得之分散液放置於室溫下,藉由傾析法將沉降之金屬奈米粒子的凝聚物進行分離。
此分離物中加入脫離子水作為分散體,以超濾進行脫鹽處理,進而繼續以甲醇進行取代洗淨,至金屬(銀)之含量為50重量%。其後,使用離心分離機,藉由調整此離心分離機之離心力,將粗粒子分離;調製以數平均計含有71%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,調整一次粒徑10~50nm之範圍內的銀奈米粒子所佔有之比例為71%。此分散體作為實施例A1。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水、甲醇及溶劑A之混合比例為50.0重量%、2.5重量%、5.0重量%及42.5重量%。於此,溶劑A係將丙酮與異丙基二醇以重量比1:1之比例混合的混合液。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖未含有羥基(-OH)但含羰基(-C=O)。還有,硫酸亞鐵中之鐵可藉由甲醇在取代洗淨時去除。
將與實施例A1同樣進行所得之分散液放置於室溫下,藉由傾析法將沉降之金屬奈米粒子的凝聚物進行分離。在此分離物中加入脫離子水作為分散體,以超濾進行脫鹽處理後,進而繼續以乙醇進行取代洗淨,至金屬含量為50重量%。其後,使用離心分離機,藉由調整此離心分離機之離心力,將粗粒子分離;調製以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,調整一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為72%。此分離體作為實施例A2。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水、乙醇及溶劑A之混合比例為50.0重量%、4.0重量%、5.0重量%及41.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖未含羥基(-OH)但含有羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有73%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為73%。此分散體作為實施例A3。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水、乙醇及溶劑B之混合比例為50.0重量%、1.0重量%、5.0重量%及44.0重量%。於此,溶劑B係將環己烷與甲乙酮以重量比1:1混合而成之混合液。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖未含羥基(-OH)但含有羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有75%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為75%。此分散體作為實施例A4。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水及乙醇之混合比例為50.0重量%、48.0重量%及2.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑雖未含羥基(-OH)或含有(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有75%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為75%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以氯全酸替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有75%之一次粒徑10~50nm的金奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之金奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即使一次粒徑10~50nm之金奈米粒子所佔有的比例為75%之第2分散體。其次,將第1分散體95重量%與第2分散體5重量%混合。以此分散體作為實施例A5。還有,相對於分散體100%,分別調整最終的金屬(銀及金之合計)、水及乙醇之混合比例為50.0重量%、3.5重量%及46.5重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及金奈米粒子係分別以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及金奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖未含羥基(-OH)但含有羰基(-C=O)。
與實施例A2同樣進行,以數平均計含有71%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為71%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸以氯鉑酸替代,與實施例A2同樣進行,以數平均計含有75%之一次粒徑10~50nm的鉑奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部的鉑奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之鉑奈米粒子所佔有的比例為75%之第2分散體。其次,將第1分散體95重量%與第2分散體5重量%混合。以此分散體作為實施例A6。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及鉑的合計)、水、乙醇及溶劑A之混合比例為50.0重量%、3.5重量%、2.5重量%及44.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及鉑奈米粒子係分別以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及鉑奈米粒子進行化學修飾之保護劑,含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為72%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以硝酸鈀替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的鈀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之鈀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之鈀奈米粒子所佔有的比例為72%之第2分散體。其次,將第1分散體77重量%與第2分散體23重量%混合。以此分散體作為實施例A7。
還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及鉑之合計)、水、乙醇及溶劑A之混合比例為50.0重量%、1.5重量%、2.5重量%及46.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及鈀奈米粒子係分別以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及鈀奈米粒子進行化學修飾之保護劑,含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為72%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以氯化釕替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的釕奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之釕奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之釕奈米粒子所佔有的比例為72%之第2分散體。其次,將第1分散體76重量%與第2分散體24重量%混合。以此分散體作為實施例A8。