[發明專利]一種用于太陽能光伏的夾層結構摻雜導電銀膠及制備方法

在審

• 申請號: 201810154944.2
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN108359393A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 陳慶;昝航
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: C09J9/02
• 分類號: C09J9/02;C09J163/00;C09J133/00;C09J175/04;C09K5/14
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本發明提出一種用于太陽能光伏的夾層結構摻雜導電銀膠及制備方法，先將銀納米線均勻分散于可溶性硅酸鹽水溶液中，再緩慢滴加預制的可溶性鈣鹽水溶液，并控制鈣鹽水溶液的加入量，持續攪拌得到負載有銀納米線的納米層狀硅酸鈣，再在納米層狀硅酸鈣表面還原出片狀銀粉，得到具有夾層結構的納米級雙導熱通道摻雜片狀填料，然后與環氧樹脂等其他銀膠原料混合制成高導電性銀膠。本發明提供上述方法解決了銀納米線易團聚的問題，并固定銀納米線后原位還原生成銀粉，形成夾層結構的納米級雙導熱通道，確保摻雜填料與銀粉緊密接觸，極大提升了導電銀膠的導電性能，同時減少了銀粉的用量，降低了制備成本。

技術領域

本發明涉及導電膠材料制備技術領域，具體涉及一種用于太陽能光伏的夾層結構摻雜導電銀膠及制備方法。

背景技術

傳統的工業生產中使用鉛/錫(Pb/Sn) 合金作為焊料連接各組成電路，使各部分零件可得到電力的充足支持，能夠穩定地傳輸信號。然而，近年來鉛 / 錫焊料逐漸暴露出了許多缺點。因此，導電膠的使用成為電子工業產業中解決微納連接問題有效方法。

導電膠是一種同時具備導電性能和粘結性能的膠黏劑，它可以將多種導電材料連接在一起，使被連接材料間形成導電通路。它是通過將金屬填料填充在有機聚合物基體中，從而使其具有與金屬相近的導電性能。與普通導電聚合物不同的是，導電膠要求體系在儲存條件下具有流動性，通過加熱或其他方式可以發生固化，從而形成具有一定強度的連接。

太陽能作為取之不盡、用之不竭的可再生的綠色能源，一直受到人們青睞，其中，太陽能電池將太陽能轉換成電能，是當今世界上最熱門的研究課題之一。太陽能電池及光伏組件的組建構成離不開導電膠的使用，其中，導電銀膠是導電膠中人們頻繁所使用的一種，可以用作太陽能電池的正面和背面的電極，也可以用于電池的引出電極和太陽能電池硅片上的修補，具有很好的導通效果和附著力，被廣泛應用到太陽能電池領域中，導電銀膠的性能和成本影響著太陽能電池的光電轉化效率和價格，因此，導電銀膠研發工作的開展促使其滿足太陽能光伏領域的需求。

導電銀膠的力學性能和粘接性能主要由聚合物基體決定，金、銀、銅、鎳等電阻率較低的金屬粉末作為導電填料，決定了導電膠的電學性能。傳統的銀導電膠中填料銀是多晶微米銀粉顆粒，依靠銀粒子之間的相互接觸形成導電通道導電，但是由于銀粉顆粒之間的接觸面積小，顆粒與顆粒之間的節點較多，導電性能無法提升；而且傳統導電銀膠中銀含量很高，重量百分含量一般為70-80％，在銀粉摻雜量較小的情況下導電膠體無法得到好的導電效果，也就無法降低導電膠的成本，其工業應用價值也受到了一定的限制。

為了提高銀膠的導電性，中國發明專利申請號201310702004.X 公開了一種導電銀膠，該導電銀膠由以下重量百份比制成：環氧樹脂12-25，固化劑0.08-1.0，石墨烯1-1.5，導電填料75-90，所述的環氧樹脂為雙酚A環氧樹脂，固化劑為雙氰胺，導電填料為微米級別的片銀與球銀的混合物。中國發明專利申請號200610154638.6 公開了一種制備高性能導電膠的方法，采用乙二醇還原硝酸銀的方法大批量地制備了銀納米線與銀納米粒子的混合粉體，將銀納米線與銀納米粒子的混合粉體作為導電填料填充環氧樹脂或酚醛樹脂制備了一種新型的各向同性導電膠。中國發明專利申請號201510645681.1公布了一種低成本導電銀膠，組成包括：銀納米線，0-2%；片狀銀粉，10-20%；金屬氧化物，30-40%；纖維素，10-42.3%；雙酚A環氧樹脂，10-20%；固化劑，3-5%；促進劑，0.5-1%；稀釋劑，2-6%；K-570或K-550，1-3%；對苯二甲酸，0.5-1%；納米二氧化硅，0.5-1%；消泡劑，0.1-0.5%；ICAM8401或8402，0.1-0.5%。

上述方案通過摻雜一些銀納米片、銀納米線、納米球等組合的納米尺度的填料材料對銀導電膠進行改性，但是現有方案往往存在下列問題：一則由于納米尺寸材料表面能高容易發生團聚，在載體中分散不均，影響導電膠均勻性，二則無法確保摻雜填料與銀粉緊密相連，從而容易造成導電性能不穩定。因此，防止納米填料團聚，確保納米填料與銀粉緊密相連的方法是提升導電銀膠的導電性能，減少銀粉用量降低成本的重要環節。