【正文】 性和印刷性不好；當(dāng)有機(jī)載體中T1質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)，隨著粘度的增加，漿料開始變稠，粘度增大，流平性變好，當(dāng)粘度達(dá)到一定值時(shí)，電阻率降低到最小，絲網(wǎng)印刷后得到的電池板光滑平整且致密無氣孔，這時(shí)漿料流平性印刷性表現(xiàn)良好；當(dāng)有機(jī)載體中T1質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%時(shí)，隨著粘度的增加，漿料的流平性變差，絲網(wǎng)印刷后得到的電池片印刷線路不好，線路出現(xiàn)很多斷點(diǎn)，漿料的流平性和印刷性都不佳。 （5）增塑劑 增塑劑的主要作用是削弱聚合物分子之間的次價(jià)健，即范德華力，從而增加了聚合物分子鏈的移動(dòng)性，降低了聚合物分子鏈的結(jié)晶性，即增加了聚合物的塑性，表現(xiàn)為聚合物的硬度、模量、軟化溫度和脆化溫度下降，而伸長(zhǎng)率、曲撓性和柔韌性提高。另外，在軋制漿料的過程中，固體粉末可能繼續(xù)被軋細(xì)而產(chǎn)生新的表面。觸變劑是指具有觸變性的一類物質(zhì)。選用的溶劑應(yīng)適應(yīng)所選的基體樹脂且不能降低導(dǎo)電填料的穩(wěn)定性及漿料的理化性能。圖27 金相顯微鏡原理示意圖利用Belval CT801型太陽能電池測(cè)試儀，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下（156 cm2。的電子束。2%之內(nèi)， ℃，恒溫槽能保持在25 ℃177。且燒結(jié)過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)和粒子擴(kuò)散過程，受溫度的影響較大，因此必須嚴(yán)格控制燒結(jié)的峰值溫度。銀粉玻璃粉有機(jī)載體添加劑研磨固體混料三輥碾磨機(jī)碾磨成 漿圖24 導(dǎo)電漿料的制備工藝流程圖本實(shí)驗(yàn)中，將銀粉、玻璃粉按比例稱量，在混料機(jī)中充分混合，混合時(shí)間為60 min，并加入粒度小于5 μm的TiO2粉末作為摻雜物質(zhì)充分混合；準(zhǔn)確稱取有機(jī)溶劑和各種添加劑，充分混合；將混合好的固體粉末與有機(jī)載體混合，用三輥研磨機(jī)進(jìn)行充分的研磨，即得到所需漿料[52]。隨著有機(jī)載體含量的增加，漿料燒結(jié)膜孔洞率增大。載體應(yīng)無固定沸點(diǎn)，在加熱過程中逐步汽化、燃燒。圖22 自制的PbBSiAlTiZnO體系玻璃粉的SEM圖添加劑為TiO2，平均粒度1 μm。本實(shí)驗(yàn)的成功完成將為漿料的整體成分設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供必要的基礎(chǔ)，從而可以成功研制出太陽能電池導(dǎo)電漿料，滿足我國(guó)目前對(duì)太陽能電池導(dǎo)電漿料的大量需求，促進(jìn)我國(guó)太陽能電池的技術(shù)發(fā)展。有機(jī)載體決定了電子漿料的涂復(fù)性能(如絲網(wǎng)印刷等)，同時(shí)對(duì)漿料的其它性能也產(chǎn)生重大影響，它的作用是使粉體分散均勻，形成漿體的液體，達(dá)到其他成分具有流動(dòng)性，從而使?jié){料具有適宜的粘度、揮發(fā)性、觸變性和流平性，以獲得良好的印刷性能，使絲網(wǎng)印刷后的膜層均勻、致密、清晰和平整。