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及釕之合計)、水、乙醇及溶劑A之混合比例為75.0重量%、1.5重量%、2.0重量%及21.5重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及釕奈米粒子係分別以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及釕奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖未含有羥基(-OH)但含有碳基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有73%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為73%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以氯化鎳替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有73%之一次粒徑10~50nm的鎳奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之鎳奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之鎳奈米粒子所佔有的比例為73%之第2分散體。其次,將第1分散體76重量%與第2分散體24重量%混合。以此分散體作為實施例A9。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及鎳之合計)、水、乙醇及溶劑A之混合比例為75.0重量%、2.2重量%、2.0重量%及20.8重量%。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及鎳奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖未含羥基(-OH)但含有羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為72%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以硝酸亞銅替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銅奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銅奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銅奈米粒子所佔有的比例為72%之第2分散體。其次,將第1分散體76重量%與第2分散體24重量%混合。以此分散體作為實施例A10。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及銅之合計)、水、乙醇及溶劑B之混合比例為75.0重量%、4.0重量%、5.0重量%及16.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及銅奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑分別進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及銅奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖未含羥基(-OH)但含有羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為72%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以二氯化錫替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的錫奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之錫奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之錫奈米粒子所佔有的比例為72%之第2分散體。其次,將第1分散體76重量%與第2分散體24重量%混合。以此分散體作為實施例A11。
還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及錫之合計)、水、乙醇及溶劑B之混合比例為75.0重量%、4.0重量%、5.0重量%及16.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及錫奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑分別進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及錫奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖未含羥基(-OH)但含有碳基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為72%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以硝酸銦替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銦奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銦奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銦奈米粒子所佔有的比例為72%之第2分散體。其次,將第1分散體80重量%與第2分散體20重量%混合。以此分散體作為實施例A12。
還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及銦之合計)、水、乙醇及溶劑C之混合比例為75.0重量%、5.0重量%、5.0重量%及15.0重量%。於此,溶劑C係將甲苯與己烷以重量比1:1混合而成之混合液。又,分散體中之銀奈米粒子及銦奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑分別進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及銦奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖未含羥基(-OH)但含有羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有74%之一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為74%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以氯化鋅替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有74%之一次粒徑10~50nm的鋅奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之鋅奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之鋅奈米粒子所佔有的比例為74%之第2分散體。其次,將第1分散體80重量%與第2分散體20重量%混合。以此分散體作為實施例A13。
還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及鋅之合計)、水及乙醇之混合比例為75.0重量%、10.0重量%及15.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及鋅奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑分別進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及鋅奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖未含羥基(-OH)但含有羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有75%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為75%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以硫酸鉻替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有75%之一次粒徑10~50nm的鉻奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部鉻奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之鉻奈米粒子所佔有的比例為75%之第2分散體。其次,將第1分散體95重量%與第2分散體5重量%混合。以此分散體作為實施例A14。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及鉻之合計)、水及乙醇之混合比例為75.0重量%、5.0重量%及20.