BR102012028301A2 - Veículo orgânico, pasta eletrocondutora e célula solar - Google Patents

Abstract

VEÍCULO ORGÂNICO, PASTA ELETROCONDUTORA E CÉLULA SOLAR. Um veículo orgânico usado na produção de pasta eletrocondutora de prata. O veículo orgânico compreende um ligante orgânico, um tensoativo e um solvente orgânico. A concretização preferida da invenção utiliza pelo menos um de PVP, PMMA ou PVB como ligante orgânico, permitindo alta compatibilidade com as partículas metálicas e resultado em uma pasta eletrocondutora com baixa viscosidade para capacidade de impressão de linhas finas. Outro aspecto de invenção se refere a uma composição de pasta eletrocondutora. A concretização preferida utiliza partículas metálicas, fritas de vidro e um veículo orgânico compreendendo um ligante, a saber, pelo menos um de PVP, PMMA ou PVB, um tensoativo e um solvente orgânico.

Description

VEÍCULO ORGÂNICO, PASTA ELETROCONDUTORA E CÉLULA SOLAR

REFERÊNCIA CRUZADA DE PEDIDO RELACIONADO

Este pedido reivindica prioridade do pedido de patente provisório dos EUA n2 61/555,858, depositado em 4 de novembro de 2011. A descrição do mesmo é incorporada no presente documento por referência em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção se refere a pastas eletrocondutoras como as utilizadas em tecnologia de painel solar. Especificamente, em um aspecto, a invenção diz respeito a um veículo orgânico 10 utilizado na formulação de uma pasta eletrocondutora. Outro aspecto da invenção refere-se a uma composição de pasta eletrocondutora. Outro aspecto da invenção refere-se a uma célula solar produzida pela aplicação de uma pasta eletrocondutora composta de partículas metálicas, fritas de 15 vidro e um veículo orgânico.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

As células solares são dispositivos que convertem a energia da luz em eletricidade utilizando o efeito fotovoltaico. Energia solar é uma fonte de energia verde atraente porque é 20 sustentável e produz apenas subprodutos não poluentes. Assim, uma grande quantidade de pesquisa atualmente é dedicada ao desenvolvimento de células solares com maior eficiência enquanto continuamente se reduz os custos de material e de produção. Quando a luz atinge uma célula solar, uma fração da 25 luz incidente é refletida pela superfície e o restante é transmitido para a célula solar. Os fótons da luz transmitida são absorvidos pela célula solar, que geralmente é feita de um material semicondutor como o silício. A energia dos fótons absorvidos excita os elétrons do material semicondutor de seus átomos, gerando pares elétron-lacuna. Esses pares elétron- lacuna são então separados por junções p-n e coletados por eletrodos condutores que são aplicados na superfície da célula solar.

As células solares mais comuns são aquelas com base em silício, mais particularmente, uma junção p-n feita de silício, aplicando uma camada de difusão tipo n sobre um substrato de silício tipo p, juntamente com duas camadas de contato elétrico ou eletrodos. Em um semicondutor tipo p, 10 átomos dopantes são adicionados ao semicondutor para aumentar o número de portadores de carga livre (lacunas positivas). No caso do silício, um átomo trivalente é substituído na estrutura cristalina. Essencialmente, o material dopante desloca elétrons externos fracamente ligados dos átomos do 15 semicondutor. Um exemplo de um semicondutor tipo p é silício com um dopante boro ou alumínio. As células solares também pode ser feitas de semicondutores do tipo n. Em um semicondutor tipo n, os átomos do dopante fornecem elétrons extras ao substrato receptor, criando um excesso de portadores 20 de carga elétrons negativos. Tais átomos dopantes geralmente têm um elétron de valência a mais do que um tipo de átomo do receptor. 0 exemplo mais comum é a substituição atômica de sólidos do grupo IV (silício, germânio, estanho), que contêm quatro elétrons de valência, pelos elementos do grupo V 25 (fósforo, arsênio, antimônio), que contêm cinco elétrons de valência frouxamente ligados. Um exemplo de um semicondutor tipo n é silício com um dopante fósforo.

