用于形成电极的组成物，使用其制成的电极及太阳能电池

摘要

本发明涉及可形成具有高分辨率的精细图案并且具有优良的印刷特征、分散性以及储存稳定性的用于形成电极的组成物、使用其制成的电极及太阳能电池。所述用于形成电极的组成物包含导电粉末、玻璃料、有机粘合剂以及溶剂，其中有机粘合剂包含聚合物，聚合物包含第一结构单元以及由化学式2表示的第二结构单元，第一结构单元选自由化学式1A表示的结构单元、由化学式1B表示的结构单元以及其组合。化学式1A、化学式1B以及化学式2中的每一个取代基与具体实施方式中的相同。

权利要求

1.一种用于形成电极的组成物，其特征在于，包括导电粉末、玻璃料、有机粘合剂以及溶剂，

其中所述有机粘合剂包含聚合物，所述聚合物包含第一结构单元以及由化学式2表示的第二结构单元，所述第一结构单元选自由化学式1A表示的结构单元、由化学式1B表示的结构单元以及其组合：[化学式1A]

其中在化学式1A中，

11

R 是氢或甲基，以及

R12以及R13独立地选自氢、卤素、被取代或未被取代的直链或支链C1到C10烷基，以及被取代或未被取代的C6到C12芳基，[化学式1B]

其中在化学式1B中，

R21是氢或甲基，以及

22 23 24 25 26 27

R 、R 、R 、R 、R 以及R 独立地选自氢以及直链或支链C1到C10烷基，[化学式2]

其中在化学式2中，

R31是氢或甲基，以及

R32是选自被取代或未被取代的直链或支链C2到C20亚烷基；直链或支链C3到C20亚烷基，其中至少一个与酯基不邻接的亚甲基被选自-O-、-S-、-C(＝O)-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-C(＝O)-O-、-O-C(＝O)-、-C(＝O)NR-以及其组合的键联基团置换，其中R是氢或C1到C6烷基；被取代或未被取代的C6到C30亚芳基；被取代或未被取代的C3到C30亚杂芳基；被取代或未被取代的C3到C30亚环烷基；被取代或未被取代的C3到C30亚杂环烷基；以及其组合，其中选自所述由化学式1A表示的结构单元、所述由化学式1B表示的结构单元以及其组合的所述第一结构单元以及所述由化学式2表示的第二结构单元是按5:95到95:5的摩尔比存在。

2.根据权利要求1所述的用于形成电极的组成物，其特征在于，所述聚合物进一步包括由化学式3表示的结构单元：[化学式3]

其中在化学式3中，

R41独立地是氢或甲基，以及

R42独立地选自被取代或未被取代的直链或支链C1到C30烷基、被取代或未被取代的直链或支链C1到C30烷氧基、被取代或未被取代的C3到C30环烷基、被取代或未被取代的C3到C30杂环烷基、被取代或未被取代的C6到C30芳基，以及被取代或未被取代的C3到C30杂芳基。

3.根据权利要求2所述的用于形成电极的组成物，其特征在于，所述化学式3的结构单元按所述聚合物的100摩尔％计，以1摩尔％到95摩尔％的量存在。

4.根据权利要求1所述的用于形成电极的组成物，其特征在于，所述聚合物的重量平均分子量是1,000克/摩尔到300,000克/摩尔。

5.根据权利要求1所述的用于形成电极的组成物，其特征在于，所述用于形成电极的组成物包括60重量％到95重量％的所述导电粉末；0.5重量％到20重量％的所述玻璃料；1重量％到20重量％的所述有机粘合剂；以及余量的所述溶剂。

6.根据权利要求1所述的用于形成电极的组成物，其特征在于，所述玻璃料包括至少一种元素，所述元素选自铅、碲、铋、锂、磷、锗、镓、铈、铁、硅、锌、钨、镁、铯、锶、钼、钛、锡、铟、钒、钡、镍、铜、钠、钾、砷、钴、锆、锰以及铝。

7.根据权利要求1所述的用于形成电极的组成物，其特征在于，所述溶剂包括选自甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、脂肪醇、α-松油醇、β-松油醇、二氢-松油醇、乙二醇、乙二醇单丁基醚、丁基溶纤剂乙酸酯以及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇异丁酸酯的至少一种。