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及鉻奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑分別進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及鉻奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖未含羥基(-OH)但含有羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為72%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以硫酸錳替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的錳奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之錳奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之錳奈米粒子所佔有的比例為72%之第2分散體。其次,將第1分散體95重量%與第2分散體5重量%混合。以此分散體作為實施例A15。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及錳之合計)、水及乙醇之混合比例為75.0重量%、3.0重量%及22.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及錳奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑分別進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及錳奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖未含羥基(-OH)但含有羰基(-C=O)。
將與實施例A1同樣進行所得之分散液放置於室溫下,藉由傾析法將沉降之金屬奈米粒子的凝聚物進行分離。在此分離物中加入脫離子水作為分散體,以超濾進行脫鹽處理後,進而繼續以乙二醇及乙醇進行取代洗淨,至金屬之含量為50重量%。其後,使用離心分離機,藉由調整其離心力,將粗粒子分離;調製以數平均計含有71%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%調整一次粒徑10~50nm之範圍內的銀奈米粒子所佔有之比例為71%。以此分散體作為實施例A16。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水、乙二醇及乙醇之混合比例為35.0重量%、2.0重量%、1.0重量%及53.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑,不含羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
將與實施例A1同樣進行所得之分散液放置於室溫下,藉由傾析法將沉降之金屬奈米粒子的凝聚物進行分離。在此分離物中加入脫離子水作為分散體,以超濾進行脫鹽處理後,更繼續以丁醇進行取代洗淨,至金屬之含量為50重量%。其後,使用離心分離機,藉由調整其離心力,將粗粒子分離;調製以數平均計含有73%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100重量%,調整一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為73%。以此分散體作為實施例A17。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水、丁醇及溶劑A之之混合比例為35.0重量%、1.5重量%、50.0重量%及13.5重量%。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數3為的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖含有羥基(-OH)但不含羰基(-C=O)。
將與實施例A1同樣進行所得之分散液放置於室溫下,藉由傾析法將沉降之金屬奈米粒子的凝聚物進行分離。在此分離物中加入脫離子水作為分散體,以超濾進行脫鹽處理後,更繼續以丙二醇及乙醇進行取代洗淨,至金屬之含量為50重量%。其後,使用離心分離機,藉由調整其離心力將粗粒子分離;調製以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100重量%,調整一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為72%。此分散體作為實施例A18。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水、丙二醇及乙醇之混合比例為35.0重量%、2.0重量%、1.0重量%及62.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖含有羥基(-OH)但不含羰基(-C=O)。
除調製還原劑水溶液時使用蘋果酸鈉替代檸檬酸鈉以外,將與實施例A1同樣進行所得之分散液放置於室溫下,藉由傾析法將沉降之金屬奈米粒子的凝聚物進行分離。在此分離物中加入脫離子水作為分散體,以超濾進行脫鹽處理後,更繼續以二乙二醇及乙醇進行取代洗淨,至金屬之含量為50重量%。其後,使用離心分離機,藉由調整其離心力將粗粒子分離;調製以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100重量%,調整一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為72%。以此分散體作為實施例A19。
還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水、二乙二醇及乙醇之混合比例為35.0重量%、5.0重量%、1.0重量%及59.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數2的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑,含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
除調製還原劑水溶液時使用蘋果酸鈉替代檸檬酸鈉以外,將與實施例A1同樣進行所得之分散液放置於室溫下,藉由傾析法將沉降之金屬奈米粒子的凝聚物進行分離。在此分離物中加入脫離子水作為分散體,以超濾進行脫鹽處理後,更繼續以丙三醇及乙醇進行取代洗淨,至金屬含量為50重量%。其後,使用離心分離機,藉由調整其離心力將粗粒子分離;調製以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100重量%,調整一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為72%。以此分散體作為實施例A20。還有,相對分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水、丙三醇及乙醇之混合比例為35.0重量%、35.0重量%、1.0重量%及29.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數2的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
除調製還原劑水溶液時使用乙醇酸鈉替代檸檬酸鈉以外,將與實施例A1同樣進行所得之分散液放置於室溫下,藉由傾析法將沉降之金屬奈米粒子的凝聚物進行分離。在此分離物中加入脫離子水作為分散體,以超濾進行脫鹽處理後,更繼續以二乙二醇及乙醇進行取代洗淨,至金屬含量為50重量%。其後,使用離心分離機,藉由調整其離心力將粗粒子分離;調製以數平均計含有73%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100重量%,調整一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為73%。以此分散體作為實施例A21。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水及乙醇之混合比例為35.0重量%、10.0重量%及55.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數1的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑,雖未含羥基(-OH)但含有羰基(-C=O)。