A fim de minimizar a reflexão da luz sola pela célula solar, um revestimento antirreflexo (ARC), tal como nitreto de silício, óxido de silício, óxido de alumina ou óxido de titânio, é aplicado à camada de difusão tipo n ou tipo p para aumentar a quantidade de luz relativa à célula solar. O ARC é geralmente não condutor e pode também passivar a superfície do substrato de silício.

Células solares de silício normalmente têm pastas electrocondutoras aplicadas à suas superfícies frontal e 5 posterior. Como parte do processo de metalização, um contato posterior é normalmente aplicado primeiro ao substrato de silício, por exemplo, por serigrafia com uma pasta de prata ou pasta de prata/alumínio na parte traseira para formar quadrados de solda. Em seguida, uma pasta de alumínio é 10 aplicada a todo o lado posterior do substrato para formar um campo de superfície posterior (back surface field - BSF), e a célula é então seca. Em seguida, usando um tipo diferente de pasta eletrocondutora, um contato de metal pode ser serigrafado sobre a camada antirreflexo frontal para servir 15 como um eletrodo frontal. Esta camada de contato elétrico na face ou na frente da célula, onde a luz entra, está normalmente presente em um padrão de grade, feito de "impressões digitais" e "barramentos", ao invés de uma camada completa, porque os materiais da grade metálica não são 20 tipicamente transparentes à luz. 0 substrato de silício com pastas serigrafadas na frente e no verso é queimado, em seguida, a uma temperatura de aproximadamente 700-97 5°C. Após a queima, a pasta da frente fica gravada através da camada antirreflexo, forma contato elétrico entre a grade metálica e 25 o semicondutor e converte as pastas metálicas em eletrodos metálicos. Na parte de trás, o alumínio se difunde no substrato de silício, atuando como um dopante que cria o BSF. Os eletrodos metálicos resultantes permitem que a eletricidade flua para e das células solares ligadas em um painel solar.

Uma descrição de uma célula solar típica e o método de fabricação da mesma pode ser encontrada, por exemplo, na Publicação do Pedido de Patente Europeu ns 1 713 093. Para montar um painel, várias células solares são conectadas em série ou em paralelo e as extremidades dos eletrodos da primeira célula e da última célula estão preferencialmente ligadas à fiação de saida. As células solares são normalmente 5 encapsuladas em uma resina termoplástica transparente, como borracha de silicone ou acetato de etileno vinila. Uma folha transparente de vidro é colocada sobre a superfície frontal da resina termoplástica transparente encapsulante. Um material de proteção traseiro, por exemplo, uma folha de poli(tereftalato 10 de etileno) revestido com uma película de poli(fluoreto de vinila) tendo boas propriedades mecânicas e boa resistência a intempéries, é colocado sob a resina termoplástica encapsulante. Estes materiais em camadas podem ser aquecidos em um forno a vácuo adequado para retirar o ar e, em seguida, 15 integrados em um corpo único por meio de aquecimento e prensagem. Além disso, uma vez que as células solares normalmente são deixadas ao ar livre por um longo tempo, é desejável para cobrir a circunferência da célula solar com um material de moldura composto de alumínio ou similar.