8.根据权利要求1所述的用于形成电极的组成物，其特征在于，所述玻璃料的平均粒径是0.1微米到10微米。

9.根据权利要求1所述的用于形成电极的组成物，其特征在于，所述用于形成电极的组成物进一步包括选自表面处理剂、分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、紫外线稳定剂、抗氧化剂以及偶合剂中的至少一种。

10.一种通过使用根据权利要求1到权利要求9中的任一权利要求所述的用于形成电极的组成物所制成的电极。

11.一种太阳能电池，其特征在于，包括根据权利要求10所述的电极。

说明书

用于形成电极的组成物，使用其制成的电极及太阳能电池

技术领域

[0001] 实施例涉及用于形成电极的组成物、使用其制成的电极及太阳能电池。

背景技术

[0002] 太阳能电池使用将日光的光子转换成电的p-n结的光伏效应产生电能。在太阳能电池中，前电极以及后电极分别形成于具有p-n结的半导体衬底(半导体晶片)的前表面以及后表面上。然后，通过日光射入衬底诱导p-n结产生光伏效应，并且通过p-n结的光伏效应所产生的电子提供通过电极流向外部的电流。

[0003] 太阳能电池的电极可以通过涂布、图案化以及烧制电极组成物而按预定图案形成于晶片表面上。

[0004] 太阳能电池的转换效率已知通过以下方式改进：改进电极与衬底的接触性质，并且因此使接触电阻(contact resistance，Rc)和串联电阻(series resistance，Rs)最小化；或将含有有机材料的丝网掩模的图案线宽调节得更小，并且从而形成细线并且提高短路电流(shortcut current，Isc)。然而，用丝网掩模减小电极图案的线宽的方法可能会导致串联电阻(Rs)增加并且使得精细图案的连续可印刷性劣化。

[0005] 电极组成物包含有机媒剂以赋予适于印刷的粘度以及流变特性，并且有机媒剂通常包含有机粘合剂以及溶剂。

[0006] 可以增加有机粘合剂的量或可以使用具有高分子量的聚合物以便增强分散性以及储存稳定性。

[0007] 然而，当增加有机粘合剂的量时，在电极形成期间，电阻还可能会提高，并且当使用具有高分子量的有机粘合剂时，即使在高剪切速率下，也可能由于黏度增加而存在拖尾现象以及印刷缺陷的问题。

发明内容

[0008] 一个实施例提供用于形成电极的组成物，其能够形成具有高分辨率的精细图案并且具有改进的印刷特征以及改进的分散性以及储存稳定性。

[0009] 另一个实施例提供使用所述电极组成物制成的电极。

[0010] 又一个实施例提供包含所述电极的太阳能电池。

[0011] 根据一个实施例，用于形成电极的组成物包含导电粉末、玻璃料、有机粘合剂以及溶剂，

[0012] 其中所述有机粘合剂包含聚合物，所述聚合物包含第一结构单元以及由化学式2表示的第二结构单元，第一结构单元选自由化学式1A表示的结构单元、由化学式1B表示的结构单元以及其组合。

[0013] [化学式1A]

[0014]

[0015] 在化学式1A中，

[0016] R11是氢或甲基，以及

[0017] R12以及R13独立地选自氢、卤素、被取代或未被取代的直链或支链C1到C10烷基，以及被取代或未被取代的C6到C12芳基。

[0018] [化学式1B]

[0019]

[0020] 在化学式1B中，

[0021] R21是氢或甲基，以及

[0022] R22、R23、R24、R25、R26以及R27独立地选自氢以及直链或支链C1到C10烷基。

[0023] [化学式2]

[0024]

[0025] 在化学式2中，

[0026] R31是氢或甲基，以及

[0027] R32是选自被取代或未被取代的直链或支链C2到C20亚烷基；直链或支链C3到C20亚烷基，其中至少一个与酯基不邻接的亚甲基被选自-O-、-S-、-C(＝O)-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-C(＝O)-O-、-O-C(＝O)-、-C(＝O)NR-(其中R是氢或C1到C6烷基)以及其组合的键联基团(linking group)所置换；被取代或未被取代的C6到C30亚芳基；被取代或未被取代的C3到C30亚杂芳基；被取代或未被取代的C3到C30亚环烷基；被取代或未被取代的C3到C30亚杂环烷基；以及其组合。