將調製還原劑水溶液時與實施例A1同樣進行所得之分散液放置於室溫下,藉由傾析法將沉降之金屬奈米粒子的凝聚物進行分離。在此分離物中加入脫離子水作為分散體,以超濾進行脫鹽處理後,更繼續以季戊四醇及乙醇進行取代洗淨,至金屬含量為50重量%。其後,使用離心分離機,藉由調整其離心力將粗粒子分離;調製以數平均計含有73%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100重量%,調整一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為73%。以此分散體作為實施例A22。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水、季戊四醇、乙醇及溶劑B之混合比例為35.0重量%、5.0重量%、1.0重量%、24.0重量%及35.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數2的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑,含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
除調製還原劑水溶液時使用蘋果酸鈉替代檸檬酸鈉以外,將與實施例A1同樣進行所得之分散液放置於室溫下,藉由傾析法將沉降之金屬奈米粒子的凝聚物進行分離。在此分離物中加入脫離子水作為分散體,以超濾進行脫鹽處理後,更繼續以異冰片基己醇及乙醇進行取代洗淨,至金屬含量為50重量%。其後,使用離心分離機,藉由調整其離心力將粗粒子分離;調製以數平均計含有75%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100重量%,調整一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為75%。以此分散體作為實施例A23。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水、異冰片基己醇及乙醇之混合比例為35.0重量%、1.0重量%、1.0重量%及63.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數2的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑,含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
除調製還原劑水溶液時使用蘋果酸鈉替代檸檬酸鈉以外,將與實施例A1同樣進行所得之分散液放置於室溫下,藉由傾析法將沉降之金屬奈米粒子的凝聚物進行分離。在此分離物中加入脫離子水作為分散體,以超濾進行脫鹽處理後,更繼續以甲醇進行取代洗淨,至金屬含量為50重量%。其後,使用離心分離機,藉由調整其離心力將粗粒子分離;調製數平均計含有75%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100重量%,調整一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為75%。以此分散體作為實施例A24。
還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水及甲醇之混合比例為35.0重量%、30.0重量%及35.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數2的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑,含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有71%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為71%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以氯化鎳替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有71%之一次粒徑10~50nm的鎳奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之鎳奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之鎳奈米粒子所佔有的比例為71%之第2分散體。其次,將第1分散體98重量%與第2分散體2重量%混合。此分散體作為實施例A25。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及鎳之合計)、水及乙醇之混合比例為35.0重量%、5.0重量%及60.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及鎳奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑分別進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及鎳奈米粒子進行化學修飾之保護劑,含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有71%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為71%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀之硝酸亞銅替代,使與實施例A2同樣進行,以乙酸取代洗淨之分散體,以數平均計含計有71%之一次粒徑10~50nm的銅奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銅奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銅奈米粒子所佔有的比例為71%之第2分散體。其次,將第1分散體98重量%與第2分散體2重量%混合。此分散體作為實施例A26。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及銅之合計)、水及乙醇之混合比例為35.0重量%、5.0重量%及60.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及銅奈米粒子係以碳骨架為3的有機分子主鏈之保護劑分別進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及銅奈米粒子進行化學修飾之保護劑,含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為72%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以二氯化錫替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的錫奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之錫奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之錫奈米粒子所佔有的比例為72%之第2分散體,其次,將第1分散體98重量%與第2分散體2重量%混合。此分散體作為實施例A27。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及錫之合計)、水及乙醇之混合比例為35.0重量%、2.0重量%及63.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及錫奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑分別進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及錫奈米粒子進行化學修飾之保護劑,含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為72%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以氯化鋅替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的鋅奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之鋅奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之鋅奈米粒子所佔有的比例為72%之第2分散體。其次,將第1分散體98重量%與第2分散體2重量%混合。此分散體作為實施例A28。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及鋅之合計)、水及甲醇之混合比例為35.0重量%、2.0重量%及63.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及鋅奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑分別進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及鋅奈米粒子進行化學修飾之保護劑,含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為72%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以硫酸鉻替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的鉻奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之鉻奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之鉻奈米粒子所佔有的比例為72%之第2分散體。其次,將第1分散體99重量%與第2分散體1重量%混合。以此分散體作為實施例A29。