Uma pasta eletrocondutora típica contém partículas metálicas, fritas de vidro (partículas de vidro) e um veículo orgânico. Esses componentes devem ser selecionados cuidadosamente para aproveitar ao máximo o potencial da célula solar resultante. Por exemplo, é necessário maximizar o contato entre a pasta 25 metálica e a superfície de silício, e as partículas metálicas entre si, para que os portadores de carga possam fluir através da interface e das impressões digitais e barramentos. As partículas de vidro na composição ficam gravadas através da camada de revestimento antirreflexo, ajudando a construir os 30 contatos entre o metal e o Si tipo n+. Por outro lado, o vidro não deve ser tão agressivo que desvie a junção p-n após a queima. Assim, a minimização da resistência de contato é desejada, com a junção p-n mantida intacta para alcançar maior eficiência. Composições conhecidas têm alta resistência de contato, devido ao efeito isolante do vidro na interface da pastilha de silício e camada metálica, bem como outras desvantagens como recombinação alta na área de contato. Além 5 disso, a composição do veículo orgânico pode afetar o potencial da célula solar resultante também. 0 veículo orgânico pode afetar a viscosidade da pasta eletrocondutora, afetando sua capacidade de impressão. Ele também pode afetar as propriedades das linhas impressas, afetando assim a 10 eficiência global das células solares produzidas. Nesse sentido, há a necessidade de uma composição de veículo orgânico que otimiza a viscosidade de uma pasta eletrocondutora.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A invenção provê um veículo orgânico para uso em uma pasta eletrocondutora compreendendo um ligante compreendendo pelo menos um de polivinilpirrolidona (PVP) polimetilmetacrilato (PMMA) ou polivinilbutirato (PVB), um tensoativo e um solvente orgânico. De acordo com outra concretização, o veículo 20 orgânico compreende também um agente tixotrópico.

De acordo com um aspecto da invenção, o ligante está presente em quantidade de cerca de 1 a 10% em peso.

De acordo com outro aspecto da invenção, o tensoativo está presente em uma quantidade de cerca de 1 a 20% em peso do 25 veículo orgânico. De acordo com outra concretização, o tensoativo está representa cerca de 1 a 10% do peso do veículo orgânico. De acordo com outro aspecto da invenção, o tensoativo é pelo menos um de DISPERBYK®-108, DISPERBYK®-116, TEGO DISPERS 665 ou TEGO® DISPERS 662 C. De acordo com outro 30 aspecto, o tensoativo é pelo menos um de éster de ácido carboxílico hidroxifuncional com grupos afínicos de pigmentos, copolímero de acrilato com grupos afínicos de pigmentos, poliéter modificado com grupos afínicos de pigmentos ou compostos com grupos de afinidade de pigmento.

De acordo com outro aspecto da invenção, o solvente orgânico é 5 pelo menos um de carbitol, terpineol, hexil carbitol, texanol, butil carbitol, acetato de butil carbitol ou dimetil adipato.

A invenção provê também uma pasta eletrocondutora para uso em tecnologia de célula solar constituída por partículas metálicas, fritas de vidro e um veículo orgânico composto por um ligante compreendendo pelo menos um de PVP, PMMA, ou PVB, tensoativo e um solvente orgânico.

De acordo com um aspecto da invenção, as partículas metálicas são cerca de 60 a 90% do peso da pasta. De preferência, as partículas metálicas são cerca de 80% do peso da pasta. De acordo com outro aspecto da invenção, as partículas metálicas são pelo menos um de prata, ouro, cobre e níquel.

De acordo com outro aspecto da invenção, fritas de vidro representam cerca de 1 a 10% do peso da pasta. De preferência, fritas de vidro representam aproximadamente 5% em peso.

De acordo com outro aspecto da invenção, em que o veículo orgânico representa cerca de 1 a 20% do peso da pasta. De preferência, o veículo orgânico representa cerca de 15% do peso da pasta. De acordo com outro aspecto da invenção, o veículo orgânico ainda compreende um agente tixotrópico.

De acordo com outro aspecto da invenção, o veículo orgânico compreende 1 a 10% em peso (de veículo orgânico) de ligante. De acordo com outro aspecto da invenção, o veículo orgânico compreende 1 a 20% em peso (de veículo orgânico) de tensoativo. De acordo com uma outra concretização, o veículo orgânico compreende 1 a 10% em peso (de veículo orgânico) de tensoativo.