[0028] 选自由化学式1A表示的结构单元、由化学式1B表示的结构单元以及其组合的第一结构单元和由化学式2表示的第二结构单元可以按5∶95到95∶5的摩尔比存在。

[0029] 当聚合物包含由化学式1A表示的结构单元以及由化学式1B表示的结构单元时，由化学式1A表示的结构单元和由化学式1B表示的结构单元可以按5∶95到95∶5的摩尔比存在。

[0030] 聚合物可以进一步包含由化学式3表示的结构单元：

[0031] [化学式3]

[0032]

[0033] 在化学式3中，

[0034] R41独立地选自氢或甲基，

[0035] R42独立地选自被取代或未被取代的直链或支链C1到C30烷基、被取代或未被取代的直链或支链C1到C30烷氧基、被取代或未被取代的C3到C30 环烷基、被取代或未被取代的C3到C30杂环烷基、被取代或未被取代的C6到C30芳基，以及被取代或未被取代的C3到C30杂芳基。

[0036] 化学式3的结构单元以聚合物的100摩尔％计可以按1摩尔％到95摩尔％的量存在。

[0037] 聚合物的重量平均分子量(Mw)可以是1,000克/摩尔到300,000克/摩尔。

[0038] 用于形成电极的组成物可以包含60重量％到95重量％的导电粉末、0.5重量％到20重量％的玻璃料、1重量％到20重量％的有机粘合剂；以及余量的溶剂。

[0039] 玻璃料可以包含至少一种选自铅(Pb)、碲(Te)、铋(Bi)、锂(Li)、磷(P)、锗(Ge)、镓(Ga)、铈(Ce)、铁(Fe)、硅(Si)、锌(Zn)、钨(W)、镁(Mg)、铯(Cs)、锶(Sr)、钼(Mo)、钛(Ti)、锡(Sn)、铟(In)、钒(V)、钡(Ba)、镍(Ni)、铜(Cu)、钠(Na)、钾(K)、砷(As)、钴(Co)、锆(Zr)、锰(Mn)以及铝(Al)的元素。

[0040] 溶剂可以包含选自甲基溶纤剂(methyl cellosolve)、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、脂肪醇、α-松油醇、β-松油醇、二氢-松油醇、乙二醇、乙二醇单丁基醚、丁基溶纤剂乙酸酯以及2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇异丁酸酯(2，2，4-trimethyl-1，3-pentanediol 1-isobutyrate)的至少一种。

[0041] 玻璃料的平均粒径(D50)可以是0.1微米到10微米。

[0042] 用于形成电极的组成物可以进一步包含选自表面处理剂、分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、紫外线(UV)稳定剂、抗氧化剂以及偶合剂中的至少一种。

[0043] 另一个实施例提供使用形成电极的组成物所制成的电极。

[0044] 另一个实施例提供包含所述电极的太阳能电池。

[0045] 用于形成电极的组成物可以形成具有高分辨率的精细图案并且具有优良的印刷特征、分散性以及储存稳定性。

附图说明

[0046] 图1是示出根据一个实施例的太阳能电池结构的示意图。

具体实施方式

[0047] 下文中，本发明将参照附图在下文中更加充分地描述，在这些附图中示出了本发明的示范性实施例。如所属领域的技术人员将认识到，可以各种不同方式来修改所描述的实施例，而这些修改均不脱离本发明的精神或范围。

[0048] 在附图中，为清楚起见放大了层、膜、面板、区域等的厚度。在通篇说明书中，相同的图式元件符号表示相同的元件。应理解，当提及元件(例如层、膜、区域或衬底)位于另一元件“上”时，其可直接位于另一元件上或也可存在插入元件。相比之下，当提及元件“直接位于”另一元件“上”时，不存在插入元件。