還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及鉻之合計)、水及乙醇之混合比例為35.0重量%、2.0重量%及63.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及鉻奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑分別進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及鉻奈米粒子進行化學修飾之保護劑,含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為72%之第1分散體。另一方面,實施例A2之硝酸銀以硫酸錳替代,使與實施例A2同樣進行,以乙醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有72%之一次粒徑10~50nm的錳奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之錳奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之錳奈米粒子所佔有的比例為72%之第2分散體。其次,將第1分散體99重量%與第2分散體1重量%混合。以此分散體作為實施例A30。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及錳之合計)、水及乙醇之混合比例為35.0重量%、2.0重量%及63.0重量%。又,分散體中之銀奈米粒子及錳奈米粒子係以碳骨架為3的有機分子主鏈之保護劑分別進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子及錳奈米粒子進行化學修飾之保護劑,含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
使與實施例A1同樣進行,以甲醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有100%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有比例為100%之分散體。以此分散體作為實施例A31。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水及甲醇之混合比例為3.5重量%、1.0重量%及95.5重量%。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑分別進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑,含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
使與實施例A1同樣進行,以甲醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有100%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,即得一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有比例為100%之分散體。以此分散體作為實施例A32。還有,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水及甲醇之混合比例為90.0重量%、9.8重量%及0.2重量%。又,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑分別進行化學修飾。進而,將銀奈米粒子進行化學修飾之保護劑,含有羥基(-OH)及羰基(-C=O)。
使以甲醇取代洗淨之分散體,以數平均計含有68%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,藉由離心分離機調整,一次粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有的比例為68%。又,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水及甲醇之混合比例為50.0重量%、2.5重量%及47.5重量%。除上述以外,與實施例A1同樣進行調製分散體。以此分散體作為比較例A1。
除調製還原劑水溶液時使用甲羥戊酸鈉替代檸檬酸鈉,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水及乙醇之混合比例為50.0重量%、4.0重量%及46.0重量%以外,與實施例A2同樣進行調製成分散體。以此分散體作為比較例A2。還有,分散體中之銀奈米粒子係以碳骨架為碳數4的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。
除相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水、乙醇及溶劑A之混合比例為50.0重量%、0.7重量%、30.0重量%及19.3重量%以外,與實施例A3同樣進行,調製成分散體。以此分散體作為比較例A3。
除相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀)、水、乙醇及溶劑B之混合比例為50.0重量%、40.0重量%、1.0重量%及9.0重量%以外,與實施例A4同樣進行,調製成分散體。以此分散體作為比較例A4。
除以丙醇取代洗淨,將第1分散體73重量%與第2分散體27重量%混合,進而相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及金)、水、丙醇及溶劑C之混合比例為50.0重量%、3.5重量%、30.0重量%及16.5重量%以外,與實施例A5同樣進行調製成分散體。以此分散體作為比較例A5。
除將第1分散體74重量%與第2分散體26重量%混合,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及金)、水及乙醇之混合比例為75.0重量%、3.5重量%及21.5重量%以外,與實施例A6同樣進行調製成分散體。以此分散體作為比較例A6。
除將第1分散體73重量%與第2分散體27重量%混合,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及鈀)、水及乙醇之混合比例為75.0重量%、2.2重量%及22.8重量%以外,與實施例A7同樣進行調製成分散體,以分散體作為比較例A7。
除將第1分散體74重量%與第2分散體26重量%混合,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及釕)、乙醇及溶劑A之混合比例為75.0重量%、15.0重量%及10.0重量%以外,與實施例A8同樣進行調製成分散體。以此分散體作為比較例A8。
除將第1分散體74重量%與第2分散體26重量%混合,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及鎳)、水、乙醇及溶劑B之混合比例為75.0重量%、2.2重量%、12.8重量%及10.0重量%以外,與實施例A9同樣進行調製成分散體。以此分散體作為比較例A9。
除將第1分散體72重量%與第2分散體28重量%混合,相對於於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及銅)、水、乙醇及溶劑C之混合比例為75.0重量%、4.0重量%、11.0重量%及10.0重量%以外,與實施例A10同樣進行調製成分散體。以此分散體作為比較例A10。
除將第1分散體73重量%與第2分散體27重量%混合,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及錫)、水及甲醇之混合比例為35.0重量%、4.0重量%及61.0重量%以外,與實施例A11同樣進行調製成分散體。以此分散體作為比較例A11。
除將第1分散體74重量%與第2分散體26重量%混合,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及銦)、水及乙醇之混合比例為35.0重量%、30.0重量%及35.0重量%以外,與實施例A12同樣進行調製分散體。以此分散體作為比較例A12。