A invenção ainda provê uma célula solar produzida por meio de aplicação de uma pasta eletrocondutora da invenção a uma pastilha de silício e queima da pastilha de silício.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A Figura IA é uma fotografia em vista superior de uma linha de impressão digital de prata seca de uma pasta eletrocondutora exemplar de acordo com o Exemplo 1 impressa sobre uma pastilha de silício;

A Figura IB é uma fotografia em vista lateral da linha de impressão digital de prata seca, como mostrado na Figura IA, tomada perpendicular à linha;

A Figura 2A é uma fotografia em vista superior de uma linha impressão digital de prata queimada de uma pasta eletrocondutora exemplar de acordo com o Exemplo 2 impressa sobre uma pastilha de silício; e

A Figura 2B é uma fotografia em vista lateral da linha de impressão digital de prata seca, como mostrado na Figura 2A, tomada perpendicular à linha.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A invenção ensina um veículo orgânico utilizado em uma pasta eletrocondutora. Composições de pasta eletrocondutora tipicamente incluem: partículas metálicas, fritas de vidro e um veículo orgânico. Enquanto não limitado a tal aplicação, estas pastas podem ser usadas para formar uma camada de contato eléctrico ou eletrodo em uma célula solar. Especificamente, a pasta pode ser aplicada na parte frontal de uma célula solar ou na parte de trás de uma célula solar.

5 Um aspecto da invenção refere-se à composição do componente veículo orgânico da pasta eletrocondutora. Um veículo orgânico desejado é aquele que possui baixa viscosidade, permitindo a impressão de linha fina e tem ótima estabilidade quando combinado com partículas metálicas. 0 veículo orgânico é 10 normalmente composto por um ligante orgânico, um solvente orgânico e um tensoativo.

De acordo com uma concretização, um veículo orgânico é composto por um ligante, um tensoativo e um solvente orgânico.

O ligante compreende pelo menos um de polivinilpirrolidona (PVP), polimetilmetacrilato (PMMA) ou polivinilbutirato (PVB).

A concretização preferencial do veículo orgânico consiste em aproximadamente 1 a 10% em de polivinilpirrolidona (PVP) como ligante orgânico, de preferência com peso molecular de 5000 a 5000000 Dalton, cerca de 1 a 10% em peso de tensoativo, 20 aproximadamente 50 a 70% em peso de solvente orgânico. 0 veículo orgânico pode incluir cerca de 1 a 10 % em peso de etil celulose como um ligante adicional. Todas as porcentagens em peso são expressas em porcentagem em peso do veículo orgânico. A inclusão de PVP aumenta a capacidade da pasta ser 25 dispersa uniformemente, e é altamente compatível com partículas de prata. De acordo com outra concretização preferida, o tensoativo pode ser qualquer um dos seguintes: éster de ácido carboxílico hidoxifuncionais com grupos afínicos de pigmentos (incluindo, mas não limitado a, 30 DISPERBYK®-108, fabricado pela BYK USA, Inc.), copolímero de acrilato com grupos afínicos de pigmentos (incluindo mas não limitado a, DISPERBYK®-116, fabricado pela BYK USA, Inc.), poliéter modificado com grupos afínicos de pigmentos (incluindo, mas não se limitando a TEGO® DISPERS 655, fabricado pela Evonik Tego Chemie GmbH), ou tensoativos com 5 grupos de alta afinidade de pigmentos (incluindo, mas não limitado a TEGO® DISPERS 662 C, fabricado pela Evonik Tego Chemie GmbH). Além disso, o solvente orgânico pode ser qualquer carbitol, terpineol, hexil carbitol, texanol, butil carbitol, acetato de butil carbitol ou dimetil adipato. O 10 veículo orgânico pode também incluir um agente tixotrópico. Quaisquer agentes tixotrópicos conhecidos pelo versado na técnica podem ser utilizados com o veículo orgânico da invenção. Por exemplo, sem limitação, agentes tixotrópicos podem ser derivados de origem natural, por exemplo, óleo de 15 rícino, ou eles podem ser sintetizados. Agentes tixotrópicos disponíveis comercialmente também podem ser usados com a invenção. O veículo orgânico de acordo com a concretização preferencial possui normalmente uma faixa de viscosidade de 140 a 200 kcPs e um índice tixotrópico de 5 a 10.