[0049] 如本文所用，当未另外提供特定定义时，术语“被取代”是指被以下取代而非被至少一个氢取代：卤素(F、Cl、Br或I)、羟基、C1到C20烷氧基、硝基、氰基、氨基、亚氨基、叠氮基、脒基、肼基、亚肼基、羰基、氨甲酰基、硫醇基、酯基、醚基、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、C1到C20烷基、C2到C20烯基、C2到C20炔基、C6到C30芳基、C3到C20环烷基、C3到C20环烯基、C3到C20环炔基、C2到C20杂环烷基、C2到C20杂环烯基、C2到C20杂环炔基、C3到C30杂芳基或其组合。

[0050] 如本文所用，当未另外提供特定的定义时，术语“杂”可以指环基中被N、O、S以及P中的至少一个杂原子取代，而非被至少一个C取代。

[0051] 如本文所用，(甲基)丙烯酰基意指丙烯酰基和甲基丙烯酰基，并且(甲基)丙烯酸酯可以指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。

[0052] 根据一个实施例，用于形成电极的组成物包含导电粉末、玻璃料、有机粘合剂以及溶剂，

[0053] 在下文中，对本发明进行详细描述。

[0054] 电极组成物包含金属粉末作为导电粉末。金属粉末可以包含银(Ag)、金(Au)、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、锇(Os)、铱(Ir)、铼(Re)、钛(Ti)、铌(Nb)、钽(Ta)、铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、钼(Mo)、钒(V)、锌(Zn)、镁(Mg)、钇(Y)、钴(Co)、锆(Zr)、铁(Fe)、钨(W)、锡(Sn)、铬(Cr)、锰(Mn)等，但不限于此。

[0055] 导电粉末的粒度(particle size)可以是纳米级或微米级。举例来说，导电粉末的粒度可以是几十纳米到几百纳米或几微米到几十微米。在其它实施例中，导电粉末可以是两种或多于两种类型的具有不同粒度的银粉的混合物。

[0056] 导电粉末可以具有球形、薄片形或无定形的颗粒形状。导电粉末的平均粒径(D50，基於体积)可以是0.1微米到10微米，例如0.5微米到5微米。可以在室温(24℃到25℃)下通过超声波处理将导电粉末分散于异丙醇(isopropyl alcohol，IPA)中3分钟后，使用例如型号1064D(西莱斯有限公司(CILAS Co.，Ltd.))设备测量平均粒径。在这平均粒子直径范围内，所述组成物可以提供低接触电阻和低线路电阻。

[0057] 导电粉末按用于形成电极的组成物的100重量％计，可以按60重量％到95重量％的量存在。在此范围内，可以防止转换效率由于电阻增加而降低，并且还可以防止因机媒剂的相对减少而导致形成浆料的困难。在一个实施例中，导电粉末可以按70重量％到90重量％的量存在。

[0058] 玻璃料可以用来增强导电粉末与晶片或衬底之间的粘着力并且通过蚀刻抗反射层以及熔融导电粉末而在发射极区中形成银晶粒，以便在电极膏的烧制过程中降低接触电阻。此外，在烧结过程中，玻璃料可以软化并且可以降低烧制温度。

[0059] 当增加太阳能电池的面积以便改进太阳能电池效率时，存在太阳能电池的接触电阻可能增加的可能性。因此，需要最小化对p-n结的影响，同时最小化串联电阻。另外，烧制温度可以随具有不同薄层电阻的各种晶片的用途增加而在广泛范围内变化。需要玻璃料确保足够的热稳定性以耐受广泛范围的烧制温度。

[0060] 玻璃料可以是电极组成物中常用的铅玻璃料和非铅玻璃料中的一种或多种。

[0061] 玻璃料可以进一步包含至少一种选自铅(Pb)、碲(Te)、铋(Bi)、锂(Li)、磷(P)、锗(Ge)、镓(Ga)、铈(Ce)、铁(Fe)、硅(Si)、锌(Zn)、钨(W)、镁(Mg)、铯(Cs)、锶(Sr)、钼(Mo)、钛(Ti)、锡(Sn)、铟(In)、钒(V)、钡(Ba)、镍(Ni)、铜(Cu)、钠(Na)、钾(K)、砷(As)、钴(Co)、锆(Zr)、锰(Mn)以及铝(Al)的元素。