除將第1分散體74重量%與第2分散體26重量%混合,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及鋅)、水、乙醇及溶劑A之混合比例為35.0重量%、10.0重量%、20.0重量%及35.0重量%以外,與實施例A13同樣進行調製成分散體。以此分散體作為比較例A13。
除將第1分散體73重量%與第2分散體27重量%混合,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及鉻)、水、乙醇及溶劑B之混合比例為35.0重量%、5.0重量%、20.0重量%及40.0重量%以外,與實施例A14同樣進行調製成分散體。以此分散體作為比較例A14。
除將第1分散體74重量%與第2分散體26重量%混合,相對於分散體100重量%,分別調整最終的金屬(銀及錳)、水、乙醇及溶劑C之混合比例為35.0重量%、3.0重量%、20.0重量%及42.0重量%以外,與實施例A15同樣進行調整成分散體。以此分散體作為比較例A15。
將實施例A1~A32及比較例A1~A15之分散體塗佈於基材上使燒成後之厚度成為表3及表4所示的膜厚後,藉由以表3及表4所示之溫度予以燒成,在基材上形成電極。基材使用附置ITO膜太陽電池、無ITO膜太陽電池、矽基板、玻璃基板、聚醯亞胺基板、PET薄膜或附置ITO膜玻璃基板。就形成此等電極之基板,在進行耐候性試驗之前,測定在各基材上所形成之電極的反射率及導電性,同時在進行耐候性試驗後,測定在各基材上形成之電極的反射率及導電性。其結果如表3及表4所示。
還有,耐候性試驗係將形成電極之基材,藉由在溫度保持100℃、濕度保持50%之恆溫恆濕槽中收容1,000小時而進行。
又,反射率係將750~1500nm之電磁波(紅外線及可見光線)照射在電極上,採用紫外可見分光光度計(V-570,日本分光公司製)測定經反射之電磁波,算出相對於全照射量之反射量的比例(%)。
又,金屬奈米粒子之一次粒徑,係採用FE-TEM(電場放射型穿透電子顯微鏡:日本電子公司製)進行計測,一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子所佔之比例,係由採用該FE-TEM所攝影之金屬奈米粒子的一次粒徑之照相,經畫像處理,計測粒子徑之數進行評估。
又,導電性係藉由四端網路法測定算出體積電阻率(Ω.cm)。具體而言,電極之體積電阻率,係首先採用SEM(電子顯微鏡S800,日立製作所公司製),自電極剖面直接計測燒成後之電極的厚度,其次以四端網路法採用比電阻測定器(洛雷斯達,三菱化學公司製),在此測定器上,以該實測之電極的厚度為輸入進行測定。
進而,羥基(-OH)、羰基(-C=O)之有無,係使用XPS(Quantum 2000:PHI公司製之X線光電子分光分析裝置)、TOF-SIMS(TOF-SIMS IV:ION-TOF公司製之飛行時間型二次離子質量分析裝置)、FTIR(NEXUS 670:Nicolet公司製之夫利耶變換紅外分光光度計)及TPD-MS(5973N:Agilent公司製之升溫熱脫離.質量分析裝置),併用機器分析確認其存在。
另一方面,表1及表2,顯示實施例A1~A32及比較例A1~A15之分散體中,一次粒徑10~50nm之金屬奈米粒子所佔有之比例、與有機分子主鏈之碳數、與羥基(-OH)之有無、與羰基(-C=O)之有無、與分散體(組成物)之種類及混合比例、與異種金屬(銀以外之金屬)的種類及含有率(銀與銀以外之金屬的合計為100重量%時之異種金屬的含有率)。又,表3及表4中,顯示反射率、導電性(體積電阻率)及耐候性,同時顯示基材之種類、膜厚及燒成溫度。進而表3及表4的耐候性之欄中,『良好』係指反射率為80%以上,且體積電阻率為未達20×10-6
Ω.cm之情況,『不良』係指反射率未達80%,且體積電阻率未達20×10-6
Ω.cm、或反射率為80%以上,且體積電阻率超過20×10-6
Ω.cm、或反射率未達80%,且體積電阻率超過20×10-6
Ω.cm之情況。
還有,表1及表2的醇類之欄中,『ME』為甲醇、『ET』為乙醇、『EG』為乙二醇、『BU』為丁醇、『PG』為丙二醇、『DEG』為二乙二醇、『GL』為丙三醇、『ER』為季戊四醇、『IH』為異冰片基己醇、『PR』為丙醇。
又,表1及表2的其他溶劑之欄中,『A』為丙酮與異丙基二醇以重量比1:1混合之混合液、『B』為環己烷與甲乙酮以重量比1:1混合之溶液、『C』為甲苯與己烷以重量比1:1混合之混合液。
由表3及表4可知,比較例A1及比較例A3,在剛燒成後,即耐候試驗前之電極的反射率為80%以上,且體積電阻率未達20×10-6
Ω.cm,雖初期特性充分滿足,但施行耐候性試驗後,電極之反射率及體積電阻率降低(經年劣化),成為不良者。其他之比較例中,耐候性試驗前之電極的反射率或體積電阻率之任一方或雙方均不充分;耐候性試驗後之電極的反射率或體積電阻率均不良。針對於此,實施例中在耐候性試驗前及耐候性試驗後之任一,電極之反射率為80%以上,且體積電阻率未達20×10-6
Ω.cm,耐候性試驗前之初期特性及耐候性均為充分滿足者。
首先,將硝酸銀溶解於脫離子水中調製金屬鹽水溶液。另一方面,在將檸檬酸鈉溶解於脫離子水而得之濃度26%的檸檬酸鈉水溶液,於35℃之氮氣氣流中直接加入粒狀的硫酸亞鐵予以溶解,調製成檸檬酸離子與亞鐵離子以3:2之莫耳比含有的還原劑水溶液。接著,在該氮氣氣流保持於溫度35℃之狀態下,使磁力攪拌器之攪拌子以100rpm之轉速旋轉,將該還原劑水溶液攪拌,同時在此還原劑水溶液中滴下該金屬鹽水溶液進行混合。於此,使金屬鹽水溶液的添加量為還原劑水溶液之量的1/10以下,調整各溶液之濃度,滴下室溫之金屬鹽水溶液,保持反應溫度於40℃。
又該兩水溶液之混合比,作為還原劑加入之亞鐵離子的當量,調整為金屬離子之當量的3倍。金屬鹽水溶液之滴下終止後,混合液之攪拌再繼續15分鐘,即得由金屬膠體所成之分散液。此分散液之pH為5.5,分散液中之金屬粒子的化學計量之生成量為5g/l。將此所得之分散液放置於室溫下,藉由傾析法將沉降之金屬奈米粒子的凝聚物進行分離。
在此分離物中加入脫離子水作為分散體,以超濾進行脫鹽處理後,更繼續以甲醇進行取代洗淨,至金屬(銀)之含量為50重量%。其後,使用離心分離機,藉由調整其離心力,將粗粒子分離,調製以數平均計含有71%之一次粒徑10~50nm的銀奈米粒子;即,以數平均計,相對於全部之銀奈米粒子100%,調整一次粒徑10~50nm之範圍內的銀奈米粒子所佔有之比例為71%。所得銀奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。
其次,將如此調整之銀奈米粒子10重量份,分散於含有水、乙醇及甲醇之混合溶液中。藉由在分散液中加入1重量份之表5、表6所示的添加物,即得電極形成用組成物。接著,將所得之組成物以旋轉塗佈機塗佈於表5、表6所示的基材上使燒成後之厚度成為300nm後,藉由在200℃予以燒成20分鐘,於基材上形成電極。還有,添加物之中,金屬氧化物與金屬氫氧化物,係以具有1~100nm的平均粒徑之水、乙醇混合系膠體之形態添加。
藉由與實施例B1~B32同樣之方法調整平均粒徑約20nm之銀奈米粒子10重量份,分散於含有水、乙醇及甲醇之混合溶液。此分散液不加入添加物作為電極形成用組成物。將所得組成物以旋轉塗佈機塗佈於表6所示的基材上使燒成後之厚度成為300nm後,藉由在200℃予以燒成20分鐘,於基材上形成電極。
就形成實施例B1~B32及比較例B1~B5所得之電極的基材,評估導電性及對基材之黏著性。導電性係藉由四端網路法測定算出體積電阻率(Ω.cm)。具體而言,電極之體積電阻率,係首先採用SEM(日立製作所公司製之電子顯微鏡:S800)自電極剖面直接計測燒成後之電極的厚度,其次以四端網路法採用比電阻測定器(三菱化學公司製之洛雷斯達GP),在此測定器上,以該實測之電極的厚度為輸入進行測定。對基材之密著性,係藉由對形成電極之基材的黏著膠帶剝離試驗進行定性的評估。『良好』係指僅將黏著膠帶自基材剝離之情況;『中立』係指黏著膠帶之剝離與基材表面露出的狀態混在之情況;『不良』係指由於黏著膠帶剝離而基材表面全面露出之情況。其結果如表5及表6所示。
由表5及表6可知,使用不含金屬氧化物、金屬氫氧化物或有機金屬化合物等添加物之組成物的比較例B1~B5,導電率雖顯示10-6
等級之數值,但黏著性評估一例均顯示『不良』,所形成之電極均能使黏著膠帶剝離而露出基材表面。另一方面,實施例B1~B32,具有優越之導電性;又,黏著性評估亦顯示『良好』或『中立』。電極形成用組成物中,加入選自金屬氧化物、金屬氫氧化物及有機金屬化合物所成群之1種或2種以上的添加物之故,確認不損及導電性,能提升與基材之密著性。
首先,將形成表7及表8所示的金屬奈米粒子之種類的金屬鹽溶解於脫離子水中,調製金屬鹽水溶液。又,調製將檸檬酸鈉溶解於脫離子水之濃度為26重量%的檸檬酸鈉水溶液。在此檸檬酸鈉水溶液中,在保持於35℃之氮氣氣流中直接加入粒狀的硫酸亞鐵予以溶解,調製成含有檸檬酸離子與亞鐵離子之莫耳比為3:2的還原劑水溶液。