我國(guó)的銀粉及銀漿隨著我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，增加技術(shù)方面的人力、財(cái)力投入，產(chǎn)品由中低檔水平向中高檔邁進(jìn)，縮短與美、日技術(shù)差距是必然趨勢(shì)，否則，隨著國(guó)外電子漿料企業(yè)的進(jìn)入，必然走向死亡，故國(guó)家為盡快推動(dòng)該產(chǎn)業(yè)而提供了良好的產(chǎn)業(yè)政策，企業(yè)積極行動(dòng)，采用靈活的管理機(jī)制，加快產(chǎn)品的研發(fā)，不斷快速地縮短差距[47]。分區(qū)摻雜、刻槽埋柵電極和雙層減反射膜等技術(shù)工藝大大提高光電轉(zhuǎn)換效率。目前，他們把研究的焦點(diǎn)集中于高性能、高可靠性等方面。隨著歐盟兩個(gè)防治電子信息產(chǎn)品污染的指令正式頒布，我國(guó)即將推出首部“電子信息產(chǎn)品污染防治管理方法”將與歐盟的RoHS/WEEE接軌，各國(guó)政府積極支持從事環(huán)保課題的研究和發(fā)展，主要是廢棄物回收，環(huán)保設(shè)備免稅，增加無重金屬環(huán)保電子材料的開發(fā)資金投入[41]。（10）環(huán)保意識(shí)不強(qiáng)。（3）品種規(guī)格不全。在高端產(chǎn)品方面，由于國(guó)內(nèi)電子元器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)電子漿料品種數(shù)量和質(zhì)量的需求在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)不得不依靠國(guó)外大量進(jìn)口來滿足。潛伏期的長(zhǎng)短直接影響固化體系的使用長(zhǎng)短。③ 熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)是反映燒結(jié)以后玻璃粉料受熱變化的參數(shù)(一般在20~300 ℃的圍內(nèi)測(cè)定)。2．導(dǎo)電漿料的潤(rùn)濕性導(dǎo)電漿料的潤(rùn)濕性即液體對(duì)固體表面的親合性，考察導(dǎo)電漿料能否在基板上有效鋪展(同時(shí)也要考察在燒結(jié)時(shí)，玻璃粉料熔化時(shí)能否在基板上有效鋪展)。1．漿料的導(dǎo)電性漿料的導(dǎo)電性是漿料的主要參數(shù)之一，影響漿料導(dǎo)電性的因素很多，主要有導(dǎo)電粒子的種類及相配套的粘接劑、導(dǎo)電粉用量、粒度、形狀、漿料的燒結(jié)/固化工藝都可能影響漿料的導(dǎo)電性[33,34]。由此看來，如果導(dǎo)電性填料得不到牢固的連接，導(dǎo)電性就不穩(wěn)定，而填料以原始粉末狀態(tài)混合時(shí)導(dǎo)電性多數(shù)情況下是不穩(wěn)定的。而賤金屬的表面常常被氧化層覆蓋，尤其以高溫灼燒后氧化更嚴(yán)重，使得幾乎不導(dǎo)電[28,29]。既能滿足電極的剝離機(jī)械強(qiáng)度，又具有低的串聯(lián)電阻和高的填充因子。隨著玻璃粉含量的增加，燒結(jié)膜的電阻率先略有減小后又增大。 求玻璃粉的軟化點(diǎn)要足夠低，一般為400600 ℃，這樣在燒結(jié)時(shí)才能低溫熔融，穿透減反射膜，保證銀電極與硅基板之間的良好接觸。而如果銀粉的粒度過大，就不能順利的通過網(wǎng)孔，導(dǎo)致電池性能惡化。因此在制備銀粉時(shí)要嚴(yán)格控制各項(xiàng)反應(yīng)條件，以得到滿足要求的銀粉[21]。銀粉作為太陽能電池正面電極漿料的導(dǎo)電功能相，它的粒度和形貌決定漿料電性能的好壞。在配制厚膜電子漿料有機(jī)載體時(shí)應(yīng)該綜合考慮厚膜電子漿料的分散性、穩(wěn)定性和流平性。工藝穩(wěn)定性包括重?zé)€(wěn)定性、激光調(diào)阻穩(wěn)定性等。