[0062] 玻璃料可以由元素的氧化物通过任何适合方法制备。举例来说，金属氧化物可以通过以下方式获得：按预定比率混合元素的氧化物，熔融混合物，对所得物进行淬火，并且然后粉碎经淬火的产物。混合可以使用球磨机或行星式磨机进行。熔融可以在700℃到1300℃下进行，并且淬火可以在室温 (20℃到25℃)下进行。粉碎可以使用(但不限于)盘磨机或行星式磨机进行。

[0063] 玻璃料可以具有0.1微米到10微米的平均粒径(D50，基於体积)，并且以用于形成电极的组成物的100重量％计，可以按0.5重量％到20重量％的量存在。在此范围内，玻璃料可以确保电极的优良粘着强度，同时不会降低电极的电学特性。

[0064] 玻璃料可以具有球形或无定形形状。在一个实施例中，可以使用具有不同转变温度的两种不同种类的玻璃料。举例来说，转变温度在高于200℃或等于200℃到低于350℃或等于350℃范围内的第一玻璃料和转变温度在高于350℃到低于550℃或等于550℃范围内的第二玻璃料可以按1∶0.2到1∶1范围内的重量比混合。

[0065] 有机粘合剂包含聚合物，所述聚合物包含第一结构单元以及由化学式2表示的第二结构单元，第一结构单元选自由化学式1A表示的结构单元、由化学式1B表示的结构单元以及其组合。

[0066] [化学式1A]

[0067]

[0068] 在化学式1A中，

[0069] R11是氢或甲基，

[0070] R12以及R13独立地选自氢、卤素(-F、-Cl、-Br或-I)、被取代或未被取代的直链或支链C1到C10烷基，以及被取代或未被取代的C6到C12芳基。举例来说，被取代的C1到C10烷基或被取代的C6到C12芳基可以是被羟基取代的烷基或被羟基取代的芳基。

[0071] [化学式1B]

[0072]

[0073] 在化学式1B中，

[0074] R21是氢或甲基，以及

[0075] R22、R23、R24、R25、R26以及R27独立地选自氢以及直链或支链C1到C10烷基。

[0076] [化学式2]

[0077]

[0078] 在化学式2中，

[0079] R31是氢或甲基，以及

[0080] R32是选自被取代或未被取代的直链或支链C2到C20亚烷基；直链或支链C3到C20亚烷基，其中至少一个与酯基不邻接的亚甲基被选自-O-、-S-、-C(＝O)-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-C(＝O)-O-、-O-C(＝O)-、-C(＝O)NR-(其中R是氢或C1到C6烷基)以及其组合的键联基团置换；被取代或未被取代的C6到C30亚芳基；被取代或未被取代的C3到C30亚杂芳基；被取代或未被取代的C3到C30亚环烷基；被取代或未被取代的C3到C30亚杂环烷基；以及其组合。

[0081] 由化学式1A表示的结构单元具有被取代或未被取代的丙烯酰胺结构，并且由化学式1B表示的结构单元具有被取代或未被取代的吡咯烷酮结构。被取代或未被取代的丙烯酰胺结构以及被取代或未被取代的吡咯烷酮(pyrrolidone)结构中的氮原子和氧原子诱导与用于形成电极的组成物中所包含的导电粉末产生静电键，并且可以改良导电粉末的分散性。另外，由化学式2表示的结构单元包含羟基并且由此可以诱导氢键并且改进与溶剂的相容性以及溶解性以及由此改进分散性以及储存稳定性，并且防止线宽因在烧制过程中电极图案塌陷而导致的增加。