Outra concretização preferida do veículo orgânico compreende sobre 1 a 10% em peso de polivinilpirrolidona (PVP) como ligante orgânico, de preferência com peso molecular de 5000 a 5000000 Dalton, cerca de 1 a 20% em peso de tensoativo, aproximadamente 50 a 7 0% em peso de solvente orgânico. 0 25 veículo orgânico pode incluir cerca de 1 a 10% em peso de etil celulose como um ligante adicional. Todas as porcentagens em peso são expressas em porcentagem em peso do veículo orgânico.

Outros ligantes orgânicos também apresentam a capacidade de impressão e compatibilidade desejadas para uso em pastas eletrocondutoras. 0 veículo orgânico pode incluir pelo menos um de polimetilmetacrilato (PMMA) ou polivinilbutirato (PVB) como ligante orgânico. Em outra concretização, o veículo orgânico compreende cerca de 1 a 10% em peso de polimetilmetacrilato (PMMA) ou polivinilbutirato (PVB), como o ligante orgânico, bem como cerca de 1 a 10 % em peso de tensoativo, aproximadamente 50 a 70% em peso de solvente 5 orgânico e aproximadamente 1 a 10% em peso de etil celulose como ligante adicional. Todas as porcentagens de peso são expressas em porcentagem do peso do veículo orgânico. O veículo orgânico também pode incluir um agente tixotrópico conforme conhecimento do técnico no assunto.

Em outra concretização, o veículo orgânico compreende cerca de

1 a 10% em peso de polimetilmetacrilato (PMMA) ou polivinilbutirato (PVB), como o ligante orgânico, bem como cerca de 1 a 20% em peso de tensoativo e aproximadamente 50 a 70% em peso de solvente orgânico. Além disso, o veículo 15 orgânico pode compreender cerca de 1 a 10% em peso de etil celulose como ligante adicional. Todas as porcentagens em peso são expressas em porcentagem em peso do veículo orgânico. O veículo orgânico também pode incluir um agente tixotrópico confome conhecido por um técnico no assunto.

Outro aspecto da invenção refere-se a uma pasta eletrocondutora. Uma composição de pasta eletrocondutora compreende cerca 80% em peso (de pasta) de partículas metálicas, cerca de 5% em peso (da pasta) de fritas de vidro e cerca de 15% em peso (da pasta) de veículo orgânico. O veículo 25 orgânico na pasta eletrocondutora compreende cerca de 1 a 10% em peso (do veículo orgânico) de ligante, cerca de 1 a 10 % em peso (de veículo orgânico) de tensoativo e aproximadamente 50 a 70% (de veículo orgânico) de solvente orgânico. De acordo com uma concretização, o ligante pode ser qualquer um de PVP, 30 PMMA ou PVB. Um agente tixotrópico conhecido pelo versado na técnica também pode ser incluído no veículo orgânico. As partículas metálicas são de preferência prata, mas podem ser alumínio, partículas de ouro, cobre, partículas de níquel ou outras partículas metálicas condutoras conhecidas pelo versado na técnica ou uma combinação destas.

De acordo com outra concretização, as partículas metálicas 5 compõem cerca de 60 a 90% do peso total da pasta e são de preferência de prata.

As fritas de vidro representam cerca de 1 a 10% em peso da pasta e podem ser à base de chumbo ou livres de chumbo. Fritas de vidro à base de chumbo compreendem óxido de chumbo ou 10 outros compostos à base de chumbo, incluindo mas não limitado a, sais de haletos de chumbo, calcogenetos de chumbo, carbonato de chumbo, sulfato de chumbo, fosfato de chumbo, nitrato de chumbo e compostos organometálicos de chumbo ou compostos que possam formar óxidos de chumbo ou ripas durante 15 a decomposição térmica. Fritas de vidro livre de chumbo podem incluir outros óxidos ou compostos conhecidos pelo técnico no assunto. Por exemplo, óxidos ou compostos de silício, boro, alumínio, bismuto, lítio, sódio, magnésio, zinco, titânio ou zircônio podem ser usados. Outros formadores de matriz de 20 vidro ou modificadores, como o óxido de germânio, óxido de vanádio, óxido de tungstênio, óxidos de molibdénio, óxidos de nióbio, óxidos de estanho, óxidos de índio, compostos de outros metais alcalinos e alcalinos terrosos (como K, Rb, Cs e Be, Ca, Sr, Ba), óxidos de terras raras (como La2Ü3, óxidos de 25 cério), óxidos de fósforo ou fosfatos metálicos, óxidos de metais de transição (como óxidos de cobre e óxido de cromo), ou haletos metálicos (como fluoretos de chumbo e fluoretos de zinco) também podem fazer parte da composição de vidro.