厚膜電阻漿料是厚膜電子漿料中發(fā)展最早、制造技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的一種，用于制作各種厚膜電路中的電阻，主要用于制造厚膜集成電路、電阻器、電阻網(wǎng)絡(luò)、電容器、MLCC、導(dǎo)體油墨、太陽能電池電極、LED冷光源、OLED（有機(jī)發(fā)光顯示器）、PDP(等離子顯示器)、印刷及高分辨率導(dǎo)電體、薄膜開關(guān)/柔性電路、導(dǎo)電膠、敏感元器件及其它電子元器件[12]。薄膜混合集成電路在微波、高頻電路方面優(yōu)勢(shì)明顯。油墨在移動(dòng)中被刮板從圖形部分的網(wǎng)孔中擠壓到基片上。圖12 太陽能電池生產(chǎn)主要工序在硅太陽能電池生產(chǎn)工藝中，背電極制作是非常重要的工序。但是直到1954年硅材料太陽能電池的出現(xiàn)才標(biāo)志著太陽能電池的研制工作取得巨大的進(jìn)展。 electrical properties第1章 綜述 隨著全球能源的日趨緊張,太陽能以無污染、市場(chǎng)空間大等獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)受到了世界各國(guó)的廣泛重視，國(guó)際上眾多大公司投入太陽能電池研發(fā)和生產(chǎn)行業(yè)。本科生畢業(yè)論文太陽能電池正銀漿中的有機(jī)載體對(duì)厚膜性能的影響摘要 iABSTRACT ii第1章 綜述 1 1 1 太陽能電池概述 1 太陽能電池的結(jié)構(gòu)及原理 2 2 漿料在太陽能電池中的作用以及對(duì)電池性能的影響 4 漿料的概述 4 漿料對(duì)電池性能的影響 6 漿料的導(dǎo)電機(jī)理 10 導(dǎo)電通道學(xué)說 10 隧道效應(yīng)學(xué)說 10 11 13 13 14 16 17第2章 實(shí)驗(yàn)部分 19 19 19 19 19 20 儀器 20 20 20 22 24 24 25 25 25 26第3章 結(jié)果與討論 27 27 28 28 28 增稠劑對(duì)厚膜電子漿料印刷性的影響 29 表面活性劑對(duì)厚膜電子漿料印刷性的影響 30 觸變劑對(duì)厚膜電子漿料印刷性的影響 30 31 增稠劑對(duì)電池電性能的影響 32 表面活性劑對(duì)電池電性能的影響 32 觸變劑對(duì)電池電性能的影響 33結(jié)論 34結(jié)束語 35參考文獻(xiàn) 36附錄 39摘要本文研究了銀漿中的有機(jī)載體對(duì)厚膜性能的影響。 printability。自從1893年貝克勒爾首先報(bào)道了光伏效應(yīng)后，人們便開始利用各種材料來研制太陽能電池。圖11 太陽能電池原理示意圖圖12 為硅太陽能電池生產(chǎn)的主要工序，從中可以看出絲網(wǎng)印刷是生產(chǎn)太陽能電池的重要工序，其印刷質(zhì)量（厚度，寬度，膜厚一致性）影響電池片的技術(shù)指標(biāo)。印刷時(shí)在絲網(wǎng)一端倒入漿料，用刮刀在絲網(wǎng)的漿料部位施加一定壓力，同時(shí)朝絲網(wǎng)另一端移動(dòng)。其各有優(yōu)勢(shì):半導(dǎo)體集成電路在數(shù)字電路方面獨(dú)占鰲頭、適合大批量生產(chǎn)。膜電子漿料作為制造厚膜元件的基礎(chǔ)材料，根據(jù)用途不同，可分為電阻漿料、導(dǎo)體漿料和介質(zhì)漿料三大類。所謂固含量是指漿料中固相所占的重量百分比，是電阻漿料重要的特性參數(shù)，一般采用灼燒稱重法測(cè)定。電性能穩(wěn)定性有高壓負(fù)荷穩(wěn)定性、功率負(fù)荷穩(wěn)定性、短時(shí)過載S(TOL)、恒溫放置穩(wěn)定性等。 1．有機(jī)載體對(duì)電池性能的影響有機(jī)載體是電子漿料首要關(guān)鍵材料,它決定了電子漿料的涂復(fù)性能(如絲網(wǎng)印刷等)，同時(shí)對(duì)漿料的其它性能也產(chǎn)生重大影響，它的作用是使粉體分散均勻，形成漿體的液體，達(dá)到其他成分具有流動(dòng)性，從而使?jié){料具有適宜的粘度、揮發(fā)性、觸變性和流平性，以獲得良好的印刷性能，使絲網(wǎng)印刷后的膜層均勻、致密、清晰和平整。 