[0082] 用于提供由化学式1A表示的结构单元的单体可以是(甲基)丙烯酰胺((meth)acrylamide)、N-甲基(甲基)丙烯酰胺(N-methyl(meth)acrylamide)、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺(N-isopropyl(meth)acrylamide)、N-丁基(甲基) 丙烯酰胺(N-butyl(meth)acrylamide)、N-异丁基(甲基)丙烯酰胺(N-isobutyl(meth)acrylamide)、N-第三丁基(甲基)丙烯酰胺(N-t-butyl(meth)acrylamide)、N-第三辛基(甲基)丙烯酰胺(N-t-octyl(meth)acrylamide)、N-二丙酮(甲基)丙烯酰胺(diacetone(meth)acrylamide)、N-羟基甲基(甲基)丙烯酰胺(N-hydroxy methyl(meth)acrylamide)、N-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺(N-hydroxy ethyl(meth)acrylamide)、N-环己基(甲基)丙烯酰胺(N-cyclohexyl(meth)acrylamide)、N-苯基(甲基)丙烯酰胺(N-phenyl(meth)acrylamide)、N-苄基(甲基)丙烯酰胺(N-benzyl(meth)acrylamide)、N-三苯基甲基(甲基)丙烯酰胺(N-triphenyl methyl(meth)acrylamide)、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺(N，N-dimethyl(meth)acrylamide)等。

[0083] 用于提供由化学式1B表示的结构单元的单体可以是N-乙烯基吡咯烷酮(N-vinyl pyrrolidone)、N-乙烯基-3-甲基吡咯烷酮(N-vinyl-3-methyl pyrrolidone)、N-乙烯基-5-甲基吡咯烷酮(N-vinyl-5-methyl pyrrolidone)、N-乙烯基-3，3，5-三甲基甲基吡咯烷酮(N-vinyl-3，3，5-trimethyl methyl pyrrolidone)等。

[0084] 用于提供由化学式2表示的结构单元的单体可以是(甲基)丙烯酸羟甲酯(hydroxy methyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯(2-hydroxy ethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯(3-hydroxy propyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯(4-hydroxy butyl(meth)acrylate)等。

[0085] 这些单体可单独使用或以其两者或大于两者的混合物形式使用。

[0086] 选自由化学式1A表示的结构单元、由化学式1B表示的结构单元以及其组合的第一结构单元和由化学式2表示的第二结构单元可以按5∶95到95∶5(例如20∶80到80∶20)的摩尔比存在。当结构单元在所述范围内使用时，可以改进导电粉末的分散性以及与溶剂的相容性，并且可以获得具有精细线宽以及高纵横比(aspect ratio，AR)的电极图案。

[0087] 当聚合物包含由化学式1A表示的结构单元以及由化学式1B表示的结构单元时，由化学式1A表示的结构单元和由化学式1B表示的结构单元可以按5∶95到95∶5(例如20∶80到80∶20)的摩尔比存在。当结构单元在所述范围内使用时，可以改进导电粉末的分散性以及与溶剂的相容性，并且可以获得具有精细线宽以及高纵横比(AR)的电极图案。

[0088] 聚合物可以进一步包含由化学式3表示的结构单元：

[0089] [化学式3]

[0090]

[0091] 在化学式3中，

[0092] R41独立地是氢或甲基，以及

[0093] R42独立地选自被取代或未被取代的直链或支链C1到C30烷基、被取代或未被取代的直链或支链C2到C30烯基、被取代或未被取代的直链或支链C2到C30炔基、被取代或未被取代的C3到C30环烷基、被取代或未被取代的C3到C30杂环烷基、被取代或未被取代的C6到C30芳基，以及被取代或未被取代的C3到C30杂芳基。

[0094] 提供化学式3的结构单元的单体实例可以是(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸正十二烷酯、(甲基)丙烯酸正十三烷酯、(甲基)丙烯酸十五烷酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸十七烷酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸正丁氧基乙酯、丁氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基壬基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸四氢呋喃甲酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、2-苯氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基四乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基五乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基六乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基七乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基八乙二醇(甲基)丙烯酸酯、
2-苯氧基九乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2-苯氧基十乙二醇(甲基)丙烯酸酯，以及其组合。

[0095] 按包含第一结构单元、第二结构单元以及化学式3的结构单元的聚合物的100摩尔％计，化学式3的结构单元可以按1摩尔％到95摩尔％(例如1摩尔％到80摩尔％)的量存在。在所述范围内可以实现精细线宽。