As fritas de vidro podem ser feitas por qualquer processo conhecido pelo versado na técnica. Por exemplo, sem limitação, misturando as quantidades adequadas de pós dos ingredientes individuais, aquecendo a mistura de pó em ar ou em atmosfera contendo oxigênio para dar forma a um fundido, arrefecendo o fundido, triturando e moendo em moedor de esferas o material arrefecido e peneirando o material moído para fornecer um pó 5 com granulometria desejada. Por exemplo, componentes de fritas de vidro, em forma de pó, podem ser misturados em um misturador de pente-V. A mistura pode então ser aquecida (por exemplo, até cerca de 800 a 1200°C) por cerca de 30 a 40 minutos. 0 vidro, em seguida, pode ser arrefecido, tomando uma 10 consistência de areia. Este pó de vidro grosseiro pode então ser moído, tal como um moinho de esferas ou moinho de jato, até se obter um pó fino. Normalmente, as fritas de vidro podem ser moídas a uma granulometria média de 0,01 a ΙΟμιη, preferencialmente de 0,1 a 5μιη.

Em outro exemplo, síntese de estado sólido convencional pode ser usada para preparar as fritas de vidro aqui descritas. Neste caso, matérias-primas são seladas em um tubo de quartzo fundido ou tubo de tântalo ou de platina sob vácuo e então aquecidas até cerca de 700 a 1200°C. Os materiais ficam nesta 20 temperatura elevada por cerca de 12 a 48 horas e, em seguida, são arrefecidos lentamente (cerca de 0,1°C/minuto) até a temperatura ambiente. Em alguns casos, reações de estado sólido podem ser realizadas em um cadinho de alumina em ar.

Em outro exemplo, coprecipitação pode ser usada para formar os 25 sistemas reacionais inorgânicos. Neste processo, os elementos metálicos são reduzidos e coprecipitados com outros óxidos metálicos ou hidróxidos a partir de uma solução contendo cátions metálicos, pelo ajuste dos níveis de pH ou pela incorporação de agentes redutores. Precipitados destes metais, 30 óxidos ou hidróxidos metálicos são então secos e queimados sob vácuo a cerca de 400 a 600°C para formar um pó fino. O veículo orgânico representa cerca de 1 a 20% em peso da pasta total. 0 próprio veículo orgânico compreende cerca de 1 a 10% em peso de ligante, cerca de 1 a 20% em peso de tensoativo e cerca de 50 a 70% em peso de solvente orgânico.

5 Um agente tixotrópico conhecido pelo versado na técnica também pode ser incluído no veículo orgânico.

A composição de pasta eletrocondutora pode ser preparada por qualquer método para a preparação de uma composição de pasta conhecida no estado da técnica ou a ser desenvolvido. O método de preparação não é crítico, contanto que resulte em uma pasta homogeneamente dispersa. Por exemplo, sem limitação, os componentes da pasta podem ser assim misturados, tal com em um misturador, e então passados através de um moinho de três rolos, por exemplo, para se obter uma pasta uniforme dispersa. Está dentro do escopo da invenção incluir o aditivo em forma de pó ou suspenso em um meio líquido. Tal pasta, em seguida, pode ser utilizada para formar uma célula solar por meio de aplicação da pasta à camada antirreflexo sobre um substrato de silício, tal como por serigrafia e, em seguida, queimar para formar um eletrodo (contato elétrico) sobre o substrato de silício.