2．銀粉對(duì)電池性能的影響在眾多的導(dǎo)電金屬中，銀粉的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能優(yōu)良，且價(jià)格也比金鉑鈀等貴金屬低，因此廣泛用于導(dǎo)電漿料的功能相[19]。銀粉的形狀，粒度和比表面積等參數(shù)影響漿料的流變性能以及燒結(jié)形貌，并決定了燒結(jié)后電極的電性能。由于太陽能電池普遍采用絲網(wǎng)印刷工藝，對(duì)漿料細(xì)度要求較高。在冷卻階段，銀和鉛分離，銀顆粒沉積在硅發(fā)射極上，這樣銀與硅電極之間就形成了良好的歐姆接觸[24]?？傮w來說，隨著球磨時(shí)間的增加，玻璃粉尺寸減少，而漿料的燒結(jié)膜表面更光滑致密。玻璃相的微晶在硅表面產(chǎn)生一個(gè)“釘扎”作用[26]因而使得黏結(jié)強(qiáng)度增加。孫文通曾在1992年發(fā)表過一篇關(guān)于貴金屬漿料導(dǎo)電機(jī)理的文章[27]，這樣解釋貴金屬導(dǎo)電的：貴金屬電子漿料在燒結(jié)過程中，玻璃體熔化，貴金屬粒子重新排列更趨緊密，在冷卻過程中，玻璃體收縮，各個(gè)貴金屬微粒之間互相緊密接觸，形成連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而獲得良好的導(dǎo)電性。反之，若導(dǎo)電性填料的量過大，由粘結(jié)劑形成的膠膜的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)又會(huì)變得不穩(wěn)定。從這兩種理論可以看出，它們都需要導(dǎo)電粒子達(dá)到一定的限量距離，從而形成導(dǎo)電通道。如果粒子大小能配合使用，大粒子起到鏈的作用，小粒子填充大粒子的空隙，則導(dǎo)電性會(huì)增加。② 可靠性主要是通過水煮與耐電壓等實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證漿料的可靠性。如果在沒有熱、光或壓力等條件下固化體系可以長(zhǎng)期保持穩(wěn)定狀態(tài)而不固化，這種可以長(zhǎng)期保持穩(wěn)定狀態(tài)而不固化的期限則稱之為潛伏期。如今我國(guó)基本上能生產(chǎn)出各種性能常規(guī)性的銀粉及銀漿，但電子漿料產(chǎn)業(yè)無論從生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品品種和質(zhì)量以及市場(chǎng)份額，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界先進(jìn)國(guó)家?？偟恼f來，雖然我國(guó)在電阻漿料產(chǎn)業(yè)取得了一定的成績(jī)，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，還存在巨大的國(guó)內(nèi)漿料差距主要表現(xiàn)在：（1）技術(shù)性能和可靠性較低。（9）厚膜敏感漿料水平較低。為了更好的維護(hù)人類賴以生存的生活環(huán)境，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛制定適合自己的環(huán)保政策，對(duì)其生產(chǎn)和進(jìn)口的電子產(chǎn)品進(jìn)行環(huán)保限制。美國(guó)、日本、歐洲生產(chǎn)貴金屬漿料的工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟。單晶硅、多晶硅太陽能電池可以采用發(fā)射極鈍化、倒金字塔表面織構(gòu)化。