接著,在該氮氣氣流保持於溫度35℃之狀態下,使磁力攪拌器之攪拌子以100rpm之轉速運轉,將該還原劑水溶液攪拌,同時在此還原劑水溶液中滴下該金屬鹽水溶液進行混合。於此,使金屬鹽水溶液的添加量為還原劑水溶液之量的1/10以下,調整各溶液之濃度,滴下室溫之金屬鹽水溶液,保持反應溫度於40℃。又,該還原劑水溶液與金屬鹽水溶液之混合比,作為還原劑加入之亞鐵離子之當量,調整為金屬離子之當量的3倍。金屬鹽水溶液之滴下終止後,藉由混合液之攪拌再繼續15分鐘,在混合液內部產生金屬粒子,即得金屬粒子經分散之金屬粒子分散液。金屬粒子分散液之pH為5.5,分散液中之金屬粒子的化學計量之生成量為5g/l。
藉由將所得分散液放置於室溫下,使分散液中之金屬粒子沉降,藉由傾析法將沉降之金屬粒子的凝聚物進行分離。在分離之金屬凝聚物中加入脫離子水作為分散體,以超濾進行脫鹽處理後,更以甲醇進行取代洗淨,至金屬之含量為50重量%。其後,使用離心分離機調整其離心力,將粒徑超過100nm之較大金屬粒子予以分離,調整為以數平均計含有71%之一次粒徑10~50nm的金屬奈米粒子。即,以數平均計,相對於全部之金屬奈米粒子100%,調整一次粒徑10~50nm之範圍內的金屬奈米粒子所佔有的比例為71%。所得金屬奈米粒子係以碳骨架為碳數3的有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾。
其次,將所得金屬奈米粒子10重量份,藉由添加混合於含水、乙醇及甲醇之混合溶液90重量份中予以分散;進而於此分散液中,依表7及表8所示之比例加入表7及表8所示之添加物,分別獲得實施例B33~B57及比較例B6、B7之塗佈試驗用組成物。還有,構成實施例B33~B57之塗佈試驗用組成物的金屬奈米粒子,含有75重量%以上之銀奈米粒子。
將實施例B33~B57及比較例B6、B7所得之塗佈試驗用組成物,以各種成膜方法塗佈於表7及表8所示之基材上,使燒成後之厚度成為102
~2×103
nm後,藉由以表7及表8之熱處理條件予以燒成,在基材上形成導電性塗佈。
就所形成之導電性塗膜,分別求出導電性、反射率、塗膜厚度及平均表面粗糙度。導電性評估與上述比較試驗2同樣進行。塗膜之反射率評估,係藉由紫外可見分光光度計與積分球之組合,測定在波長800nm中塗膜之擴散反射率。塗膜厚度係藉由使用SEM觀測剖面進行測定。平均表面粗糙度,係以原子間力顯微鏡(AFM)所得有關表面形狀之評估值,依JIS B0601予以評估而得。其結果如表9及表10所示。
由表9及表10可知,使用實施例B33~B57之組成物所形成的導電性塗膜,與使用比較例B6之組成物所形成的導電性塗膜比較時,比電阻及反射率雖同等,塗膜之平均表面粗糙度,相對於比較例B6之110nm,實施例B33~B57為10~100nm之範圍內時,可確認獲得適合於具有構成基片型太陽電池之背面電極的組織構造之表面粗糙度。又,使用比較例B7之組成物所形成的導電性塗膜,金屬奈米粒子中所含銀奈米粒子之比例小於75重量%時,體積電阻率上升,在800nm中之反射率降低。
將實施例B34使用之塗佈試驗用組成物,以各種成膜方法塗佈於表B6所示之基材上,使燒成後之厚度分別成為100nm(實施例B58)、500nm(實施例B59)、50nm(比較例B8)及70nm(比較例B9)後,藉由表11所示之熱處理條件予以燒成,在基材上形成導電性塗膜。
就所形成之導電性塗膜,與上述比較試驗3同樣進行,分別求出比電阻、反射率、塗膜厚度及平均表面粗糙度,其結果如表12所示。
由表12可知,就除膜厚以外,以同一條件所製造之膜,與膜厚未達100nm之比較例B8及B9比較,實施例B58及B59之膜厚為100nm以上時,反射率為90%以上,比電阻為4×106
Ω.cm以下的幾乎一定值。此係,膜厚未達100nm時,不能藉由燒結形成連續膜,射入光之一部份透過膜,造成反射率降低、或由於粒子間之接觸點不足,導致比電阻增大。
將表13所示之金屬奈米粒子10重量份,藉由添加混合於含水、乙醇及甲醇之混合溶液90重量份中予以分散;進而於此分散液中加入組成物中之1重量%的作為添加物之甲基矽酸酯,即分別獲得實施例B60、B61及比較例B10、B11之塗佈試驗用組成物。
將實施例B60、B61及比較例B10、B11所得之塗佈試驗用組成物,以點膠塗佈法塗佈於玻璃基板上成為102
~2×103
nm之膜厚後,在大氣環境下,藉由於320℃予以燒成20分鐘,在基材上形成導電性塗膜。
就所形成之導電性塗膜,分別求出導電性、反射率及黏著性評估。導電性及黏著性評估,與該比較試驗2同樣進行,反射率評估與該比較試驗3同樣進行。其結果如表13、表14所示。
由表14可知,將銀奈米粒子予以化學修飾之有機分子的碳骨架之碳數大於3時,體積電阻率上升,且在800nm中反射率降低。進而,平均粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔之數平均小於70%時,體積電阻率上升,在800nm中反射率降低。
準備,將表15、表16及表17所示之平均粒徑約20nm的金屬奈米粒子10重量份分散於水、乙醇及甲醇之混合溶液所成的電極形成用組成物。還有,實施例C1~C35使用之電極形成用組成物,僅使用銀奈米粒子之情況,金屬奈米粒子中之銀奈米粒子的含有率為100%;使用銀奈米粒子與銀奈米粒子以外的金屬奈米粒子雙方之情況,金屬奈米粒子中之銀奈米粒子的含有率為95%。又,將金屬奈米粒子予以化學修飾之有機分子的碳骨架為碳數3;金屬奈米粒子中所含一次粒徑10~50nm範圍內之金屬奈米粒子的數平均為80%。又,準備,將表15、表16及表17所示含材料1重量份分散於水、乙醇及甲醇之混合溶液的底層塗料塗佈物。
又,準備,表15、表16及表17所示之基材。其次,在基材上,以表15、表16及表17所示之塗佈方法塗佈。在大氣中,於60℃乾燥30分鐘。接著,進行此底層塗料塗佈物之塗佈。藉由表15、表16及表17所示之塗佈方法,在基材上將電極形用組成物塗佈使燒成後之厚度成為300nm;成膜後,藉由以表15、表16及表17所示之溫度予以燒成30分鐘,在基材上形成電極。還有,表15、表16及表17中所示之塗佈方法分別為噴霧塗佈、點膠塗佈、噴墨塗佈、旋轉塗佈、模頭塗佈、刮刀塗佈、縫隙塗佈。又,表16、表17中之PET為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
準備,將表17所示之平均粒徑約20nm的金屬奈米粒子10重量份分散於水、乙醇及甲醇之混合溶液所成的電極形成用組成物。還有,比較例C1~C15使用之電極形成用組成物,金屬奈米粒子中之銀奈米粒子的含有率為100%。又,將金屬奈米粒子予以化學修飾之有機分子的碳骨架為碳數3;金屬奈米粒子中所含一次粒徑10~50nm之範圍內的金屬奈米粒子之數平均為80%。準備表17所示之基材。
其次,相對於基材不進行底層塗佈處理,藉由表17所示之塗佈方法,將電極形成用組成物塗佈於基材上,使燒成後之厚度成為300nm;成膜後,藉由以表17所示之溫度予以燒成30分鐘,在基材上形成電極。
就實施例C1~C15及比較例C1~C5所得之形成電極的基材,評估導電性及對基材之黏著性。導電性係藉由四端網路法測定算出體積電阻率(Ω.cm)。具體而言,電極之體積電阻率,係首先採用SEM(日立製作所公司製之電子顯微鏡:S800)自電極剖面直接計測燒成後之電極的厚度,其次以四端網路法採用比電阻測定器(三菱化學公司製之洛雷斯達GP),在此測定器,以該實測之電極的厚度為輸入進行測定。對基材之密著性,係藉由對形成電極之基材的黏著膠帶剝離試驗進行定性之評估。『良好』係指僅將黏著膠帶自基材剝離之情況;『中立』係指黏著膠帶之剝離與基材表面露出的狀態混在之情況;『不良』係指由黏著膠帶剝離而基材表面全面露出之情況。其結果如表18所示。
由表18可知,不施行底層塗料處理之比較例C1~C5導電率雖為10-6
等級的數值,但黏著性評估,任一均為『不良』。所形成之電極均使黏著膠帶剝離而露出基材表面。另一方面,實施例C1~C35,具有優越之導電性;又,黏著性評估亦顯示『良好』或『中立』。施行底層塗料處理,確認不損及導電性,能提升與基材之密著性。
準備,將表19所示之平均粒徑約20nm的金屬奈米粒子10重量份分散於水、乙醇及甲醇之混合溶液所成的電極形成用組成物。又,準備,將表19所示之含有材料1重量份分散於水、乙醇及甲醇之混合溶液所成的底層塗料塗佈物。又,準備作為基材之ITO。
其次,藉由旋轉塗佈法將底層塗料塗佈於基材上,在大氣中,於60℃乾燥30分鐘。接著進行此底層塗料塗佈物之塗佈。藉由旋轉塗佈法將電極形成組成物塗佈於基材上使成為300nm之膜厚;成膜後,藉由在200℃予以燒成30分鐘,在基材上形成電極。
就實施例C36~C41所得之形成電極的基材,評估導電性、反射率及對基材之黏著性。導電性及對基材之密著性評估與該比較試驗5同樣進行。塗膜之反射率評估,係藉由紫外可見分光光度計與積分球之組合,測定在波長800nm中,塗膜之反射率。其結果,如表20所示。
由表20可知,金屬奈米粒子中所含銀奈米粒子之比例比75重量%小時,體積電阻率上升,在800nm中之反射率降低。又,將銀奈米粒子予以化學修飾之有機分子的碳骨架之碳數比3大時,體積電阻率上升,在800nm中之反射率降低。進而,平均粒徑10~50nm之銀奈米粒子所佔有之數平均小於70%時,體積電阻率上升,在800nm中之反射率降低。
依本發明之組成物,可獲得實質上不含有機物之以銀為主成份的電極。因此,即使長年使用形成電極之太陽電池,可維持於導電率及反射率高的狀態之故,能獲得經年穩定性優越的電極。又依本發明,可形成如此之電極與基材的密著性優越,具有良好的組織構造的電極。