Exemplo 1

Um veículo orgânico foi preparado pela combinação de 60% em peso (de solvente orgânico) de terpineol, 5% em peso de PVP, 25 20% em peso de Dispers655, 1 a 10% em peso de etil celulose e 5% em peso de tixotrópico. A mistura foi aquecida a uma temperatura de 800C sob agitação, e então mantida até um total de 30 minutos. O veículo foi então resfriado e moído usando um moinho de três rolos até que alcançasse uma consistência 30 homogênea. O veículo, até 20% em peso (da pasta), foi então misturado com cerca de 80% em peso (de pasta) de partículas de prata e cerca de 5% em peso (de pasta) de fritas de vidro usando um misturador rápido. A mistura foi moída, em seguida, usando um moinho de três rolos até que se tornou uma pasta uniforme dispersa. A pasta resultante foi serigrafada em uma 5 pastilha solar a uma velocidade de 150 mm/s, usando tela 325 (malha) * 0,9 (mil, diâmetro do fio) * 0,6 (mil, espessura da emulsão) * 50 μιη (abertura de linha de impressão digital) (tela de Calendário) , e, em seguida, a pastilha serigrafada foi queimada com o perfil adequado.

Exemplo 2

Outro veiculo orgânico foi preparado pela combinação de aproximadamente 60% em peso (de veiculo orgânico) de terpineol, 5% em peso de PVP, 20% em peso de BYK662C, 1 a 10% em peso de etil celulose e 5% em peso de tixotrópico. A 15 mistura foi aquecida a uma temperatura de 80°C sob agitação, e então mantida até um total de 30 minutos. O veículo foi então resfriado e moído usando um moinho de três rolos até que alcançasse uma consistência homogênea. O veículo, até 20% em peso (da pasta), foi então misturado com cerca de 80% em peso 20 (de pasta) de partículas de prata e cerca de 5% em peso (de pasta) de fritas de vidro usando um misturador rápido. A mistura foi moída, em seguida, usando um moinho de três rolos até que se tornou uma pasta uniforme dispersa. A pasta resultante foi serigrafada em uma pastilha solar a uma 25 velocidade de 150 mm/s, usando tela 325 (malha) * 0,9 (mil, diâmetro do fio) * 0,6 (mil, espessura da emulsão) * 50 μπι (abertura de linha de impressão digital) (tela de Calendário), e, em seguida, a pastilha serigrafada foi queimada com o perfil adequado.

As Figuras IA e IB mostram uma linha de impressão digital seca impressa usando uma pasta exemplar de acordo com o Exemplo 1. A linha seca tem 77,3 μιη de largura e altura de 17,7 μπι. As linhas possuem grande uniformidade de borda longitudinal e apresentam pouca variação na altura da linha de impressão digital, ou seja, sem picos e vales. Nas Figuras 2A e 2B, a 5 mesma linha de impressão digital, após a queima, mantém a uniformidade de borda longitudinal e altura. A linha queimada possui uma largura de 80 μπι e altura 13,0 μπι.

As células solares produzidas utilizando as pastas eletrocondutoras exemplares foram testadas usando um aparelho de teste I-V. Uma lâmpada de arco de Xe no aparelho de teste I-V foi usado para simular a luz solar com uma intensidade conhecida e a superfície frontal da célula solar foi irradiada para gerar a curva I-V. Usando esta curva, foram determinados vários parâmetros comuns a este método de medida que permite comparação de desempenho elétrico, incluindo NCell (eficiência da célula solar), densidade de curto circuito (Isc), voltagem de circuito aberto (Voc), Fator de Preenchimento (FF) , resistência em série (Rs), resistência em série sob três intensidades padrão de iluminação (Rs3), e resistência de grade frontal (GRFr3 ou Rfront). Todos os dados foram compilados na Tabela 1.

Tabela 1. Desempenho Elétrico das Pastas Exemplares

Pasta NCell ' Isc Voc (V, " Rs (Q) „ _ GRFr3 Rfront <'> (mA> <mQ) (Ω) Exemplo 1 17, 04 8, 52 0,6203 78, 34 0,00498 0,00294 56,997 - Exemplo 2 16, 72 8, 62 0,6178 76, 44 0,00428 - - 0, 04079 Conforme demonstrado através dos resultados listados na Tabela 1, as pastas experimentais mostraram resistência em série (Rs) aceitáveis e resistência de grade frontal (GRFr3 ou Rfront), permitindo melhor condutividade e eficiência geral da célula solar (NCell).