[0096] 聚合物的重量平均分子量(Mw)可以是1,000克/摩尔到300,000克/摩尔。在所述范围内，可以改进用于形成电极的组成物的分散性以及印刷特征。

[0097] 用于形成电极的组成物可以包含60重量％到95重量％的导电粉末、0.5重量％到20重量％的玻璃料、1重量％到20重量％的有机粘合剂；以及余量的溶剂。当有机粘合剂在所述范围内使用时，电极组成物可以具有适当粘度，并且防止与衬底的粘着性劣化，并且还可以由于有机粘合剂在烧制期间的分解不顺利而具有高电阻，并且防止电极在烧制期间开裂、断开、具有小孔等。

[0098] 溶剂的沸点可以是100℃或更高，并且溶剂可以是甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、脂肪醇、α-松油醇、β-松油醇、二氢-松油醇、乙二醇、乙二醇单丁基醚、丁基溶纤剂乙酸酯、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇异丁酸酯等，其可以单独或以两者或多于两者的组合使用。

[0099] 溶剂可以按余量存在，例如按用于形成电极的组成物的总量计，1重量％到30重量％。当溶剂在所述范围内使用时，可以确保充足粘着强度和优良印刷特征。

[0100] 用于形成电极的组成物可以按需要进一步包含典型添加剂以增强流动性质、加工性质以及稳定性。添加剂可以包含表面处理剂、分散剂、触变剂、塑化剂、粘度稳定剂、消泡剂、颜料、紫外线(UV)稳定剂、抗氧化剂、偶合剂等。这些添加剂可以单独或以其混合物形式使用。

[0101] 按用于形成电极的组成物的100重量％计，这些添加剂可以按0.1重量％到5重量％的量存在。这一量可以按需要改变。可以考虑用于形成电极的组成物的印刷特征、分散性以及储存稳定性来选择添加剂的量。

[0102] 另一个实施例提供由用于形成电极的组成物所形成的电极。

[0103] 另外，另一个实施例提供包含所述电极的太阳能电池。

[0104] 参看图1，图示了根据一个实施例的太阳能电池。

[0105] 图1是示出根据一个实施例的太阳能电池结构的示意图。

[0106] 参看图1，将电极组成物印刷于包含p层(或n层)101以及n层(或p层)102作为发射极的晶片100上并且烧制，从而形成后电极210和前电极230。举例来说，用于后电极的先前制备步骤可以通过以下方式进行：将电极组成物印刷于晶片的后表面上，并且在200℃到400℃下干燥10秒到60秒，并且使其干燥。

[0107] 另外，用于前电极的先前制备步骤可以通过以下方式进行：将电极组成物印刷于晶片的前表面上，并且使其干燥。然后，可以将前电极以及后电极在400℃到约980℃并且特定地说在700℃到980℃下烧制30秒到210秒。

[0108] 为了突显一个或多个实施例的特征，提供以下实例和比较例，但应了解，实例和比较例不应视为限制实施例的范围，比较例也不应视为在实施例的范围之外。此外，应了解，实施例不限于实例和比较例中所描述的具体细节。

[0109] 有机粘合剂的合成

[0110] 合成实例1

[0111] 在装备有冷凝器的氮气环境的圆底烧瓶中，将乙烯基吡咯烷酮(8当量)、甲基丙烯酸2-羟乙酯(2当量)添加到二甲亚砜(dimethylsulfoxide，DMSO)(多达单体总重量的两倍)中，并且将混合物加热到高达60℃，同时充分搅拌。接下来，将偶氮异丁腈(azoisobutyronitrile，AIBN)(0.1摩尔％，按单体总重量的100摩尔％计)完全溶解于二甲亚砜中，将溶液通过滴液漏斗以逐滴方式缓慢地添加到其中并且在60℃、在氮气环境下反应24小时。当反应完成时，使其产物在正己烷中再沉淀并且过滤，从而获得重量平均分子量为130,000克/摩尔的聚合物(丙烯酸类(acryl-based)的共聚物)。

[0112] 合成实例2

[0113] 除了使用丙烯酰胺(8当量)替代乙烯基吡咯烷酮(8当量)以外，根据与合成实例1相同的方法获得重量平均分子量为130,000克/摩尔的聚合物(丙烯酸类的共聚物)。