依本發明,以濕式塗佈法將組成物成膜於基材上,以簡易之步驟將成膜的基材予以燒成,可形成太陽電池之電極。如此,成膜時不必要真空製程之故,製程之限制減少。進而,依本發明,可在400℃以下之低溫藉由燒成形成電極之故,能減少形成電極之際所消耗的能量。
因此,本發明能提供,太陽電池可長期使用之經年穩定性優越的電極,同時能大幅度降低電極之製造設備的運轉成本。
Claims (35)
- 一種太陽電池之電極形成用組成物,其係金屬奈米粒子分散於分散媒之太陽電池之電極形成用組成物;其特徵為:該金屬奈米粒子含有75重量%以上之銀奈米粒子,該金屬奈米粒子,係以碳骨架為碳數1~3之有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾,該金屬奈米粒子,以數平均計含有70%以上一次粒徑為10~50nm之範圍內的金屬奈米粒子。
- 如申請專利範圍第1項之太陽電池之電極形成用組成物,其中分散媒含有1重量%以上之水與2重量%以上之醇類。
- 如申請專利範圍第1項之太陽電池之電極形成用組成物,其中分散媒含有羥基或羰基之任一方或雙方。
- 如申請專利範圍第1項之太陽電池之電極形成用組成物,其中含有0.02重量%以上且未達25重量%之選自Au、Pt、Pd、Ru、Ni、Cu、Sn、In、Zn、Fe、Cr及Mn所成群之1種或2種以上之混合組成或合金組成所成的金屬奈米粒子。
- 如申請專利範圍第2項之太陽電池之電極形成用組成物,其中醇類為選自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、異冰片基己醇、丙三醇及赤蘚醇(erythritol)所成群之1種或2種以上。
- 一種太陽電池用電極之形成方法,其特徵為將申 請專利範圍第1項之電極形成用組成物,以濕式塗佈法塗佈於基材上形成電極。
- 一種太陽電池之電極之形成方法,其特徵為包含:將申請專利範圍第1項之電極形成用組成物,以濕式塗佈法塗佈於基材上,燒成後之厚度為0.1~2.0μm之範圍的成膜步驟,與將該上面成膜之基材,於130~400℃燒成的步驟。
- 如申請專利範圍第6或7項之太陽電池之電極的形成方法,其中基材為由矽、玻璃、含透明導電材料之陶瓷、高分子材料或金屬所成之基板的任一;或選自該矽、該玻璃、該含透明導電材料之陶瓷、該高分子材料及該金屬所成群的2種以上之層合體。
- 如申請專利範圍第6或7項之太陽電池之電極形成方法,其中基材為太陽電池元件或附置透明電極的太陽電池元件之任一。
- 如申請專利範圍第6或7項之太陽電池之電極形成方法,其中濕式塗佈法為噴霧塗佈法、點膠塗佈法、旋轉塗佈法、刮刀塗佈法、縫隙塗佈法、噴墨塗佈法、網版印刷法、膠版印刷法或模頭塗佈法之任一。
- 一種太陽電池,其為使用藉由申請專利範圍第6或7項之電極之形成方法所形成的電極之太陽電池,其係具有即使收容於溫度100℃、濕度50%之恆溫恆濕槽中1,000小時後,亦可將波長為750~1500nm之電磁波反射 80%以上,而且可使體積電阻率維持在低於2×10-5 Ω.cm之經年穩定性優越之電極者。
- 一種太陽電池之電極形成用組成物,其係金屬奈米粒子分散於分散媒之太陽電池之電極形成用組成物;其特徵為:該金屬奈米粒子含有75重量%以上之銀奈米粒子,該金屬奈米粒子,係以碳骨架為碳數1~3之有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾,該金屬奈米粒子,以數平均計含有70%以上一次粒徑為10~50nm之範圍內的金屬奈米粒子,該組成物中尚含有選自金屬氧化物、金屬氫氧化物、有機金屬化合物及聚矽氧油所成群之1種或2種以上的添加物,且前述添加物之含量為銀奈米粒子之重量的0.1~20%。
- 如申請專利範圍第12項之太陽電池之電極形成用組成物,其中分散媒為由醇類、或含有醇類之水溶液所成。
- 如申請專利範圍第12項之太陽電池之電極形成用組成物,其中金屬氧化物為含有選自鋁、矽、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銀、銅、鋅、鉬、錫、銦及銻所成群之至少一種的氧化物或複合氧化物。
- 如申請專利範圍第12項之太陽電池之電極形成用組成物,其中金屬氫氧化物為含有選自鋁、矽、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銀、銅、鋅、鉬、錫、銦及銻所成群 之至少一種氫氧化物。
- 如申請專利範圍第12項之太陽電池之電極形成用組成物,其中有機金屬化合物為矽、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銀、銅、鋅、鉬、銦及錫之金屬皂、金屬錯合物或烷氧基金屬。
- 一種太陽電池用電極之形成方法,其特徵為將申請專利範圍第12項之電極形成用組成物,以濕式塗佈法塗佈於基材上形成電極。
- 一種太陽電池之電極之形成方法,其特徵為包含:將申請專利範圍第12項之電極形成用組成物,以濕式塗佈法塗佈於基材上,燒成後之厚度為0.1~2.0μm之範圍的成膜步驟,與將該上面成膜之基材,於130~400℃燒成的步驟。
- 如申請專利範圍第17或18項之太陽電池之電極形成方法,其中在基材上面形成之電極的平均表面粗糙度為10~100nm之範圍內。
- 如申請專利範圍第17或18項之太陽電池之電極形成方法,其中基材為由矽、玻璃、含透明導電材料之陶瓷、高分子材料或金屬所成之基板的任一;或選自該矽、該玻璃、該含透明導電材料之陶瓷、該高分子材料及該金屬所成群的2種以上之層合體。
- 如申請專利範圍第17或18項之太陽電池之電極的形成方法,其中基材為太陽電池元件或附置透明電極的 太陽電池元件之任一。
- 如申請專利範圍第17或18項之太陽電池之電極的形成方法,其中濕式塗佈法為噴霧塗佈法、點膠塗佈法、旋轉塗佈法、刮刀塗佈法、縫隙塗佈法、噴墨塗佈法、網版印刷法、膠版印刷法或模頭塗佈法之任一。
- 一種太陽電池,其為使用藉由申請專利範圍第17或18項之電極之形成方法所形成的電極之太陽電池,其係具有即使收容於溫度100℃、濕度50%之恆溫恆濕槽中1,000小時後,亦可將波長為750~1500nm之電磁波反射80%以上,而且可使體積電阻率維持在低於2×10-5 Ω.cm之經年穩定性優越之電極者。
- 一種太陽電池之電極之形成方法,其為在包含:將電極形成用組成物,以濕式塗佈法塗佈於基材上予以成膜之步驟,與將該上面成膜之基材予以燒成的步驟,之形成太陽電池之電極的方法中,於該基材施行底層塗料處理之太陽電池之電極之形成方法,其中前述燒成步驟之燒成溫度為130~400℃;前述電極形成用組成物,係金屬奈米粒子分散於分散媒之組成物;前述金屬奈米粒子係含有75重量%以上之銀奈米粒子;前述金屬奈米粒子,係以碳骨架為碳數1~3之有機分子主鏈之保護劑進行化學修飾; 前述金屬奈米粒子,以數平均計含有70%以上一次粒徑為10~50nm之範圍內的金屬奈米粒子。
- 如申請專利範圍第24項之太陽電池之電極的形成方法,其中前述成膜步驟,係以燒成後之電極厚度成為0.1~2.0μm的方式成膜。
- 如申請專利範圍第24項之太陽電池之電極的形成方法,其中基材為由矽、玻璃、含透明導電材料之陶瓷、高分子材料或金屬所成之基板的任一;或選自該矽、該玻璃、該含透明導電材料之陶瓷、該高分子材料及該金屬所成群的2種以上之層合體。
- 如申請專利範圍第24項之太陽電池之電極的形成方法,其中基材使用至少含有透明導電膜之基材、或在表面使透明導電膜成膜之基材。
- 如申請專利範圍第24項之太陽電池之電極的形成方法,其中底層塗料處理,係藉由將含有選自Ag、Cu、Sn、Pd、Zn、Ni、Mo、Cr、Mn、Al、Zr、Ti、Ru、Pt、In及Si所成群之1種或2種以上的金屬氧化物之塗佈物,予以塗佈而進行。
- 如申請專利範圍第24項之太陽電池之電極的形成方法,其中底層塗料處理,係藉由將含有1種或2種以上之樹脂類的塗佈物予以塗佈而進行。
- 如申請專利範圍第29項之太陽電池之電極的形成方法,其中樹脂類以選自異氰酸酯成份、聚酯成份及聚醚成份所成群之1種或2種以上的成份作為構成成份。
- 如申請專利範圍第24項之太陽電池之電極的形成方法,其中底層塗料處理,係藉由將含有1種或2種以上之烷氧化物(alkoxide)的塗佈物予以塗佈而進行。
- 如申請專利範圍第24項之太陽電池之電極的形成方法,其中底層塗料處理,係藉由將含有1種或2種以上之金屬皂的塗佈物予以塗佈而進行。
- 如申請專利範圍第24項之太陽電池之電極的形成方法,其中底層塗料處理,係藉由將含有1種或2種以上之偶合劑的塗佈物予以塗佈而進行。
- 如申請專利範圍第24項之太陽電池之電極的形成方法,其中底層塗料處理及電極形成用組成物之濕式塗佈方法為噴霧塗佈法、點膠塗佈法、旋轉塗佈法、刮刀塗佈法、縫隙塗佈法、噴墨塗佈法、網版印刷法、膠版印刷法或模頭塗佈法之任一。
- 一種太陽電池,其為使用藉由申請專利範圍第24~34項中任一項之電極的形成方法所形成之電極之太陽電池,其係具有即使收容於溫度100℃、濕度50%之恆溫恆濕槽中1,000小時後,亦可將波長為750~1500nm之電磁波反射80%以上,而且可使體積電阻率維持在低於2×10-5 Ω.cm之經年穩定性優越之電極者。
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