Estas e outras vantagens da invenção serão evidentes para aqueles versados na técnica da descrição acima. Assim, será 5 reconhecido pelos versados na técnica que alterações ou modificações que podem ser feitas em relação às concretizações descritas acima sem se afastar dos amplos conceitos inventivos da invenção. Dimensões especificas de qualquer concretização particular são descritas apenas para fins ilustrativos.

Portanto, deve ser entendido que esta invenção não é limitada às concretizações particulares aqui descritas, mas deve a incluir todas as alterações e modificações que estão dentro do escopo e espírito da invenção.

Claims (20)

1. Veículo orgânico para uso em uma pasta eletrocondutora, caracterizado por compreender: um ligante, compreendendo pelo menos um de polivinilpirrolidona (PVP), polimetilmetacrilato (PMMA) ou polivinilbutirato (PVB); um tensoativo; e um solvente orgânico.

2. Veículo orgânico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o veículo orgânico compreende ainda um agente tixotrópico.

3. Veículo orgânico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o ligante representa cerca de 1 a 10% em peso do veículo orgânico.

4. Veículo orgânico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o tensoativo representa cerca de 1 a 20% em peso do veículo orgânico.

5. Veículo orgânico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o tensoativo representa cerca de 1 a 10% em peso do veículo orgânico.

6. Veículo orgânico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o tensoativo é pelo menos um de éster de ácido carboxílico hidroxifuncional com grupos afínicos de pigmentos, copolímero de acrilato com grupos afínicos de pigmentos, poliéter modificado com grupos afinicos de pigmentos ou compostos com grupos de afinidade de pigmento.

7. Veiculo orgânico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o solvente orgânico é pelo menos um de carbitol, terpineol, hexil carbitol, texanol, butil carbitol, acetato de butil carbitol ou dimetil adipato.

8. Pasta eletrocondutora para uso em tecnologia de célula solar caracterizada por compreender: partículas metálicas; fritas de vidro; e um veículo orgânico compreendendo um ligante compreendendo pelo menos um de PVP, PMMA ou PVB, um tensoativo e um solvente orgânico.

9. Pasta eletrocondutora de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que as partículas metálicas representam cerca de 60 a 90% em peso da pasta.

10. Pasta eletrocondutora de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que as partículas metálicas representam cerca de 80% em peso da pasta.

11. Pasta eletrocondutora de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizada pelo fato de que as partículas metálicas são pelo menos uma de prata, ouro, cobre e níquel.

12. Pasta eletrocondutora de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizada pelo fato de que as fritas de vidro representam cerca de 1 a 10% em peso da pasta.

13. Pasta eletrocondutora de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizada pelo fato de que as fritas de vidro representam cerca de 5% em peso da pasta.

14. Pasta eletrocondutora de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, caracterizada pelo fato de que o veículo orgânico representa cerca de 1 a 20% em peso da pasta.

15. Pasta eletrocondutora de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 14, caracterizada pelo fato de que o veículo orgânico representa cerca de 15% em peso da pasta.

16. Pasta eletrocondutora de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 15, caracterizada pelo fato de que o veículo orgânico compreende ainda um agente tixotrópico.

17. Pasta eletrocondutora de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 16, caracterizada pelo fato de que o veículo orgânico compreende 1 a 10% em peso (de veículo orgânico) de ligante.

18. Pasta eletrocondutora de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 17, caracterizada pelo fato de que o veículo orgânico compreende 1 a 20% em peso (de veículo orgânico) de tensoativo.

19. Pasta eletrocondutora de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 18, caracterizada pelo fato de que o veículo orgânico compreende 1 a 10% em peso (de veículo orgânico) de tensoativo.

20. Célula solar caracterizada por ser produzida por meio de aplicação de uma pasta eletrocondutora de acordo coma qualquer uma das reivindicações 8 a 19 a uma pastilha de silício e queima da pastilha de silício.