在這種交相競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)中，中國(guó)國(guó)內(nèi)的電子漿料企業(yè)正面臨著發(fā)展的機(jī)遇和嚴(yán)峻的考驗(yàn)[46]。論文的研究是縮小與先進(jìn)國(guó)家的電子漿料有機(jī)載體配制技術(shù)水平的基礎(chǔ)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)電子材料的發(fā)展具有重要的實(shí)際意義。通過實(shí)驗(yàn)過程獲得有機(jī)載體相關(guān)組分的最佳配比，研究了有機(jī)載體組成成分以及印刷燒結(jié)工藝對(duì)漿料的流平性、印刷性、電池的導(dǎo)電性等性能的影響，以最終得到滿足太陽能電池正銀漿料要求的有機(jī)載體。形貌如圖22。⑤其它特性。結(jié)果表明：%%。主要用球磨或三輥研磨機(jī)研磨等方法使之均勻化，細(xì)化，然后保存，工業(yè)生產(chǎn)一般用三輥研磨機(jī)研磨等方法使之均勻化[51]。由于燒結(jié)膜較薄，對(duì)燒結(jié)溫度很敏感。要求粘度計(jì)誤差在177。掃描電鏡檢測(cè)原理：在掃描電鏡中，電子槍發(fā)射出來的電子束，經(jīng)三個(gè)電磁透鏡聚焦后，成直徑為20 μm～25 197。從試樣反射回來的光線復(fù)進(jìn)過物鏡組和輔助透鏡，由半反射鏡轉(zhuǎn)向，經(jīng)過輔助透鏡以及棱鏡造成一個(gè)被觀察物體的倒立的放大的實(shí)像，該象再經(jīng)過目鏡的放大，就成為目鏡視場(chǎng)中能看到的放大的映像。載體中溶劑的含量也是重要的因素，載體中溶劑含量小時(shí)，漿料印完后容易快干，但粘度大；溶劑含量大時(shí)，粘度小，流平性好，但易浸透基體，因此應(yīng)恰與地選取。（3）觸變劑。從而降低顆粒相互聚結(jié)的趨勢(shì)。一部分為不溶于介質(zhì)的(憎水)對(duì)顆粒有很強(qiáng)的親合力的主鏈，可以牢固錨在顆粒的表面；而另一部分由由溶于介質(zhì)并被介質(zhì)溶劑化的高分子支鏈組成[56]。對(duì)銀漿流變性和電池正面電極形貌的分析測(cè)試結(jié)果表明，銀漿的的粘度影響漿料的流變性即印刷性。有機(jī)載體中表面活性劑含量太高，厚膜電子漿料的流平性變差；含量太低，則不利于固體顆粒在有機(jī)載體中的分散和穩(wěn)定。表32 電池片典型光電參數(shù)電池漿料有機(jī)載體Voc(mV)Isc(mA)Rs(mΩ)Rsh(mΩ)Pmax(W)Vmp(mV)Imp(A)FF(%)Eff(%)C1P1V1619779886515731C2P2V2598741146480661C3P3V3580763165467478C4P4V4604777862505721C5P5V5581764181467489C6P6V6585758301479568C7P7V7603770909499722其中Voc為開路電壓，Isc(A)為短路電流，Rsh(Ω) 為并流電阻，Pmax為最大功率，Vmp為最佳工作電壓，Imp為最佳工作電流 ，F(xiàn)F為填充因子 ，Eff為光電轉(zhuǎn)換效率。因此有機(jī)載體中含有適量的表面活性劑能提高電池的電性能。當(dāng)有機(jī)載體中含增稠劑T1質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4 %，表面活性劑SU1質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9 %，觸變劑TH1質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 %時(shí)，銀漿的黏度適中,流平性觸變性良好，能使所印刷的電池片光滑平整，電極柵線邊緣整齊,銀漿的印刷性能和所印制電池的電性能優(yōu)良，電池具有較高的填充因子(FF)和轉(zhuǎn)換效率(E