[0114] 合成实例3

[0115] 除了使用乙烯基吡咯烷酮(4当量)替代乙烯基吡咯烷酮(8当量)以外，根据与合成实例1相同的方法获得重量平均分子量为130,000克/摩尔的聚合物(丙烯酸类的共聚物)。

[0116] 制备用于形成电极的组成物

[0117] <实例1>

[0118] 用于形成电极的组成物如下制备：以如表1中所述的每一个含量，在50℃将根据合成实例1的聚合物作为有机粘合剂充分溶解于作为溶剂的2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇异丁酸酯中，添加具有5.0微米平均粒径的球形银粉(5-8F，多瓦高科技有限公司(Dowa Hightech Co.Ltd.))、具有1.0微米平均粒径和 341℃转变温度的低熔点弹性玻璃料(CI-124，帕蒂克有限公司(Particlogy Co.，Ltd.))，以及0.2重量％的分散剂(BYK102，BYK化学公司(BYK-Chemie))和0.3重量％的触变剂(Thixatrol ST，海名斯公司(Elementis Co.))作为添加剂，将其均匀地混合，并且用三辊捏合机分散混合物。

[0119] <实例2>

[0120] 除了使用根据合成实例2的聚合物替代根据合成实例1的聚合物作为有机粘合剂以外，根据与实例1相同的方法制备用于形成电极的组成物。

[0121] <实例3>

[0122] 除了使用根据合成实例3的聚合物替代根据合成实例1的聚合物作为有机粘合剂以外，根据与实例1相同的方法制备用于形成电极的组成物。

[0123] <比较例1>

[0124] 除了使用甲基苯甲酸苯甲酯(benzyl methacrylate，BEMA，西格玛-奥德里奇有限公司(Sigma-Aldrich Co.，Ltd.))替代所述聚合物作为有机粘合剂以外，根据与实例1相同的方法制备用于形成电极的组成物。

[0125] 特性评估

[0126] (1)储存稳定性(％)

[0127] 电极组成物的储存稳定性是按照在储存之前及之后的根据等式1的粘度变化比来评估，并且结果提供于表格1中。

[0128] [等式1]

[0129]

[0130] 在等式1中，

[0131] F0是电极组成物在25℃、在50±5％相对湿度下储存1天之后，在室温(24℃)下测量的粘度，以及

[0132] F1是电极组成物在25℃、在50±5％相对湿度下储存30天之后，在室温(25℃)下测量的粘度。

[0133] ※粘度测量值如下获得：使用粘度计(HBDV-2+pro，布洛克菲尔德工程实验室(Brookfield Engineering Laboratories))并且在其上安装SC4-14螺旋和SC4-6RP腔室，并且然后在25℃和10rpm下预剪切组成物30秒。

[0134] (2)精细图案评估

[0135] 使用根据实例1到3以及比较实例1的用于形成电极的每种组成物，使用丝网掩模在具有90Ω薄层电阻的聚p型硅晶片的正面上丝网印刷电极图案(指状条)，并且然后通过使用红外线干燥熔炉进行干燥。然后，将用于形成包含铝的电极的组成物印刷于晶片的后面，并且然后用如上所述的相同方法干燥。经由上述工艺制成的电池随后通过使用传送带型熔炉、在400℃到950℃下烧制30秒到50秒，并且通过使用EL测试仪(MV技术公司(MV Tech Inc.))对线断开的数目进行计数以便检查所制成的电极(指状条)是否断开，并且使用VK设备(VK9710，基恩士公司(KEYENCE Co.))测量电极线的线宽和厚度，并且将结果提供于表格1中。

[0136] *丝网掩模：SUS325型/乳胶厚度：15微米/指状条线宽：35微米，指状条数目：90[0137] (表1)

[0138]

[0139] 参看表1，相较于根据比较例1的用于形成电极的组成物，根据实例1到3的用于形成电极的组成物显示了优良的储存稳定性、由其制成的电极图案中的精细线宽，以及高纵横比。

[0140] 虽然已经结合目前视为实用示范性实施例的内容来描述本发明，但应理解本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明旨在涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。